Lidé někdy fascinovaně čtou o zázračných jevech, magických schopnostech, nadpřirozených úkazech. Neuvědomují si, že nejnovější objevy vědců jejich iluze předčí, že jsme obklopeni neuvěřitelnými zázraky, které denně zachraňují životy.

Dálková čidla kontrolující funkce nemocných orgánů, roboti, kteří nahradí člověka na riskantních misích, »inteligentní prach« mikrosenzorů, léčení »vypůjčenými« geny nebo molekulární nanoroboti, opravující porouchané metabolické dráhy v buňkách, jsou jen zlomek z nich.

My vás v našem seriálu provedeme několika obory, ve kterých se fantastické stalo skutečným.

Stejné jako u jedničky, nevím, jestli se opakuje v každém čísle.

2. díl: Robot-přítel člověka

Robotický pes skutečně existuje, ale je to jen hračka. Ti, kteří umějí »vyčenichat« nebo vyprostit a zachránit člověka, totiž jako pes moc nevypadají. Roboti dnes nahrazují člověka na místech, kde jde o život – ve vesmíru, na válečných misích, v zamořených oblastech, rizikových průmyslových provozech, pečují neúnavně o nemocné v nemocnicích.

Složili jsme pro vás mozaiku ze světa robotiky, novinky a zajímavosti o robotech, které člověku pomáhají na místech, kde nestačí jeho fyzické schopnosti, a tak si pomohl tvůrčí inteligencí. Roboti mají různé podoby.

Ti humanoidní jsou spíše účelová výjimka, ale jsou zřejmě důvodem k tomu, proč čeština skloňuje slovo robot i jako životné. Pojďme si tedy s některými potřást třeba… manipulačním ramenem?

Odkud (a jak) přišli?

Že název robot poprvé použil Karel Čapek (1890–1938) a že mu je poradil jeho bratr Josef (1887–1945), je obecně známo. Odvodil jej ze slova robota (čti těžká práce, kterou nikdo nechce dělat) – a účel robotů je nasnadě.

Je to početná rodinka (viz rámeček), kde se jednotliví členové liší v mnoha parametrech. Podle možnosti pohybu, aby měl robot dostatečný stupeň počtů volnosti, počtu pohonných jednotek a systému jejich koordinace a regulace, aby dynamika pohybu vyhovovala všem funkcím robota.

Čím dokonalejší mobilita, tím vyšší nároky na interakci s okolím a samostatnost – autonomii.

Např. regulovaný stroj dosahuje cíle za různých podmínek a různými cestami, rozlišuje míru intenzity jevů. Oproti tomu autonomní stroj dosahuje cíle způsobem, který si zvolí sám (ale způsob volby je daný), samostatně řeší překážky na cestě.

Na hranici fantazie je zatím inteligentní stroj, který si volí dílčí cíle sám a člověka nepotřebuje.

Kdo byl první?

Jako obvykle – vojáci. Bojové užití počítačů (??? robotů ???) bylo prvotním nápadem. A prim patří sestavě radaru, počítače a děl.

Například systém ENIAC počítal palebné tabulky pro dělostřelectvo a měl být použit už ve druhé světové válce. Jenže to nestihl.

První průmyslový robot firmy Unimate spatřil světlo světa v roce 1961 v General Motors, ale pak začalo vítězné tažení Japonců do světa průmyslových manipulátorů i humanoidů. Díky atraktivitě jejich výtvorů jsou známí spíše humanoidní roboti, vyvinutí firmami Honda nebo Toyota.

Známý je třeba robot ASIMO a jeho vylepšené verze. Specifikou japonské mentality a společnosti je použití robotů jako domácích společníků a v podobě zvířat jako mazlíků.

Partner odolný proti ponorkové nemoci

Na stanici ISS bude posádce dělat společníka humanoidní robot jménem R2. Prozaicky Robonaut 2. verze. První zemřela, protože nedostala potřebnou finanční infuzi, na druhé pro jistotu spolupracuje NASA s General Motors.

Humanoidní je ovšem s výhradou, že nohy dostane až při příští misi. Zatím má podvozek.

Bude pomáhat s údržbou a čištěním, ale dokáže zvládat i kritické nouzové situace na stanici. Bude tvrdě testován, ale bude se asi snažit, protože pokud se osvědčí, může se těšit na mise na Mars, k asteroidům a dalším vesmírným objektům.

Má něco přes metr, řídicí centrum v místě, kde lidé mají žaludek, vidí běžnými i infračervenými kamerami a pro odhad manipulace má 350 senzorů, kterými řídí přesnost a sílu úchopu. Může si dát akumulátor do batůžku a vydat se do volného vesmírného prostoru na průzkum nebo »jen« něco opravit.

Na Měsíc bez kyslíku

NASA by za tři roky chtěla vyslat humanoida na Měsíc. Bude to mít tu výhodu, že ho pustí na výlet samotného, ale povely na Měsíc dorazí jen s malým zpožděním tří sekund. V řízení by se střídali různí odborníci (kdo by si to nechtěl zkusit), hlavně zřejmě geologové.

Kromě toho, že se člověk takto nemůže dostat do ohrožení života, je výhodou i jiná věc – raketa pro robota může být podstatně jednodušší než pro člověka – není třeba počítat s kyslíkem, potravinami, vodou…

Rojení vesmírných robotů?

S novými technologiemi se otevírá nové pole výzkumu nanorobotů. Nebudou to samozřejmě humanoidi, ale maličké sondy. Náklady na jejich výrobu umožní vyrábět jich větší množství a pak na misi vyslat celý roj.

Potom nebude skutečnost asi příliš vzdálená dnešní představě výsadku roje miniaturních robotů třeba o velikosti větší mince, kteří se rozletí nad povrchem zkoumané planety, v atmosféře zpomalí, takže nebudou mít problémy s průletem a dopadem na poměrně velké území.

Mohou kooperovat na principu inteligentního roje a navzájem se doplňovat i ve sběru a odesílání dat, takže pokud dojde ke zničení některých z nich, data těch ostatních výpadek pokryjí.

Spolkne člověka, aby ho zachránil

Když si představíte robota, který vás zachraňuje ze smrtelného nebezpečí, možná se vám vybaví svalnatý opálený Terminátor. Pokud vám ale opravdu půjde o život, bude vám jedno, že robot, který vás z toho dostane, vypadá jako kříženec šatníku a pásového dopravníku.

Jeho »otcem« je japonská firma Kikuchi a robot je určen pro záchranu obětí z chemicky, biologicky nebo radiací zamořených oblastí, kam vyslat člověka záchranáře znamená ohrozit ho na životě.

Robot je univerzální, otáčí se o 360º, je pohyblivý a vidí i v noci. Dokáže vystoupat svahy se sklonem až třiceti stupňů. A hlavně – dokáže bezvládného člověka naložit pomocí pásu, »spolknout ho« do svých útrob, zajistit a ošetřit pro přepravu.

Neúnavný pečovatel

V rychle stárnoucí japonské společnosti jsou zapotřebí roboti, kteří často alespoň v trochu humanoidní podobě dělají společníka starým a nemocným lidem. Zvládají jednoduché verbální povely a mohou být řízeni i myšlenkou.

Člověk se speciální helmou na hlavě myslí na jednoduchý pohyb, helma snímá mikroelektrické signály v pokožce a vysílá je robotovi, který si je přeloží do svého jazyka.

Kromě toho může mít robot vestavěné zařízení na snímání signálů diagnostických přístrojů pacienta a může monitorovat a vyhodnocovat jeho životní funkce a v případě potřeby reagovat – upozornit pacienta nebo přivolat pomoc.

Roboti v základech dvojčat

Profesorka Robin Murphyová pracuje se svými studenty v Center for Robot Assisted Search And Rescue (CRASAR) na Floridě. Vyvíjí roboty, kteří mohou zachraňovat oběti ve složitém terénu zhroucených staveb a trosek po katastrofách.  „Chci, aby byly všechny možnosti dokonale využity,“ říká.

„Když se podíváte na to, co lidé v hasičských a záchranných službách dokážou, je jasné, že potřebují špičkovou technologii, aby jim pomohla. A to je úkol vědců – dát správnou technologii správným lidem ve správný čas.“.

Roboti jejího týmu se uplatnili již při záchranných pracích po teroristických útocích 11. září 2001. Vědecký a konstruktérský tým je neustále zdokonaluje podle požadavků, které se při každé akci objeví.

V takových podmínkách se robot ocitá v první linii. Průzkumní roboti, jen několik desítek centimetrů velcí, se pohybují nepřehledným a neprostupným terénem a svou dokonalou soustavu čidel využívají k vyhledávání lidských těl či zjišťování škod.

Zelený smog nad městem

Robin Murphyová a její tým redesignují roboty společností iRobot a Inucton a vybavují je softwarem na hranicích umělé inteligence, aby je přizpůsobili pátračským a záchranářským pracím, například pohybu potrubím vzduchotechniky.

Zdá se, že se pohybují samostatně, ale řídí je člověk, který by se do takových míst nikdy nedostal. Na monitoru laptopu vyhodnocuje přenášené informace v bezpečné vzdálenosti (cca 10–100 m).

Vytvořili také systém malých pátracích robotů, řízených jedním »mateřským« robotem. To se hodí nejen tam, kam se velký robot nedostane, ale i pro zajištění akumulátorů pro menší roboty. Roboti centra CRASAR se zdokonalují a dokážou už i poskytnout lékařskou první pomoc.

„Představte si situaci, kdy nad městem visí zelený smog a vy nevíte, co a odkud to je,“ říká profesorka Murphyová. „Vojáci mohou shodit robota z korby náklaďáku a zůstat v bezpečí, dokud se z jeho analýz nedozvědí, co se děje, aby mohli udělat to správné rozhodnutí.“.

Orfeus v podsvětí

Robota, který zvládne zastoupit pyrotechniky, záchranáře nebo vojenské průzkumníky, umějí zkonstruovat i vědci z Fakulty elektrotechniky a komunikačních technologií brněnského Vysokého učení technického.

Ústav automatizace a měřicí techniky se vývojem mobilních robotů intenzivně zabývá už od roku 1999. S projektem Orpheus se v roce 2003 zúčastnili v italské Padově soutěže Robocup Rescue League. Konkurenci bohatých a mnohem větších týmů z Ameriky, Japonska nebo Německa český prototyp hravě převálcoval a s velkou převahou soutěž vyhrál.

Pak následovaly verze Orpheus-X1 a 2 a Orpheus-AC, který úspěšně absolvoval potřebné vojenské zkoušky. Dálkově ovládaný mobilní robot je určen pro průzkum předem neznámých oblastí kontaminovaných chemicky, biologicky nebo radiačně.

Navíc dokáže snést kontaminaci i dekontaminaci, zatímco konkurenční přístroje se musejí po použití v zamořeném terénu likvidovat.

Průzkumník může nést další vybavení – např. GPS přijímač, laserový dálkoměr nebo poziční a distanční skenner. Verze Orpheus-A2 už je na obzoru.

Papiňák na Měsíci

Ano byl to Lunochod, už v roce 1970. I když tak nevypadal, byl to první skoro-robot, který se na Měsíc dostal. Na svých osmi malých kolečkách o velikosti malého auta jezdil po povrchu Měsíce, fotografoval, analyzoval vzorky hornin. Ale ani jeho nástupce Lunochod 2 ještě nebyl v pravém slova smyslu robotem.

Podstatně bližší označení »robot« byly až americké vesmírné sondy Spirit a Opportunity. Měly namířeno dál, přistály na Marsu už v roce 2004 a zatímco Spirit usnul, Opportunity stále cestuje a hlásí se.

Měly a mají za úkol zjistit, jestli je nebo mohl být na Marsu život. Opportunity si našla i »borůvky« – malé kamenné kuličky, které na Zemi vznikají bez přítomnosti vody. Ale ani tyhle dvě sondy nejsou ještě úplně samostatné, vyžadují lidskou asistenci, i když kdoví, proč se Spirit přestal hlásit.

Víte, s kým (čím) máte tu čest?

Manipulátora potkáte spíš jako člověka než jako robota, jako robot nemá vlastní inteligenci a slouží k manipulaci s předměty. Ale humanoida potkat můžete, je to robot podobný člověku v principu a účelově stavbou »těla« a způsobem pohybu.

Kdyby se vám ho podařilo smontovat z organických součástí, aby měl »biologické složení«, máte androida.

Naštvali byste ho ale, kdybyste si ho pletli s droidem, to je jakýkoliv inteligentní samoovládající se robot, jeho variantou je i dron (droid – dělník).

Antropomorfní roboti také napodobují člověka, ale nemusí to být na první pohled patrné – mohou ho napodobovat pohybem ale i »jen« způsobem »myšlení«. Můžete mít mimochodem i robota-bota – program, který pro vás bude dělat na internetu nějakou rutinní práci s daty nebo poštou.

A na vrcholu hierarchie zřejmě stojí kyborg, o kterém sní autoři sci-fi už dlouho. Jde o organismus, který je plně pod vládou stroje.

Když hoří půda pod nohama

Nenahraditelní jsou roboti-záchranáři i tam, kde je příliš horko a třaskavo – při hašení požárů. Jednoho takového hrdinu, Hardyho, vyvinuli čeští výzkumníci z Vysoké školy báňské v Ostravě ve spolupráci s Třineckými strojírnami a společností Fite.

Hardy umí hasit oheň a manipulovat s předměty, třeba s výbušninami, až do hmotnosti půl tuny. Může zasahovat i při velmi vysokých teplotách, má své vlastní vnitřní chlazení a všechny jeho rozvody jsou chráněné pod kapotou, vyrobenou ze speciální slitiny.

Můžete ho poslat všude tam, kde hoří a hrozí výbuch – do skladů tlakových lahví, na letiště, do hal s nebezpečnými látkami.

Konstruktéři zkoumali, co všechno robot dokáže, a jeho schopnosti stále zdokonalují. Při jeho sestrojení uplatnili i tři vlastní patenty.