TEMA BROJA - ROBOTIKA
Pripremio: I. Jakšić
Kućni i industrijski rođaci
Na pragu robotske pobune
Jedan od najistaknutijih čeških književnika 20. veka, Karel Čapek prva je osoba u svetu koja je upotrebila reč „robot“ u jednoj svojoj drami napisanoj 1921. godine. Reč robot je potekla iz češkog jezika i označava težak fizički rad i služenje. Pisac u drami opisuje robote kao inteligentne mašine koje se koriste kao sluge u njegovoj drami “R.U.R.”
 Danas postoji preko milion robota u domaćinstvima a približno 1,1 milion operiše u industriji širom sveta. Roboti se koriste za obavljanje zadataka koji zahtevaju visok nivo preciznosti ili su, jednostavno, dosadni poslovi za čoveka. Mašine obavljaju i opasne i rizične poslove, kao što je istraživanje olupina broda, pomaganje nakon prirodnih i drugih nepogoda i katastrofa, proučavanje drugih planeta i deaktiviranje bombi i mina.
Roboti zauzimaju sve značajnije mesto u našim životima. U budućnosti, roboti će raditi i kao bolničari, medicinske sestre, obezbeđenje, saobraćajni policajci, zabavljači, pratioci pa čak i kao vojnici.
Domaća invazija
Uprkos činjenici da je koncept robota poznat duže vreme, batleri mašine koji se kreću po našim domovima donedavno su bili samo misaona imenica. Umesto toga, većina robota radila je u fabrikama obavljajući neku od industrijskih rutinskih aktivnosti.
 Međutim, kombinacija sve veće kompjuterske moći i napretka ostvarenog na polju veštačke inteligencije dovela je do proizvodnje dovoljno pametnog softvera, pomoću kojeg roboti postaju mnogo korisniji. Najnoviji podaci otkrivaju da je prodaja robota trostruko porasla za samo godinu dana. Štaviše, kućni roboti su na dobrom putu da budu brojniji od svojih industrijskih rođaka.
Pored robota usisivača, metli, kosilica za travu, čistača za bazen pa čak i automatskih kolevki za bebe, došlo je do prave eksplozije kada su u pitanju roboti za zabavu. Odjednom, ljudi su počeli da plaćaju pozamašne sume za robote koji nemaju određenu funkcionalnu vrednost. Umesto robota koji su zamenili nekadašnje robove, zavladali su roboti kućni ljubimci koji služe čoveku kao zabava, društvo i pratnja. Roboti zabavljači su se, ipak , najbolje pokazali zato što kućni poslovi još uvek predstavljaju izazov za robote, u pogledu spretnosti, okretnosti i inteligencije pa čak i kada su u pitanju jednostavni poslovi kao što je peglanje.
Pomoćnik u koferu
 Leteći robot, mali kao tanjir, koji može da dokuči nezamisliva mesta, i flota ekoloških robotskih pomagala na farmi samo su dva od mnoštva uzbudljivih projekata na kojima radi tim naučnika sa Univerziteta za tehnologiju u Kvinslendu, SAD.
Roboti na propeler, veličine prosečne flaše, mogu se spakovati u kofer. Imaju nekoliko kamera koje im omogućavaju da „vide“ svet oko sebe dok se kreću po zgradama, izvršavajući zadatke kao što su isporuke ili provere. Ljudi će moći da spuste svoje kofere, otvore ih i pošalju robota da obavi njihov posao. Ti roboti će moći da lete i isporuče razne objekte ljudima koji se nalaze u nekoj zgradi. Takođe, i da ispitaju objekte koji su visoki ili im je iz nekog drugog razloga teško prići.
Istraživači koriste isplativu tehnologiju da bi roboti bili pristupačni prosečnom kupcu. U roku od godinu dana, možda će roboti dobiti ruke da popravljaju stvari? Prvo treba prevazići izvesne tehničke izazove. Problem nastaje kad se roboti nađu u blizini bandera ili na ivici zgrade. Takođe, treba smisliti kako da robote ne ometa duvanje vetra.
Istražuje se i izrada poljoprivrednog robota male težine, opremljenog kamerama, s naprednom sposobnošću snalaženja u prostoru. Takav robot radi u timu kako bi bile pokrivene veće radne površine, čime primena herbicida postaje mnogo bolja. Farmeri za sada koriste mašine koje prskaju herbicide preko ploda, što je skupo i štetno po životnu sredinu. |
Daleko od kućnog okruženja, roboti mogu imati i drugačije oblike. Neki su čak dizajnirani da menjanju oblik, kao što je tetrabot koji menja formu i samo-klonirajući robot. I dok često razmišljamo o humanoidnim robotima, kao što je Hondin “asimo” i Sonijev “q rio” (skraćeno od Quest for Curiosity), dvonožnim mašinama za zabavljanje čoveka, pokazalo se da smo još zainteresovaniji za druga stvorenja kao što su insekti, jastozi, orangutani, aligatori, zmije i ribe. Čak je napravljen i robot zmaj-čuvar!
Bez obzira na to koliko nogu imaju i da li uopšte imaju udove, došlo je do značajnog napretka u pogledu pokretljivosti robota. To se uglavnom odnosi na hodanje na dve noge, tumaranje, gmizanje, penjanje po stenama, skakutanje, plivanje i sl. Tu su i roboti na točkovima, koji funkcionišu kao samostalna vozila. Primer za takva vozila predstavljaju roboti trkači u pustinjama, koji se nadmeću u DARPA Grand Challenge -u.
Robotski ratovi
Jedna od oblasti gde je vidljiv izuzetan napredak je razvoj bespilotnih letelica. To su u osnovi izviđačke letelice na daljinsko upravljanje koje mogu leteti same ako izgube kontakt sa svojim pilotom. Te letelice se mogu koristiti i za nadgledanje i praćenje požara u šumama. Neki roboti su čak naučili da lete sami od sebe.
Pentagon je započeo naoružavanje pojedinih bespilotnih izviđačkih letelica. Tako su one postale sposobne da odgovore na napad otvorenom vatrom. Nazivaju ih i bespilotnim borbenim letelicama. Napravljeni su i roboti koji obavljaju funkciju špijuna na bojnom polju. Svemirske agencije, kao što je NASA, takođe pokušavaju da nađu zamenu za čoveka u situacijama opasnim po život. U te svrhe, proizvedeno je mnogo robota koji istražuju svemir. Na primer, robonaut je robot na daljinsko upravljanje, specijalno opremljen da hoda po svemiru umesto čoveka astronauta.
Podučavanje svoga robota
 U narednih deset godina, roboti bi mogli da postanu uobičajena pojava u američkim domovima, poput svakog kućnog aparata. Većina ovih mašina moći će da izvodi nebrojeno mnogo zadataka koje su osmislili njihovi tvorci. Time se otvara širok svet personalne robotike, gde mašine rade sve ono što ih nauče njihovi vlasnici.
Osnovu za ovakav svet čini nova studija koju su sproveli istraživači sa univerziteta Džordžija Tek, SAD, koji su identifikovali tipove pitanja koje roboti mogu da postave tokom interakcije učenja. Ova pitanja su o određenim karakteristikama zadataka.
Naučnici su u ovoj studiji pokušali da otkriju ulogu koju „aktivno učenje“ igra u interakciji između ljudi i robota. U suštini, aktivno učenje odnosi se na to da se mašinama koje uče dâ veća kontrola nad informacijama koje dobijaju. Simon, humanoidni robot stvoren u laboratoriji profesorke Andree Tomaz, dobro je upoznat sa aktivnim učenjem. Naučnici ga programiraju da uči kroz postavljanje pitanja... Prvo su tražili od dobrovoljaca da preuzmu ulogu robota koji zapitkivanjem pokušava da nauči neki jednostavan zadatak tako što će ispitivati ?oveka instruktora. Identifikovana su tri glavna tipa pitanja (odlika, obeležje i demonstracija), a potom ?? utvrđeno da se pitanja najčešće odnose na odlike, što se pokazalo kao omiljeni tip učenja kod ljudi. Primer za ovu vrstu pitanja jeste: ?ogu li da sipam so sa bilo koje visine?
Potom su naučnici regrutovali ljude da nauče Simona novim zadacima tako što su odgovarali na njegova pitanja i potom ocenjivali koliko su „pametna“ ta pitanja bila. Ponovo su se pitanja o odlikama pokazala kao najomiljenija, pri čemu je 72 % ispitanika ovu vrstu pitanja imenovalo kao najpametnija.
Ova otkrića su važna jer pružaju mogućnost da se roboti nauče pitanjima kakva bi im ljudi obično postavili. To će potom pomoći stručnjacima da proizvedu robote koji će se najlakše integrisati u domaćinstvo ili neku drugu sredinu. |
NASA je već poslala robotske rovere na Mars, unapredila sonde za interplanetarna istraživanja, poslala droide u pokušaju da ispita asteroide. Svemirske sonde kao što je “ Huygens ” (koja se spustila na Titan) i ruska “ Venera 9 ” (koja je sletela na Veneru) takođe se smatraju robotima.
Roboti nisu pogodni samo za istraživanje drugih planeta po kosmosu. Roboti podmornice, poznati i kao vozila na daljinsko upravljanje, postaju sve značajniji način ispitivanja dubokog okeanskog dna. Roboti otporni na toplotu sada se koriste za nadgledanje aktivnosti vulkana. I za ulazak u egipatske piramide korišćen je robotski rover.
Precizni hirurzi
Operisanje ljudskog tela zahteva visok stepen spretnosti ali i kontrole, što roboti svakako mogu da ispune s obzirom na to da su mašine. Ideja o robotu hirurgu izazvala je strah kod ljudi da će roboti bez nadzora odlučivati o ljudskom životu, ali u stvarnosti roboti samo pomažu hirurzima da obave procedure za koje je potrebna maksimalna preciznost. Najuspešniji sistem je da Vinčijev robotski hirurški sistem, koji se koristi za operacije gde se instrumenti ubacuju kroz manje rupe na telu čoveka. Ovaj robotski hirurški sistem se koristi za različite zahvate, počevši od žučne kese pa do srčanog bajpasa.
Slično tome, postoje sićušne bežične kamere robota koji se koriste za dijagnostifikovanje. One prolaze kroz organe za varenje pacijenta. Njima se upravlja daljinskim upravljačem a mogu se kretati po abdominalnoj šupljini, šaljući hirurzima slike unutrašnjosti ljudskog tela, pa čak i uzimajući uzorke za biopsiju. Razvijene su i „robotske ruke“ koje služe za otkrivanje raka dojke.
Roboti koji spašavaju ljudske živote odlično su se pokazali. Zubari razmatraju korišćenje robotske bušilice kako bi ugradnja implantata bila jeftinija, brža I, što je najvažnije, manje bolna.
Pokretači i senzori
Uprkos svim uspešnim operacijama i funkcionisanju, u robotskom svetu čeka još mnoštvo izazova. U to spadaju proizvodnja boljih pokretača (koji kontrolišu kretanje robota), senzora (koji omogućavaju detektovanje okoline), pravljenje pametnijih robota. Motori i hidraulični i pneumetski pokretači su danas previše slabi, ili su pak glomazni i bučni. Veštački mišić bi mogao da bude dobro rešenje, ali se pokazalo da nije dovoljno jak.
Robot igrač
 Napravljen od “lego NXT” seta, novi robot koga su napravili studenti može da prepozna različite vrste plesa i muzike na vrlo inteligentan način. Štaviše, ovaj robot je u potpunosti samostalan.
Projekat je započet pre godinu dana a već postoji uspešan primer primene naprednog koncepta veštačke inteligencije. Žoao Oliveira, student Inženjerskog fakulteta u Portu, Portugal, odlučio je da primeni jednostavan “lego NXT” set i softver sličan onome koji se koristi za robote koji igraju fudbal.
Rezultat kombinacije matematičkih algoritama i nedovoljno istražene oblasti muzike u svetu robota, sada je na pomolu. To je robot koji primenjuje algoritme do nivoa percepcije ritmičkih muzičkih nota, sa ugrađenim sistemom za inteligentno slušanje. Čitav sistem igre je zasnovan na reakciji, jer robot reaguje u sinhronizaciji sa stimulusima, bilo da su oni muzički ili se, pak, odnose na boju plesnog podijuma, izražavajući plesni pokret prethodno definisan od strane korisnika.
Pod nadzorom istraživača, sledeći poduhvat je koreografija za robote. Žoao Oliveira to već radi u svom doktorskom programu iz kompjuterskih nauka. Uprkos tome što je sve u početnoj fazi ispitivanja, ovaj projekat se razlikuje od ostalih po predstavljanju primene i modularnog interfejsa koji omogućavaju fleksibilnost i interakciju od strane korisnika. Činjenica da je robot napravljen od jednostavnog “lego NXT” seta i da dizajn podrazumeva trenutnu aplikaciju bilo koje vrste plesa, može navesti mlađe ljude da se zainteresuju za ovu temu i odluče da prave robote igrača.
Svojom raznolikom primenu u oblasti zabave, ovaj robot omogućava učenicima raznih uzrasta da osmišljavaju sopstvene plesove i snimke. Interdiscplinarno učenje obuhvata različite oblasti kao što je robotika, muzika, ritam i optimizacija pokreta. Održavaju se i takmičenja u robotskom plesu, što predstavlja jedan od dodatnih stimulansa za mlade da razvijaju svoju kreativnost. |
Dvonožni humanoidni roboti predstavljaju poseban problem. Roboti na točkovima, ili oni koji se kreću kao insekti, imaju mnogo bolju ravnotežu i lakše se snalaze u prostoru.
Ranija istraživanja u oblasti robotike fokusirala su se na korišćenje sonarnih senzora jer su bili jeftiniji i lakši za korišćenje. Međutim, danas je u igri mnogo izazovniji, a samim tim i bogatiji navigacioni sistem. Slično tome, u toku su intenzivna istraživanja kako bi se proizvela „elektronski osetljiva koža“ koja samo pomoću dodira detektuje lomljive ili klizave objekte. Robot koji podražava ljudski govor takođe je u razvoju.
Kako bi se u svim ovim oblastima vidno napredovalo, takmičenja u svetu robota su postala uobičajena pojava. Nadmetanja se održavaju u bejzbolu kako bi se unapredila spretnost i okretnost robota. Postoji i takmičenje u hvatanju zlatne ribice da bi roboti „uvežbavali“ manevrisanje pod vodom. Organizovana su i takmičenja za robote džokeje. Konačni test za robote najverovatnije predstavlja fudbal. Ovaj sport se odnosi na razvoj skoro svake grane robotike, od sposobnosti da se trči i šutira lopta do komunikacije i timskog rada. Krajnji cilj je sastavljanje ekipe humanoidnih robota koji mogu da pobede najbolji ljudski fudbalski tim na svetu do 2050.
Međutim, do 2050. ostaje otvoreno pitanje: kako će se roboti koji su dovoljno pametni da opeglaju naše rublje ponašati u pogledu poslušnosti čoveku? Da li će biti dovoljno pametni da odbiju zadati posao? Da li ćemo se naći na pragu robotske pobune u jednom trenutku naše budućnosti?
I. Jakšić
|
