O tom, že automatizace a robotizace bude znamenat velký přínos také v oblasti výroby a montáže baterií pro elektromobily, asi není nikoho nutné příliš přesvědčovat. Děje se tak již i v oblasti nákladních elektrických vozidel, jak aktuálně demonstruje švédská automobilka Scania.

Tato automobilka za tímto účelem uzavřela spolupráci s výrobcem robotických a automatizačních řešení, švýcarsko-švédskou společností ABB, která by Scanii do jejího zbrusu nového závodu měla dodat komplexní řadu robotů. Nový závod by podle slov švédské automobilky měl být milníkem na cestě k elektrifikaci těžkých vozidel. Společnost do něj v průběhu několika příštích let hodlá investovat více než jednu miliardu švédských korun, tedy téměř 2,5 miliardy Kč. Nový závod v Södertälje by měl být uveden do plného provozu v roce 2023.

„Jsme potěšeni, že můžeme spolupracovat s jedním z našich dlouholetých zákazníků a pomoci mu realizovat jeho plán elektrifikace,“ komentoval dění Jörg Reger, výkonný ředitel divize ABB Robotics pro automobilový průmysl. „Automobilový průmysl byl vždy na špici v oblasti automatizace. S přechodem na elektrifikaci však čelí rozsáhlým změnám zavedených výrobních procesů. Díky našim odborným znalostem navrhneme a pomůžeme zajistit flexibilitu výroby, která je pro lídry trhu, jako je Scania, při realizaci této změny zásadní,“ dodal.

Upevnit pozici

Podle vedoucího montáže baterií společnosti Scania Tonyho Perssona je továrna navržena v souladu se záměrem firmy být v čele průmyslové digitalizace, automatizace a využívání pokročilých robotických technologií. Továrna by měla být také investicí, která upevní pozici Švédska jako centra špičkových technologií, které jsou v elektrifikaci těžkých vozidel zásadní při přechodu na udržitelnou dopravu.

Nový závod se bude rozkládat na ploše 18 000 m2, hned vedle závodu na montáž podvozků ve městě Södertälje. Vysoká míra automatizace se přitom nebude týkat pouze montáže, ale například také příjmu zboží nebo jeho expedice. Bateriové moduly budou kompletovány z článků od další švédské společnosti Norvolth, o které jsme již také psali. Hotové bateriové sestavy budou dodávány přímo do montážní haly vozidel. Proces montáže budou zajišťovat roboty doplněné o řadu dalších řídicích automatizačních systémů.

Rychlost a vysoký výkon

Malý robot ABB IRB 390 přitom bude použit v závodě na výrobu baterií vůbec poprvé. Původně byl navržen pro obalový průmysl a k jeho hlavním přednostem patří rychlost a vysoký výkon. Díky tomu lze namontovat kontaktní desky do baterií rychlostí jedné desky za sekundu, 24 hodin denně. Simulační a programovací software RobotStudio navíc umožňuje simulovat kompletní montážní proces, což ve výsledku výrazně zkrátí dodací lhůty a zaručí vysokou kvalitu realizace celého procesu. Dodejme, že i zmíněná, nedávno zprovozněná továrna na lithium-iontové baterie společnosti Northvolt, která patří k největším svého druhu v Evropě, vznikla ve spolupráci se společností ABB, a disponuje tudíž také velmi pokročilou automatizační technikou.

Scania v roce 2015 zahájila sériovou výrobu hybridních autobusů. O čtyři roky později, v roce 2019, byla uvedena na trh první řada plně elektrických autobusů této značky. Poté následovalo představení plug-in hybridního nákladního vozidla Scania a plně elektrického nákladního vozidla. Sériová výroba elektrického nákladního vozu byla zahájena v roce 2021.

S důrazem na vlastní výzkum

Scania má od loňského roku v Södertälje rovněž novou bateriovou laboratoř. Ve třech testovacích halách o celkové rozloze 250 metrů čtverečních se vyvíjejí a zkoušejí nové bateriové články, moduly i celé sady. V sousedství těchto hal má laboratoř také zázemí pro přípravu zkušebních vzorků.

Laboratoř se zaměří především na hodnocení výkonu a životnosti baterie v různých klimatických podmínkách v rozpětí od -40 °C do 70 °C. Cílem je například stanovení optimálních provozních podmínek pro daný typ baterie s ohledem na teploty, za nichž je používána, obvyklý způsob jejího nabíjení a podobně.

Nová laboratoř doplnila menší zařízení s klimatickou testovací komorou, která byla uvedena do provozu o několik měsíců dříve. Pomocí této laboratoře může Scania testovat výkon bateriových sad na plně funkčních elektrických nákladních vozidlech a autobusech bez vyjímání baterií. Vozidla jsou zaparkována vedle laboratoře a připojena k testovacímu zařízení.

„Se zrychlujícím se tempem vývoje posílí nová laboratoř naši kapacitu mít správné velikosti baterií pro každou aplikaci,“ říká Claes Erixon, vedoucí výzkumu a vývoje ve společnosti Scania. „Máme před sebou ambiciózní plán každoročního uvádění nových a aktualizovaných elektrických produktů s odpovídajícími bateriovými službami. To na nás klade nároky mít prvotřídní dovednosti a znalosti v oblasti používání baterií a optimalizace životního cyklu. Scania bude i nadále investovat do zkvalitňování kompetencí jak v našich vlastních provozech, tak i v rámci důležitých partnerství. Zajistíme, aby Södertälje a region Stockholmu zůstaly na čele výzkumu a vývoje i v elektrifikované budoucnosti těžké dopravy,“ dodává Erixon.

Jak složité může být zavádění nových druhů dopravy do praxe, ukazuje vývoj v Torontu. Kanadské město po zavedení nového typu rozvážkové služby zakázalo provoz automatických robotů na chodnících a cyklostezkách.

Růžové roboty zaplavily Toronto v roce 2021. Nu, možná ne úplně zaplavily, staly se ovšem nepřehlédnutelnou součástí městské krajiny. A rozhodně jich byl plný Instagram a TikTok.

Není divu, roboty nazvaní Geoffrey jsou přímo agresivně roztomilí. Je to logický marketingový krok: jak by se někdo mohl cítit ohrožen malým růžovým robotem se srdíčky místo očí?

Stroje patřily místnímu startupu Tiny Mile. Jde o zhruba metr dlouhé a přes 50 centimetrů vysoké stroje o hmotnosti čtyři kilogramy. Uvezou maximálně pětikilogramový náklad a jejich úkolem je rozvoz jídla – v podstatě jde tedy o robotizovanou obdobu Uber Eats či jiných podobných rozvážkových služeb, které se během posledních pandemických staly významnou součástí sektoru služeb.

Mimochodem, společnost Tiny Mile byla oficiálně založena v listopadu 2019, nedlouho předtím, než pandemie uzavřela restaurace po celém městě, včetně Toronta. Její zakladatelé samozřejmě netušili, jakého významu rozvor jídla v dohledné době nabude.

Proč píšeme „roboty“, ne „roboti“

Pod označením robot se v češtině skrývají jak dnes existující automaty neschopné samostatného rozhodování, tak (nakonec) myslící stroje v původním Čapkově významu slova. Rozlišuje se mezi nimi i gramaticky: robot myslící je životný (mn. č. roboti), ti dnešní nesamostatní jsou neživotní (mn. č. roboty).

Rozdíl mezi oběma významy ilustruje Internetová jazyková příručka Ústavu pro jazyk český příklady, které mluví za vše: zatímco neživotné kuchyňské roboty nám jen „ulehčily vaření„, životní roboti tvoří dějiny. Vybraný příklad totiž praví: Hodní a zlí roboti svedli velkou bitvu o budoucnost lidstva.

Roboty společnosti Tiny Mile nejsou ve skutečnosti autonomní. Jsou dálkově řízeni skutečnými lidmi, kteří pracují z domova na noteboocích a ovladačích Xbox. Geoffrey má zabudovanou GPS, kterou piloti WFH používají k navigaci. Díky vestavěným kamerám robota mají k dispozici 360stupňové zorné pole.

Firma zaměstnávala pro řízení robotů zprvu výhradně místní zaměstnance, kterým dávala na poměry donáškových služeb velmi dobrý plat (údajně 25 kanadských dolarů za hodinu). Dokonce na rozdíl od kurýrů donáškových služeb měly být vedeni jako skuteční zaměstnanci. Ovšem podléhá stejným ekonomickým tlakům jako jiné společnosti, a tak se postupně objevily informace, že nabírá potenciální řidiče pro své roboty i na Filipínách. A tamním operátorům samozřejmě nabízela výrazně nižší platy, cca 320 až 400 dolarů za celý měsíc, to je zhruba 6 až 7 tisíc korun měsíčně.

Provoz strojů byl zcela bezkontaktní. Po zadání objednávky firma vyrazil stroj směrem k restauraci. Když dorazil, pracovník restaurace se s ním setká venku a zamává mu, čímž mu dal signál, aby otevřel víko. Vložil jídlo do stroje, ten se zavřel, zamkl a vyrazil směrem k cíli. Když tam dorazil, upozornil zákazníka, který musel vyjít ven (robot si nemůže otevřít dveře nebo vyjít po schodech, což omezuje užitečnost pro hendikepované), zamával a víko robotu se otevřelo, aby se zákazník dostal k objednávce.

Mohou být nebezpeční!

Hlavním problémem firmy se ovšem neukázalo být špatné PR spojené s využitím levné pracovní síly, ale otázka koexistence jejích strojů s chodci, především slepců či osob s jiným typem postižení. V prosinci 2021 městská rada Toronta odhlasovala zákaz provozu automatických robotů na chodnících a cyklostezkách, dokud nebude zaveden provinční pilotní program.

Rada se opatřením začala zabývat poté, co o to požádal „Poradní výbor pro bezbariérovost v Torontu“, což je organ složený ze zástupců veřejnosti a městské rady. Cílem doporučení výboru bylo snížit nebezpečí pro osoby s omezenou schopností pohybu nebo vidění, jakož i pro starší osoby a děti, kterým mohou zařízení překážet nebo si ho z nějakého důvodu nemusejí všimnout.

Toronto má legislativu, která vyžaduje, aby bylo pro hendikepované bezpečným místem, kterou rada musela vzít v potaz: zákaz se tedy dal očekávat. A Tiny Mile i proto dopředu své stroje z ulic stáhla dopředu.

Zákaz je dočasný. Městská rada plánuje ve druhém čtvrtletí roku 2022 připravit „výzvu k inovacím v dopravě“, která by zkoumala a podporovala nasazení malých robotů na chodnících.

Roboty společnosti Tiny Mile (foot Tiny Mile)
Roboty společnosti Tiny Mile (foot Tiny Mile)

Co řeší

Dá se očekávat, že problém se bude znovu řešit. Tiny Mile se totiž věnuje otázce, která je dnes opravdu „na pořadu dne“. „Hlavním problémem, který se snažíme vyřešit, je doručení na poslední míli,“ řekl pro server NowToronto manažer firmy Tiny Mile Omar Elawi. „Odtud pochází i název. Poslední míle je největší logistickou noční můrou, která v současné době v doručování existuje.“

Tiny Mile vychází z premisy, že model, který používá Uber Eats a podobné společnosti, není ekonomicky udržitelný. Podle ní problémy s nízkými platbami pro kurýry a vysokými maržemi, které služby od restaurací vybírají, si vyžádají zásadní změny. Náklady jsou prostě příliš vysoké.

Společnost Tiny Mile tvrdí, že restaurace, které ji využívají ušetří na provizích 5 až 15 % z celkové ceny. Systém přitom funguje tak, že firma pracuje v rámci systému Uber Eats, ale této službě nahlásí, že budou využívat vlastního kurýra. Ovšem místo toho, aby vyslaly vlastního řidiče, dají zprávu společnosti Tiny Mile, která pak vyšle robota Geoffreyho. 

Pro restauraci, jako je Animal Liberation Kitchen, přináší tento postup údajně úspory. Díky popularitě a novotě robotu získají reklamu zdarma, ušetří finance a mají přímý dohled nad objednávkou. Podle provozovatelů roboty také řeší problém s teplotou jídel: velkým problémem při rozvozu bývá, že řidiči přijíždějí bez termotašek, a k zákazníkovi tak jídlo může dorazit studené. Geoffrey má termoobal a držáky na kelímky. Vědí, že robot dorazí do 10-15 minut.

Koncept má samozřejmě své problémy. Tiny Mile za začátku agresivně rozšiřovala okruh partnerských restaurací, ovšem restaurace nebo zákazníci čekali na roboty často déle než na lidského kurýra, což byl pro začínající službu samozřejmě problém. Proto se firmy rozhodla omezit spolupráci pouze na provozy v okruhu dvou kilometrů od svého sídla.

Přerušení provozu pro společnost Tiny Mile také není až tak špatnou zprávou. Získala velkou pozornost, a navíc je stále v rané fázi své existence. Pořád pracuje na zlepšování poskytovaných služeb, jejich kvality, technické stránky věci i efektivity jejich nasazení. Dalším krokem je zvýšení počtu robotů v ulicích, přičemž každý pilot má řídit více zakázek najednou. Plánují také integrovat určitou umělou inteligenci, aby se nakonec mohli stát částečně autonomními.

Poslední míle

V přepravě zboží je celá cesta náročná, ale právě poslední úsek – poslední míle – bývá velmi obtížná. Především ve stále rostoucích městech není takový úkol pro kurýry, kteří ten poslední úsek mají na starosti, nic jednoduchého. Zácpy jsou běžné, parkovat není kde a zákazníci – i ti, kteří se na své věci opravdu těší – nebývají vždy dochvilní. Natož aby byli vždy tam, kde by v danou chvíli měli být. Kurýři tak drtivou většinu svého času stráví něčím než rozvážkou: čekám na zákazníky, hledáním místa na zaparkování…

Poslední míle se tedy mění v problém. Naštěstí nevyřešené problémy jsou zároveň příležitosti zkusit něco nového. V případě by tím něčím novým měli být kurýři robotičtí. V podstatě jde o spojení několika novinek, které už jsou k dispozici nebo se vyvíjí.

Jednou je jednoduchý elektrický pohon s bateriemi, které vystačí na prakticky celodenní pohyb ve městě (cca 200 kilometrů) a přitom neruší a neznečišťuje okolí. Dalším jsou všudypřítomné mobilní telefony, díky kterými můžete přesně sledovat, kde takový kurýr, kdy se k vám blíží a „domluvit“ se s ním na předávce. Nu, a tou poslední novinkou je samozřejmě „samořídící“ auto. To je v současné chvíli největší problém, a nejen technický.

Příkladem může být český prototyp takového robotického kurýra, který připravují společně firmy Bring Auto a Roboauto. Jde vlastně o malé, šikovné elektrické vozítko, které uveze asi tunu nákladu, jen tři metry dlouhé a jen metr široké. (Malá šířka mu pomáhá zaparkovat i na rušné ulici, aniž by zcela blokovalo provoz.)

V České republice dnes samořiditelná auta na silnici nesmějí. A tak zatím jezdí autíčko buď ovládané na dálku, nebo přímo s řidičem za volantem. Ale už jezdí, sbírá zkušenosti a kilometry, aby bylo připravené zkusit vyřešit zapeklitý problém „poslední míle“, jak dostane příležitost.

Na počátku října otevřela v Dubaji s ročním zpožděním zapříčiněným koronavirovou pandemií brány světová výstava Expo 2020, která má jako obvykle být celosvětovou přehlídkou toho nejlepšího, čeho se v oblasti (nejen) technologií podařilo jednotlivým zemím dosáhnout. Výstava probíhá pod heslem Connecting Minds, Creating the Future, tedy Propojování myšlenek, vytváření budoucnosti. Toto propojování se přitom týká především měst, lépe řečeno chytrých měst. Tato smart cities jsou totiž podle organizátorů výstavy jednou z hlavních bran k udržitelné budoucnosti.

Nedílnou součástí plánu udržitelné budoucnosti je udržitelná mobilita, ke které patří i nové, alternativní způsoby dopravy, například drony. A právě s nimi se mohou nyní návštěvníci Expa setkat v českém pavilonu v rámci rotační expozice s názvem Robot’s 100th Birthday, který má upomínat na uplynutí sta let od momentu, kdy ve hře Karla Čapka R.U.R. poprvé zaznělo slovo „robot“. V expozici je k vidění celkem šest dronů reprezentujících různé robotické projekty, na kterých pracuje skupina Multirobotických systémů (MRS), působící na katedře kybernetiky Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze. Ta pracuje s celosvětově unikátní technologii velmi přesného řízení helikoptér, která se ukazuje jako výrazně nejspolehlivější a nejúspěšnější ze všech konkurenčních řešení. Schopnost létat velmi přesně, a tedy bezpečně, je klíčová pro nasazení v celé řadě situací, zejména v uzavřených prostorech a interiérech budov. Tým ve vývoji těchto technologií za několik let intenzivního výzkumu ve spolupráci s předními laboratořemi světa významně pokročil. Současné drony se tak dokážou pohybovat autonomně po předem určené bezpečné trase a přitom reagovat na neočekávané překážky.

Skupina Multirobotických systémů na světové výstavě prezentuje společně se skupinou Packeta také pilotní projekt pro autonomní doručování zásilek s pomocí dronu. Projekt, který nyní prochází testovací fází, by mohl představovat budoucnost doručování zásilek. Drony by při něm mohly spolupracovat s dalšími roboty, jež vyvíjí česká společnost Zásilkovna, která patří právě do skupiny Packeta.

„Výzkumný tým pod vedením doc. Martina Sasky představuje ve vývoji autonomně řízených dronů přední světové pracoviště a mne obzvláště těší, že při tom dostávají prostor nejen doktorandi, ale i studenti magisterského či dokonce bakalářského studia,“ řekl prof. Petr Páta, děkan Fakulty elektrotechnické ČVUT v souvislosti se studentskou prezentací dronů na světové výstavě v Dubaji.

Nejnovějším příkladem zapojení studentů do výzkumných aktivit je dron s hasicí kapslí, který je určen ke zdolávání požárů ve vícepodlažních budovách. V rámci své bakalářské práce jej ve spolupráci s výzkumníky FEL navrhl a sestavil student programu Kybernetika a robotika Vojtěch Nydrle.

Tradice úspěchů

Pozvání pro MRS na světovou výstavu, které se historicky poprvé koná v arabské zemi, má svou logiku. „Právě ve Spojených arabských emirátech jsme se poprvé prosadili v mezinárodním kontextu, když jsme se v roce 2017 zúčastnili prestižní mezinárodní soutěže Mohamed Bin Zayed International Robotics Challenge (MBZIRC) v Abú Zabí a vybojovali první a druhé místo v jednotlivých disciplínách. Na tento úspěch se nám podařilo navázat hned v dalším ročníku v roce 2020, kdy jsme byli navíc vyhlášeni celkovým vítězem soutěže,“ uvedl doc. Martin Saska, který přibližně třicetičlenný tým robotiků vede. Soutěž MBZIRC je považovaná za neoficiální mistrovství světa dronů.

Skupina MRS je ve Spojených arabských emirátech i nadále velmi aktivní. Letos na jaře testovala v místní poušti roje dronů pro nasazení v humanitárních operacích Search&Rescue při pátrání po ztracených nebo zraněných osobách. Ve spolupráci s místním průmyslovým partnerem výzkumníci z MRS rovněž prověřují možnost zapojit drony do hašení interiérů mrakodrapů.

Šest projektů

Drony, které jsou aktuálně na světové výstavě k vidění, reprezentují následujících šest robotických projektů.

Eagle.One

Tento dron je určen k chytání jiných, hostilních dronů. Dokáže vystřelit na vzdálenost několika metrů síť, kterou narušitele vzdušného prostoru odchytí a bez poničení ho dopraví na určené místo. Tento dron s plně autonomním řízením nabízí široké možnosti využití například při ochraně letišť, ochraně kritické infrastruktury a průmyslových areálů nebo i při ochraně soukromí osob.

Dronument

V rámci světově ojedinělého projektu Dronument zaznamenávají drony vzácné historické hodnoty a pomáhají památkářům při jejich restaurování. Formace dvou bezpilotních helikoptér, z nichž jedna nese kameru a druhá zdroj světla, se dostane i do těžko dostupných a nedostatečně osvětlených míst, jako jsou kopule, balkony, sochy, vitráže a další objekty, k jejichž prozkoumání by bylo jinak potřeba stavět lešení.

DARPA Subterranean Challenge

Platforma MRSX500 se v rámci týmu CTU-CRAS-NORLAB společně s dalšími sedmi nejlepšími robotickými týmy světa zúčastnila finálového kola soutěže, kterou organizuje americká vládní agentura DARPA. Drony při ní ve spolupráci s pozemními roboty prozkoumávají podzemní komplexy a vyhledávají určené předměty nebo osoby. Právě jejich včasná detekce rozhoduje o úspěchu jak v soutěži, tak následně v záchranářské praxi v uzavřených podzemních prostorech, jako jsou jeskyně či garáže.

DOFEC (Discharging Of Fire Extinguishing Capsules)

Jedná se o autonomní dron speciálně vyvinutý pro účely hašení požárů ve výškových a vícepodlažních budovách. Dron detekuje a lokalizuje požár pomocí infračervené kamery. Následně vystřelí do místa požáru kapsli s průrazným nábojem, který rozbije okno. Plyn v kapsli pak požár uhasí. Možnosti využití autonomních dronů při hašení požárů jsou poměrně slibné. Kromě již zmíněného samotného hašení mohou pomoci při vyhledávání lidí nebo nebezpečných předmětů (např. nádob s nebezpečným plynem).

MRSF550

Tento dron byl nasazen v soutěži Mohamed Bin Zayed International Robotics Challenge (MBZIRC) 2017 v Abú Zabí k nalezení a přistání na označeném pohybujícím se vozidle a při úkolu, kdy letka dronů měla najít a sebrat různé barevné objekty rozmístěné v prostoru. Při plnění tohoto úkolu skupina MRS dominovala.

MRST650

Dron tohoto typu byl vyvinut pro soutěž MBZIRC v roce 2020. Jedním z úkolů (Challenge 2) bylo pomocí letky autonomních dronů a společně s autonomním pozemním robotem sestavit zeď z různě barevných maket cihel. Tento úkol prověřoval využití dronů při stavbě výškových budov. MRST650 je však schopen přepravovat i další předměty, např. doručovat menší balíčky klientům nebo léky. Drony by tak v budoucnu mohly pomáhat zefektivnit dopravu balíčků koncovým adresátům. Tato služba by vhodně doplňovala infrastrukturu firmy Zásilkovna, která na světové výstavě v českém pavilonu vystavuje spolu s ČVUT.

Společnost E.DIS, jeden z německých provozovatelů elektrické rozvodné sítě, zahájila v polovině července zajímavý experiment: ve své rozvodné stanici v Altentreptow začala testovat možnost využití autonomních mobilních robotů k provádění kontrolních prohlídek těchto zařízení. E.DIS se ve spolupráci se start-upem Energy Robotics snaží autonomně pracující roboty, kteří jsou vybaveni vysoce citlivými senzory a měřicími systémy vycvičit k tomu, aby dokázali vykonávat velmi speciální a náročné úkoly, jejichž bezchybné plnění veřejnost od provozovatele elektrické sítě očekává.

V budoucnu by se tak díky robotům měla výrazně zkrátit délka kontrolních cyklů v rozvodně. Další velkou výhodou by mělo být to, že půjde provádět kontrolu stavu rozvodny i za nepříznivého počasí, například v silné bouři, z pohodlí kanceláře, tedy na dálku, což dále zvýší bezpečnost práce provozovatele sítě.

V právě probíhajícím projektu společnost E.DIS testuje typ robotů, který je zaměřen právě na automatizaci cyklicky se opakujících úkolů, jako je měření, resp. sběr naměřených hodnot. Cílem celého projektu je vytvořit takové inspekční řešení, které půjde jednoduše přizpůsobit libovolné lokalitě.

Jednou z výhod rozvodny, kterou si pro testování firma E.DIS vybrala, je to, že v ní je již nainstalována 5G mobilní síť. Tato okolnost by měla výrazně přispět k vysoké kvalitě přenosu naměřených dat. Dodejme však, že pro spolehlivý přenos zaznamenaných dat postačuje i stávající mobilní standard LTE.

Kromě toho jsou typ a technické parametry této rozvodny pro E.DIS velmi typické. Pokud tedy skončí pilotní fáze projektu úspěšně, firma předpokládá, že roboty nasadí do pravidelného provozu i v dalších svých rozvodnách v Braniborsku a Meklenbursku – Předním Pomořansku.

Kvalitnější kontrola, méně nebezpečí

„Firma E.DIS spustila tento pilotní projekt proto, aby mohla v budoucnu využívat k inspekci rozvoden digitální technologie a dlouhodobě z nich těžit,“ vysvětlil poměrně lapidárně hlavní záměr projektu Sven Mögling, manažer inovací ve společnosti E.DIS. O technologické náročnosti projektu podle něj svědčí to, že se na něm podílí i několik expertů zaměřených přímo na vývoj softwaru a hardwaru pro autonomní inspekční roboty. Tito roboti se dnes již používají například v odvětvích, jako je ropný a plynárenský průmysl, chemický průmysl nebo oblast energetiky. Cílem všech takovýchto robotických aplikací je, aby se lidé nedostávali do nebezpečného pracovního prostředí a zároveň aby se zvýšila kvalita a frekvence kontrol.

Hlavním partnerem projektu je ale společnost Energy Robotics. Ta patří k dnes již etablovaným vývojovým firmám specializujícím se na softwarová řešení pro mobilní kontrolní roboty v průmyslových aplikacích. Jedná se o start-up, který vznikl teprve nedávno, v roce 2019, jako spin-off na půdě Technické univerzity Darmstadt. E.DIS v něm našel skvělého partnera, který disponuje opravdu rozsáhlým know-how v oblasti vývoje a výroby speciálních operačních systémů pro měřicí roboty. Energy Robotics nabízí komerčně dostupnou softwarovou platformu, která v sobě spojuje hardwarově nezávislý operační systém robotického zařízení, cloudovou správu celého robotického parku a analýzu dat řízenou umělou inteligencí uzpůsobenou pro průmyslové aplikace.

Roboti pro širokou škálu využití

Marc Dassler, generální ředitel společnosti Energy Robotics, si spolupráci velmi pochvaluje: „Je to pro nás skvělá příležitost znovu dokázat, že naše kontrolní roboty lze použít v mnoha různých průmyslových odvětvích. Kontroly můžete provádět ve vysoce rizikových oblastech, jako je ropný a plynárenský průmysl, systémy pro tepelné čištění odpadního vzduchu nebo elektrárenské rozvodny – možnosti použití jsou opravdu různorodé a lze je přizpůsobit různým požadavkům klienta.“

Společnost E.DIS si od projektu slibuje především to, že díky němu získá řadu nových poznatků, například o průběhu automatizovaného načítání údajů z analogových měřicích přístrojů. Kromě toho by měl projekt zkvalitnit i kontrolu takových základních bezpečnostních opatření, jako oplocení rozvodny či uzamčení všech jejích bran a dveří. K vyšší kvalitě kontrol by nemalou měrou měly přispět kamerové systémy nainstalované na robotech. Ty by měly umožnit vytváření podrobných 3D map celé lokality rozvodny. Kromě testování vlastního záznamu a ukládání takovýchto informací je cílem projektu také prověření možností jejich přenosu prostřednictvím mobilní sítě.

Sven Mögling však zdůrazňuje, že toto vše se již v Altentreptow v zásadě podařilo v rámci pilotního projektu úspěšně otestovat. „Stále však máme před sebou několik cílů. Jsme například zvědaví, jak měnící se povětrnostní podmínky, například bouřky a silný déšť, mohou spolehlivost záznamu a přenosu dat ovlivnit,“ dodal. Právě to se podle něj bude v následujících týdnech a měsících intenzivně zkoumat.

Společnost E.DIS předpokládá, že testovací fáze včetně dalšího průběžného vývoje této technologie bude trvat až do konce letošního roku.

Když Karel Čapek v roce 1923 dal světu ve hře R.U.R první roboty, dal jim v podstatě lidskou podobu. Aby ne, nebyl konstruktérem, ale spisovatelem. Není tak divu, že jeho roboti mluvili, jednali a pohybovali se jako lidé. Čapek se ptal „Co to znamená být člověkem?“, na „Jak postavit dobře fungujícího robota?“

Na Čapkovu otázku si musí odpovědět každá doba a každý z nás po svém. Není na ní jedna dobrá, univerzální odpověď. Na tu druhou – jak by měl vypadat dobře fungující robot – je odpověď výrazně jednodušší. Zní ovšem úplně jinak než v Čapkově hře.

Po dvou ne!

Soustřeďme se na jeden aspekt – pohyb. Na první pohled byste možná řekli, že pohyb po dvou by měl být pro roboty ideální. Vždyť lidé se tak pohybují a má celou řadu výhod. Nejen, že tak mají volné ruce pro práci, ale také patří k nejefektivněji se pohybujícím zvířatům vůbec.

Ve vytrvalosti se nám vyrovná málokdo. V poklusu bychom mohli překonat celou řadu zvířat považovaných za velmi vytrvalé běžce. Špičkoví maratónci se pohybují něco přes dvě hodiny rychlostí necelých 20 kilometrů za hodinu. Velcí psi vydrží přibližně stejnou rychlost (vlastně jim vyhovuje o něco vyšší) jen pár desítek minut a pak přejdou do pomalejšího poklusu. Koně sice cválají rychleji (až 30 km/h), ale také takovou rychlost udrží maximálně pár desítek minut. Gepard sice umí dosáhnout rychlosti až 100 km/h, ale jen na pár stovek metrů. Jinými slovy, jak se prodlužuje trať, měli bychom se v průběžném pořadí posouvat výše a výše.

Lidé mají celou řadu triků, které jím v efektivním pohybu pomáhají (ne všechny museli vzniknout kvůli tomu, jen se prostě časem osvědčily, a tak nám zůstaly). Například Achillova šlacha slouží jako pružina, do které se uskladní část energie z dopadu, zvláště během běhu, a to pak pomůže při dalším odrazu. I takové detaily, jako podoba palců na nohou nám pomáhá efektivně se pohybovat s vynaložením co nejmenšího množství energie. V průběhu evoluce se naše původně chápavé palce totiž postupně zkracovaly, abychom o ně doslova nezakopávali. Dnes nám sice takové prsty nepomohou se udržet na stromě, ale rozhodě se s nimi mnohem lépe kluše.

Pohyb navíc nezatěžuje jen nohy, ale i hlavu. Lidé podceňují to, kolik práce jejich mozek a naše tělo i během prosté chůze odvádí. Nejen, že mozek přijímá z celého těla informace o poloze, jejich okamžité poloze, směru pohybu a tak dále. A pak vydává bez zapojení našeho vědomí celou řadu příkazů, které pohyb neustále korigují.

Co platí pro vzpřímenou chůzi, platí samozřejmě i pro vícero nohou. Pohyb na čtyřech či šesti končetinách je sice některých ohledech jednodušší (například při udržování rovnováhy), ale spočítat a řídit všechny nutné pohyby po pohyb čtyř pacek je také obtížné.

Roboti se tak snažili náš pohyb napodobit marně. Jejich chůze byla dlouho strojená a nepřirozená. Roboti chodili, „jako kdyby měli v kalhotách,“ jak to vystihl odborník na počítačové řízení Jiří Zemánek z ČVUT. V posledních několika letech se stroje v této disciplíně výrazně zlepšily, a jejich pohyb se lidské (či zvířecí) chůzi blíží mnohem více, než se nedávno zdálo možné.

Přesto se většina robotů v nejbližších letech téměř určitě nerozejde. Spíše než chůze se budou věnovat nějaké formě motorismu.

Lepší na kolech

Nejlepší a nejpřirozenější pohyb pro roboty bude v příštích letech na kolech. Je to jen přirozený důsledek toho, jaké bude jejich přirozené prostředí.

Roboti blízké budoucnosti se totiž budou téměř výhradně pohybovat v umělém prostředí lidských budov, továren a výhledově možná i silnic a dálnic. Za prvé proto, že pro jejich „mozky“ je orientace v takových stále relativně jednoduchých a předvídatelných míst s celou řadou pravidel výrazně jednodušší.

Za druhé pak proto, že na dlouhé cesty do divočiny nemají dost energie. Byť se baterie v posledních letech výrazně zlepšují, k dokonalosti mají stále velmi daleko. Pokud za sebou nemají tahat napájecí šňůru či pokud nemají stát na jednom místě (a takových je hodně), jejich dojezd je omezený.

V lidmi vytvořeném světě skladových a továrních hal je nejlepší se pohybovat na kolech. Povrch bývá hladký, kopce žádné nebo poměrně krátké a mírné. A za takových okolností je pohyb na kolech zdaleka nejúčinnější způsob pohybu. Ztrácí se při něm mnohem méně energie než při chůzi.

Při každém kroku se část našeho těla (tedy noha) přestane pohybovat vpřed – musí se zabrzdit. To je ztráta energie. Tělo se při každém kroku zvedne, to je také ztráta energie. Naše paže se rytmicky hýbou a pomáhají nám udržovat rovnováhu – další ztráta. Lidé takto při chůzi ztrácí zhruba třetinu vynaložené energie.

Na rovném a hladkém povrchu je tak chůze podstatně méně efektivní způsob pohybu než pohyb na kolech. Cyklista využívá prakticky veškerou svou sílu k pohybu vpřed: bezúčelně ztratí jen pár jednotek procent své celkové energie. Ten pár setin místo jedné třetiny u chodce.

Stačí samozřejmě vyjet do otevřené přírody a počty se změní. Už jen mírném kopci se sklonem 2-3 % se chůze pohybu po kolech vyrovná. A ve chvíli, kdy se pohybujete do prudkého kopce, je pohyb na kolech mnohem náročnější (při skonu 10 % je zhruba 8krát náročnější). Samozřejmě, po každém kopci následuje sjezd, ve kterém se šlapat nemusí…

Ovšem, jak jsme říkali, roboti se cyklické závody pravidelně vydávat nebudou. Jejich „končetiny“ by to pro nebyly ideální. Hlavní devízou nebude totiž často rychlost, ale třeba obratnost, tedy schopnost šikovně a přesně manévrovat na velmi omezeném prostoru.

Jak by to mohlo vypadat, můžete se podívat na následujícím videu. Je na něm robot MOBY-500 ze Španělska, který má pomáhat třeba v dílnách, továrnách či skladech. Díky konstrukci svého podvozku se dokáže jednoduše pohybovat doslova na pětníku.

Load More