Robotický tým FEL ČVUT v jeskyni Býčí skála trénuje na finále světové soutěže

Do Býčí skály v Moravském krasu příští týden poprvé vkročí čtyřnohý robot SPOT a spolu s ním další robotické systémy a drony týmu robotiků z Fakulty elektrotechnické (FEL) ČVUT. V jeskynním komplexu, který v zimním období slouží jako jedno z největších zimovišť netopýrů, se budou od 21. do 25. června 2021 připravovat na poslední kolo soutěže DARPA Subterranean Challenge pořádané agenturou amerického ministerstva obrany zodpovědné za vývoj nových technologií. Tým akademiků s robotickou flotilou vyrazí na finále v USA v září. Na přípravy tak mají poslední tři měsíce.

Akademici z katedry kybernetiky a katedry počítačů Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze vystupující pod hlavičkou CTU-CRAS-NORLAB (Czech Technical University - Center for Robotics and Autonomous Systems - Northern Robotics Laboratory) získali po úspěchu v loňském předposledním kole soutěže DARPA Subterranean Challenge 1,5 milionu dolarů. Díky této subvenci mohli investovat do nákupu moderního robotického hardwaru, aby byli ve finálovém kole plně kompetitivní z hlediska technologického vybavení.

Významnou částku vyhradil tým na nákup dvou autonomních čtyřnohých robotů SPOT od společnosti Boston Dynamics. Investoval také do letky nových dronů se senzory přizpůsobenými podmínkám autonomního letu v podzemních prostorách a nových LIDARů, které robotům umožní nejmodernější 3D vidění.

Soutěž DARPA Subterranean Challenge simuluje v reálném prostředí situaci při záchraně osob po katastrofách. Týmy robotů mají za úkol v neznámém prostředí během jedné hodiny identifikovat co nejvíce objektů, jako jsou osoby, telefony, batohy, stejně jako odhalit unikající plyn. Poznatky využité v soutěži poté najdou uplatnění při časově kritických obranných i civilních operacích typu „vyhledej a zachraň“.

Pro přípravu na finální kolo soutěže je nyní největší výzvou rychlá integrace nových robotů a dronů se stávajícími roboty tak, aby si dokázaly efektivně vyměňovat informace v prostředí, kde chybí GPS signál. Podmínky jeskyně nedovolují, aby roboty ovládal manuálně člověk a budou proto při soutěži odkázány výhradně na svůj autonomní pohyb, rozhodování a vzájemnou koordinaci. „Nejrychlejší a nejpřizpůsobivější je čtyřnohý robot SPOT. Ten proto může vyrazit do podzemí nebo zavalených území jako první, aby prozkoumal a naplánoval, kam a kudy se vydají ostatní roboty. Následně na místo, kam už se sám SPOT nedostane, vyletí například drony,“ přibližuje koordinační strategii Ing. Tomáš Rouček, člen výzkumného týmu a postgraduální student katedry počítačů FEL ČVUT.

Právě tyto samostatné schopnosti plánování a spolupráce robotů při plnění úkolů průzkumu a vyhledávání rozhodnou o tom, který z osmi finalistů z celého světa ve finále DARPA Subterranean Challenge uspěje. Jeskyně je pro přípravu na finální kolo soutěže klíčová také proto, že v laboratoři není zcela možné simulovat extrémní podmínky prostředí, kde se vyskytuje mlha, bahno nebo prach.

„V loňském roce jsme se v Býčí skále především seznamovali s novým typem podzemního prostředí, neboť členitost jeskyní je velkou výzvou algoritmického vnímání, ale také komunikační dostupnosti. Už před rokem jsme tak získali první větší zkušenost z nasazení našich robotických systémů v jeskynním prostředí, jako je vertikální let vzdušných prostředků, vytváření komunikační infrastruktury a ověření algoritmů lokalizace a mapování. Letos se chystáme na relativně rozsáhlou aktualizaci technologií robotických platforem. Kromě nasazení čtyřnohého robotu SPOT plánujeme testovat dílčí systémy našeho kompletního řešení pro DARPA Subterranean Challenge,“ srovnává terénní testování v Býčí skále profesor Jan Faigl, vedoucí laboratoře výpočetní robotiky Centra umělé inteligence Fakulty elektrotechnické ČVUT.

Profesor Tomáš Svoboda, vedoucí katedry kybernetiky FEL ČVUT a vedoucí týmu CTU-CRAS-NORLAB, jej doplňuje: „Jedním z důležitých cílů experimentů je ověření námi navrhnuté a zkonstruované nástavby na SPOT i další pozemní roboty. Nástavba obsahuje senzory i výpočetní sílu pro plně autonomní nasazení robotů. Její součástí je rovněž unikátní zařízení pro odhazovaní komunikačních modulů. Jedním z výsledků experimentů v Býčí skále bude i zárodek otevřeného datového balíku pro experimenty naše i dalších kolegů robotiků po celém světě.“

Část pětidenního výcviku robotů a dronů bude vyhrazena pro média. Je ale třeba se předem registrovat na výše uvedeném kontaktu, a to do 23. června. Přijďte si prohlédnout SPOT a další záchranářské roboty v akci v extrémním prostředí, které nejvíce odpovídá podmínkám finálového kola prestižní soutěže DARPA. Na dlouhou dobu jde o poslední příležitost nafotit/natočit roboty v této sestavě.

Fakulta elektrotechnická ČVUT

Samostatná Fakulta elektrotechnická ČVUT vznikla v roce 1950. V dnešní době se skládá ze 17 kateder umístěných ve dvou budovách: v rámci hlavního kampusu ČVUT v Dejvicích a v naší historické budově na Karlově náměstí. Fakulta elektrotechnická poskytuje prvotřídní vzdělání v oblasti elektrotechniky a informatiky, elektroniky, telekomunikací, automatického řízení, kybernetiky a počítačového inženýrství. Fakulta se dlouhodobě řadí mezi prvních pět výzkumných institucí v České republice. Produkuje přibližně 30% výzkumných výsledků celého ČVUT a má navázanou rozsáhlou vědeckou spolupráci se špičkovými světovými univerzitami i výzkumnými ústavy. Od roku 1950 Fakulta elektrotechnická vydala cca 30 000 diplomů, které byly vždy vysoce hodnoceny jako doklad prvotřídního vzdělání.

České vysoké učení technické v Praze

České vysoké učení technické v Praze patří k největším a nejstarším technickým vysokým školám v Evropě. Podle Metodiky 2017+ je nejlepší českou technikou ve skupině hodnocených technických vysokých škol. V současné době má ČVUT osm fakult (stavební, strojní, elektrotechnická, jaderná a fyzikálně inženýrská, architektury, dopravní, biomedicínského inženýrství, informačních technologií). Studuje na něm přes 17 800 studentů. Pro akademický rok 2021/22 nabízí ČVUT svým studentům 227 akreditovaných studijních programů a z toho 94 v cizím jazyce. ČVUT vychovává odborníky v oblasti techniky, vědce a manažery se znalostí cizích jazyků, kteří jsou dynamičtí, flexibilní a dokáží se rychle přizpůsobovat požadavkům trhu.

Podle výsledků takzvaného škálování všech výzkumných organizací dle Metodiky 2017+, které schválila na konci března 2021 Rada pro výzkum, vývoj a inovace, bylo ČVUT hodnoceno ve skupině pěti technických vysokých škol a obdrželo nejvyšší hodnocení stupněm A. ČVUT v Praze je v současné době na následujících pozicích podle žebříčku QS World University Rankings, který hodnotil 1604 univerzit po celém světě. V celosvětovém žebříčku QS World University Rankings je ČVUT na 432. místě a na 12. pozici v regionálním hodnocení „Emerging Europe and Central Asia“. V rámci hodnocení pro „Engineering – Civil and Structural" je ČVUT mezi 151. – 200. místem, v oblasti „Engineering – Mechanical“ na 201. – 250. místě, u „Engineering – Electrical“ na 201. až 250. pozici. V oblasti „Physics and Astronomy“ na 201. až 250. místě, „Natural Sciences“ jsou na 254. příčce. V oblasti „Computer Science and Information Systems" je na 201. – 250. místě, v oblasti „Material Sciences“ na 301. až 350. místě, v oblasti „Mathematics“ na 351. až 400. místě a v oblasti „Engineering and Technology“ je ČVUT na 221. místě.