Roboti jako univerzální pomocníci: už to není jen sci-fi

Kdo by nechtěl mít domácího robota, který by vykonával všechny nudné práce a ještě došel nakoupit? Je to pouze utopie, nebo jsou tito humanoidi blíž, než si myslíme?

Robotika se stává jedním z hlavních témat, která se v technologických médiích probírají, a zprávy o vývoji inteligentních humanoidů se dostávají i mezi běžné smrtelníky. Minulý rok zvedl novou vlnu zájmu Google, když postupně nakoupil osm firem, které se zabývají právě vývojem robotů. Ať chceme nebo ne,  pravděpodobně není daleko doba, kdy svět poprvé spatří autonomního humanoida, který nejedná pouze na základě naprogramovaných událostí.

Klepněte pro větší obrázek 
Z hlediska pohybů je zatím nejdále Atlas. Robot s nejdokonalejším napodobením pohybů člověka. Od Vánoce jej vlastní Google. Konstrukci si kupují různé věděcké týmy a snaží se vyvinout co nejdokonalejší software (viz soutěž o nejlepšího robota)

Roboty zná svět téměř století

Josef Čapek bez dlouhého vymýšlení poradil svému bratrovi, jak má nazvat dělníky, kteří byli stvořeni jako pomocná síla. V díle R.U.R se původně měli objevit „laboři“. Naštěstí se tak nestalo a český název odvozený od slovanského výrazu „robota“ dnes zná celý svět.

I když se již na začátku skrýval za označením chytrý humanoid, v následujících desetiletích, získal výraz robot mnoho podob. Jednoúčeloví roboti v továrnách jsou toho nejlepším příkladem. Na začátku nového století se však roboti vrací k původnímu významu a opět se o nich začíná hovořit ve smyslu pomocníků, kteří se lidem podobají vzezřením, jednáním a v budoucnu i uvažováním.

Zajímavosti v číslech:

  • v roce 2008 existovalo na zemi 8,6 milionů robotů
  • v roce 2017 budou běžné lékařské operace prováděné roboty
  • v roce 2024 bude mít 30 % domácností v USA svého robota
  • v roce 2038 bude v provozu samořiditelné auto

Roboti pro mírové účely

2000: První dvounohý robot Asimo

Honda se stala první společností, která světu ukázala chodícího robota, který měl pomáhat lidem. Půlmetrový dvounohý robot uměl chodit po schodech a dokázal se vyhnout jednoduchým překážkám. Od října 2000, kdy Honda uvedla první verzi, uvedla další čtyři generace robota Asimo.

Klepněte pro větší obrázek

V průběhu minulého roku se událo zemětřesení ve vedení Googlu a dosavadní šéf mobilní divize Andy Rubin se odporoučel k „jiným projektům“. Před vánoci pak bylo jasné, co se za tímto tajemným označením skrývá: Google se stal společností, která bude v budoucnu udávat směr v robotice. Prvních sedmero firem, které si Google opatřil, nezpůsobilo takový šok, jako poslední oznámená akvizice. Obr z Mountain View nakonec získal i nejznámější laboratoř Boston Dynamics, jejíž robotické hračky jsou nejvíc vidět.

Na počátku většiny velkých vynálezů vyžadujících dlouhý a nákladný vývoj stojí armáda. Nejinak tomu bylo i v případě Boston Dynamics, jehož živitelem byla DARPA – americká obranná agentura. Google se však nechal slyšet, že poté co Boston Dynamics splní své závazky, bude se od armádních projektů distancovat.

Právě tato laboratoř, jejíž nákup byl nejpřekvapivější, se zabývá především vývojem hardwaru a samotnou mechanickou stavbou robotů. Vývoj umělé inteligence zde zůstává stranou a prim hrají pohybové schopnosti robotů, kteří se pohybují na končetinách. Humanoid budoucnosti by se totiž měl pohybovat stejně jako je tomu u člověka. Rozhodně by tedy neměl vypadat jako tradiční japonští roboti, kteří se neohrabaně pohupují na placatých končetinách.

Orgány na elektřinu

Významným projektem v tomto oboru je Atlas – dvounohý robot, který do chůze živého člověka nemá vůbec daleko. Chůze po rovině i větší rychlostí je pro něj hračka, nedělají mu však potíže ani překážky, jakými mohou být schody nebo nerovný povrch. Stejně úspěšně však drží stabilitu, i když se jej někdo pokusí vyvést z rovnováhy běžným šťouchnutím. Robot několikrát zavrávorá, podobně, jak by to udělal člověk, avšak za chvíli opět pokračuje v jisté chůzi. Navíc má i horní končetiny, kterými dokáže ovládat nástroje jako je vrtačka nebo je použít pro odklízení sutin.

2001: PackBots zachraňovali 11. září 

Po teroristických útocích v New Yorku, kdy se zřítili mrakodrapy, byli poprvé nasazeni do záchranných prací robotičtí pomocníci. Tam, kam se nedostali lidé, byli vysláni roboti s kamerami, aby nasnímali trosky a případně vyhledali přeživší. I PackBots jsou stále vyvíjeni.

Klepněte pro větší obrázek

To vše může takto perfektně fungovat především díky tomu, že je Atlas vybaven podobnými senzory, jako lidské tělo. Nejdůležitějším článkem v soustavě měřících přístrojů pro pohyb je akcelerometr. Z názvu je patrné, co dokáže změřit a díky tomu odhalit, zda tělo robota nepadá. Akcelerometr je navíc vybaven senzorem náklonu, který kontroluje vzpřímenost robota. Pro chůzi jsou veledůležité senzory umístěné v chodidlech, které vypočítávají kontakt chodila s podložkou. Stejně jako dokáže člověk jít po nerovném či nakloněném povrchu i Atlas to zvládne díky citu v končetinách. Důležitý je i snímač polohy, který neustále monitoruje pozici všech částí těla robota a také průběžné měření rychlosti. Bez toho by robot nemohl zastavit a pohyboval by se pouze konstantní rychlostí.

Tím vůbec nejdůležitějším orgánem jsou oči robota. Kamery, s jejichž pomocí je vytvářen 3D obraz okolí, v němž se pohybuje. Robot, který by dokonale chodil ve vzpřímené poloze, ale narážel věcí, by k ničemu nebyl.

Stále se však bavíme pouze o senzorech, které udrží humanoida na dvou nohách a umožní mu pohyb – byť velmi jistý. Většina z nich však umí pohnout paží, uchopit předměty a dále s nimi pracovat. Kromě toho, že roboti musí mít perfektní přehled o svém okolí musí porozumět i předmětům, se kterými se dostanou do kontaktu. Na špičkách robotických prstů nechybí senzory, které dokáží rozlišit nejen předměty, ale i materiály, a podle toho například zvolit sílu úchopu.

2004: První DNA robot

Dvojice kolegů přivedla na svět nejmenšího robota, který se dokáže pohybovat za pomocí dvou končetin. Jeho nohy jsou dlouhé celých 10 nanometrů a jsou tvořeny dvojící vláken DNA ve spirále  – tedy kusem šroubovice.

Nejdál se v simulaci lidské ruky dostala londýnská laboratoř Shadow Hand Robot Company. Jejich ruka, která je tvořena předloktím a dlaní s prsty, má stejný počet kloubů jako lidská ruka a funguje na velmi podobných principech. Prsty jsou ovládány šlachami, které končí miniaturními motorky v předloktí. Díky citlivým senzorům jsou robotické prsty přesnější než ty lidské a mohou do budoucna nahradit nejednoho chirurga.

Domácí roboti už dnes

I když si zatím nemůžeme objednat osobního C-3PO, aby nám chodil nakupovat nebo alespoň do lednice pro zmrzlinu, vlastního humanoida si můžete pořídit už nyní. Pokud pomineme hračky, které se pouze pohybují po domácnosti a občas prohodí naučenou hlášku, zajímavé modely začínají na cenách kolem 350 000 Kč. Žádný z nich ale nebude tak vysoký jako dospělý člověk, jejich výška se pohybuje kolem půl metru.

2006: Robot operoval srdce

Poprvé byl kardiochirurg nahrazen robotickou rukou před osmi lety. V Milánu se odehrála padesátiminutová operace, kdy do srdce 34 letého pacienta zasáhla pouze ruka vybavená pamětí s necelými 10 000 úkony. Přítomný kardiochirurg nemusel do prováděné operace zasáhnout.

Zatím také zapomeňte na to, že robůtka rozbalíte, načež na vás začne mluvit a vyptávat se jak se máte. Jedná se spíše o zakoupení hardwaru a základního programového vybavení, které umožní provoz robota. Zbytek pak bude na vašich programátorských schopnostech.

Ideálním případem může být NAO Next Gen, jehož nákup vás bude stát 18 000 dolarů. Prcek s výškou 58 centimetrů je vybavený dvojicí kamer, z nichž každá snímá 76 stupňů svého okolí. Díky nim porozumí svému okolí a také rozpoznává objekty, které si dokáže zapamatovat. Kromě objektů navíc rozpozná i tváře. V základu je podpora devíti jazyků a také rozpoznávání míst i podle okolních zvuků.

Klepněte pro větší obrázek 
NAO Next Gen, univerzální společenský robot „na doma“

To nejdůležitější je hardwarová výbava: jedná se o běžnou platformu postavenou na procesoru Intel Atom, 1 GB operační paměti a osmigigabajtovém disku. Robot běží na otevřeném linuxu a rozumět si tak bude s běžnými programovacími jazyky jako je C++, Java nebo Python. A protože Nao nejsou jen roboti, ale spíše vývojářská platforma, je k dispozici tzv. NAOStore. Na něm si můžete stáhnout aplikace, které pro svoje roboty naprogramovali šikovnější kolegové.

2007: První bionická ruka

Firma Touch Bionics na trh přišla s první komerční protézou, která byla ovládaná pacientem. Pohyb byl umožněn všem pěti prstům a díky zesílení úchopu bylo možné ovládat i těžší břemena. První rok si bionickou protézu opatřilo 200 lidí. V současné době je možné k ruce připojit i nervový systém a simulovat tak cit.

Klepněte pro větší obrázek

2012: Ruka ovládaná mozkem

Pro celkově ochrnuté pacienty byl vytvořen snímací čip o velikosti čtyř milimetrů, který je voperován do mozku. Zachycené impulzy jsou předávány do robotické ruky, která je ovládána stejně jako by ochrnutý člověk ovládal svoji vlastní.

V současné době lze v obchodě najít velké množství aplikací, které přinutí robota cvičit (třeba jógu), zpívat svému majiteli nebo s ním hrát jednoduché hry. Doinstalovat mu můžete ale i klienta pro Gtalk. Bude vám potom předčítat zprávy a navíc nahrazovat smajlíky smíchem nebo naopak smutným tónem hlasu. Kromě toho se začínají objevovat i aplikace, které mohou pomáhat dětem trpící autismem a dělat jim celodenního společníka.

Zatím se tedy jedná o omezené použití a pokročilé technologie umožňující nezávislé fungování jsou ještě velmi vzdálené. I tak se ale může stát, že za dvacet či třicet let pošleme vyvenčit svého psa s trpělivým domácím robotem.

U humanoidních robotů se o provoz starají akumulátory, které však vcelku zásadním způsobem limitují akční dobu. Nejen výpočetní úkony, ale především motory pro pohyb těžkého robota si žádají velké množství energie. Boston Dynamics u některých svých robotů využívá i spalovací motor, který výrazně prodlouží akceschopnost, hodí se však pouze do exteriérů.

Kvantová logika pro myslící roboty

Pohyb robotů a zpracování dat z všemožných senzorů již vědci zvládnuli a nyní je zdokonalují. K autonomnímu humanoidovi stále chybí to nejdůležitější – samostatná inteligence.

Klepněte pro větší obrázek 
Zatím nejlepší víceúčelový robot na světě - japonský Shaft S-One, který nyní patří Googlu

V současné době je každá akce robota předvídatelná – neudělá nic, co by mu jeho program nedovolil. Řídit se může maximálně dostupnými senzory a díky tomu se rozhodnout, zda obejde překážku zleva či zprava. Vždy to však bude vyhodnocení té nejsnadnější či nejvýhodnější cesty. U člověka je však takové rozhodování jiné – zapojuje se do něj aktuální nálada, zkušenosti nebo jen náhoda. Nelze tedy dopředu předvídat.

A v případě robotů se o něco podobného bude starat kvantová logika a kvantové programování. Humanoidi se díky tomu začnou učit v mnohem širším měřítku, než jen vyhodnocování dat ze senzorů. Učení počítačů, jak jej známe dnes využívá statistiku, která se stále zpřesňuje. Z pohledu kvantové logiky je však výpočetně náročná. I když je to v současné době nepředstavitelné, právě toto by měla být cesta k robotům, kteří uvažují způsobem, který se dá označit za svobodný.

Nepřehlédněte:

Každý člověk má rozdílné uvažování, i když stavba těla je u všech v zásadě stejná včetně mozku. Obdobně se budou lišit i roboti – každý z nich se bude vyvíjet v jiném prostředí pod vlivem rozdílných vlivů svého okolí. Bez nadsázky tak třeba za několik desítek let budeme moci hovořit o povaze konkrétních robotů.

Nakonec však bude záležet především na vědcích, zda něco takového dopustí a vývoj se dostane až takto daleko.

Témata článku: Technologie, Roboti, SE, Robota, Boston, Honda, DNA, Rubin

6 komentářů

Nejnovější komentáře

  • prdyprdy 19. 6. 2014 0:06:23
    "Ľudia sú svojim spôsobom tiež stroje" J. L. Picard
  • Poltergeist 18. 6. 2014 17:38:06
    cera v noci mi znasiInil Terminator muj Zetor
  • Monika Kajerová 18. 6. 2014 13:59:19
    Hm, takže až budou inteligentní, tak vlastně zjistí, že jsme jim k ničemu...
Určitě si přečtěte

Sbíječky vyměnili za klávesnice. Nový projekt má za cíl přeučit horníky na programátory

Sbíječky vyměnili za klávesnice. Nový projekt má za cíl přeučit horníky na programátory

** Programátorů je málo a horníků bez práce po uzavření dolu Paskov bude moc ** Problém řeší unikátní projekt ** Pilotní kurz dává naději, že by z horníků mohli být použitelní kodéři

28.  11.  2016 | David Polesný | 78

ASUS ZenBook 3 se začal prodávat v Česku. Je ve všem lepší než MacBook, ale bude to stačit?

ASUS ZenBook 3 se začal prodávat v Česku. Je ve všem lepší než MacBook, ale bude to stačit?

** Novinka od Asusu míří přímo proti MacBooku od Applu ** Nabídne daleko více výkonu za stejné peníze

2.  12.  2016 | David Polesný | 119