Sdílet
26. června 2017
Profesor Luděk Žalud je na brněnském CEITEC vedoucím laboratoře zabývající se robotikou. S týmem pracují na vývoji robotů, kteří nejen dokáží zachraňovat lidské životy v nepřístupných podmínkách, ale také například pomáhají při diagnóze a léčbě kožních nemocí.
Pane profesore, na CEITEC v Brně vedete tým zabývající se robotikou. V čem je podle Vás v tomto oboru největší potenciál?
Robotiku je možné zjednodušeně rozdělit na mobilní a stacionární. Zatímco stacionární robotika nám zlevňuje a zkvalitňuje výrobu především průmyslového zboží jako jsou mobilní telefony nebo automobily, mobilní robotika začíná pronikat do velmi širokého spektra aplikací od tzv. robotických vysavačů přes asistenty pro starší nebo postižené, až po průzkum nebezpečných krizových oblastí. Z toho je patrné, že robotika již dnes zasahuje podstatným způsobem do našeho života a je oprávněné se domnívat, že tomu tak bude i v budoucnu. Je možné říci, že hlavním předpokladem pro další rozšiřování těchto technologií do nových oblastí je jejich schopnost bezpečně a inteligentně spolupracovat s člověkem v jeho přirozeném prostředí.
Roboti z Vaší laboratoře sice vznikají pro potřeby armády, ale slouží k mnohem vyšším účelům – především zachraňovat lidské životy. Proč se profilujete zrovna tímto směrem? Byl/bude některý Váš robot užíván v praxi?
Spektrum námi vyvíjených robotů je širší – nejde pouze o armádní stroje. O tom svědčí i fakt, že náš nejdéle vyvíjený robot Orpheus byl doposud vyroben v jedenácti různých verzích, z nichž jen čtyři byly armádní. Ochrana lidského života nebo zdraví robotem mi od začátku mého působení na VUT přijde jako velice vhodná a potřebná aplikace pro mobilní roboty, která má navíc určitou šanci na financování i v naší zemi. Snahou našeho týmu je vyvíjet stroje, které budou co nejdříve použitelné v praxi. Některé stroje, například Orpheus, jsme sami komplet vyvinuli, otestovali a jsme schopni je i vyrábět. Tím se snažíme odlišit od jiných zavedených univerzitních pracovišť – nesnažíme se dělat tzv. „vědu do šuplíku“, ale co nejvíce prakticky použitelné stroje, algoritmy a technologie. Máme několik systémů nasazených v praxi, kromě robotů Orpheus je to například tzv. štěrbinová kamera Kyklop vyvinutá pro Hasičský záchranný sbor Jihomoravského kraje. Pro Státní ústav radiační ochrany, v.v.i. jsme nyní vyvinuli nový robot Morpheus. Máme i další zajímavé aplikace, ale nejsem oprávněn o nich veřejně hovořit.
Můžete stručně popsat čtenáři proces od zrodu myšlenky po realizaci robota? Jak probíhá jeho testování, testujete v nějakých speciálních podmínkách?
Pokud mluvíme o mobilním robotu pro speciální průzkum, což je naše specialita, je možné říci, že první fází je vyjasnění přesných parametrů stroje se zákazníkem. To je velmi důležitý moment, během kterého se rozhodne, zda jsme vůbec schopni stroj postavit, jak to bude dlouho trvat a kolik to bude stát peněz. Potom navrhneme podobu robota ve strojařském programu a v jiném do něj virtuálně „naskládáme“ veškeré potřebné vybavení. Na základě požadované maximální rychlosti vybereme nebo necháme navrhnout i motory. Aby však stroj dobře fungoval, musí se vejít do určité celkové hmotnosti, takže zase bojujeme s typem a kapacitou baterie a podobně. Celou konstrukci musíme zároveň rozebírat i z technologického hlediska, aby bylo možné stroj vůbec vyrobit a sestavit. Potom se robot nechá vyrobit, což dělá v našem případě z velké části jeden velmi šikovný člověk s tím, že některé části se nechají vyrobit jako subdodávky. Nakonec je potřeba stroj důkladně otestovat. V případě jednoho z vojenských robotů nám výroba trvala pět měsíců a testování podle vojenských standardů měsíců sedm, což dobře ukazuje náročnost těchto zkoušek. Vojenský robot byl testován 19 zkouškami, mezi nimiž byly jak rozsahy provozních a skladovacích teplot, vibrace, rázy, tak také elektromagnetická kompatibilita, kontaminace/dekontaminace a další speciální zkoušky.
Velmi úspěšný je například Váš systém ATEROS, který nedávno získal i ocenění z brněnského veletrhu AMPÉR. Tento robotický systém slouží pro průzkum člověka v nepřístupných oblastech. Jak vlastně funguje a co je na jeho technologii unikátní?
ATEROS, tedy „Autonomně teleprezenční robotický systém“ je multirobotický systém pro autonomní nebo supervizorovaný průzkum člověku nedostupných nebo nebezpečných oblastí. Systém může být využit například pro automatickou tvorbu 3D map terénu, zjišťování kontaminace prostředí (radiace, chemické a biologické znečištění) či vyhledávání a zachraňování osob. Systém má využití pro vojenské i nevojenské aplikace. ATEROS je složen z řídicí stanice s jedním či více operátory a skupiny heterogenních robotů – malý / velký průzkumný robot, mapovací robot, dron. Pro ovládání systému bylo vyvinuto pokročilé uživatelské prostředí využívající virtuální a rozšířenou realitu a teleprezenci.
Výzkum je nejspíš hodně o týmové práci. Spolupracujete s vědci v České republice či v zahraničí? Jak taková spolupráce probíhá, jak si ji rozdělujete?
V rámci grantů a odborných sdružení spolupracujeme s řadou vědeckých pracovišť v Česku i v zahraničí a samozřejmě i s množstvím firem. Je však obtížné definovat, jak tato spolupráce obvykle probíhá, protože je prakticky vždy jiná – od výměny studentů v rámci studijních programů, přes spolupráci např. na velkých Evropských grantech až po čistě zakázkovou výrobu na základě požadavků zákazníka. Práci si rozdělujeme téměř výhradně podle odbornosti – každý člověk v mém týmu má trošku jinou funkci, což je zároveň naše slabina, protože jsou pak lidé velmi těžko zastupitelní.
Na CEITEC se snažíte vychovávat i novou generaci mladých vědců. Co jim může Váš výzkumný program nabídnout?
Myslím, že největším lákadlem by kromě zajímavého multidisciplinárního oboru, jakým robotika bezesporu je, mohl být i fakt, že velkou část našeho výzkumu děláme pro skutečně praktické použití.
Kam byste chtěl svůj výzkum posunout? Můžete prozradit své plány nebo na čem zrovna pracujete?
Poslední dobou se zabýváme i biomedicínskými technologiemi. V rámci projektu H2020 ESCEL ASTONISH vyvíjíme například multispektrální robotický skener, který by mohl pomoci při diagnóze a léčbě kožních onemocnění nebo tzv. cukrovkářské nohy. Zajímavé je to, že zde používáme pouze upravené metody jinak běžně používané v mobilní robotice pro 3D mapování prostoru. V rámci dalšího projektu pracujeme na novém robotovi pro průzkum ve vnitřních prostorách. Pro robot TAROS partnera VOP CZ také vyvíjíme přesný sebelokalizační subsystém. Takže práce máme rozhodně dostatek, spíše nyní potřebujeme rozšířit tým o nové kvalifikované pracovníky.
Zdroj: Flying Mag
Autor: Kateřina Vlková