Technický ústav v Karlsruhe rozvíjí robotiku využívající techniky umělé inteligence

Návštěva vysokých státních činitelů Spolkové republiky Německo v Technickém ústavu v Karlsruhe nabídla jeho pracovníkům příležitost představit politikům náplň činnosti ústavu na špičce vývoje v moderní robotice, založeného na slibném využití techniky umělé inteligence. 

Výzkumem, vývojem a využitím techniky umělé inteligence (Artificial Intelligence – AI) se v Německu s velkou podporou ze strany státu i soukromé sféry zabývá mnoho výzkumných pracovišť, vysokých škol a univerzit. Významnou roli při rozvoji techniky umělé inteligence a jejího využití zejména při robotizaci a automatizaci hraje Karlsruher Institut für Technologie, známý také jako KIT. Vědečtí pracovníci KIT se v současné době věnují zejména výzkumu v oboru robotů a robotických zařízení nové generace, které budou v budoucnu člověka podporovat při různých činnostech a současně se přitom – s využitím metod umělé inteligence – od člověka učit. O aktuálním stavu této perspektivní oblasti výzkumu a vývoje se při návštěvě útvaru IAR (Institute for Anthropomatics and Robotics) ústavu KIT dne 22. listopadu 2019 informovali ministerský předseda spolkové země Winfried Kretschmann s předsedou sekce Zelených ve Spolkovém parlamentu Dr. Robertem Habeckem a jejich doprovodem.

Učící se systémy a robotika jsou klíčové metody současnosti

„Učící se systémy a robotika jako klíčové metody technického rozvoje sice již nyní tvoří běžnou součást našich životů, nicméně jsou nadále razantně rozvíjeny a zdokonalovány. Při výzkumu a vývoji technik umělé inteligence mohou pracovníci KIT navázat na dlouhodobou zkušenost, kterou získali v oboru informatiky a průmyslového inženýrství. S naší jedinečnou kombinací odborných znalostí v uvedených oborech jsme dobře připraveni k tomu, abychom rozhodujícím způsobem přispěli k posílení postavení Bádenska-Württemberska v oboru umělé inteligence. Současně samozřejmě zůstává naším důležitým oborem zájmu zabezpečení v oboru informatiky,“ zdůrazňuje prezident KIT prof. Holger Hanselka.

„Téma umělá inteligence se do činnosti ústavu KIT nepromítá jenom mohutným základním výzkumem, nýbrž také velkým důrazem na perspektivní využití v praxi, zejména v robotice, právě tak jako v průmyslové výrobě a v nástrojích pro budoucí mobilitu. Důraz na aplikační praxi se projevuje v činnosti celé řady vyčleněných začínajících firem (start-ups) a také v úzké spolupráci pracovníků ústavu s mnoha partnery z průmyslu,“ uvádí prof. Thomas Hirth, viceprezident KIT pro inovace a mezinárodní vztahy.

Také roboty se musí stále učit

Jedním z hlavních úkolů řešených nyní v ústavu KIT je realizovat roboty, které budou schopné nejen učit se od lidí, z vlastních zkušeností a z multimodální interakce, porozumět přirozené řeči, sémanticky interpretovat a vyhodnotit situaci, zvládat úlohy strojového vidění atd., ale také vnímat nálady a pocity člověka a odhadnout jeho úmysly. Výsledky výzkumných prací nacházejí uplatnění nejenom v konstrukci humanoidních robotů, v lékařské, servisní a průmyslové robotice, ale též v asistenční technice určené k podpoře tělesně postiženým.

„Robotika hraje při výzkumu umělé inteligence důležitou roli, protože porozumět podstatě inteligence, aniž by se přitom sledovala interakce těla s fyzickým světem, není dlouhodobě možné. Náš výzkum se tudíž soustřeďuje především do oblasti takzvané robotické umělé inteligence (embodied AI) s cílem vybavit roboty kognitivními schopnostmi a inteligencí pohybu podobnou lidské,“ vysvětluje prof. Tamim Asfour z ústavu KIT. „Metody, které jsou k tomu zapotřebí, daleko překračují pouhé použití inteligentních algoritmů ke zpracování velkých souborů dat. Aby se robot ve svém chování mohl trvale zlepšovat, musí v něm být cestou vnímání smyslových podnětů respektována fyzická interakce s okolím.“

Pracovníci ústavu KIT předvedli ministerské návštěvě mj. roboty řady Armar a také asistenční techniku na příkladu personalizovaných inteligentních exoskeletů.

Humanoidní robot Armar-6, vyvinutý v ústavu KIT, na rozdíl od běžných průmyslových robotů, které pracují za ochrannou mříží, tudíž může pracovat přímo s člověkem (obr. 1). Zacházet s novými nástroji se tento robot učí pozorováním. Svoje schopnosti si přitom může postupně zdokonalovat rovněž pozorováním, podle hlasových pokynů a také na základě svých vlastních zkušeností. Robot Armar-6 pozná, když člověk vyžaduje pomoc, a aktivně mu ji nabídne. Může svého uživatele podporovat třeba v kuchyni a podat mu např. mléko z lednice, vypracovat těsto nebo vyprázdnit myčku nádobí.

Mezi úspěšná robotická zařízení vyvinutá v ústavu patří tělesná asistenční zařízení v podobě exoskeletů (robotů k obléknutí na tělo), které mohou člověku výrazně pomoci nejen při vykonávání tělesně namáhavých prací, ale také při rehabilitaci tělesně postižených pacientů nebo osob po těžkých úrazech a poraněních, zejména původem z válečných konfliktů.

Závěr

Na závěr návštěvy ministerský předseda Bádenska-Württemberska konstatoval, že umělá inteligence má snad největší inovační sílu, jakou kdy dosud nová technika měla. „Čelíme převratu v technickém světě, činíme z Bádenska-Württemberska jednoho z průkopníků oboru umělé inteligence. Jsem opravdu unesen tím, co jsem se zde o výzkumu a vývoji systémů podobných člověku a založených na použití informatiky dozvěděl a také naučil. Potenciál využití robotické techniky, která bude lidi v budoucnu podporovat ať už v lékařství, v průmyslové výrobě, nebo v mobilitě a tak dále, je pozoruhodný. V ústavu KIT máme vynikající výzkumné zařízení, které patří na spolkové úrovni ke špičce a zaručuje, že Bádensko-Württembersko bude i v budoucnosti spoluurčovat tempo pokroku v oboru umělé inteligence,“ řekl Winfried Kretschmann (obr. 2).

Dr. Robert Habeck, předseda sekce Zelených ve Spolkovém parlamentu, ve svém hodnotícím projevu poté výrazně připomněl: „Roboty a umělá inteligence se vyvíjejí ohromujícím tempem. S digitalizací jsou spojeny velké možnosti a příležitosti. Současně ale rychlý vývoj také otevírá nové právní a etické otázky a vyžaduje transparentnost a závazná pravidla chování. Jako základní princip musí platit, že rozhodnutí zasahující do základních lidských práv smějí provádět pouze lidé, a to demokraticky stanoveným způsobem, a nelze je přenechat strojům a algoritmům. O těchto důležitých otázkách je třeba diskutovat se všemi zúčastněnými partnery. Vyjednat, aby svoboda a základní lidská práva zůstaly zaručeny i v éře strojové a umělé inteligence, bude důležitým úkolem politiků v budoucnosti.“

Zájemce o podrobnější informace o současných i výhledových aktivitách ústavu KIT lze odkázat na webové stránky na adresách uvedených v boxu.

[Winfried Kretschmann und Robert Habeck besuchen das KIT. Pressemitteilung des Karlsruher Instituts für Technologie, 22. 11. 2019.]

Ing. Karel Kabeš

Obr. 1. Armar-6 je humanoidní asistenční robot do průmyslového prostředí, který může s člověkem přímo spolupracovat a všestranně ho podporovat (foto: Markus Breig, KIT)

Obr. 2. Robot Armar-6 si podává ruku s ministerským předsedou Bádenska-Württemberska Winfriedem Kretschman­nem (foto: Markus Breig, KIT)