Pokud patříte mezi stálé čtenáře ábíčka, určitě víte, že za roboty na České vysoké učení technické (ČVUT) chodíme na návštěvy pravidelně. Letos jsme zblízka zkoumali pásové roboty připravené na mezinárodní soutěž agentury DARPA (ABC 4/2021) a obdivovali jsme i maličkého, ale stylového robůtka SK8O (ABC 6/2021).
Když nám výzkumníci z Katedry kybernetiky Fakulty elektrotechnické napsali do redakce, že mají nový a velice zajímavý přírůstek, neváhali jsme ani vteřinu a vydali se na další exkurzi do laboratoří na pražském Karlově náměstí.
Robot kamarád z Itálie
Přivítal nás Matěj Hoffmann, který je pro 105 cm vysokého robota zvaného iCub pomyslným otcem. „V letech 2013 až 2016 jsem po dokončení doktorského studia pracoval na technologickém institutu v Janově, kde staví roboty iCub. Po návratu do Prahy byl můj velký sen získat jednoho i pro ČVUT, což se nedávno podařilo,“ chlubí se Matěj.
Robot iCub, na něhož se společně koukáme, nese výrobní číslo 47. V janovských laboratořích postaví přibližně čtyři roboty tohoto typu do roka a interaktivní mapa na webu ukazuje, kde každý z nich v současnosti bydlí. Jde převážně o evropské univerzity a akademie věd, několik iCubů ale najdeme i v USA nebo jihovýchodní Asii.
iCub je jako dítě
Od běžných průmyslových robotů se iCub výrazně liší zejména tím, že opravdu připomíná skutečné dítě. Má dvě oči, ve kterých jsou kamery schopné vnímat hloubku obrazu a sestavovat tak v „mozku“ robota stejný vjem, jako to dokáže mozek lidský.
Relativní novinkou je modrá umělá kůže, kterou je pokrytá většina povrchu robotího těla. Roboti iCub jsou v Janově ve vývoji už téměř 20 let, první model s kůží byl postaven před 7 roky. Celkově je na robotovi, kterého si prohlížíme, na 4000 senzorů, jež vnímají 64 stupňů intenzity dotyku. Snímaná data se ihned přenášejí do počítače, který obsluhuje člověk. „Věříme, že abychom mohli zkoumat spojitosti mezi vnímáním robotů a lidí, musí být roboti anatomicky přesní,“ vysvětluje Matěj Hoffmann.
Výzkum ČVUT
Výzkum, kvůli kterému si třicetikilového robota na ČVUT pořídili, je orientovaný na analýzu hmatu. Jde o jeden z vůbec nejsložitějších lidských smyslů, o kterém toho stále ještě mnoho nevíme. Aktuální vědecká práce se zaměřuje na poznávání a mapování vlastního těla v prvním roce života dítěte.
Co to v praxi znamená? Robot iCub se snaží pomocí svých rukou nahmatat zbývající části svého těla – třeba hlavu, trup a nohy – a postupně si ve svém řídicím centru sestavuje model své vlastní fyzické existence. Jde o rozvíjení algoritmů z rodiny zvané „artificial curiosity“, což bychom do češtiny mohli přeložit jako „umělá zvědavost“.
Do trouby radši nesahat
Kromě umělé kůže jsou mimořádně zajímavé také obě robotické ruce. Jsou to právě špičky prstů, které jsou pro lidský i robotí hmat mimořádně důležité. Dlaně iCuba sice nejsou stoprocentně anatomicky přesné, přesto jde o vůbec nejsložitější část robota. Každá z nich obsahuje 12 motorizovaných kloubů, mnoho dalších nemotorizovaných (např. na článcích prstů), a také senzory dotyku na bříškách prstů. Robot iCub má i teplotní senzory, takže pozná, zda by se saháním na objekt nemohl spálit.
Spolupráce celého světa
Software pro robota vzniká v režimu open-source, což znamená, že se jednotlivé univerzity o své poznatky a vynálezy vzájemně dělí. Výzkumníci z ČVUT si tak z internetu stáhli například softwarový modul pro zrak iCuba, a naopak pravidelně nahrávají svůj vlastní pro hmat.
„Robot iCub je absolutní technologická špička a předpokládáme, že na něm budeme dělat výzkum dalších 10 až 20 let,“ dodává Matěj Hoffmann. Jeho kolegové jej třeba učí hrát karetní hru Dobble. Poznávání obrázků přitom není tím nejdůležitějším. Vědci se nyní zaměřují zejména na to, aby robot při hraní nenarážel rukama do svých lidských oponentů.
Skoro jako člověk
A jak vidí budoucnost lidem podobných robotů Matěj? „Za 20 let by to mohl být třeba asistent v domácnosti, je humanoidní, takže mu nemusíme přizpůsobovat prostředí, dokáže například překročit práh. Náš iCub je přirozenější pro komunikaci než nějaká krabička, umí napodobit výrazy tváře. Jsou to imitované, ale čitelné emoce,“ vysvětluje. Robot iCub se na nás naposledy usmál a my se zase na nějakou dobu s ČVUT loučíme.
Nečekaný výkon
Robot iCub běží na procesorové platformě Intel Core i7. Má 4 GB operační paměti a 32 GB SSD úložiště. Veškeré informace distribuuje speciálně upravená instalace operačního systému Ubuntu z rodiny Linux napojená na tzv. middleware. Robot má 3 gyroskopy, 3 akcelerometry, 3 geomagnetické senzory a především celkem 53 motorů, které pohánějí klouby.
