Nápady a objevy

28. prosince 2017

Vyvíjí roboty pro českou armádu. Jejich stroje by v budoucnu mohly hlídat továrny i kontrolovat jizvy

Roboti v terénu nahrazují například průzkumníky či záchranáře | Autor: archiv Luďka Žaluda
Na robotech, kteří jsou vysíláni do kontaminovaných oblastí namísto českých vojáků, už patnáct let pracuje tým Luďka Žaluda v Laboratoři teleprezence a robotiky pod Fakultou elektrotechniky a komunikačních technologií VUT. Kromě armádních strojů monitorujících nebezpečné oblasti vyvíjejí například i autonomní systémy, které by v budoucnu měly hlídat velké provozy. Nedávno se navíc rozhodli využít některých unikátních znalostí robotiky a použít je při vývoji zařízení pro lékaře. Podle Luďka Žaluda je na jejich oboru krásné obrovské množství znalostí z různých oblastí, které musí mít. O uchazeče o studium prý ale nouzi nemají.

Jedny z nenápadných bočních dveří v přízemí FEKT VUT vedou přímo do Laboratoře teleprezence a robotiky, kde Luděk Žalud se svým týmem pracuje na speciálních robotech a robotických systémech. Stínovou laboratoř mají k dispozici i na CEITEC VUT. „Děláme především roboty a robotické systémy určené pro nedostupné nebo nebezpečné oblasti. Používají se tam, kde hrozí nějaké zranění člověka. Když přijdete o robota, tak to samozřejmě nezpůsobí takovou škodu, jako když se přijde třeba o záchranáře,“ podotkl Luděk Žalud.

Speciální sérii robotů vyvinuli pro českou armádu. „V armádě se hodně angažujeme v takzvaném CBRN průzkumu, což je zkratka pro chemicko-biologicko-radiačně-nukleární hrozby. Pro chemické vojsko vyrábíme roboty s názvem Orpheus, kteří jsou určeni do kontaminovaných oblastí,“ popsal Žalud.

Přístroje jsou součástí větších armádních kolových vozidel. „Vzadu ve vozidlech je výsuvná kapsle, ve kterých je robot umístěný. Je vypnutý a nabíjí se. V momentu, kdy se přiblíží armáda ke kontaminované oblasti, tak vyšle do terénu pouze robota. Nemusí se tak případně dekontaminovat celé auto,“ vysvětlil Žalud. Právě dekontaminace je podle něj pro techniku mnohem náročnější než pohyb v zamořeném prostředí. „Obvykle jsou používány látky, které jsou směřovány proti lidem a které technika velmi dobře snáší. Pokud se má ale technika vyčistit od radioaktivních či chemických látek, tak se to musí dělat velmi agresivními rozpouštědly,“ objasnil Luděk Žalud. Orpheus, který je vyvinutý kompletně v Laboratoři teleprezence a robotiky FEKT a CEITEC VUT je vyrobený tak, aby toto drastické zacházení zvládal a byl opakovaně použitelný.

Asi metr dlouhé zelené zařízení je vybaveno gama sondou, beta sondou, hmotnostním spektrometrem, který prosívá vzduch a zjišťuje přítomnost chemikálií. Posledním snímačem je pak skleněná trubička se sorbentem, ve kterém se zachycují s ještě větší přesností veškeré nežádoucí látky. Po návratu robota zpět se obsah trubičky zkoumá v laboratoři. Robot je vybaven i kamerou a ovládán je z transportéru pomocí konzole. „Robot je nachystán tak, aby byl ovladatelný pomocí helmy virtuální reality. Byli jsme asi první na světě, kdo u záchranářských robotů použil takzvanou vizuální teleprezenci. Dodneška se ale nedá pořídit helma, která by prošla předepsanými vojenskými zkouškami. Armáda má například požadavek na techniku, která vydrží teplotní rozmezí od asi – 35 °C do 70 °C,“ vysvětlil Luděk Žalud s tím, že i jejich Orpheus musel projít devatenácti armádními zkouškami, aby mohl být zařazen do armádní výbavy.

Roboti obsahují množství senzorů a zařízení, která umí rozpoznat radiaci či chemické zamoření oblasti | Autor: archiv Luďka Žaluda
Kromě strojů pro armádu pracuje desetičlenný tým v laboratoři i na robotech pro civilní využití, především při průzkumech a vědeckých experimentech. „Od armádních se liší v několika zásadních věcech. Například materiálem, konstrukcí. Ale vlastnosti podvozku v terénu jsou v podstatě stejné. Dá se na něm tedy testovat to samé jako na armádním,“ dodal Žalud. Přístroj využívají například ve Státním ústavu radiační ochrany a o spolupráci jednají i hasiči. Luděk Žalud si pochvaluje, že díky odlišnosti požadavků a nutnosti vývoje na míru musejí mít velké množství znalostí. „Někdy se nám říká aplikovaná informatika, ale tady musí člověk umět kromě programování třeba i fyziku. Musí vědět, jak systém naprogramovat, ale také jak rozhýbat motor a jak ho zatížit. Roboti navíc spojují všechny oblasti, kterým se na Ústavu automatizace a měřicí techniky věnujeme. Je to proto krásná ukázka, jak bohatý a multidisciplinární obor automatizace je,“ podotkl Žalud.

Roboty lze ovládat i pomocí helmy virtuální reality | Autor: archiv Luďka Žaluda
Momentálně výzkumníci pracují na robotickém systému, který by měl širší záběr použití. „Pracujeme na systému Ateros a snažíme se mít víc propojených robotů s různými vlastnostmi. Řešíme to například v souvislosti se zabezpečením objektů. Tyto autonomní systémy by v budoucnu mohly hlídat důležité továrny či nebezpečné provozy, jako jsou jaderné elektrárny. Nastavila by se jasně zóna, kde už nemají lidé co dělat, stroj by tam projížděl a hlídal kromě vniknutí osob i hrozby v podobě úniku chemických látek nebo radiace,“ popsal Luděk Žalud.

Některé součásti záchranných a civilních robotů se nedávno tým rozhodl aplikovat i na zařízení určené pro biomedicínu. „Přístroje umí snímat okolí a následně vytvořit trojrozměrnou mapu prostředí, která obsahuje i barvy a teploty. Napadlo nás proto robotické skenovací zařízení se snímači vzdálenosti a teploty. Je to velmi výhodné pro několik oblastí medicíny jako je dermatologie či plastická chirurgie. Spolupracujeme už s několika brněnskými zdravotnickými zařízeními a uvidíme, zda a jaké to bude mít přesně využití. Zatím tedy hledáme další možné aplikace a až podle toho bychom přístroj upravili,“ uzavřel Luděk Žalud.

(zep)

TémataFakulta elektrotechniky a komunikačních technologií CEITEC VUT zaměstnanci

Související články:
Vedoucí projektu SPIL Jiří Klemeš: Mladí výzkumníci mají největší potenciál objevit něco nového
Rektor Štěpánek vstupuje od února do nového funkčního období. Chce se zaměřit na internacionalizaci
Igor Turčan zkoumá pokřivený magnetismus. Chce zvýšit paměťovou kapacitu datových nosičů
Beatles nekopírujeme. Vystupovat budeme, dokud bude zájem, říká Rovnaník z Glass Onion
Mladí profesoři se shodují: Profesura byl přirozený vývoj, neplánovali jsme to