BLÍŽÍ SE ČAS SLUHŮ - ROBOTI NA SCÉNĚ

Japonsko země, ve které roboti mají vyšší platy než většina pracovníků a kde více a více lidí roboty chová jako...


Japonsko země, ve které roboti mají vyšší platy než většina pracovníků a kde
více a více lidí roboty chová jako oblíbená domácí zvířátka bylo již podruhé
hostitelem světové výstavy robotů. Robodex 2002 (http://www.robodex.org)
proběhl na konci března v Jokohamě poblíž Tokia.
Celkem 27 domácích (13 firem, 10 univerzit, 3 vládní organizace a jedna
soukromá osoba) a jeden zahraniční (britská firma Shadow Robot) vystavovatel
předváděli své výtvory asi 65 tisícům návštěvníků. Letos však výstava nebyla
zaměřena jenom na zábavu. Hlavním tématem se stala koexistence robotů v lidské
společnosti. Humanoidní roboti již nemusejí sloužit jen jako hračky, ale mohou
vzdělávat, asistovat lidem v medicíně nebo například v noci hlídat objekty.
Příkladem je třeba humanoidní robot Asimo od japonské Hondy, který již mezi
lidmi pracuje. Ať už v japonském národním muzeu věd a inovací nebo jako
průvodce v IBM Japan. Zvonil při otevírání newyorské burzy na svatého Valentýna
a také hraje jako herec v mnoha televizních reklamách Hondy. Asimo je jeden z
největších favoritů Robodexu. Podobný mu je SDR-4X od Sony, který také umí
chodit, různě se hýbat a dokonce tancovat. Sony svého robota představilo již
týden před výstavou (psali jsme v minulém Computerworldu). 58centimetrový a 6,5
kilogramu vážící SDR-4X (oproti Asimovi váhově asi šestinový) je vybaven značně
pokročilou motorikou. Umí balancovat na hýbajícím se podkladu nebo kráčet po
koberci či japonských tatami. Možná se to zdá jako legračně jednoduché, ale pro
menší roboty-humanoidy jde o velice obtížnou záležitost. Hlavní mozek vývoje
projektu SDR Jošihiro Kuroki říká: "Velcí dvounozí roboti mají podobné váhové
parametry jako lidé, takže mohou na takových površích chodit poměrně dobře.
Ovšem většina malých má s chůzí po kobercích velké problémy. Když si srovnáte
jejich výšku a váhu, je to jako kdyby dospělý člověk chodil po hustém koberci
silném 1,5 centimetru. Pak si zkuste udržovat rovnováhu."
Naštěstí díky nově vyvinutému systému řízení pohybů v reálném čase je to u
SDR-4X možné. Systém se dynamicky adaptuje na měnící se terén a pomáhá robotovi
udržet balanc. "Vyvinuli jsme čtyři malé senzory pro každé chodidlo a umístili
dovnitř těla gyroskop, což pomáhá při chůzi v různorodém terénu," vysvětluje
Kuroki.
Výhodou jsou i dvě digitální kamery, které humanoidnímu robotovi umožňují
stereoskopické vidění. Díky němu může odhadovat vzdálenost objektů, což
předchozí verze s jednou kamerou nemohla, protože robot neidentifikoval hloubku
vidění. Dvě kamery rovněž tvůrcům pomáhají s další věcí zlepšováním interakcí
mezi robotem a člověkem. SDR--4X si umí zapamatovat až 10 různých obličejů a
dokonce rozlišuje různé emoce. Má také zlepšené rozpoznávání hlasu a plynulé
řeči oproti předchozímu SDR--3X či robotickému psu Aibovi, kteří zvládají pouze
rozpoznávání samostatných slov.
Masahiro Fudžita, senior manažer pro interaktivní technologie projektu SDR,
objasňuje problematiku rozpoznávání hlasu: "Aibo a SDR-3X mají jen diskrétní
rozpoznávání hlasu a jeho barvy. Nová verze už obsahuje i rozpoznávání
obličejů, plynulé řeči a má vyvinutou krátkoi dlouhodobou paměť." SDR-4X díky
sedmi zabudovaným mikrofonům také lépe filtruje rušivé zvuky z okolí a
rozpoznává směr, ze kterého řeč přichází. Problematický je však i nadále tzv.
koktejlový efekt, kdy hovoří dvě osoby najednou a robot stále neumí svou
rozpoznávací pozornost soustředit pouze na jednu.
Současný prototyp od Sony má srdce sestávající ze dvou riscových procesorů a 38
stupňů volnosti, což je docela signifikantní skok oproti předchozí verzi s 24
stupni. "Ostrá" komerční verze SDR-4X by měla být uvedena na trh do konce
letošního roku. Léčivá koule a květinářka
Sony na Robodexu představilo ještě jednu zajímavou novinku. Jednalo se ale
spíše o demonstraci toho, že firma dává svým inženýrům a designérům dostatek
tvůrčí volnosti. Prezentovalo totiž "léčivou kouli" Q-Taro, se kterou ovšem
zatím nemá žádné komerční plány.
Zařízení s průhlednou skořápkou má průměr 17 centimetrů a váží asi jeden
kilogram. Koule má několik oblastí, které vyzařují světlo s různou intenzitou,
jež vyjadřuje "nálady". Rovněž obsahuje infračervené a audio senzory. Podle
výrobce má koule sloužit k většímu emotivnímu spojení člověka s robotickými
technologiemi. Infračervené senzory umějí zachytit přítomnost lidské bytosti a
audio senzory zase umožňují Q-Taru se kutálet do rytmu hudby. Prototyp byl
vyroben v jiné divizi Sony než ostatní roboti. Ti pocházejí z úseku výroby
zábavních robotů, zatímco koule je z oddělení osobního audia, kde například
vymysleli walkmana.
Jedním ze 72 různých robotů na Robodexu je i Posy. Vyvinula jej firma Flower
Robotics ve spolupráci se Silicon Graphics (SGI) v Japonsku. SGI v projektu
figuruje jako dodavatel softwaru a některých hardwarových součástek. Koncept
pochází od japonského designéra Tecuje Macuimiho, který je členem projektu
Kitano Simbiotic Systems a který je mj. známý také návrhem robota Pino (viz
strana 10). Podkladem pro design byla mladá dívka, která při různých japonských
slavnostech nabízí účastníkům kytice.

Co bude s roboty dál?
"Pozorně sledujte, na čem inženýři z univerzit pracují, protože tím bude
formován budoucí trh s roboty," říká Kazuo Hiraj, ředitel firmy Honda Motor,
která vyvinula již zmíněného robota Asima. Výzkum na univerzitách totiž už
dávno neznamená pouze stvoření dvounohých kreatur, které se umějí dobře
pohybovat. Jedním z vývojových trendů je práce na obličejích robotů, jenž se
podobají člověku. Příkladem může být vyvíjený Saya, který umí napodobit lidské
emoce ve tváři. Disponuje lidskou hlavou ze silikonu, s očima, ústy a vlasovou
parukou. V obličeji používá umělé svaly, takže může napodobit základní emoce,
jako je radost, zlost nebo překvapení. Svaly jsou ovládány stlačeným vzduchem a
chovají se podobně jako originální lidské. Inženýři u něj současně pracují na
dobrém rozpoznávání hlasu a obrazu okolí. Jejich cílem je vytvořit humanoida,
který by sloužil především ke konverzačním účelům. Například otec bude moci
hovořit s robotem podobajícím se jeho synovi. To ovšem předpokládá i umělou
inteligenci, kterou se výzkumníci podobně zaměřeným "konverzantům" také snaží
dodat. V laboratořích univerzity Waseda chtějí svému robotovi Wamoeba vetknout
schopnost reakce na danou situaci. Například pokud bude držet předmět, jenž by
člověk shledal měkkým, chtějí inženýři, aby si robot takovou vlastnost také
uvědomil a podle toho se i choval. Wamoeba je však zatím ve stadiu
algoritmizace.
Důležitým a možná méně zábavným trendem ve vývoji robotů je jejich snaha o
nasazení v situacích pro člověka nedostupných nebo nebezpečných. Příkladem je
vyhledávání nášlapných min, na čemž pracují v laboratořích japonské univerzity
Čiba. Vyvíjejí zde šestinohého robota Comet-II o rozměrech 1,8 x 1,2 metru a
hmotnosti 120 kg. Svým pravým chapadlem miny vyhledává a levým označuje místo
barevným inkoustem. Využívá GPS (Global Positioning System), přičemž informace
předává přímo do vzdáleného řídícího počítače. Senzory mohou odhalit miny
uložené až 70 centimetrů pod povrchem. Výzkumníci však musejí vyřešit ještě dva
problémy. Jednak zajistit odolnost proti vodě a jednak vymyslet zdroj napájení.
Comet-II totiž zatím používá pro dodávku energie kabel. Zajímavé je, že výzkum
v robotice není veden jen velkými a bohatými organizacemi (viz strana 10).
Zatímco například Honda investovala do svého robota Asima obrovské množství
peněz a úsilí, japonští studenti vyrobili během půl roku rádiově řízeného, 25
centimetrů vysokého robota Magdana. Náklady přitom vyšly na pouhých 75 dolarů.
Magdan umí chodit po dvou a pohání jej jeden motor. Pohybuje se dopředu,
dozadu, otáčí se kolem své osy a hýbe pažemi.
Trochu krkolomné je řešení jeo hladké chůze. Má vyvinutou elektromagnetickou
absorpční technologii, která umožňuje dobře chodit po železné desce za pomoci
magnetických chodidel. Tvůrce Magdana, student Tomotaka Takahaši, již podepsal
kontrakt s výrobcem hraček na jeho komercionalizaci.
Obor robotických technologií se v současné době potýká s problémem, který velmi
dobře zná celý ICT sektor nejsou odborníci. Zvláště univerzitám citelně
chybějí, protože významní jedinci pracují především pro velké korporace.

Open source robot šance pro české vývojáře?
Možná si někteří ze čtenářů pamatují souřadnicový zapisovač Alfi ze stavebnice
Merkur, který mohli ovládat osmibitovým počítačem ZX Spectrum. S podobným
principem (i když je o generaci dále) přichází i robot Pino. Každý si jej může
postavit podle volné dokumentace na webu (http://www.openpino.org) či hotového
koupit na http://www.zmp.co.jp, ovládat jej z PC či dokonce pro něj dále
vyvíjet software.
Jeho tvůrci na stránce tvrdí, že stále panuje představa o obrovských nákladech
na vývoj takových robotů. Jedná se však o absolutní technickou špičku velkých
korporací. Běžného malého robota včetně některých sofistikovaných dovedností
lze sestavit prakticky i doma. A na to tvůrci sázejí propagují Pina jako Linux
mezi roboty.
Jaké jsou základní vlastnosti úspěšného "open source" robota, který se může
například díky dobrému softwaru naučit hrát fotbal? Primární je vysoký počet
stupňů volnosti (Pino má stejný počet jako profesionální robot Asimo od Hondy),
aby mohl dosahovat značného množství pohybů a chování. Například v kategorii
fotbalu právě dostatečný počet stupňů volnosti rozhoduje o udržení rovnováhy
těla, střídání nohou, uchopení objektů a dobré vizuální kontrole okolí robota.
Díky jejich množství může vše probíhat paralelně.
Druhou podmínkou pro dosažení synchronizace takových pohybů je řada různých
senzorů, které přijímají podněty jak zvenku, tak zevnitř stroje. Třetí
důležitou věcí pro výrobu domácího robota je použití levných a již hotových
komponent. Oproti "profesionálním" robotům, kteří mají naprosto vše vyvinuto
originálně od začátku, lze díky takovému postupu srazit náklady na minimum.
Čtvrtým předpokladem úspěšnosti je i vhodný design, který je nejen funkční
(chrání vlastní stroj), ale i hezký. Roboti se totiž časem stanou běžnými
produkty pro domácnosti a právě exteriér zlepší vnímání jejich zákazníků. Tím
vším se tvůrci robota Pino řídili.
Takže už víte, ve které oblasti můžete podnikat? Stačí nakoupit komponenty či
přímo celého robota, stáhnout zdrojové kódy z webu, začít je rozvíjet a
výsledně prodávat české roboty. Nejdříve si však raději přečtěte R.U.R od Karla
Čapka.









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.