Článek ve formátu PDF je možné stáhnout
zde.
Na Vysokém učení technickém v Brně probíhá v rámci vědecko-výzkumného centra CEITEC (Středoevropský technologický institut) výzkum v oblasti průzkumné robotiky. Největším projektem, který řeší odborníci ze skupiny Kybernetika pro materiálové vědy, je autonomně-teleprezenční heterogenní robotická skupina s názvem Cassandra. Jde o skupinu různých mobilních robotů určených pro široké spektrum misí.
Skupina robotů Cassandra je navržena především pro průzkum oblastí člověku nebezpečných nebo nedostupných – např. k vyhledávání osob v budovách poškozených živelní katastrofou, měření radiace, přítomnosti a koncentrace nebezpečných chemických a biologických látek, měření koncentrací těžkých kovů v kapalinách, hlídání objektů, revizi či inspekci průmyslových objektů apod. Jednotlivé roboty jsou čistě průzkumné. Znamená to, že je možné se s nimi dostat na místo, které je člověku nebezpečné nebo nedostupné, oblast prozkoumat, změřit v ní požadované veličiny, není však možné s ničím manipulovat ani třeba vyprošťovat osoby.
V současné době jsou vědci z Vysokého učení technického schopni do systému Cassandra zapojit osm mobilních robotů. Některé roboty byly na pracovištích VUT v Brně vyvinuty kompletně, u některých je dílem zdejších vědců jen elektronika. Roboty jsou rozděleny podle vlastností – větší roboty, menší roboty, létající průzkumné prostředky a mapovací robot (obr. 1).
Hlavními představiteli větších robotů jsou stroje ze série Orpheus. Sem patří jak roboty splňující přísné vojenské normy řady Orpheus-A a Orpheus-A2 (obr. 2), tak stroje pro vyhledávání osob, zastoupené nejnovějším Orpheus-X3. Do této skupiny patří i robot pro měření koncentrací těžkých kovů Orpheus-HOPE, který vzniká ve spolupráci s chemiky z výzkumné skupiny Chytré nanonástroje, která je také součástí CEITEC VUT.
Zatímco armádní roboty jsou určeny pro zcela specifická měření koncentrací chemických látek a radiace, robot Orpheus-X3 je mnohem univerzálnější. Zajímavou inovací tohoto stroje je speciální senzorická hlavice, která obsahuje snímače umožňující operátorovi pracovat v širokém spektru podmínek z hlediska viditelnosti – tj. v mlze, kouři, úplné tmě, při osvětlení silnými bodovými svítidly atd., a navíc dovoluje „vidět“ teploty, tedy např. velmi rychle identifikovat živé osoby v prostředí.
Výzkumná skupina Kybernetika pro materiálové vědy v rámci CEITEC VUT také vyvinula vlastní letouny typu multicopter, které jsou začleněny do systému Cassandra. Ty umožňují průzkum oblasti ze vzduchu.
Na celém systému je zajímavý způsob ovládání robotů. Jde o kombinaci vizuální teleprezence a rozšířené reality. Operátor má na hlavě tzv. helmu virtuální reality a v ní může kombinovat jak obraz z jednotlivých robotů, tak např. trojrozměrné mapy získané mapovacím robotem. Operátor se tak nejen dostane na místa, kam by se nedostal, ale uvidí i věci, které by svými vlastními smysly neměl možnost vnímat.
Celý systém Cassandra může být ovládán pouze jedním operátorem, přičemž ten může v současné době stisknutím jednoho tlačítka přepnout na požadovaný robot. Tím se mu změní uživatelské prostředí podle vlastností a schopností daného stroje, základní způsob ovládání a zobrazení však zůstanou vždy stejné.
Celý systém se postupně vyvíjí. V současné době jsou téměř všechny roboty plně funkční a mohou být systémem dálkově ovládány. Nyní probíhá vývoj autonomních algoritmů tak, aby i roboty, které operátor v dané chvíli neovládá, určitým způsobem přispívaly k činnosti systému – např. automatickým prohledáváním, tvorbou mapy nebo alespoň hlídáním dané oblasti.
Popularizace výsledků výzkumu a vývoje VUT v Brně a systematické práce se studenty jsou podporovány operačním programem Vzdělávání pro konkurenceschopnost: OP VK PO 2.3 reg. č. CZ.1.07/2.3.00/35.0004.
Luděk Žalud, VUT v Brně
Obr. 1. Do průzkumné skupiny Cassandra lze zařadit roboty různých vlastností , od větších průzkumných robotů RoboKop, přes menší stroje Brontes až po létající multikoptéry
Obr. 2. Vojenský robot Orpheus-AM pro vyhledávání osob a zjištění jejich zdravotního stavu a životních funkcí