„Je to metr vysoké, čtyřleté robotické dítě s nadváhou,” popisuje humanoidního robota hlavní vývojář Matěj Hoffmann

Svět české robotiky se posouvá stále dopředu. Pražská univerzita ČVUT má od června 2021 vzácnou návštěvou – robota iCuba, kterého má ve svých rukou tým zkušených výzkumníků. Jedním z nich je také Mgr. Matěj Hoffmann Ph.D., který vám odkryje tajemství jeho vývoje a plánů do budoucna. Jste připraveni?

 

Magazín

 

Píše se rok 2009. Doba, kdy svět přivítal novou éru humanoidních robotů jménem iCub. Za jeho výtvorem stojí Italský technologický institut v Janově, který vybudoval více než 40 modelů.

Každý z nich má svou jedinečnou osobnost, neboť každý z nich je naprogramovaný na něco jiného. České učení technické v Praze si vzalo na starost iCuba s číslem 47.

Jako jediný svého druhu se chlubí něčím, co lze přirovnat ke kůži. Díky tomu se čeští výzkumníci mohou zaměřit na studium hmatu, což je nesmírně zajímavá specializace. Pojďte si přečíst, co tohle robotí dítě za 250 tisíc eur dovede. 

 

 

2 oči, 30 kilo, 53 motorů a 4000 senzorů: To je iCub, seznamte se 

 Na ČVUT máte nyní nový přírůstek do rodiny v podobě robota iCuba. Mohl byste ho našim čtenářům popsat?

Je to metr vysoké, čtyřleté robotické dítě s nadváhou – váží asi 30 kg. Je těžší, protože je z hliníku. Materiálová skladba je tedy jiná, ale důraz byl kladen na anatomickou podobnost s člověkem, co se rozměrů a kloubů týče. Jméno iCub je variací na film z roku 2004 „I, Robot” a znamená něco jako „Já, mládě”.

 

V čem je unikátní? Jak se odlišuje od dalších humanoidních robotů?

Unikátní je svou komplexností a mírou realističnosti, s jakou mechanicky čtyřleté dítě napodobuje. Má celkem 53 motorů, dvě oči, které se pohybují jako naše, dva mikrofony v uších, vestibulární senzory a zhruba od roku 2012 citlivou kůži po celém těle – má asi 4000 tlakových senzorů.

 

 

V dalších rozhovorech uvádíte, že ho využíváte zejména pro výzkum jeho hmatových schopností. Proč jste si vybrali zrovna tuto specializaci?

U člověka je zrak dominantním smyslem, přesto je hmat obrovsky důležitý a nejedná se zdaleka pouze o cit v rukou pro manipulaci. U robotů je citlivá kůže úplnou novinkou a technologií, která je může hodně posunout.

Důležitý dopad je do bezpečnosti – robot s citlivým celým povrchem těla je opatrnější jak na sebe (což hrálo mimochodem důležitou roli v Čapkově R.U.R.), tak na své okolí, a tudíž může s lidmi bezpečněji spoluexistovat.

Dále může robot kůži využít i pro komunikaci – člověk mu třeba poklepáním, pohlazením nebo jiným gestem může něco sdělit efektivněji než třeba hlasem.

 

Dokázal byste našim čtenářům vysvětlit, jak probíhá učení/trénování iCuba?

Naším cílem je, aby se robot skutečně učil tak jako dítě. Začínáme od úplně základních věcí, jako je koordinace končetin a první modely vlastního těla – robot by se měl sám naučit, jak má dlouhou ruku a kam s ní dosáhne. Hmat v osvojování těchto věcí hraje důležitou roli.

 

Jaké technologie při tom používáte?

Jde vlastně o takovou umělou hru. Děti se hodně naučí tím, že pořád dokola něco zkouší – chodit, uchopovat předměty apod.

Některé výzkumy hovoří o tzv. „vnitřní motivaci” – v mozku jsou odměňovány aktivity, u kterých dítě zrovna dělá největší pokroky – nezkouší věci, které už umí, ani věci, které jsou příliš těžké.

Také se takovým algoritmům říká „umělá zvědavost”. Jinak také používáme umělé neuronové sítě, které jsou hodně zjednodušenou obdobou neuronů v mozku.

 

 

iCuba máte u vás na fakultě od léta 2020. Jaké pokroky jste u něj v průběhu času zaregistrovali?

Napřed se musí naučit základní věci, třeba koordinaci očí a rukou. Náš iCub je ale 47. na světě, takže můžeme využít software od jeho starších sourozenců (iCub jede na open-source kódu) a jde to rychleji.

 

S jakými překážkami jste se během výzkumu setkali? A co vás například nejvíce překvapilo?

Já jsem s iCubem uz 3 roky pracoval v italském Janově, takže mě toho mnoho ani nepřekvapilo. Překážkou je ta úroveň komplexity – oproti třeba robotickým rukám se šesti klouby máme najednou na starosti 53 motorů, dvě kamery a čtyři tisíce tlakových receptorů.

 

Jaké cíle a plány máte s iCubem do budoucna? Chcete, aby se jednou plně začlenil do domácností? 

Naším hlavním cílem je, aby iCub přispěl k pochopení toho, jak se skutečné dítě a jeho mozek učí v prvních dvou letech života. Hodně se inspirujeme vývojovou psychologií a neurovědami.

Pokud se tomu aspoň trochu přiblížíme, měli bychom najednou robota, kterého není potřeba na vše programovat, ale některé věci by se naučil sám. Zatím je to ale hudba daleké budoucnosti.

Jinak asi hlavní aplikací humanoidních robotů v budoucnu by mohli být společníci a asistenti v domácnosti. Humanoid dokáže fungovat v našem prostředí, nezastaví ho například schod či práh a také se s ním lépe komunikuje než s průmyslovým robotem.

Výhodou humanoidů je jejich všestrannost, ale jednoúčeloví roboti na luxování apod. pro ně ještě nějakou dobu budou (vzhledem k jednoduchosti a ceně) tvrdou konkurencí.

 

 

Mgr. Matěj Hoffmann Ph.D.

Matěj Hoffmann absolvoval informatiku na Matematicko-fyzikální fakultě UK (2006) a pokračoval v doktorském studiu robotiky a umělé inteligence v AI Lab Univerzity Curych (2012).

V letech 2013-2016 působil v Italském technologickém institutu v Janově, kde pracoval s humanoidním robotem iCub. Od roku 2017 je na Katedře kybernetiky, Fakulty elektrotechnické, ČVUT, kde vede skupinu humanoidní a kognitivní robotiky.

 

Tip! 80 % času stráví kurýr hledáním správného vchodu a čekáním na majitele balíčků. České robotické auto to chce změnit

 

 

Připravila: Petra Pruden

Sdílet: