Čeští roboti se učí hledat raněné a podporovat drony

Robot o velikosti konferenčního stolku opatrně sjíždí ze schodů, „osahává“ terén před sebou laserovým dálkoměrem, pozoruje jej kamerou. Jako nestvůrný hmyz zvedá a sklápí doplňkové systémy pásů zvané flippery, které používá v obtížném terénu. Kolemjdoucí se zastavují a sledují neobvyklé divadlo.

Jsme na dvoře pražské techniky na Karlově náměstí, v jednom z přízemních stavení označeném logem ČVUT. Sídlí tu dočasně Český institut informatiky, robotiky a kybernetiky. Od válečných dob, kdy tu byla zdravotnická škola SS, do budovy evidentně nikdo moc neinvestoval, takže vypadá, že se každou chvíli zřítí. A to bude možná vhodná chvíle k nasazení robotů, které tu konstruují.

Jsou to totiž samostatní a chytří průzkumníci míst, kde je pro člověka příliš nebezpečné se pohybovat. Nedávno například tito roboti - vyvíjení v rámci širšího evropského projektu TRADR - mapovali kostel v italském Amatrice, který poničilo zemětřesení. Cílem bylo zjistit, nakolik hrozí úplné zřícení a jestli má kostel smysl zachraňovat.

V aktuálním Respektu 16/2017 přinášíme pod titulkem Jak vdechnout stroji duši text o tom, proč je tak složité sestrojit všestranného humanoidního, člověku podobného robota, který dovedl například pomáhat v domácnosti. Vývoj automatických průzkumníků vázne rovněž - částečně kvůli podobným problémům. Ale jak už to ve vývoji technologií bývá, snaha vyřešit problémy v jedné oblasti může způsobit revoluci úplně jinde.

Robote, co vidíš?

Výhodou robotů–průzkumníků je to, že jich operátor může z dálky ovládat více najednou. Stačí, aby zadal trasu, a robot sám najde způsob, jak ji projet. Ani pak to ale není snadné. „Hasič nebo jiná obsluha je třeba padesát metrů daleko, vidí okolí pohledem malého okénka z kamery a vůbec netuší, co kolem robota je,“ říká doktorand a člen vývojového týmu Martin Pecka. Proto výzkumníci kladou důraz právě na samostatnost strojů: jakmile se robot s terénem seznámí, může se v něm už pohybovat zcela autonomně.

Své okolí vnímají mechaničtí průzkumníci kromě panoramatické kamery také pomocí laserového scanneru. Ten jim umožňuje vytvářet trojrozměrnou mapu míst, v nichž se pohybují. Pohání je elektrická baterie a v terénu vydrží operovat asi dvě až tři hodiny. Jsou víceúčeloví: usnadňují třeba nasazení leteckých průzkumníků, dronů, pro něž mohou sloužit jako pozorovací bod. „Je velmi těžké letět s dronem, pokud jej člověk nevidí,“ vysvětluje Tomáš Svoboda, šéf týmu, který pozemní průzkumníky vyvíjí. To se ostatně osvědčilo právě v Amatrice, kde se na průzkumu kostelů podíleli kromě pozemních automatů právě létající roboti.

Zatímco schody pražské techniky jsou pro robota jednoduchou překážkou, v terénu je to těžší. Musí se pohybovat a orientovat v nepředvídatelném a neznámém prostředí, kde může být kouř, hořet ohně, pršet, hrozit výbuch či zřícení. Musí být dostatečně odolný, aby se nerozbil, a zároveň pružný, schopný překonávat překážky. V ideálním případě by měl umět poznat, kde jsou ranění nebo lidé částečně pohřbení pod sutinami, a přivolat pomoc.

Najít částečně zasypaného člověka přitom není snadná úloha. „Detekce chodců z pohledu jedoucího auta již zvládnutá je, ale tady může být raněný zakryt zdivem, prachem a podobně,“ vysvětluje Svoboda. Algoritmus, který umí vyhledávat raněné, pražští vědci již vyvinuli, podobné „vychytávky“ ale vyžadují chytřejší „mozek“ robota a kvalitnější senzory, což je těžké sladit s požadavky na lehkost, nerozbitnost a také nízké těžiště, které zabraňuje převrácení celého stroje.

I po sedmi letech vývoje tak mechaničtí průzkumníci zůstávají ve fázi prototypů. Aby se skutečně mohli stát součástí záchranných týmů, potřebovali by například zapouzdřit elektrickou část, aby nehrozilo, že náhodná jiskra zapálí případné unikající hořlavé plyny. Museli by se stát odolnými i proti dešti, vysokým teplotám a podobně. Něco takového už akademický sektor nezvládne, vývoj by měla převzít silná a zkušená firma.

Tu se však najít nedaří, jde o drahou a technicky velmi obtížnou věc. Ostatně asi ve světě podobní roboti-průzkumníci ještě neoperují. „Zatím se to nepovedlo ani ve Spojených státech. Roboti–záchranáři tu existují, ale jsou plně ovládaní na dálku bez jakékoliv vlastní inteligence,“ říká Svoboda.

Bílý náklaďák v zapadajícím slunci

Vývoj podobných zařízení ale není zbytečný, ani když se jej nepodaří dotáhnout. Poznatky, které se tímto způsobem rodí na katedrách a ve výzkumných ústavech, často nacházejí uplatnění v průmyslu. Zajímavou technologií je třeba laserový dálkoměr a skener lidar, který pomáhá robotovi sestrojit zmíněnou trojrozměrnou mapu. Kdyby jej měl samořiditelný automobil Tesla, který loni v květnu narazil na Floridě do nákladního přívěsu a usmrtil svého majitele, nemuselo podle Svobody k nehodě dojít.

„Všechny ostatní senzory v dané situaci selhaly. Oslnilo je slunce, bílý náklaďák se pohyboval se neobvyklým způsobem. Systém auta si jej spletl s reklamním poutačem,“ vysvětluje český robotik příčiny nehody, která byla ovšem způsobena nejen chybou automatiky, ale hlavně lehkomyslností majitele auta – následné vyšetřování prokázalo, že samořiditelný systém vozu nebyl pro řešení podobných situací konstruován a firma nikdy neslibovala, že to zvládne.

Lidar by mohl nabídnout řešení, zatím je však příliš drahý a poruchový. Jestli na něj Tesla a jiné automobilky v budoucnu vsadí, nebo zdokonalí jiné senzory, se teprve ukáže.