Experti z ČVUT trumfli v soutěži robotů zahraniční konkurenci. Pentagon jim dá 32 milionů

Tým studentů a vědců z Českého vysokého učení technického vyhrál 1,5 milionu dolarů (32 milionů Kč) v rámci výzkumu financovaného Pentagonem, respektive jeho výzkumným orgánem DARPA (Agentura ministerstva obrany pro pokročilé výzkumné projekty). V soutěži robotů to akademici z kateder kybernetiky a počítačů Fakulty elektrotechnické ČVUT nandali i mnohem lépe placeným koumákům – obsadili první pozici v kategorii týmů, které nebyly financovány z projektu DARPA, a třetí pozici celkově.

Prestižní soutěž DARPA Subterranean Challenge (Podzemní výzva) testuje systémy autonomních robotů, které s velmi omezenou lidskou asistencí vzájemně spolupracují a dovedou prozkoumávat místa, kam by se člověk z bezpečnostních a jiných důvodů nemohl dostat. První kolo se odehrálo v srpnu 2019 v dolech v Pittsburghu, druhé v podzemí industriálního komplexu nedostavěné jaderné elektrárny ve státě Washington. Ve všech kolech soutěže jsou věrně simulovány náročné podmínky způsobené přírodní katastrofou nebo průmyslovou havárií.

Soutěžní týmy měly za úkol svými autonomními systémy zmapovat až osmikilometrové podzemní bludiště a odhalit ukryté objekty (například batoh nebo horníka), správně je rozpoznat zanést je do 3D mapy s požadovanou přesností. Pořadatelé navíc podmínky ztěžovali: ve štolách se najednou začalo kouřit, zhasla světla nebo je zaplavila voda oslepující lidarové senzory. Soutěžící z ČVUT ale dovedli improvizovat. Nasadili kombinaci pásových robotů, létajících dronů a šestinohých „pavouků“, které mohli dle potřeby upravovat.

Soutěž vyhrál tým Costar s výrazným náskokem (16 bodů proti 10 pro ČVUT), jenže také náleží do úplně jiné váhové kategorie: jde o partnerství NASA, špičkových univerzit MIT a Caltech i průmyslu (např. firmy Intel). Celkem osmý z šestnácti skončil další pražský tým, Robotika z České zemědělské univerzity.

Výzkum i vysavače

Významnou částku tým ČVUT vynaloží na nákup čtyřnohých robotů SPOT od Boston Dynamics. „Tyto roboty jsou dosud nejlépe disponovány pro skutečně autonomní chování a navíc velmi spolehlivé, teprve nedávno byly uvolněny k volnému prodeji,“ popsal docent Tomáš Svoboda z úspěšného týmu a dodal: „Setkali jsme se s nimi v druhém soutěžním kole, kde je nasadil tým Costar a kde se ukázaly v dobrém světle. Doufáme, že k nám dorazí včas, abychom je stačili zaintegrovat a mohli s nimi absolvovat finálovou soutěž.“

Vedle SPOTů bude robotický tým ČVUT investovat i do letky nových dronů se senzory přizpůsobenými podmínkám autonomního letu v podzemních prostorách soutěže DARPA a nových LIDARů, které pásovým robotům umožní nejmodernější 3D vidění. 

„Máme v plánu významně posílit autonomní chování robotů, což souvisí s přesností jejich lokalizace a navigace. K tomu potřebujeme se dále posunout ve vývoji senzorické výbavy robotů, a to jak u kráčejících robotů, tak u našich současných kolových a pásových robotů. Podpora výzkumu od DARPA nám umožní řešit nejen výzkumné, ale také technologické výzvy související s nasazením robotů ve finálovém kole,“ zmiňuje další plány prof. Jan Faigl, vedoucí laboratoře výpočetní robotiky Centra umělé inteligence. A část peněz se využije na další klání v USA.

Vedle výzkumných soutěží také tým usiluje o zavádění robotů do praxe. „Věříme, že máme co nabídnout i Armádě České republiky či například Integrovanému záchrannému systému ČR s ohledem na to, že už spolupracujeme s hasičskými sbory z jiných zemí,“ dodává docent Svoboda.

Pes na prodej

Boston Dynamics vznikla při věhlasné univerzitě MIT v Bostonu, odtrhla se roku 1992. Právě s financováním od DARPA vyvinula řadu pokročilých robotů. Před sedmi lety ji za neznámou sumu koupil Google, později ji prodal japonské bance SoftBank, od které si většinu jejího podílu minulý týden koupila automobilka Hyundai. Hodnota Boston Dynamics nyní činí 1,1 miliardy dolarů (23,5 mld. Kč). 

Už má s výzkumnými roboty slušnou zkušenost, SPOT je ovšem první, který se bude vyrábět ve velkém. Od června se v Americe prodává: základní verze zvaná Explorer za 74 500 dolarů bez DPH (1,6 milionu Kč), cenu modelů pro firmy a výzkum firma veřejně neuvádí. Vedle policie či záchranářů ho chce nabízet také stavebním či těžařským firmám, hlavně na zajištění bezpečnosti či riskantní úkoly.

Robot má čtyři nohy, kolem 30 kilogramů, umí chodit rychlostí 6 km/h na různých površích včetně svahů, schodů či haldy kamení. Unese 14 kilo nákladu. Slušnou sílu má v tahu, jak ukázalo jedno z humorných videí, kterými Boston Dynamics psa propaguje: desetispřeží SPOTů utáhlo mnohatunový náklaďák.

Sada kamer kompletně monitoruje jeho okolí. Baterie vydrží hodinu a půl, pak lze snadno vyměnit za náhradní. Dokoupit lze různá čidla či manipulační úd (něco mezi rukou, hlavou a chapadlem), příslušenství v nabídce je dohromady dražší než základní robot. Rok už ho zkouší také policie Massachusetts, tedy domovského státu Boston Dynamics. Může pomáhat mj. při odstraňování výbušnin.

Gram za šest miliard. Na Zem dorazily vzorky asteroidu, teprve druhé v dějinách

Pro člověka je obyčejná chůze nejzákladnějším pohybem, ale obyčejně si neuvědomujeme, kolik svalů a nervů je ke kráčení po dvou zapotřebí. Pro vývojáře robotů je daleko snadnější vyrábět čtyřnohé.  Jenže pokud mají pomáhat člověku v jeho prostředí, musejí se mu víceméně podobat; ostatně tak si to představoval už Karel Čapek, který slovo robot představil ve hře R. U. R. A tak i zde napnula firma Boston Dynamics spoustu sil.

Výsledkem je prototyp Atlas, který měří nějakých 175, přitom má i „lidskou“ váhu 82 kg. Na YouTube firma nahrála řadu videí, co všechno ho postupně učí: od poskakování přes krabice a salta roku 2017 pokročil k obstojné a docela ladné gymnastické sestavě.

V soutěži humanoidních robotů DARPA roku 2015 splnil všech osm úkolů: řídit auto, projít sutí, odstranit překážky od dveří, otevřít je, vylézt po žebříku, probourat se betonovým panelem, nalézt a zavřít ventil a připojit požární hadici.

Kola jsou ale stejně pro stroje výhodnější. Průkopníci z Bostonu proto našli kompromis, aby se jejich humanoidní (člověku podobný) robot mohl trochu rychleji pohybovat: vytvořili robotického skejťáka jménem Handle. Po rovině normálně jezdí, ale překážky či schody zvládá jako člověk na kolečkových bruslích.

Handle má víceméně lidskou postavu, dva metry na výšku. Dovede drandit nějakých 15 km/h a vyskočí 120 cm do výšky. Rukama přitom hravě zdvihne 50 kg. „Využívá stejné principy dynamiky, rovnováhy a manipulace jako naši ostatní čtyř- a dvounozí roboti, ale je podstatně méně komplexní, má jen deset kloubů,“ uvedla firma.