SDG 9Průmysl, inovace a infrastruktura
Vyrobí se to úplně samo? Bez lidí? Ano – a možná již brzy.
Situace
Automatizace a robotizace jsou dnes hlavními trendy průmyslové výroby. Využití neuronových sítí, umělé inteligence, virtuální a rozšířené reality je stále běžnější. Lidé evidentně touží po tom, aby se všechno odehrávalo samo, nejen automaticky, ale i autonomně – bez přítomnosti člověka.
Jak by tedy mohla vypadat budoucnost? Kompletní autonomně fungující továrna, která spolehlivě a bez lidské pomoci vyrábí vysoce individualizované produkty v neustále se měnících, ale malých sériích, ve dne i v noci, s dlouhými cykly a výrazně nižšími náklady než dříve.
Rizikem budoucnosti je obava, že roboty připraví velké množství lidí o práci. Jejich nasazení ale zároveň implikuje potenciál pro harmonizaci lidské práce s technologiemi. Výzva je v tomto směru zcela otevřená.
Řešení a klíčové inovace
Vědci vyvíjejí stále snáze konfigurovatelné soustavy. Snem jsou univerzální roboti, kteří snadno změní svůj výrobní program – jsou naprosto flexibilní. Zjednodušeně si to lze představit tak, že třeba do 15:00 hod. dne 20. listopadu 2022 bude továrna vyrábět sekačky na trávu, ale protože v zimě nejdou moc na odbyt, ve velmi krátké době změní program a začne vyrábět třeba vysoušeče vlasů a holicí strojky. Změna se stane bez zásahu člověka. Umělá inteligence rozhodne, co bude továrna vyrábět a jak se změní vše, co s tím souvisí.
Autonomní roboti jsou jedinečnou výzvou, protože vyžadují přesnou kombinaci mechanického, elektrického a softwarového inženýrství a samozřejmě velmi pokročilou infrastrukturu. Existují již roboty, které dokáží autonomně skenovat prostředí, vypočítat data, provádět nejrůznější úkoly, a jakmile se je naučí, mohou je opakovat a přizpůsobovat potřebám výroby. Ke skutečnému řízení výroby umělou inteligencí přece ale musíme ještě ujít velký kus cesty. Ta začala vývojem cobotů – kolaborativních robotů – ty dokáží spolupracovat s člověkem a učit se přímo od něj při výrobě. Cesta pokračovala rozšiřováním schopností s roboty komunikovat jinak než jen přes klávesnici počítače a hlavu programátora.
Nedávná studie italských specialistů z Department of Information Engineering, University of Pisa, Piaggio Research Center, University of Pisa a Istituto di Linguistica Computazionale, CNR, Pisa, shrnuje zkušenosti a trendy verbální komunikace v robotice na základě počítačové lingvistické analýzy provedené na databázi 7 435 vědeckých publikací za poslední dvě desetiletí.
Cílem je, aby komunikace mezi člověkem a robotem byla přirozená, přesná a efektivní, což umožňuje robotovi spolupracovat, nechat se vycvičit neodbornými lidmi a efektivně se chovat v sociálním prostředí.
Jenže je tu řada problémů, které je třeba řešit z technologického i vědeckého hlediska. Roboti mají například stále potíže se správným zachycením zvuku ze vzdálených reproduktorů, neumějí se vypořádat se s okolním hlukem nebo nezvládají přerušování řeči a identifikaci mluvící osoby, když je přítomno více osob.
V této souvislosti vznikl software MI.RA/Dexter americké společnosti Comau, který umožňuje koncovým uživatelům programovat roboty v reálném čase pomocí jednoduchých verbálních příkazů, jako jsou „podívat se“, „dotknout se“ a „provést“.
V současné době existují tři běžné intuitivní metody programování robotů: metoda učení, ruční navádění a offline programování robotů.
MI.RA/Dexter společnosti Comau používá programovací metajazyk k převzetí lidské syntaxe a její převod do syntaxe robota, takže programování může probíhat pomocí hlasových příkazů.
Roboti se stávají stále autonomnějšími a schopnějšími, což znamená, že lidé potřebují chápat akce, záměry, schopnosti a omezení těchto autonomních organismů. Tak vznikl termín „srozumitelní roboti“. Robot verbálně sdělí, co dělá, co bude dělat, případně proč. Což je jednostranná komunikace, kterou není problém zajistit.
Ukázkou unikátního výzkumu v této oblasti je projekt nazvaný „Imitační učení průmyslových robotů s využitím jazyka“, který byl realizován na ČVUT v Praze, konkrétně Českým institutem informatiky, robotiky a kybernetiky. Vyvinutý software umožňuje naučit robota plnit zadanou úlohu na základě pozorování a imitace pohybů člověka, který předvádí danou činnost a doplňuje ji slovním popisem. Obě modality (vizuální a jazyková) se mohou podporovat v případě nejistoty a chybějících informací.
Významným posunem směrem k autonomním robotům jsou lokalizační systémy, bezdrátová komunikace, senzory a lasery. Samostatnou kapitolou jsou roboti využívaní v medicíně, kde hrají lasery zásadní roli. Nanoroboti a biorobotika, tedy práce v „nano“ a „submikron“ světě nabízejí obrovskou perspektivu využitelnosti výsledků výzkumu.
Zásadní otázky
- Které země na světě a v Evropě jsou v robotizaci a automatizace nejdále?
- Existuje již někde na světě úplně autonomní továrna?
- Jak jsou na tom Češi?
Klíčová slova
Robot, AI, umělá inteligence, AR, VR, cloud, blockchain, computer, simulace, autonomní,