Robotičtí agenti nastoupili do nově otevřené laboratoře na FIT ČVUT v Praze

1. 2. 2022Ivana Macnarová

Robotičtí agenti jsou roboti, kteří musí spolupracovat s mnoha dalšími zpravidla identickými roboty, aby splnili úkol, na který by jeden samostatný robot nestačil. Jejich naprogramování není vůbec jednoduché. Je nutné je naučit vzájemné spolupráci, aby nedocházelo ke kolizi mezi nimi a roboti spolu vzájemně nesoutěžili, ale aby spolupracovali. Programování takových robotických agentů se naučí studenti v nově otevřené Laboratoři robotických agentů Fakulty informačních technologií ČVUT v Praze. Specialitou laboratoře jsou unikátní techniky plánování pro velké množství robotických agentů (100 robotů a více).

Mezi robotické agenty, kterými je laboratoř vybavena, patří pozemní mobilní roboti a miniaturní létající drony. Mobilní roboti se využívají pro testování plánů bezkolizního pohybu a činnosti robotů, což modeluje například reálné robotizované sklady, kde roboti vykonávají různé logistické operace (například vyhledání, vyzvednutí a dovezení zásilky k zabalení a expedici). Jejich pohyb musí být nejen bezkolizní, ale také energeticky nejméně náročný, tj. zpravidla co nejkratší (v případě skladu není žádoucí, aby robot kvůli vyzvednutí zboží, které je ve vedlejší řadě, udělal okružní cestu celým skladem). Naplánování bezkolizních cest pro všechny roboty najednou je velmi náročný úkol. Zejména vzhledem k obtížnosti naprogramování algoritmů tak, aby nekladly nároky na výpočetní techniku nad její současné možnosti. 

„Robotických agentů můžou být stovky až tisíce a dát je do vzájemného „tance“ či koordinace lze na základě předem vytvořeného plánu pohybu pro každého jednotlivého robota, čímž v podstatě dosáhneme bezkolizního pohybu v reálném čase,“ dodává odborník na umělou inteligenci v robotice a vedoucí laboratoře doc. RNDr. Pavel Surynek, Ph.D.

Laboratoř pracuje se zmenšenými modely různých reálných scénářů, například zmiňovaných skladů, do nichž jsou zasazeni robotičtí agenti. Poznatky z realizovaných simulací s pozemními mobilními roboty bude možné transferovat do praktického použití a pomoci tak zefektivnění reálných provozů.

Budoucnost spatřuje laboratoř i v řízení velkých skupin autonomních létajících dronů, které by postupem času mohly například doručovat zásilky. Tato oblast je zatím nenaplněná i díky obavám lidí z představy autonomních dronů „doručovatelů“. Pro výzkum této oblasti jsou v laboratoři zastoupeny miniaturní létající drony, které lze bez obav provozovat v interiéru laboratoře. Poznatky získané v laboratoři mohou přispět k rozptýlení obav z autonomních dronů.

Využití programování robotických agentů může mít i esteticko-výtvarný význam, kdy vznikne zajímavá formace většího množství robotických agentů a je vytvořen 3D „živý“ artefakt (například slavnostní zahájení olympijských her v Tokiu, kde formace velkého množství robotických agentů znázornila planetu Zemi). Dalším využitím může být zkoumání ve 3D prostoru nebo bezpečnost a ochrana objektů.

Laboratoř má ve výzkumu i další ambice. Jedním ze smělých plánů je výzkum spolupráce mezi mnoha robotickými rameny pro využití v různých komerčních provozech, respektive vytvoření zmenšené verze komplexní výrobní linky se spolupracujícími robotickými rameny s využitím výroby vlastních robotů v rámci studentských prací.

Výuka v Laboratoři robotických agentů je spolufinancována z projektu MŠMT z operačního programu Výzkum, vývoj a vzdělávání s názvem „Projekt ČVUT ESF II.“, v rámci podaktivity „Rozvoj výuky v oblasti umělé inteligence“.