当Guilherme A.S. Pereira于2018年从他的祖国巴西来到西弗吉尼亚大学时，他专注于一个单一的长期使命：将他新创建的现场与空中机器人实验室的机器人原型概念推向现实世界，以解决实际但复杂的商业挑战。在Pereira的指导下，该实验室正在研究地面和空中机器人在未知和非结构化环境中运行时所面临的基本挑战。
在巴西米纳斯吉拉斯联邦大学任教15年后，Guilherme Pereira加入了西弗吉尼亚大学机械与航空航天工程系担任副教授。Pereira对机器人的热情使他来到了摩根敦，这里某机构机械与航空航天工程系的负责人正设想将机器人技术作为一个战略增长领域。在那里，作为一名副教授，他有机会通过解决伴随自主机器人在自然世界中与人类并肩工作而出现的一些基本障碍来推动该领域的发展。
对Pereira来说，摩根敦为他毕生的工作提供了一个理想的落脚点。他在巴西东南部的山区米纳斯吉拉斯长大。他年轻时对技术着迷，学习电子课程并摆弄计算机。他在本科时开始对机器人产生浓厚兴趣，并加入机器人俱乐部，为比赛制作足球机器人。在完成机器人技术硕士学位后，他全身心投入了这个领域。
使用机器人帮助人类
2015年，在巴西的大学任教期间，Pereira作为访问学者在宾夕法尼亚州某机构的机器人研究所休假。正是在那里，他决定是时候永久移居美国了。某机构有几个机器人技术的职位空缺，当该机构的机械与航空航天工程系向他提供职位时，他欣然接受。
在西弗吉尼亚州，Pereira发现了一个等待进行的实地实验。该州以其煤矿业闻名，每年还开采1000万吨石灰石。Pereira指出，这些矿井更大，并且可能比煤矿更危险。大型卡车在矿井内移动，支撑天花板和墙壁的支柱必须定期检查是否有裂缝和其他可能导致坍塌的损坏。Pereira和他的学生创建了一个连接无人机的陆地机器人车辆原型来处理这些危险任务。
Pereira指出，这些安全问题意味着在某些情况下机器人是更合适的选择。他的团队一直在与一些矿业公司以及大学的采矿部门联系，希望将其原型转化为工作模型。
此外，西弗吉尼亚州近80%的面积被森林覆盖，虽然火灾威胁相对于美国西部森林不那么常见，但入侵性昆虫和植物物种造成了重大问题。该团队正在创建一个自主无人机机器人的原型，该机器人可以在错综复杂的树木和灌木丛中穿行。一个目标是让用于检查的无人机在森林中快速穿行，搜寻有害的昆虫和植物，但这需要在动态环境中拥有完美的导航技术。通过模拟，该实验室专注于尝试指定无人机机器人的轨迹，使其能够在森林或矿井内安全导航，以避开障碍物和人员。
自主机器人的兴起
自主移动机器人已在工业应用中占据了重要地位，从制造业到运输和交付。这些机器人需要频繁的人类交互，以便对它们进行编程以适应不断变化的环境，并保持它们充电和运行。简而言之，设计一种让机器人自主运行的方法是一项艰巨的任务。
Pereira说：“让机器人在没有人类指导的情况下工作数天、数周或数年是我们关心的问题。问题在于，对于一个长期工作的机器人，比如一次工作几天，环境会发生变化。数年下来，环境变化会更大。在森林里，植物和树木会生长，有季节变化，有时下雪，有时晴天，有时下雨。而在室内，家具会被移动，人也会走动，甚至其他机器人也会构成障碍。”
“如果一个机器人识别出椅子和桌子，它会知道自己比如在餐厅。如果这种情况发生了变化，机器人将很难定位自己并搞清楚状况。”
Pereira确定了两个需要关注的关键领域。为了让机器人在不断变化的环境中（如森林、矿井或任何有人类生活和工作的场所）长期自主工作，它们必须能够即时适应。为此，必须实时处理海量数据，这对于在机器人本地进行计算来说过于密集。因此，Pereira决定将他的研究重点放在并行计算和云计算上，特别是建图和运动规划，以此作为构建此类机器人的蓝图。
通过使用具有充足内存和处理能力的云端，可以从数据流中预处理不断变化的环境地图，并将其传输给正在运行的机器人。而使用新的运动规划算法来规划机器人运动的计算，可以在机器人基于CUDA的机载计算机上以并行方式更快地完成。CUDA是一种经济高效的并行计算平台和应用程序编程接口。
Pereira解释说：“我们正在尝试做的一件事是从环境中获取数据，并进行非常、非常快速的处理，以便机器人能够检测和避开障碍物。”
某机构研究奖
2019年，Pereira因其“面向长期机器人的并行与云计算”研究获得了某机构研究奖。这笔资金支持了他的研究，并使他能够增加一名博士生来帮助启动该项目。该奖项还向他的实验室介绍了某机构云计算服务平台，使他的项目成为该团队中第一个有效应用云计算的项目。
Pereira与某机构机器人技术高级解决方案架构师Vamshi Konduri密切合作。Konduri的团队提供解决方案和服务，帮助客户构建具备关键智能、数据/视频处理和分析等能力的机器人。
Konduri说：“Guilherme在研究提出的策略需要工具将机器人连接到云端、处理数据并利用智能计算能力，而某机构凭借我们提供的广泛而深入的服务，完全有能力提供这些。”
Konduri对Pereira的努力印象深刻。Konduri说：“他具有前瞻性思维，拥有务实且尖端的研发想法。他正在利用其他领域（如云计算）的进展和趋势。”
Pereira欣然接受了他未来工作中将面临的挑战。Pereira说：“我最终希望看到的一件事是机器人与人类紧密合作，一起工作。这在目前是非常困难的。”
他说：“巨大的挑战是让这些机器人变得足够智能，让人们在它们附近是安全的，并且机器人实际上能够帮助他们。我看到机器人农民、为某机构工作的送货机器人，以及你可以信赖能在人群中移动的机器人。我所做的一切都是关于拥有机器人，不是为了取代人，而是增强人类的能力，帮助人们完成那些机器人能比人做得更好的重复性任务。”FINISHED
