Mezinárodní soutěž autonomních podvodních robotů

K popularizaci servisních robotů a jejich použití v jiných než průmyslových úlohách významně přispívají soutěže servisních robotů, které probíhají každoročně v několika technických kategoriích. U nás jsou nejznámější a nejoblíbenější soutěže v robotickém fotbale, které lákají zejména mládež a vzbuzují u ní zájem o robotiku. Méně známá, ale z technického hlediska velmi zajímavá a důležitá je mezinárodní soutěž studentských autonomních podvodních robotů, přesněji roboticky ovládaných podvodních plavidel, při které jsou prezentována nová, často netradiční a progresivní technická řešení navržená mladými odborníky. Soutěž vzbuzuje zájem i v odborné veřejnosti, protože podvodní roboty, schopné vykonávat nejrůznější činnosti pod vodou, tedy v prostředí, kam se člověk dostává jen obtížně a s velkým rizikem, patří k nejdůležitější kategorii profesionálních servisních robotů.

Mezinárodní soutěž s názvem Student Autonomous Underwater Challenge – Europe (SAUC-E) je pořádána každoročně od roku 2006 jako neoficiální mistrovství Evropy. Letos se uskutečnila ve dnech 6. až 13. června již posedmé v severoitalském městě La Spezia na pobřeží Ligurského moře v areálu střediska námořního výzkumu CMRE (Centre for Maritime Research and Experimentation) při NATO. Po dobu jednoho týdne zde v náročné soutěži soupeřilo patnáct družstev z dvanácti univerzit. Autonomní podvodní roboty, s kterými se družstva soutěže zúčastnila, musely samostatně, bez jakékoliv pomoci zvnějšku, splnit několik předepsaných úkolů, jako např. bezpečně projet brankami umístěnými pod vodou, prohlédnout stav podvodního potrubí, sledovat podvodní část přístavního mola, vyhledat bójku a malý katamaran nebo identifikovat pod vodní hladinou polohu zdroje hluku.

Soutěže SAUC-E se od roku 2009 pravidelně zúčastňují studenti ústavu pro technickou informatiku Univerzity v Lübecku pod vedením profesora Dr. Ing. E. Maehleho. V roce 2011 obsadil jejich tým v soutěži první místo s robotem s názvem Hanse, čímž dosáhl svého dosud největšího triumfu.

Letos se lübečtí soutěže zúčastnili hned se dvěma soutěžními týmy, a to jednak s robotem Hanse, s nímž soutěžili již počtvrté a obhajovali svůj loňský mistrovský titul, a jednak s novým inteligentním robotem s názvem Smart-E, s nímž soutěžili poprvé (obr. 1).

Podvodní robot Hanse díky zcela novému řídicímu softwaru porazil opět mnoho finančně lépe zabezpečených týmů, ale loňský titul neobhájil. Po velmi dobrém výkonu jeho tým skončil mezi patnácti soutěžícími družstvy na druhém místě, když zvítězil tým univerzity ETS (École de Technologies Supériueure) z kanadského Quebeku s robotem SONIA (Systčme d‘opération nautique intelligent et autonome). Na třetím místě skončil tým z technické univerzity ENSTA (École Nationale Supérieure de Technique Avancées) z francouzského Brestu (obr. 2).

Nově vyvinutý podvodní robot Smart-E se od jiných podvodních robotů liší zejména vynikající pohyblivostí pod vodou. Robot je vybaven unikátním všesměrovým pohonem, který umožňuje, aby se pod vodou z klidové polohy rozjel kterýmkoliv požadovaným směrem. Díky jedinečnému řízení a ovládání pohybu pod hladinou i neobvyklému designu zaujal robot Smart-E hodnotící porotu natolik, že jednohlasně získal cenu za inovaci, kterou jsou tradičně oceňovány nejlepší tvůrčí myšlenky uplatněné při stavbě a návrhu podvodních robotů, a dovršil tím úspěšnou účast lübeckých studentů na letošní soutěži.

Oba roboty, Hanse i Smart-E, vyvinuli studenti lübecké univerzity v rámci studia oboru technická informatika se specializací na robotiku a průmyslovou automatizaci. Členové řešitelských týmů mají různý stupeň znalostí a zkušeností a jsou mezi nimi jak doktorandi, tak i posluchači bakalářského a magisterského studia. Vývoj autonomního robotického podvodního plavidla rozhodně není jednoduchá záležitost a vyžaduje dobrou teoretickou průpravu i mnoho dovedností. Obtížnost řešení spočívá zejména v množství rozdílných problémů, které musí studenti při stavbě podvodního robotu zvládnout, od vývoje složitého hardwaru počínaje návrhem palubního procesoru, přesné orientace a navigace pod vodou, klimaticky odolných senzorů pro měření směru a síly proudění až po autarkní systém napájení a komplexní software. Aby v silné mezinárodní konkurenci nebylo pokud možno nic ponecháno náhodě, bylo v přípravné fázi vykonáno mnoho experimentů v plaveckém bazénu i v reálu pod hladinou řeky Wakenitz.

Aktivní spolupráce při řešení složitých interdisciplinárních problémů, motivovaná navíc účastí v mezinárodní soutěži, je pro studenty výbornou přípravou na pozdější profesionální uplatnění.

[Lübecker Unterwasserroboter erneut erfolgreich. Pressemitteilung der Universität zu Lübeck,
3. srpna 2012.]

Ing. Karel Kabeš

Obr. 1. Inteligentní podvodní robot Smart-E získal za design při své premiérové účasti v soutěži SAUC-E prestižní cenu za inovaci (foto: B. Meyer / Uni Lübeck)

Obr. 2. Družstvo technické univerzity ENSTA se v soutěži SAUC-E umístilo se svým podvodním robotem na třetím místě (foto: CMRE)