Když Amazon před několika lety uvedl do provozu své první robotické distribuční centrum, kde mezi sebou spolupracuje flotila pozemních jezdících „berušek“, šlo svým způsobem o náhled do budoucnosti. O pár let později už tato automatizovaná centra nejsou ničím neobvyklým. Amazon takové má třeba v Polsku a jedno postaví v Česku. Americký kolos se ostatně programování automatizace skladů věnuje i v pražské pobočce.
Obor spolupráce více robotů navzájem se nadále posouvá a pomoci k tomu chce i nově otevřená laboratoř na Fakultě informačních technologií ČVUT v pražských Dejvicích.
Nové prostory na ČVUT dostaly jméno Laboratoř robotických agentů (RoboAgeLab). Univerzita zde má k dispozici více než stovku robotů tří hlavních druhů. K nim mají přístup studenti v rámci výuky, různých projektů a diplomových prací.
Roboti jsou malých rozměrů a mají především simulovat scénáře, které bude možné přenášet do průmyslu a dalších oblastí. Primárně jde o to nacházet cesty, jak stroje přimět spolupracovat ve větším množství a nepřekážet si. Algoritmy, principy nebo napsaný kód pak bude možné přenášet dále do většího nasazení.
Křemíkový puk
Nejvíce pokročilým exemplářem, který na FITu mají, je e-puck. Jde o edukativního robota, kterého vytvořili na technické univerzitě v Lausanne ve Švýcarsku a udělali z něj spin-off.
Elektronický puk disponuje mikrofony, infrasnímačem, gyroskopem nebo kamerou, díky čemuž dokáže „vidět“ okolí a interagovat s ním. Pohybuje se na dvou kolečkách a má potřebnou konektivitu. Jednojádrový čip se používá od čínské společnosti Espressif Systems, která má vývoj také v Brně.
„Je to plně autonomní robot, který se programuje v jazyce C. Lze na něm simulovat řadu věcí, možná by šlo zkusit i chování Mars Roveru,“ vysvětluje vedoucí laboratoře Pavel Surynek.
Roboti v RoboAgeLabu ČVUT:
Dalších robůtků má FIT zhruba osmdesát. Jde o stroje Ozobot, které jsou často prodávány jako hračka. Ve své podstatě jsou podobné tomu, co známe například ze studentských soutěží v programování robotů. Ozoboti umí sledovat 2D prostor pod sebou a pohybují se a rozhodují na základě toho, co na něm detekují. Typicky si lze představit černou čáru, po které se mají pohybovat.
ČVUT Ozoboty využívá pro multiagentní hledání cest a lokalizaci. Program se dokáže učit logické formule. „V současné době zvládneme interakci do stovky takových robotů. Dokážeme vytvořit plán pro každého robota, díky čemuž dosáhneme bezkolizního pohybu v reálném čase,“ navazuje Surynek. Na ukázky projektů se lze podívat na dvou studentských pracích.
FIT ČVUT má dále k dispozici „klec“ s malými drony Bitcraze. Zde opět nejde o základní řízení jednoduchého létajícího přístroje, ale o jejich koordinaci v trojrozměrném prostoru. Škola aktuálně využívá loco positioning system (rádiové měření vzdálenosti). Už má ale nakoupeny základnové stanice pro optické sledování („majáky“ SteamVR), což by mělo hlídání v prostoru zpřesnit.
Při demonstraci se podařilo koordinovat jednotky dronů, nebylo to ale spolehlivé. Problémem jsou často mechanické vlastnosti dronů. „V budoucnu bychom chtěli koordinovat třeba sto dronů naráz. Teoretické využití se nabízí ve zbrojním průmyslu nebo doručování zásilek,“ přibližuje vedoucí RoboAgeLabu.
Škola bude rovněž pracovat s prototypy robotických ramen používaných v továrnách nebo skladech a se zmenšeninami. Důvodem jsou mimo jiné prostor a cena. Větší přístroje má ČVUT k dispozici v testbedu Českého institutu informatiky, robotiky a kybernetiky (CIIRC).
FIT není jediná fakulta ČVUT, která se spoluprací robotů zabývá. Fakultě elektrotechnické se dlouhodobě daří bodovat v mezinárodní soutěži americké vládní agentury DARPA. Světové úspěchy slaví rovněž česká Robotika International, která uspěla v soutěži NASA.
FIT ČVUT roli RoboAgeLabu popisuje následovně (více také v podcastu):
Robotičtí agenti jsou roboti, kteří musí spolupracovat s mnoha dalšími zpravidla identickými roboty, aby splnili úkol, na který by jeden samostatný robot nestačil. Jejich naprogramování není vůbec jednoduché. Je nutné naučit je vzájemné spolupráci, aby nedocházelo ke kolizi, aby vzájemně nesoutěžili, ale aby spolupracovali. Studenti se je naučí programovat. Specialitou laboratoře jsou unikátní techniky plánování pro sto robotů a více.
Mezi robotické agenty, kterými je laboratoř vybavena, patří pozemní mobilní roboti a miniaturní létající drony. Mobilní roboti se využívají pro testování plánů bezkolizního pohybu a činnosti robotů, což modeluje například reálné robotizované sklady, kde roboti vykonávají různé logistické operace. Jejich pohyb musí být nejen bezkolizní, ale také energeticky nejméně náročný, tj. zpravidla co nejkratší cesta. Naplánování bezkolizních cest pro všechny roboty najednou je velmi náročný úkol. Zejména vzhledem k obtížnosti naprogramování algoritmů tak, aby nekladly nároky na výpočetní techniku nad její současné možnosti.
V laboratoři se pracuje se zmenšenými modely různých reálných scénářů, například zmiňovaných skladů, do nichž jsou zasazeni robotičtí agenti. Poznatky z realizovaných simulací s pozemními mobilními roboty bude možné transferovat do praktického použití a pomoci tak zefektivnění reálných provozů.
Budoucnost spatřuje laboratoř i v řízení velkých skupin autonomních létajících dronů, které by postupem času mohly například doručovat zásilky. Pro výzkum této oblasti jsou v laboratoři zastoupeny miniaturní létající drony, které lze bez obav provozovat v interiéru laboratoře. Využití programování robotických agentů může mít i esteticko-výtvarný význam, kdy vznikne zajímavá formace většího množství robotických agentů a je vytvořen 3D „živý“ artefakt.
Dalším využitím může být zkoumání ve 3D prostoru nebo bezpečnost a ochrana objektů. Laboratoř má ve výzkumu i další ambice. Jedním ze smělých plánů je výzkum spolupráce mezi mnoha robotickými rameny pro využití v různých komerčních provozech, respektive vytvoření zmenšené verze komplexní výrobní linky se spolupracujícími robotickými rameny s využitím výroby vlastních robotů v rámci studentských prací.
ČLÁNKY DO MAILU