Úspěšný tým ČVUT

Sami, hluboko a ve tmě. Roboti z ČVUT v americkém dole vybojovali 200 tisíc dolarů

Věci chytřetéma 6 min čtení

Někdy prostě skončí možnost mít robota zcela pod kontrolou. V takovém případě je ale potřeba se spolehnout na to, že bude přemýšlet sám. Že takových situací, kdy se může rozhodovat i o životě člověka, není málo, chtěla ukázat soutěž pořádaná americkou Agenturou ministerstva obrany pro pokročilé výzkumné projekty. Roboti ČVUT společně s dalšími zajeli do neprostupného dolu, aby tam našli několik předmětů. Z míst, kde by o své poloze rychle ztratil přehled i člověk, se vynořili s těmi správnými informacemi. Jako nejlepší mezi týmy nesponzorovanými tamní agenturou.

Líbí se vám článek? Sdílejte ho:

Někdy prostě skončí možnost mít robota zcela pod kontrolou. V takovém případě je ale potřeba se spolehnout na to, že bude přemýšlet sám. Že takových situací, kdy se může rozhodovat i o životě člověka, není málo, chtěla ukázat soutěž pořádaná americkou Agenturou ministerstva obrany pro pokročilé výzkumné projekty. Roboti ČVUT společně s dalšími zajeli do neprostupného dolu, aby tam našli několik předmětů. Z míst, kde by o své poloze rychle ztratil přehled i člověk, se vynořili s těmi správnými informacemi. Jako nejlepší mezi týmy nesponzorovanými tamní agenturou.

Související článek

Futuristická novinka Tesly šokuje. Za víkend má skoro 150 tisíc objednávek

Představení nového pick-upu Tesly nazvaného Cybertruck oběhlo minulý týden planetu jako jeden z největších marketingových trapasů roku, když šéf designu americké automobilky Franz von Holzhausen hozenou kovovou koulí rozbil okno, ačkoliv mělo údajně odolat i střelbě. „Napravíme to,“ nejprve na Twitteru komentoval vzniklou situaci známý vizionář a majitel automobilky Elon Musk. Konec víkendu ale ukázal, že vše byla nejspíš jen skvěle připravená show.

Čeští roboti v hodnotě několika miliónů korun toho už na první mají hodně za sebou. Ještě nedávno se v několika kancelářích ČVUT povalovali ve všech možných polohách a většinou s odhalenými dráty a hromádkami šroubů poblíž. Stroje jako kvadrikoptéra i něco se vzhledem robotického pavouka už měly po nezbytné očistě, která měla za cíl roboty zbavit bahna nabraného v dole v americkém Pittsburghu. Tam se s nimi tým ČVUT stal třetím nejlepším týmem americké soutěže autonomních robotů. A mezi těmi, které nesponzorovala americká Agentura ministerstva obrany pro pokročilé výzkumné projekty DARPA, byli čeští roboti a jejich lidští průvodci vůbec nejlepší. Odměnou je jim dvě tisíc dolarů a zařazení po bok světově známých univerzit, jako jsou třeba Caltech nebo MIT.

Příprava na pomoc po katastrofě

Soutěž simulovala podmínky zavaleného dolu nebo podobné těžko přístupné oblasti. S neznámými cestami, jejich sklonem, ale i živelními podmínkami – množstvím vody, bahna či rozličnými světelnými podmínkami. Cílem bylo najít pět objektů: mobil, vrtačku, batoh, hasicí přístroj a člověka, respektive sofistikovanou figurínu, která si udržuje svou „tělesnou“ teplotu, oblečenou v reflexní vestě.

Předměty byly předem jasně dané a soutěžící týmy získaly odkaz na webové stránky na Amazonu, kde si je mohly pořídit. To také udělaly. „Jen figurínu jsme vynechali, koupili jsme jen reflexní vestu. Figurína do ní oblečená je v porovnání s ní prakticky neviditelná,“ vysvětluje jeden z členů týmu Martin Pecka. Stroje, které většinu času zůstávají bez dohledu a rozkazů člověka, měly artefakty najít a lidem následně sdělit jejich přesnou polohu. Bez mapy, signálu a jakýchkoliv vodítek typu GPS.

Tým ČVUT proto dal dohromady algoritmus, který vzdálenost i směr počítal podle mnoha senzorů, třeba i podle otáčení pásů na vozítku. „Ale na žádný ze senzorů se nedá spolehnout tolik, aby se pozice robota skutečně dala odvodit. Typicky v bahně kolečka podkluzují. Za chvíli nevíte, kde je,“ popisuje Zimmermann. Přesto dodává, že právě na počítání vzdálenosti podle otáčení koleček je nejpyšnější. „V rozumně přístupném terénu naše algoritmy dosahují přesnosti kolem jednoho procenta. Takže na 500 metrů umíme lokalizovat s maximálně pětimetrovou odchylkou,“ vysvětluje. Týmy mohly očekávat, že se bude jezdit v hloubce 4 až 8 kilometrů. „Ukázalo se, že ani ty nejlepší nebyly schopné najít všechny artefakty,“ zmiňuje další z českých účastníků soutěže Karel Zimmermann. Nakonec se roboti pohybovali v oblasti zhruba jednoho kilometru čtverečního. Protože ale projížděli sem a tam i zablokované chodby, ujeli obvykle zhruba tříkilometrovou cestu.

Související článek

Petr Baudiš: Možná si budeme muset projít něčím špatným, abychom začali regulovat umělou inteligenci

Využití umělé inteligence může být prospěšné, ale i hodně nebezpečné. Jak to chtějí odborníci na umělou inteligenci řešit? Jak umělá inteligence pracuje s předsudky a jak nás ovlivní v budoucnu? 

„Od začátku jsme systém stavěli tak, že není možné přeposílat všechna data lidskému operátorovi. Síť to nezvládne, ale ani operátor nemůže stihnout sledovat, co který robot vidí. Takže v každém robotovi byl detektor, naučený pomocí hluboké neuronové sítě, který vyhodnocoval, co vidí. V praxi se detektor snaží objekt najít a ještě se může utvrzovat tím, že čeká, až jej uvidí z jiného úhlu. Teprve když si je jistý, tak s pomocí mapovače, který staví 3D mapu, odhadne pozici objektu, typ artefaktu, a jednu fotku pošle operátorovi,“ popisuje Martin Pecka.

Roboti si informace předali mezi sebou

Soutěži předcházela tvrdá příprava. „Nebyli jsme líní trénovat a několikrát jsme navštívili experimentální doly při ČVUT, konkrétně štolu Josef. Vyzkoušeli jsme si, jak se různí roboti budou chovat, když je obklopí tma či jiná teplota,“ popisuje Zimmermann. A kromě chování si tým vyzkoušel i způsob, jak vlastně stroje vidí objekty, které mají hledat. Ve tmě a za jízdy získají pro rozpoznání třeba jen rozmazanou šedo-červenou šmouhu místo červeného válce, který by si dokázaly spojit s hasicím přístrojem. Nebo záchranná vesta – její odraz je jako ostré světlo vidět na kilometr, pokud si na ni robot přímo svítí. Štola Josef je ale suchá, a i když se její zalití původně domlouvalo, nakonec k němu nedošlo. „Právě voda nám v Pittsburghu nejvíc zavařila. V dole byly chodby, které byly úplně vylité,“ vzpomíná Zimmermann.

Roboti využívají při pohybu mimo jiné také lidar a v takových podmínkách nedokázali určit, jestli stojí před vodou, nebo před propastí. Těžko se pak sami rozhodují, co dělat. A právě o to tu jde – co největší samostatnost, řešení aktuálních situací, hledání a co nejpřesnější lokalizování zadaných předmětů a jednou možná i zavalených lidí. Takové podmínky nejsou přehledné ani pro člověka. „Kdyby vás někdo ve tmě poslal do dolu, do půl kilometru zcela ztratíte přehled o tom, kde se nacházíte,“ říká Martin Pecka. Pořadatelé přitom soutěžícím systematicky komplikovali podmínky. „Kouřila, rozsvěcela a zhasínala světla. To poškodí algoritmy, které jsou založené na kamerách,“ popisuje Zimmermann.

Související článek

„Umělá inteligence vyčistí trh, zruší neefektivní práci,“ říká Michal Pěchouček, špička české kybernetiky

Možná si to nepřipouštíme, ale umělá inteligence námi manipuluje prakticky denně. Doporučuje nám, co si koupit, jaké číst zprávy, jak si vytvořit názor, doporučuje nám, koho volit. „Může vámi dobře manipulovat, když toho o vás hodně ví. Když toho moc neví, může s vámi manipulovat asi tak jako billboard u dálnice,“ říká Michal Pěchouček, kybernetik a patrně jeden z nejrespektovanějších odborníků na umělou inteligenci v Česku.

Pomoci robotům mohl jen jejich operátor. Člen týmu, který jim jako jediný mohl udílet pokyny a případně upravovat data, která posílali. Poměrně brzy po výjezdu se však robot musel spolehnout sám na sebe. V dole se nedá počítat ani s Wi-Fi, ani s klasickou mobilní sítí, a tedy ani s přenosem obrazu či dalších informací. „Vytvořili jsme strategii, podle které se robot, pokud je patnáct minut před koncem mise mimo dosah, začne vracet na začátek. Doufáme, že se za tu dobu dostane na místo, odkud máme přímé spojení. Detekce si ukládá do vlastní databáze a pak je najednou přenese,“ vysvětluje Pecka. A v případě potřeby si roboti byli schopni postavit, jednoduše řečeno, i vlastní síť. Rozestavěli se postupně tak, aby na sebe signálem „dosáhli“. Ten nejblíže operátorovi pak poslal všechna data zpět lidem.

U takové sítě ale výrazně klesá kvalita přenášených informací. Takže i když jsou větší roboti vybaveni kamerou s rozlišením 8K – což mají mimochodem nejkvalitnější televize dneška, z výsledného obrazu, který se k operátorovi dostane, lze poznat zhruba to, jestli je stroj nasměrovaný do tunelu, nebo do zdi. „Ale aby mohl očima zkontrolovat, jestli je tam nějaký artefakt? To už ne,“ říká Pecka. Pomocí bylo spojení na nízkých frekvencích vlastní výroby, které umí lépe prostoupit prostorem. To však přenese jen minimum informací, a tak pouze udávalo, kde roboti (podle svých výpočtů) jsou.

Související článek

Hotovo 115 let po smrti autora. Pusťte si skladbu A. Dvořáka, kterou dokončila umělá inteligence

V pátek večer v Praze zazněla závěrečná část třídílné skladby Antonína Dvořáka, kterou český skladatel začal psát před více než sto dvaceti roky. Za svého života ji nestihl dokončit. Povedlo se to až nyní. A to díky softwaru lucemburské firmy AIVA Technologies, který těží z práce umělé inteligence.

V únoru se chce český tým zúčastnit dalšího kola soutěže, které má být v takzvaném podzemním městě. Co přesně to bude, nikdo neví, ale Češi si to představuje zhruba jako stanici metra se schody a několika patry. Podobná soutěž ve stejném termínu probíhá v Saúdské Arábii. A odměnou z toho všeho můžou být třeba i obchodní spolupráce s firmami. Už teď zdejší výzkumníci spolupracují například s Toyotou nebo firmou Valeo, která vyvíjí systémy pro autonomní auta.

Témata:
Líbí se vám článek? Sdílejte ho:
link odkaz
Reklama