Světový úspěch českých robotů a dronů

Americká agentura pro pokročilý obranný výzkum (DARPA) je v širší veřejnosti známá hlavně svým podílem na vzniku internetu, ale financuje i další projekty na pomezí reality a sci-fi. Jsou mezi nimi například tajný raketoplán X-37, mozkové implantáty, vysokoenergetické lasery, genové modifikace... 

Zvláštní zájem má o samostatně fungující robotické systémy vybavené umělou inteligencí, protože dálkové ovládání strojů má své limity: řídící signál se nedostane všude a je tu i hrozba rušení nebo nepřátelského ovládnutí dronu nebo jiného zařízení. Jednou z jejích aktivit na tomto poli je pořádání štědře dotovaných soutěží autonomních strojů, například DARPA Subterranean Challenge, které se už několik let zúčastňují nejlepší robotické týmy z celého světa - a mezi nimi i vědci z pražské ČVUT.

Druzí mezi nejlepšími

Letošní ročník Darpa Subterranean Challenge měl dvě větve: jedna roboty prověřovala ve virtuálních prostředích, v druhé museli obstát ve skutečném podzemí komplexu vápencových lomů Mega Cavern v Kentucky. DARPA v posledních letech se ve vývoji simulovaných prostředí pro roboty velmi angažuje, protože věří, že tak jde efektivně testovat vyvíjené systémy i tehdy, když není možnost testů v reálném světě.

Soutěž softwarových řešení probíhala v osmi podzemních virtuálních světech, které reprezentují různá prostředí. V nich se s veškerou dynamikou a kinematikou pohybují trojdimenzionální modely robotů, kteří v simulovaném prostředí ve vzájemné spolupráci plní stejné úkoly záchranářů jako jejich reálné předobrazy.

Finálové kolo DARPA Subterranean Challenge vyneslo českému týmu vystupujícímu pod hlavičkou CTU-CRAS-NORLAB pódiové umístění v souboji robotů ve virtuálním prostředí - v robotnickém simulátoru. Mezi deseti nejlepšími robotickými týmy světa obsadil druhé místo, za což mu přísluší odměna 500 000 dolarů. Výsledky vyhlásila agentura DARPA v pátek 24. září při slavnostním ceremoniálu v Louisville v Kentucky ve Spojených státech.

Do virtuálních světů

"Soustředili jsme se především na hlavní soutěž s reálně existujícími roboty, proto je pro nás druhé místo ve virtuálním závodu příjemné překvapení. Výsledek totiž ukazuje možnosti technického řešení, do kterého jsme investovali zejména díky subvenci agentury DARPA. To, že naše řešení funguje takto dobře ve virtuálu, nám dává slibnou perspektivu i pro práci s reálným systémem," říká prof. Tomáš Svoboda, vedoucí týmu více než třiceti vědců a studentů z katedry kybernetiky a katedry počítačů Fakulty elektrotechnické ČVUT.

Podle Tomáše Svobody agentura DARPA v posledních třech letech investovala značné úsilí do vylepšení simulátoru – virtuálního prostředí, protože vidí jeho potenciál při vytváření nových robotických systémů a v realistickém ověření robotických řešení s omezenými možnostmi zkoušení v reálném prostředí. Díky druhému místu v soutěži virtuálních robotů si tým CTU CRAS-NORLAB veze do Prahy odměnu půl milionu dolarů. Výhra vědcům z FEL ČVUT umožní dále investovat do výzkumu v oblasti robotiky.

Umělá inteligence v podzemí

Současně s virtuální soutěží probíhala v podzemním komplexu MegaCavern v Kentucky soutěž reálných robotů. Sestava kolových, pásových, létajících a čtyřnohých záchranářských robotů z FEL ČVUT dokázala během 60 minut v obřím vápencovém dole odhalit sedm objektů, což ji v konkurenci nejlepších osmi týmů světa vyneslo celkové šesté místo.

"Během soutěžního kola jsme nasadili kompletní sadu našich robotů. Šest pozemních včetně třech kráčejících SPOTů, tři drony a ještě ručně řízený robot sloužící jako motorizovaná základna mobilního spojení. Roboty v prostředí, kde chybí GPS signál a dosah bezdrátové komunikace je značně omezený, pracovaly i mimo spojení, plně autonomně, což považujeme za úspěch," uvádí prof. Jan Faigl, vedoucí laboratoře výpočetní robotiky z Fakulty elektrotechnické ČVUT.

"Především díky subvenci od DARPA máme výrazně obnovenou sestavu robotů, do které v srpnu přibyly další dva roboty SPOT. Nový systém umožňuje mnohem více multirobotické explorace, autonomie robotů a jejich schopnosti pracovat mimo dosah signálu, než bylo dříve, ale tím, že se jedná o nový systém, potřebuje více testování," konstatuje prof. Tomáš Svoboda, jehož tým v soutěži robotických systémů obhajoval dvě třetí místa z předchozích kol v letech 2019 a 2020. 

Vítězem soutěže robotických systémů je tým Cerberus, který identifikoval 23 objektů, stejně jako druhý tým v pořadí CSIRO Data61. O prvenství a prémii 2 miliony dolarů rozhodl čas posledního odhaleného objektu týmu Cerberus.

O soutěži DARPA Subterranean Challenge

Soutěž DARPA Subterranean Challenge simuluje v reálném prostředí situaci při záchraně osob po katastrofách. Týmy robotů mají za úkol v neznámém prostředí během jedné hodiny identifikovat co nejvíce objektů, jako jsou osoby, telefony, batohy, stejně jako odhalit unikající plyn. Poznatky využité v soutěži poté najdou uplatnění při časově kritických obranných i civilních operacích typu "vyhledej a zachraň". 

Další informace o soutěži včetně výsledků finálového kola najdete tady

Radovan Suk, Jan A. Novák