Humanoidní roboti: není nad dobrého androida

Jedním z nejznámějších humanoidních robotů je Asimo od společnosti Honda, který byl poprvé představen v roce 2000. Vyvinut byl jako víceúčelový mobilní asistent, který by mohl posloužit těm, co mají sami problém s mobilitou. Stal se ale také chodící reklamou, aby ke studiu robotiky přivedl nové zájemce. Sám o sobě je ale takový robot trpaslík, neboť měří pouze 130 cm a váží až 52 kg. Zvládne ale přitom chodit rychlostí až 6 km/h, tedy v případě verze z roku 2005.

Společnost Honda začala s vývojem humanoidních robotů v 80. letech a vytvořila řadu prototypů vedoucích k Asimovi, z nichž některé připomínaly chodící touster. Cílem společnosti ale bylo už od začátku vyvinout právě asistenčního robota, který by se sám dokázal pohybovat a navigovat v prostředí a nepotřeboval k tomu žádné kabely pro ovládání či napájení. Tato historie v Hondě započala modelem E0, což byly jen chodíci nohy a postupně přicházely modely série P, kde se vyvíjela především horní část s hlavou a rukama. Samotný Asimo je první model, který dokázal plánovat své pohyby, díky čemuž se může pohybovat s větší jistotou, rychleji a elegantněji. Asimo ale měl také své karamboly. Upadl na prezentaci v Tokiu, kde se snažil jít do schodů, ale už zanedlouho poté zase udivoval svými schopnostmi běhat, chodit nahoru i dolů i kopat do míče.

Zatím poslední verze Asima je z roku 2011. Stále měří jen 130 cm, váží 48 kg a dokáže rovným směrem běžet rychlostí 9 km/h, přičemž opravdu běží a každým skokem se na desetinu sekundy ocitne ve vzduchu. Jeho 6kg baterie typu Li Ion poskytne kapacitu na hodinu chození, což je dvojnásobný čas oproti první verzi. I tak je to ale poměrně málo, ale zde už bude zapotřebí pokrok z hlediska nových bateriových technologií. Asimo využívá k orientaci v prostoru kamery i ultrazvukové senzory, jimiž si ověřuje, zda je před ním volný prostor. Oproti první verzi s 26 klouby a pohyblivými částmi jich má nejnovější model už 57.

Robot, který dosud asi nejvíce připomíná člověka, dostal označení Actroid, vyvinut byl na univerzitě v Osace a vyroben společností Kokoro. Vidět ho mohli návštěvníci tokijské International Robot Exhibition v roce 2003, resp. ji, protože jde především o roboty s ženským vzezřením vymodelované dle "průměrné mladé japonské ženy".

Actroidi mají většinou pečlivě vymodelovanou silikonovou kůži, a jde tak asi o nejbližší roboty, které bychom mohli dnes označit za androidy (či v tomto případě gynoidy). Mohou simulovat různé životní projevy jako mrkání, dýchání, mluvení a mimiku a v jejich schopnostech je také rozpoznávat řeč a odpovídat. Jejich výrazy obličeje jsou tvořeny prací vzduchem poháněných servomotorů a pak tu jsou samozřejmě i elektromotory, ovšem tvůrci se zaměřují především na horní polovinu těla a neřeší tu spodní, což je celkem pochopitelné. Však vytvořit takového androida, který bude schopen se pohybovat na nohou kopírujících ty lidské, musí být nesmírně složité, takže actroidi jsou prezentováni často v sedě nebo ve stoje s nějakou podporou. Jejich vyjadřování emocí je ale velice přesné, a to i díky tomu, že je to můžeme snadno naučit pomocí herců a snímání vybraných bodů na jejich tváří.

Komunikace s lidmi probíhá obvyklým způsobem. Mikrofony zachytí zvuk, z nějž jsou pak odfiltrovány rušivé zvuky, pak se nahrávka převede to textové podoby, kterou analyzuje AI (používají se výkonné počítačové systémy, ne hardware přímo v androidovi) a odpověď je zase syntetizována do řeči zabarvené dle nálady. Actroidi ale umí také používat gesta a udržovat s lidským protějškem oční kontakt.

Actroidů vznikla celá řada, a to především v Japonsku. Zmínit můžeme především modely Repliee Q1 a Q2, Actroid-DER3, gynoidí zpěvačku Hatsune Miku, kanadskou Aiko řešící matematické úlohy nebo Actroid-F vytvořené v mužské i ženské podobě, kteří zvládnou imitovat lidské pohyby.

Společnost NASA jsme v našem článku už jednou zmínili, ale nyní už nepůjde jen o stroj pro zkoušení skafandrů, ale o robotického astronauta. Ve vesmíru už funguje řada robotických zařízení, ale ta mají vesměs za úkol manipulovat s těžkými a velkými předměty. Robonaut byl vyroben kvůli tomu, aby mohl nahradit či doplnit člověka, jehož výhodou je obratnost. Robonaut tak musí být schopen využívat stejné nástroje jako člověk a pracovat ve stejném prostředí.

Poslední verzí Robonauta je R2 vyvinutá jako prototyp a mezistupeň na cestě k dokonalejším modelům. Ovšem manažeři mise STS-133 jím byli tak nadšeni, že se jej rozhodli vyslat na na Mezinárodní vesmírnou stanici (ISS), kam byl vynesen v únoru roku 2011. Vynesl jej raketoplán Discovery na své poslední cestě na oběžnou dráhu. Robonaut R2 byl na stanici testován, jak dobře se dokáže pohybovat v mikrogravitaci, ovšem do volného prostoru se nepodíval, neboť na to nebyl přizpůsoben. Všimněte si také, že nemá nohy, což vypadá jako záměr, neboť se říká, že ty jsou v takovém prostředí většinou jen na obtíž jako překážející zátěž. S nohama se ale počítá a už byly vyvinuty, i když připomínají spíše další pár rukou. Usnadní pohyb po stanici a také práci v případě, že se Robonaut nemá jak zachytit a potřebuje volné ruce.

Druhá verze Robonauta je ovládána především s využitím telepresence, čili na dálku operátorem, který vidí robotovýma očima. Ovšem tato verze již nepotřebuje jako R1 neustálý dohled a dokáže také fungovat autonomně. NASA totiž počítá s tím, že by se podobný robot mohl využít při dlouhých cestách vesmírem, kdy bude lidská posádka udržována ve spánku. Robonaut R2 je stále přítomen na ISS a v minulém roce na ni byly odeslány také jeho nohy, a to už lodí Dragon společnosti SpaceX a dále měl být na cestě i bateriový batoh. NASA už počítá s tím, že Robonaut bude upraven tak, aby mohl vstoupit do volného prostoru a pomáhal lidem v opravách stanice a v jejím rozšiřování. Zatím se tedy neplánuje, že by se měl vrátit na zem a NASA doufá, že bude velkým přínosem pro plánování dlouhých vesmírných misí.

NASA má ale také alternativu k Robonautům, a to robota Valkyrie, který má v agentuře označení R5. Začalo se na něm pracovat v roce 2012 a prvotní impulz přinesla soutěž DARPA Robotics Challenge. Nejdříve mělo jít ale o robota, který by byl použit v různých životu nebezpečných situacích, třeba při různých haváriích a pohromách. NASA v něm ale vidí také robota, kterého by mohla využít ve vlastních misích, a to třeba i pro připravení prostředí pro lidskou posádku. Je tedy zřejmé, že Valkýra míří daleko výše než Robonauti a měla by být skutečně všestranná, inteligentní a schopná naprosté autonomity.

A NASA už má plán, který realizuje s využitím soutěže Space Robotics Challenge (SRC). V její virtuální části budou moci soutěžící týmy z původní soutěže DARPY ukázat, co v nich je a jak budou řešit různé simulované situace. Ty nejlepší dva pak dostanou v praktické části robota R5 na dva roky, NASA zajistí podporu a údržbu a ještě přidá čtvrt milionu dolarů. Úkolem týmů pak bude vyvinout firmware, s jehož pomocí Valkýra provede předem stanovené úkoly. Mezi ty patří otevření přetlakové komory a sestoupení po žebříku, dále odpojení kabelu a jeho opětovné připojení na vzdáleném místě, provádění oprav (např. poškozená pneumatika či prasklý ventil) nebo sbírání vzorků půdy.

Soutěž SRC nás ale teprve čeká, neboť její první kolo proběhne v září 2016, druhé o rok později a pak nastane dvouletý vývoj ve vítězných týmech, takže o tom, co dokázaly, si přečteme až někdy za 4 roky.

V našem článku jsme se podívali na vývoj robotiky od divokých představ lidí z 19. století po realitu 21. století. Absolutně není možné pokrýt byť jen krátkou zmínkou všechny kdy vyrobené roboty, nebo i jen jejich většinu, a tak jsme se omezili opravdu jen na průřez.

Od doby, kdy byli první roboti poháněni párou tedy jejich vynálezci ušli dlouhou cestu a vydali se několika slepými cestami. Problém byl především ten, že jejich představy se absolutně neshodovaly se stavem a tempem vývoje tehdejší techniky. I když si tedy lidé v 50. letech s podporou médií možná mysleli, že v dohledné době za ně nádobí umyje plechový sluha a oni mezitím odfrčí svým antigravitačním autem do kina, bylo to nesplnitelné očekávání. Bylo potřeba vyvinout jednak dostatečně výkonné počítače a pak i potřebné senzory, kamery a v neposlední řadě i software, aby se roboti dostali do dnešního stavu, a to zahrnuje pokrok v mnoha různých odvětvích.

 

Dnes už si můžeme celkem dobře popovídat s virtuálními bytostmi, jako je Siri nebo Cortana, jejichž "duši" už jen zbývá přenést do mechanického těla. Dobře je už vyřešena i schopnost robotů používat své tělo, reagovat na okolní podmínky a pohybovat se ve svém prostředí, ale největší překážkou i tak zůstává vývoj umělé inteligence, která by byla schopna zajistit opravdovou autonomii a schopnost reagovat na nepředvídatelné podmínky. Možná že právě výše zmíněná soutěž agentury NASA přinese velký průlom a my se budeme díky ní v budoucnu dívat, jak se na cestu na Mars vydává loď Orion s robotickou posádkou, aby tam připravil prostředí pro přílet lidí.