Aktuální vydání

celé číslo

08

2020

Mozaika novinek a informací

Restart ekonomiky

celé číslo

Průzkumný robotický systém Cassandra

Na Vysokém učení technickém v Brně probíhá v rámci vědecko-výzkumného centra CEITEC (Středoevropský technologický institut) výzkum v oblasti průzkumné roboti­ky. Největším projektem, který řeší odborníci ze skupiny Kybernetika pro materiálové vědy, je autonomně-teleprezenční heterogenní robotická skupina s názvem Cassandra. Jde o skupinu různých mobilních robotů určených pro široké spektrum misí.

 
Skupina robotů Cassandra je navrže­na především pro průzkum oblastí člověku nebezpečných nebo nedostupných – např. k vyhledávání osob v budovách poškoze­ných živelní katastrofou, měření radiace, přítomnosti a koncentrace nebezpečných che­mických a biologických látek, měření koncentrací těžkých kovů v kapali­nách, hlídání objektů, re­vizi či inspekci průmys­lových objektů apod. Jednotlivé roboty jsou čistě průzkumné. Zna­mená to, že je možné se s nimi dostat na místo, které je člověku nebez­pečné nebo nedostupné, oblast prozkoumat, změ­řit v ní požadované ve­ličiny, není však možné s ničím manipulovat ani třeba vyprošťovat osoby.
 
V současné době jsou vědci z Vysokého uče­ní technického schopni do systému Cassandra za­pojit osm mobilních robotů. Některé roboty byly na pracovištích VUT v Brně vyvinu­ty kompletně, u některých je dílem zdejších vědců jen elektronika. Roboty jsou rozděle­ny podle vlastností – větší roboty, menší ro­boty, létající průzkumné prostředky a mapo­vací robot (obr. 1).
 
Hlavními představiteli větších robotů jsou stroje ze série Orpheus. Sem patří jak roboty splňující přísné vojenské normy řady Orpheus-A a Orpheus-A2 (obr. 2), tak stro­je pro vyhledávání osob, zastoupené nejno­vějším Orpheus-X3. Do této skupiny patří i robot pro měření koncentrací těžkých kovů Orpheus-HOPE, který vzniká ve spolupráci s chemiky z výzkumné skupiny Chytré na­nonástroje, která je také součástí CEITEC VUT.
 
Zatímco armádní roboty jsou určeny pro zcela specifická měření koncentrací chemic­kých látek a radiace, robot Orpheus-X3 je mnohem univerzálnější. Zajímavou inovací tohoto stroje je speciální senzorická hlavice, která obsahuje snímače umožňující operáto­rovi pracovat v širokém spektru podmínek z hlediska viditelnosti – tj. v mlze, kouři, úplné tmě, při osvětlení silnými bodovými svítidly atd., a navíc dovoluje „vidět“ teplo­ty, tedy např. velmi rychle identifikovat živé osoby v prostředí.
 
Výzkumná skupina Kybernetika pro mate­riálové vědy v rámci CEITEC VUT také vy­vinula vlastní letouny typu multicopter, kte­ré jsou začleněny do systému Cassandra. Ty umožňují průzkum oblasti ze vzduchu.
 
Na celém systému je zajímavý způsob ovládání robotů. Jde o kombinaci vizuál­ní teleprezence a rozšířené reality. Operátor má na hlavě tzv. helmu virtuální reality a v ní může kombinovat jak obraz z jednotlivých robotů, tak např. trojrozměrné mapy získa­né mapovacím robotem. Operátor se tak ne­jen dostane na místa, kam by se nedostal, ale uvidí i věci, které by svými vlastními smysly neměl možnost vnímat.
 
Celý systém Cassandra může být ovládán pouze jedním operátorem, přičemž ten může v současné době stisknutím jednoho tlačít­ka přepnout na požadovaný robot. Tím se mu změní uživatelské prostředí podle vlast­ností a schopností daného stroje, základní způsob ovládání a zobrazení však zůstanou vždy stejné.
 
Celý systém se postupně vyvíjí. V sou­časné době jsou téměř všechny roboty plně funkční a mohou být systémem dálkově ovlá­dány. Nyní probíhá vývoj autonomních algo­ritmů tak, aby i roboty, které operátor v dané chvíli neovládá, určitým způsobem přispíva­ly k činnosti systému – např. automatickým prohledáváním, tvorbou mapy nebo alespoň hlídáním dané oblasti.
 
Popularizace výsledků výzkumu a vývo­je VUT v Brně a systematické práce se stu­denty jsou podporovány operačním progra­mem Vzdělávání pro konkurenceschopnost: OP VK PO 2.3 reg. č. CZ.1.07/2.3.00/35.0004.
Luděk Žalud, VUT v Brně
 
Obr. 1. Do průzkumné skupiny Cassandra lze zařadit roboty růz­ných vlastností , od větších průzkumných robotů RoboKop, přes menší stroje Brontes až po létající multikoptéry
Obr. 2. Vojenský robot Orpheus-AM pro vy­hledávání osob a zjištění jejich zdravotního stavu a životních funkcí