robotika

Italská robotická výzkumnice Barbara Mazzolai chce rozvíjet takzvanou udržitelnou robotiku, která by při návrhu strojů zohledňovala nejen inspiraci přírodou, ale i dopady technologií na životní prostředí. Podle ní mají roboti přispívat k lepšímu vztahu mezi lidmi, přírodou a technikou a zároveň zmenšovat ekologickou stopu svého vzniku i provozu. Mazzolai začínala jako bioložka, později se zaměřila na senzory, monitorování prostředí a bioinspirované stroje. Se svými týmy vyvíjela například měkké roboty podle chapadel chobotnic a koncepty inspirované kořeny, semeny či popínavými rostlinami. Rostliny považuje za významný, dosud méně využívaný vzor, protože se průběžně přizpůsobují okolí, vnímají je a obnovují se.

Týdenní výběr IEEE Spectrum představuje novinky z robotiky, od neobvyklého čtyřrotoru sestaveného ze dvou birotorů po studentskou soutěž lunárních vozítek Lunabotics. Zaujme robot WorMa z NYU, který mění rozložení vody v těle, aby lépe stoupal po svazích, překonával schody a plaval. Ukázky se věnují také bezpečnosti humanoidů, teleprezenčnímu robotu Kubi 2.0, podvodnímu čtyřnohému robotu a japonskému polohumanoidnímu systému Ugo Nova. MIT předvedl automatizovanou optickou laboratoř, v níž robotické rameno samo sestavuje, provádí a rozebírá experimenty. Součástí přehledu je i projekt RoboRoyale, který využívá robotiku a umělou inteligenci ke sledování a podpoře včelstev.

Agility Robotics představila humanoidního robota Digit 5, určeného pro výrobu, sklady a logistiku. Stroj vysoký 1,8 metru má unést 23 kilogramů do výšky 2,1 metru a fungovat více než 20 hodin denně. Jeho klíčovou vlastností má být bezpečnost: při přiblížení člověka robot odloží náklad a případně si sedne, aby nemohl spadnout na lidi. Nová konstrukce s nohama podobnějšíma lidským má zlepšit dřepy a manipulaci s těžšími předměty. Firma odhaduje měsíční cenu služby na 8 500 dolarů a uvádí objednávky za více než 300 milionů dolarů; evropský prodej plánuje od roku 2027.

Týdenní výběr IEEE Spectrum představuje videa o pokročilé robotice, od humanoidů pohybujících se po řídkých konstrukcích až po roboty pro průmyslové provozy. Připomíná také nasazení robotů po útocích z 11. září 2001, které významně přispělo ke vzniku oboru robotiky pro záchranné práce. Tehdejší stroje sice nenalezly přeživší, pomáhaly však lokalizovat ostatky a prohledávat cesty v troskách. Další ukázky se věnují otevřenému modelu Unitree pro ovládání robotů, vzdušné manipulaci, pohybu čtyřnohých robotů v náročném terénu i automatizaci průmyslových inspekcí.

Roboti se díky modelům propojujícím obraz, jazyk a akci lépe orientují v běžných úkolech, stále však selhávají při jemné manipulaci s malými či deformovatelnými předměty. Výzkumníci proto rozvíjejí rozsáhlejší soubory hmatových dat a modely, které dokážou rychle upravovat úchop podle tlaku, skluzu a kontaktu. Tým z Berkeley dosáhl při dvanácti úlohách průměrné úspěšnosti 65 procent díky oddělení pomalejšího plánování pohybu od rychlé hmatové kontroly. Další skupiny sjednocují data z různých senzorů a robotických rukou nebo shromažďují desítky tisíc hodin synchronizovaných obrazových a hmatových záznamů. Přetrvává problém, jak hmatové signály účinně využít, protože jsou proti obrazovým datům řídké a nepravidelné.

Nizozemská firma Vitestro získala od amerického úřadu FDA povolení používat autonomní zařízení Aletta pro odběr krve dospělým mimo nemocnice. Robot kombinuje infračervené snímání, ultrazvuk, Dopplerovo měření a algoritmy pro vyhledání žíly, zavedení jehly i manipulaci se zkumavkami. V nizozemské studii s více než 1 600 účastníky uspěl při prvním pokusu v 94,5 procenta případů; při neúspěchu nastupuje zdravotník. Technologie by mohla zvýšit kapacitu laboratoří postižených nedostatkem flebotomistů, protože jeden pracovník může dohlížet až na tři přístroje. Odborníci však žádají další data o fungování u tmavších odstínů kůže i o kvalitě odebraných vzorků pro laboratorní testy.

Vědci z australské University of Queensland vyvinuli prototyp „Paraborg“: obřího švába vybaveného elektronikou, kamerou nebo dálkově ovládaným injektorem. Elektrody v tykadlech a zadečkových přívěscích umožňují hmyz bezdrátově směrovat, zatímco injektor pružinou vystřelí jehlu a pomocí oxidu uhličitého dopraví léčivo do cíle. Při laboratorních zkouškách švábi ve 25 pokusech vždy zvládli trasu dlouhou 2,5 metru a v 72 procentech případů úspěšně aplikovali injekci do silikonového terče. Výzkumníci počítají s rojem specializovaných jedinců, z nichž někteří budou hledat lidi kamerou a jiní ponesou léky. Technologie zatím není připravena pro nasazení u lidí, protože je nutné vyřešit komunikaci v sutinách, přesnost navigace, bezpečnost jehel, sterilitu i regulaci.

Týdenní přehled robotických videí IEEE Spectrum představuje robota Digit od Agility Robotics, který při chůzi táhne pohovku a zvládá nestabilní náklad. Výzkumníci současně ukazují systém ReST-RL pro humanoida Unitree G1, jenž odděluje řízení chůze od stabilizace nesených předmětů a funguje i mimo simulaci. Carnegie Mellon vyvíjí metodu APEX, která má humanoidům umožnit průběžně přizpůsobovat pohyby překážkám místo předem připravené choreografie. Mezi dalšími novinkami jsou skákající měkcí roboti aktivovaní infračerveným světlem, čtyřnohý robot při sklizni hroznů v čínském Turpanu a vývoj umělé kůže pro lepší vnímání pohybu robotických kloubů.

Výzkumníci z Texas A&M University testují nafukovací sférický robot RoboBall určený k průzkumu hlubokých a trvale zastíněných měsíčních kráterů, například Shackletonova kráteru u jižního pólu. Robot se pohybuje posouváním vnitřního kyvadla, které mění jeho těžiště; díky kulovému tvaru se nemůže převrátit a chrání citlivé součásti před prachem, kameny i teplotními extrémy. Při zkouškách v texaském lomu zvládl svahy, měkký terén i malé překážky, přičemž vylepšená verze dokáže vyjet svah o sklonu 20 stupňů. Koncepce počítá s tím, že robot odebere vzorky a malou raketou je vystřelí zpět k vozítku na okraji kráteru. Zařízení zatím není připraveno pro skutečný let na Měsíc, protože vyžaduje odolnější materiály, kosmickou elektroniku a autonomnější řízení.

Vědci v Číně vyvinuli senzorovou vrstvu do lůžka protézy, která sleduje sílu, místo i délku tlaku na pahýl končetiny. Systém napodobuje některé mechanismy vnímání bolesti: krátký tlak vyhodnotí jako běžný dotek, zatímco dlouhodobé či opakované zatížení označí jako rizikové. Po silném zatížení se navíc dočasně zvýší jeho citlivost, podobně jako u poraněné tkáně. Při testech se třemi lidmi po amputaci pod kolenem pomohla zpětná vazba upravit běh a snížit nerovnoměrné zatížení. Prototyp zatím není připraven pro běžné použití; potřebuje zmenšení, bezdrátové provedení a rozsáhlejší dlouhodobé klinické zkoušky.