Multi-robot Systems neboli MRS je název skupiny, která působí pod katedrou kybernetiky Fakulty elektrotechnické ČVUT (FEL). Její členové mají za sebou pobyt ve Spojených arabských emirátech, kde prováděli testy autonomních dronů. Během nich se stroje pohybovaly v nízkých letových výškách a společně utvářely formace, které bychom mohli označit za roj. To vše se dělo za účelem zkoumání možnosti jejich využití během činností, kde mohou sekundy rozhodovat o životě a smrti.

Jedná se o nejrůznější humanitární operace, při kterých je zapotřebí co nejrychleji vyhledat a zachránit osoby v daném prostoru. Drony MRS testovalo v prostředí pouště, což dle Martina Sasky, vedoucího skupiny, dělá z proběhlých zkoušek světový unikát. Další netradičností je fakt, že si jednotlivé drony tvořící hejno mezi sebou vyměňovaly jen minimum informací, a přesto byly schopné nad určenou oblastí operovat s vysokou efektivitou.

„Při realizaci tohoto projektu jsme se nechali inspirovat přírodou. Hejna ptáků za letu či plovoucích ryb jsou vybavená smyslovým orgánem, který jim umožňuje držet se pohromadě a reagovat na situaci, například se vyhnout predátorovi. Náš roj napodobuje tento skupinový pohyb, autonomní roboty si během letu vyměňují jen minimum informací, přesto postupují koordinovaně,“ říká Saska.

Foto: FEL ČVUT

Pouštní testování autonomních malých vícerotorových helikoptér z dílny MRS

Větší množství dronů je logicky schopné efektivněji mapovat rozsáhlejší prostor, minimum komunikace pak podle Sasky není vůbec překážkou. Operování strojů přirovnává k sehranému týmu policistů, kteří při prohledávání lesa taktéž nepotřebují komunikovat více, než je nezbytně nutné pro koordinaci celé pátrací akce.

K pročesávání dané plochy dronům slouží kamery vybavené neuronovou sítí. V momentě, kdy dojde k zachycení hledaných osob, je malá autonomní helikoptéra schopna záchranářům odeslat jejich přesnou polohu, případně osobě rovnou předat balíček první pomoci.

Mezi dunami i mrakodrapy

Důvodů, proč vše probíhalo právě v poušti Spojených arabských emirátů, je hned několik. Tím prvním je česká zima, ve které je velmi komplikované, až nemožné provádět odpovídající testování. Druhým důvodem je snaha zkoušet je v rozmanitém prostředí, aby bylo možné dosáhnout obecné použitelnosti. Proto už byly roje testovány v lesích, na loukách a také v budovách. „Nehostinné prostředí pouště pro nás byla nová výzva,“ dodává Saska.

Třetím, ovšem neméně důležitým důvodem, proč padla volba právě na Spojené arabské emiráty, je fakt, že základní výzkum financuje centrum Technology Innovation Institute v Abú Zabí (TII), které MRS na tuto experimentální kampaň pozvalo a vše potřebné, včetně vybavení, finančně zaštítilo.

„TII se zatím zaměřuje na studium základních principů stabilizace roje s využitím pouze palubních senzorů. Jako cílový scénář se diskutuje převážně vyhledávání a záchrana lidí ztracených v poušti, ale i třeba na moři. Další projekt, který se ve spolupráci mezi TII a ČVUT rozbíhá, je nasazení roje dronů a spolupracujících lodí,“ vysvětluje Saska.

Mimo lodí by se však mohlo testování v budoucnu přesunout také do vysokých mrakodrapů, kterých je právě ve Spojených arabských emirátech značné množství. Tým vědců z FEL ČVUT zkoumal možnosti nasazení hejna dronů také při záchranných operacích ve vícepatrových budovách, kde by se mohly stát součástí alternativních systémů hašení požárů.

Foto: FEL ČVUT

Martin Saska v obklopení hejna dronů

Foto: FEL ČVUT

Prostředí pouště bylo vybráno z důvodu náročných podmínek i přítomnosti investora

Proto by se MRS rádo zaměřilo na vývoj dronů, které by byly schopné rychle vystoupat i do nejvyšších pater budovy a oknem dovnitř dostat kapsli s hasivem. „Více dronů dokáže přepravit do místa začínajícího požáru větší množství hasiva,“ dodává vedoucí skupiny Multi-Robot Systems Martin Saska.

Vývojáři mají s podobnými scénáři bohaté zkušenosti a již několikrát dokázali, že dovedou vyvinout drony i jiné roboty, které dokážou být při záchranných operacích velmi nápomocnými. Důkazem je bodování v soutěži americké Agentury ministerstva obrany pro pokročilé výzkumné projekty DARPA Subterranean Challenge.

V této výzvě bylo nutné rychle mapovat podzemní prostory a tým z ČVUT dokázal v loňském kole obsadit první příčku mezi nesponzorovanými účastníky. To mu otevřelo dveře k investici ve výši 1,5 milionu dolarů právě od této agentury. Díky ní si pořídil novou letku autonomních dronů a také dva exempláře robopsa Spot společnosti Boston Dynamics.

Výsledky dosavadních testů hejna dronů jsou pak dle názoru Martina Sasky velice zajímavé. Podařilo se díky nim demonstrovat, že technologii lze nasadit i v náročných podmínkách. „Nyní je na soukromém sektoru, aby se chopil příležitosti a vyvinutou technologii aplikoval,“ říká vedoucí MRS.

„Věřím, že se na nás jako již několikrát v minulosti obrátí některá z firem v oboru a společně to posuneme k reálnému nasazení. Doufám a věřím, že to bude firma česká a že se nám v celosvětovém měřítku podaří ještě více zvýraznit českou dronovou stopu,“ uzavírá Martin Saska.