Najważniejsze wiadomości - Inspiracja dzięki wyzwaniu - nasza robotyczna przyszłość
W kinach oraz w telewizji często można zobaczyć wielofunkcyjne, humanoidalne roboty, takie jak C-3PO oraz Terminator, jednak podczas spaceru po laboratorium badawczym robotyki z trudem dostrzeglibyśmy cokolwiek nawet z grubsza przypominającego człowieka. Zamiast tego większość robotów to specjalistyczne maszyny, które doskonale radzą sobie z niewielką gamą konkretnych zadań. Współczesne roboty przyjmują różne formy: mogą posiadać koła, być zbudowane pobodnie do robaków lub też przyjmować inne, inspirowane przez biologię kształty. Europejskie badania w dziedzinie robotyki skupione są wokół trzech głównych zagadnień: percepcji, rozumienia oraz działania. W ramach projektów dotyczących percepcji badane jest co i w jaki sposób roboty mogą wyczuwać w otaczającym je środowisku. Badania nad rozumieniem mają na celu odkrycie nowych sposobów, w jakie roboty będą mogły przeprowadzać obliczenia, wnioskować oraz uczyć się rozwiązań stawianych przed nimi wyzwań i problemów. Natomiast działania dotyczą sposobów reagowania przez roboty na otaczający je świat oraz bezpiecznego i wydajnego realizowania zadań. Z pracy do domu W niektórych dziedzinach, takich jak produkcja przemysłowa, rozwój i wykorzystanie robotów są obecnie w zaawansowanym stadium. Bez robotów wiele gałęzi przemysłu w krajach o wysokich pensjach stanęłoby przed widmem znacznych presji finansowych. Branże takie jak mikroelektronika, przemysł spożywczy oraz motoryzacyjny, wytwarzające ponad 20% europejskiego PKB oraz zatrudniające co czwartego pracownika, mogłyby całkowicie zniknąć, gdyby nie automatyzacja zapewniana przez roboty. Roboty mogą wręcz tworzyć miejsca pracy. W przeprowadzonym niedawno badaniu (1) oszacowano, że milion robotów wykorzystywanych obecnie w przemyśle spowodował stworzenie około trzech milionów miejsc pracy na całym świecie: począwszy od stanowisk pracy w samej branży robotycznej, aż po zatrudnienie w nowych gałęziach produkcji, stworzone dzięki robotom przemysłowym oraz rozwój powiązanych gałęzi dystrybucyjnych i usługowych. Obecnie prowadzone są badania mające na celu wypełnienie luki pomiędzy przemysłowym zastosowaniem robotów, a ich skutecznością w mniej kontrolowanych środowiskach, takich jak domy. Z wyzwaniem tym zmagają się uczestnicy projektu DEXMART (2), opracowujący roboty, które będą mogły prowadzić bezpieczne interakcje z ludźmi oraz umiejętnie posługiwać się przedmiotami. Uczestnicy projektu tworzą robota wyposażonego w dwa ramiona, który będzie potrafił dostosowywać się do nagłych i nieprzewidywalnych zmian otoczenia, na przykład unikając zderzenia z ludźmi, którzy kroczą w jego kierunku. Inni naukowcy pracują nad zdolnościami robotów do posługiwania się przedmiotami oraz metodami zwiększania zręczności robotów, by mogły one realizować nowe zadania o zwiększonym stopniu złożoności. Uczestnicy projektu "Ucieleśnienie ręki" - 'The Hand Embodied' (3) badają natomiast, w jaki sposób właściwości ludzkiej ręki i jej struktura wpływają na sposób, w jaki uczymy się nią sterować i ją kontrolować. Naukowcy pragną powiązać informacje zwrotne z procesem uczenia się, by przyszłe ramiona robotyczne mogły szybko uczyć się nowych czynności. Oczywiście istoty ludzkie korzystają z rąk praktycznie bez przerwy, w sposób w pełni kontrolowany i bardzo umiejętny. Jednak roboty mogłyby zwiększyć naszą dokładność w przypadku delikatnych i precyzyjnych czynności, np. podczas operacji chirurgicznych. Obecnie na salach operacyjnych nie korzysta się z rozwiązań z zakresu automatyzacji z kilku przyczyn technicznych i prawnych, chociażby dlatego, że nie można pozwolić, aby sztuczna inteligencja podejmowała decyzje dotyczące życia i śmierci. Jednak w ramach projektu I-SUR (4) opracowywane są zaawansowane technologie, które pozwolą wdrożyć więcej rozwiązań z dziedziny automatyki i robotyki, początkowo w zakresie drobnych interwencji chirurgicznych, takich jak nakłucia, rozcięcia i szycie. Brak rutyny Naukowcy uczestniczący we wszystkich powyższych projektach mają nadzieję, że uda im się stworzyć roboty, które wyręczą ludzi lub będą ich wspierać w zmaganiach z codziennymi wyzwaniami i w realizacji codziennych zadań. Jednak istnieje szereg ważnych czynności, których ludzie po prostu nie mogą wykonywać. Tworzenie maszyn, które pozwolą poszerzyć nasze możliwości, jest kolejnym ważnym aspektem europejskich badań naukowych. Latające roboty są tego oczywistym przykładem. W dziedzinie tej prowadzi się obecnie wiele prac badawczych. Przykładowo, uczestnicy projektu The AIROBOTS (5) opracowują latające roboty usługowe. Roboty te będą mogły na przykład przeprowadzać zdalne inspekcje lub wspierać ludzi w wielu sytuacjach. Roboty będą mogły także swobodnie poruszać się nad ziemią i bezpiecznie pracować w środowisku, do którego ludzie nie mają dostępu. W środowiskach niebezpiecznych, niedostępnych lub szczególnie wrażliwych roboty będą pracować w odpowiednio ostrożny sposób, unosząc się w pobliżu interesującego obszaru i realizując różnorakie czynności, pod kontrolą operatora. W zakresie nadzoru powietrznego, uczestnicy projektu SFLY (6) opracowują "rój latających mikro-robotów" - 'swarm of micro-flying robots' , koordynujących swe ruchy i pozwalających obserwować teren lub tworzyć jego mapy z powietrza. Te miniaturowe helikoptery będą pracować w sposób autonomiczny, przenosząc urządzenia pozwalające prowadzić monitorowanie i nadzór. Roboty te będą także potrafiły określać swoją lokalizację w trójwymiarowej przestrzeni, dzięki technologii GPS. Powyższe helikoptery są projektowane z uwzględnieniem zagadnień z zakresu bezpieczeństwa; ważą zaledwie 500g i są zdolne koordynować lot w ramach niewielkich rojów, nawet w przestrzeniach zamkniętych. Roboty SFLY mogłyby być stosowane podczas działań poszukiwawczo-ratunkowych, monitorowania środowiska naturalnego, nadzoru z zakresu bezpieczeństwa, inspekcji oraz pilnowania porządku publicznego. Zachowania stadne są w przypadku robotów szczególnie pożądane, gdyż roje prostych maszyn mogą przynosić synergiczne korzyści, realizując zadania nieosiągalne dla pojedynczego urządzenia. Skoordynowane grupy urządzeń mogą zapewnić zaawansowane zdolności sensoryczne i pracować wydajnie w niebezpiecznych i trudnych środowiskach. Uczestnicy projektu SHOAL (7) opracowują z kolei robotyczne ryby, które imitują sposób poruszania się swych rzeczywistych odpowiedników. Roboty te tworzone są z myślą o monitorowaniu środowisk wodnych i poszukiwaniu w wodzie śladów zanieczyszczeń, w celu, na przykład, wykrywania wycieków w portach. Robotyczne ryby poruszają się w skoordynowanych ławicach, analizując szkodliwe substancje i tworząc w czasie rzeczywistym mapy ich stężeń, na bazie trójwymiarowych planów portu. Środowisko podwodne, stanowiące dla ludzi szczególne wyzwanie, oferuje jednocześnie robotom doskonałą okazję do udowodnienia swej wartości. Naukowcy pracujący w ramach projektu TRIDENT (8) zdają sobie sprawę, że podwodne roboty mogłyby znaleźć liczne zastosowania, jednak opracowywanie specjalistycznych maszyn, pod kątem konkretnych rozwiązań, jest kosztowne. Dlatego poszukują sposobów, by stworzyć uniwersalne roboty, które mogłyby realizować tak zróżnicowane zadania, jak archeologia podwodna, oceanografia oraz znaleźć zastosowanie w morskim przemyśle wydobywczym. System TRIDENT obejmował będzie autonomiczną jednostkę pływającą na powierzchni, połączoną z podwodnym urządzeniem wyposażonym w ramię robotyczne. Niezależnie od tego, czy chodzi o roje latające w powietrzu, czy też o konwersację z humanoidalną pomocą domową, robotyka nie jest już ograniczona do powtarzalnej monotonii produkcyjnej. Europejskie badania naukowe dowodzą, że robotyka może dostarczyć bardzo praktyczne rozwiązania współczesnych problemów. --- Projekty opisane w niniejszym artykule uzyskały wsparcie w ramach działania na rzecz wspierania technologii TIK, będącego częścią Programu na rzecz Konkurencyjności i Innowacji ('Competitive and Innovation Programme') lub w ramach Siódmego Programu Ramowego (7PR). (1) "Pozytywny wpływ robotów przemysłowych na zatrudnienie" - 'Positive Impact of Industrial Robots on Employment', Metra Martech, Listopad 2011 (2) "Zwinne i autonomiczne manipulowanie podwójnymi ramionami robotycznymi dzięki inteligencji czuciowo-motorycznej: od percepcji naturalnej po sztuczną" ('Dexterous and autonomous dual-arm/hand robotic manipulation with smart sensory-motor skills: A bridge from natural to artificial cognition') (3) "Ucieleśnienie ręki" ('The Hand Embodied') (4) "Inteligentne roboty chirurgiczne" ('Intelligent Surgical Robots') (5) "Inteligentne, latające roboty usługowe, umożliwiające zdalną inspekcję poprzez łączność" ('Innovative aerial service robots for remote inspections by contact') (6) "Rój latających mikro-robotów" ('Swarm of micro flying robots') (7) "Poszukiwanie i monitorowanie szkodliwych substancji i innych zanieczyszczeń w portach dzięki ławicom robotycznych ryb" - ('Search and monitoring of Harmful contaminants, other pollutants and leaks in vessels in port using a swarm of robotic fish') (8) "Morskie roboty oraz zwinność manipulacyjna na rzecz autonomicznych, podwodnych misji interwencyjnych różnego typu" ('Marine robots and dexterous manipulation for enabling autonomous underwater multipurpose intervention missions') Użyteczne odnośniki: - informacje na temat 7PR w bazie danych CORDIS - informacje na temat projektu CIP w bazie danych CORDIS - informacje na temat projektu DEXMART w bazie danych CORDIS - informacje na temat projektu THE w bazie danych CORDIS - informacje na temat projektu I-SUR w bazie danych CORDIS - informacje na temat projektu AIROBOTS w bazie danych CORDIS - informacje na temat projektu SFLY w bazie danych CORDIS - informacje na temat projektu SHOAL w bazie danych CORDIS - informacje na temat projektu TRIDENT w bazie danych CORDIS Odnośne publikacje: - "Konkurs nr 2 w dziedzinie TIK: systemy poznawcze, interakcja, robotyka" - 'ICT Challenge 2: Cognitive Systems, Interaction, Robotics'