Robot humanoidalny wkracza do gry

Rozmowa z Konradem Szczerbiakiem, członkiem Koła Naukowego Robotyków działającego na Wydziale Mechanicznym Energetyki i Lotnictwa Politechniki Warszawskiej.

fot. archiwum prywatne K. Szczerbiaka

„StRuNa”: Roboty humanoidalne, które tworzy Wasze koło naukowe, mają grać w piłkę nożną…

Konrad Szczerbiak: Do robotyki podchodzimy w sposób nowatorski. To dziedzina, która dopiero się rozwija. Sam proces gry w piłkę, mimo iż wydaje się prosty, jest bardzo skomplikowany. Robot musi wiedzieć, co się wokół niego dzieje, umieć obserwować boisko, oceniać, gdzie znajduje się przeciwnik i piłka. To ogromny wkład w rozwój sztucznej inteligencji, która rozpoznaje obrazy i wizję z kamery. Ta dziedzina robotyki jest w zasadzie czystą kartą.

Na czym polega innowacyjność Waszej pracy?

Na chwilę obecną ruchy naszego robota są predefiniowane. My chcemy je obliczać w czasie rzeczywistym. gra na boisku może przybrać nieoczekiwany obrót, przeciwnik może być przecież nieobliczalny, a robot musi wiedzieć, jak się zachować. Prowadzimy badania w zakresie rozpoznawania głębi obrazu, analizując to, jak robot może w optymalny sposób wykrywać położenie przeciwnika na boisku czy zachowywać się w odniesieniu do piłki. Do rozpoznawania terenu maszyna wykorzystuje sieci neuronowe typu DenseDepth, yOLO v3. chcemy także rozwinąć wiedzę na temat tego, jak znajdować obiekty za pomocą stereowizji bądź obliczeń algorytmicznych.

Jak te badania mogą przełożyć się na nasze codzienne życie?

generowanie ruchu w czasie rzeczywistym może być bardzo przydatne przy pracy robotów humanoidalnych w zakładach przemysłowych. Mogą one na przykład zastąpić ludzi przy pracy w otoczeniu maszyn takich jak obrabiarki cNc, tam gdzie istnieje duże ryzyko odniesienia obrażeń, czy tam, gdzie potrzeba precyzyjnych urządzeń współpracujących z człowiekiem – na przykład podczas procesów spawalniczych, gdzie obecnie stosuje się mało elastyczne (pod względem szybkiej zmiany stanowiska pracy) manipulatory. Na razie roboty są słabsze fizycznie od człowieka, wytrzymałość komponentów jest zbyt niska. Nawet w przypadku robotów przemysłowych ich ramiona mają udźwigi na poziomie 5-10 kg, o wiele mniej niż ludzka ręka… Ale do wykonywania prostych prac albo, z drugiej strony, prac

precyzyjnych z wykorzystaniem zaawan- ście zarabia na siebie: zdobywa granty, wysowanych algorytmów wizyjnych czy pole- grywa konkursy. ceń nadawanych za pomocą głosu jak naj- Korzystamy z tych pieniędzy, otrzymujebardziej się nadają. Roboty humanoidalne my też dotacje od rektora. Planujemy budomogą być partnerami ludzi. Będą mogły za- wę kolejnych robotów i mamy nadzieję, że stępować człowieka lub pomagać mu. w przyszłości będzie nam łatwiej zadbać o Gdzie na przykład? pełniać błędów żółtodziobów, które były

Mam na myśli np. opiekę nad ludźmi naszym udziałem w pracach nad prototystarszymi. Rozwijając aspekt sztucznej in- pem. Są też bariery techniczne. Staramy teligencji, mogą wypełnić ludzką potrzebę się pracować w stosunkowo nowym i skominterakcji. Mogą również służyć jako swego plikowanym środowisku ROS2. Już sama rodzaju egzoszkielety (ortezy zasilane, me- jego instalacja może przysporzyć kłopochanizmy do rehabilitacji kończyn), zapew- tów. uczymy się go dopiero. Na szczęście niając zwiększony zakres ruchów kończyn mechanika nie stanowi dużego wyzwania wspomaganych swoją pracą. – znamy już tę konstrukcję.

Należy pamiętać, że w środowisku zbu-

optymalizację kosztów. Nie będziemy podowanym przez człowieka zawsze lepiej Chcecie stworzyć drużynę robotów huodnajdzie się robot poruszający się tak manoidalnych… jak człowiek, naśladujący jego ruchy, a nie Przygotowujemy się do międzynarodomanipulator. Nad precyzją jego ruchów wych zawodów robotycznej piłki nożnej można zresztą pracować, na pewno łatwiej Robo cup 2021. Polegają one na starciu dostanie się on w trudniej dostępne miej- dwóch drużyn piłkarskich robotów. Pracujesca i może wykonywać bardziej precyzyjną my właśnie nad drugim robotem – Melmapracę. Przewagą tego robota będzie dokład- nem, w planach jest też Melania. grające w ność i elastyczność wykorzystania. piłkę roboty będą namierzać piłkę na podstawie obrazu z kamery, atakować bramkę Z jakimi problemami borykacie się pod- przeciwnika, współpracować ze sobą. chceczas swoich prac badawczych? my nauczyć robota dynamicznie kopać pił-

Konstrukcja robota humanoidalnego jest kę, dynamicznie planować trajektorię ruchu kosztowna. Nasz robot Melson kosztuje i zintegrować zespół trzech maszyn, które tyle ile średniej klasy samochód. Na szczę- stworzymy na bazie doświadczenia Melsona.

Koło Naukowe Robotyków działa na Politechnice Warszawskiej od lat 90. XX w. Oprócz prac nad drużyną robotów humanoidalnych zespół angażuje się w wiele innych projektów: od samochodów autonomicznych, wizji maszynowej, po łaziki marsjańskie i manipulatory. Studenci są laureatami licznych krajowych i międzynarodowych zawodów robotycznych, m.in. Robomaticon, Sumo Challenge, Robo Challenge.