Létající roboti

Otevřeným oknem vlétl do kanceláře generálního štábu nezřetelný objekt. Jeho pohyb byl synchronizován s časováním laserového elektrického plotu, který kancelář chránil, a tak si poplašný systém ničeho nevšiml. Do deseti minut malý vetřelec zase oknem zmizel. Na to, co se stalo, se přišlo až po několika dnech: USB flash disk ležící na stole generála byl nahrazen jiným, s úmyslně upravenými daty.

Utopie? Ne tak docela – je to poměrně přesný popis zadání šesté mise soutěže IARC (International Aerial Robotics Competition), jejíž další ročník se bude konat v srpnu 2012 v Severní Dakotě. Úlohou páté, již splněné mise bylo dostat se do simulované jaderné elektrárny, v níž došlo k úniku radiace, a udělat detailní snímek řídicího panelu. Už předloni se to podařilo týmu z MIT pomocí malého létajícího čtyřvrtulového robota – autonomního vrtulníčku na elektrický pohon, pro který se u nás vžívá název čtyřtulka (anglicky quadrotor nebo quadrocopter).

Škála autonomních létajících prostředků (autonomních znamená, že operují samostatně, aniž by je na dálku ovládal operátor) je poměrně široká: od satelitů a řízených střel až po snímkující vzducholodě a umělé kolibříky. V poslední době však roste právě popularita čtyřtulek. Princip jejich fungování je přitom znám poměrně dlouho, první experimenty proběhly dokonce už počátkem dvacátého století. Až donedávna byl ale velký problém s řízením. Po obvodu malé helikoptéry jsou umístěny čtyři vrtule, přičemž jeden pár se obvykle točí ve směru a jeden proti směru hodinových ručiček. Takový stroj je bez senzorů a moderní elektroniky téměř neovladatelný. Pomocí akcelerometrů, gyroskopů, 3D kompasu a dalších zařízení jej však řídit lze.

Manévrovací schopnosti čtyřtulky jsou přitom pozoruhodné. Umí nehybně viset ve vzduchu, vyrazit libovolným směrem, proletět malým otvorem nebo „přistát“ na šikmé ploše, či dokonce pod převisem (což je manévr, kterému se anglicky říká perching, hnízdění; viz http://www.youtube.com/watch?v=MvRTALJp8DM). Několik vrtulníčků pak společně dokáže budovat i velmi složitou konstrukci (http://www.youtube.com/watch?v=W18Z3UnnS_0). V praxi mohou tyto stroje pomáhat třeba při inspekci stožárů vysokého napětí či špatně dostupných vysílacích věží.

Malé helikoptéry si pořídila například policie v Liverpoolu, k mapování situace je využívají požárníci v Anglii a nepřekvapí, že zájem o ně mají i armády, které je využívají k průzkumu a k posílení ochrany konvojů. Čtyřtulky jsou například oficiální součástí výzbroje Bundeswehru; v roce 2009 je německá armáda nasadila v Afghánistánu. Měly určité problémy s tamní vysokou teplotou, nyní je však již k dispozici jejich vylepšená verze a vývoj dále pokračuje.

V civilní oblasti jsou tyto stroje dostupné i amatérům. Čtyřtulku si zhruba za 8000 korun můžete koupit ke svému iPhonu. Pokud jste spíše kutil, bude vás zajímat open source projekt AeroQuad.com (nebo DYIDrones.com) a čtyřtulku si postavíte, případně se s ní pak přihlásíte třeba do soutěže RobotChallenge, která probíhá každý rok na jaře ve Vídni. Od příštího roku se její součástí stává nová letecká kategorie Air Race.

Jak ovšem ukázala v úvodu zmíněná soutěž IARC, vrtulníčky mohou také škodit. Nezastaví je ostnatý drát ani vysoký elektrický plot. Navigují-li se pomocí laserových dálkoměrů, nepotřebují ani denní světlo a záškodnická operace může proběhnout v noci. A nemusí jít o sofistikovanou krádež dat: čtyřtulky mohou hrát roli středověkých praků – obyčejný kámen hozený z výšky 100 metrů udělá své a zápalná láhev uvolněná v místě těžko dostupném pro hasiče dokáže zničit drahý objekt.

Dnešní malé elektrické čtyřtulky vystoupají do půlkilometrové výšky, obvykle unesou několik stovek gramů zátěže a ve vzduchu se udrží zhruba 10 až 20 minut. Pokud netrváme na jejich návratu z mise, doletí až do vzdálenosti 15 km a ani malá nosnost nemusí příliš vadit: stačí si představit roj malých vrtulníků.

Velký teroristický útok však zatím nejspíš nehrozí. Ani Američan Rezwan Ferdaus, který chtěl zaútočit na Pentagon a Kapitol pomocí několika modelů stíhaček navigovaných GPS, nepředstavoval podle FBI vážnou hrozbu. Modely, které zakoupil, sice měřily na délku kolem dvou metrů, přesto by neunesly tolik výbušniny, aby mohly kvalitně postavené budovy skutečně ohrozit. Navíc by bylo mimořádně obtížné odpálit veškerou výbušninu na palubě ve správný okamžik.

Modely letadel a jiné létající stroje mohou nicméně nést na palubě kameru a například čtyřtulky lze využít k pozorování osob. Pokud jste paranoik a máte pocit, že vás Velký bratr sleduje, tak je to možné – pohledem z kamery, která zrovna visí ve vzduchu nad vámi. Možná ale, že i vy si nakonec pořídíte čtyřtulku na hlídání vašeho majetku.

Autor je robotik, spoluzakladatel
serveru Robotika.cz.