Když zrovna netrénuje, humanoidní robot sedí v malé místnosti bez oken na polystyrenové krabici a popruhy je připevněný ke konstrukci, která trochu připomíná šibenici. Ne snad kvůli tomu, aby neutekl. „Nechceme, aby upadl. Taky to usnadňuje manipulaci, přece jenom něco váží,“ vysvětluje Jakubek.
Když robotovi do zad zasune baterii a zapne magické tlačítko, je to, jako by vložil šém do golema. Charlesovi se rozsvítí „obličej“ a začne potichu šumět. Pak se probere k životu a trhanými strojovými pohyby se zvedá z lehu do stoje. Vypadá to trochu znepokojivě, jako ve sci-fi filmu.
„Ze začátku jsme z něj měli velký respekt. Přece jenom je to 35 kilo železa, a když proti vám pochoduje, není to úplně příjemný pocit,“ vypráví Jiří Zahradník, vedoucí virologické laboratoře Biocevu.
Po čtyřech měsících soužití a desítkách hodin pravidelného tréninku už si ale k Charlesovi místní pracovníci vypěstovali téměř osobní vztah a Jakubek čínského robota během návštěvy několikrát přirovnává k dítěti. A to nejen kvůli jeho vzrůstu (měří 1,3 metru), jeho trénink se podobá výchově. „Když ho něco učíme, dokonce mívám strach, aby si něco neudělal,“ připouští Zahradník.
Smím prosit?
Rozhodnutí pořídit humanoidního robota padlo v Biocevu loni a zásilka z Číny od společnosti Unitree dorazila letos v lednu. Objednávka šla přes největší český e-shop.
„Objednat si ho domů ale zatím nejde. Prodává se pro výzkumné účely, takže si ho může pořídit jenom firma nebo vědecké pracoviště,“ vysvětluje Jakubek. Jaká byla motivace ke koupi? Držet prst na tepu technologického vývoje a testovat možnosti využití humanoidního robota ve vědecké praxi.
Roboty a jejich překotný vývoj sleduje Jakubek dlouhodobě. Když se rozhodovalo, kterou z existujících verzí humanoida do ústavu koupí, hrála hlavní roli především dostupnost.
„Měli jsme v hledáčku i americké firmy Boston Dynamics nebo Tesla. Jenže u nich jde zatím spíš o marketing a nebylo možné si je koupit. Proto Číňan,“ vysvětluje Jakubek, proč volba padla na asijskou značku Unitree.
Oproti americkým konkurentům má Charles ještě další výhodu. Funguje na principu open source. Jednoduše řečeno, dá se na něm spousta věcí měnit a přizpůsobovat, což u dalších jmenovaných možné není. „Koupíte si v podstatě jenom platformu, která umí humanoidní pohyb, a tu pak můžete programovat a různě modifikovat,“ popisuje Jakubek.
Zpočátku Charles zvládal jen základní kousky, které mají spíš ukázat možnosti nové technologie, než že by k něčemu byly v praxi. Uměl třeba předvést kung-fu kop, nemotorně tancovat nebo vyseknout parakotoul. Ale stejně jako je to u mobilních telefonů, je možné do jeho výbavy nahrávat další aplikace a portfolio jeho dovedností rozšířit.
„Nedávno někdo naučil tento typ robota hrát fotbal, takže si můžete příslušný kód stáhnout a bude ho hrát i ten váš,“ vysvětluje přednosta ústavu Zahradník.
Laboratorní asistent i pečovatel
V laboratořích testují podstatně praktičtější využití humanoida. Jak naznačuje přítomnost Jiřího Zahradníka, jednou z nich má být výpomoc ve virologické laboratoři při práci s nebezpečným materiálem, vůči němuž je robot – na rozdíl od člověka – imunní. Třeba koronavirem se nenakazí.
„Copak covid, ale taková ebola!“ vypráví Zahradník o nedávném případu, kdy na pražské letiště přiletěl pasažér s podezřením na nákazu smrtelnou infekcí. Humanoidní robot by při krizové situaci byl ideálním adeptem nejen na manipulaci s odebranými vzorky, ale i na péči o pacienta v karanténě.
Charles ovšem není první prvek automatizace v Biocevu. „Už dnes tu máme špičkové pipetovací roboty, kteří umějí s precizní přesností dávkovat objemy. Na tyto věci Charlese trénovat nechceme, nepotřebujeme to od něj,“ vysvětluje Zahradník.
Výhoda humanoida spočívá právě v jeho napodobení lidského těla. Na rozdíl od robotického ramena umí taky otevřít dveře a pohybovat se po laboratoři. A vlastně po celé budově ústavu, která je, jako ostatně celý svět kolem nás, přizpůsobená právě konstrukci lidského těla. Ani sebelepší laboratorní robot nedoběhne po schodech na recepci pro balíček; Charles to v budoucnu zvládne.
Proto i místnost, kde jej trénují, kopíruje běžnou laboratoř. V jednom rohu stojí digestoř, v druhém laboratorní stůl se zkumavkami a baňkami, na dalším stole leží krabice různých velikostí. Je tu jen jeden rozdíl. Jelikož je nový člen týmu v Biocevu začátečník, všechno vybavení je z plastu, aby nic nerozbil.
Nejprve bylo potřeba naučit robota úplným základům – hlavně jak se po laboratoři pohybovat. Charles je vybavený čtyřmi kamerami pokrývajícími velkou část zorného pole. Kam nedohlédne, tam se orientuje pomocí takzvaného lidaru. Jde o technologii, která pomocí laserových paprsků skenuje okolí a vytváří 3D modely, podle nichž se humanoid pohybuje podobně jako třeba robotický vysavač při úklidu místnosti. Pro lepší orientaci má na koberci nalepené značky.
„Vize do budoucnosti je, aby zvládal zcela autonomní pohyb po laboratoři: přenesl vzorky nebo kontroloval přístroje v noci, když tu nikdo není. Další jeho možné využití je při péči o pacienty v nemocnici nebo pečovatelských ústavech. Už dnes je tam nedostatek personálu a vzhledem k demografickému vývoji to bude jen horší. Jsem přesvědčený, že ve zdravotnictví a sociální péči bude po takové technologii obrovská poptávka,“ tvrdí Jakubek.
Vědci už prokázali, že i dotyk humanoidního robota vyvolává v člověku stejné emoce jako lidská ruka. Pro službu třeba v pečovatelském domě se tak bude hodit.
Jak se učí robot
Když Charles předvádí, jak umí vstát ze země, popojít po místnosti nebo natáhnout ruku a podržet v ní laboratorní baňku, řídí ho Jakubek pomocí ovladače. Podobá se tomu, jaký používají hráči počítačových her. Vedle toho slouží k ovládání i aplikace v tabletu.
„Zkoušíme taky, jestli bude všechno fungovat v různých operačních systémech,“ vypráví přednosta. Pak položí robotu ruku na záda a prudce jím zatřese, aby ukázal, jak umí udržet rovnováhu. A skutečně – Charles balancuje skoro stejně jako člověk – udělá úkrok dozadu, ale nespadne.
Učit humanoida novým kouskům je možné více způsoby. Prvním z nich je nahrávání krátkých pohybových sekvencí. „Můžete mu různě kroutit končetinami a on si daný pohyb zapamatuje. Pak se díky algoritmické umělé inteligenci sám neustále zdokonaluje, aby byl pohyb plynulejší a co nejefektivnější,“ vysvětluje přednosta.
Pohybové možnosti Charlesovi bez problémů umožňují například vzít aku vrtačku a zašroubovat šroubek. Nejprve mu člověk krok po kroku musí ukázat, jak se to dělá, až to zvládne rychleji a efektivněji.
Druhou možností jsou lekce přes virtuální realitu. Učitel si nasadí virtuální brýle, díky nimž robot vidí totéž co on, a jeho pohyby navádí s pomocí joypadu. „Můžete například simulovat situaci, že stojíte u pásu, a navádíte ho, aby třídil krabice,“ popisuje Jakubek.
V prvním kroku se Charles naučí shazovat je. Pak ale přichází pokročilejší fáze. K tomu, aby dokázal krabice roztřídit podle velikosti, barvy, čárového kódu nebo třeba adresy, je už potřeba ho to naučit softwarově. Na programování sofistikovanějších úkolů mají v Biocevu specialistu – ajťáka. Vedle toho ústav spolupracuje na vývoji taky s experty z ČVUT a dalších univerzit.
„Výuka je velmi komplexní záležitost. Vyžaduje znalosti z robotiky, programování nebo zpracování obrazu,“ dodává Jakubek. I tady se nabízí srovnání s dítětem, které potřebuje k rozšiřování obzorů učitele různých předmětů a specializací.
A jako dítě také získává další dovednosti. Biocev si pořídil aktuálně nejlépe vybaveného robota Unitree, jehož cena se pohybuje kolem milionu korun. Další statisíce budou stát pokročilejší, šikovnější ruce – a ústav si je už objednal. Pro práci v laboratoři a manipulaci s křehkým sklem jsou nezbytné.
Už dnes je prý jisté, že se investice ústavu vrátí. „Navázali jsme spolupráci s komerčními subjekty, které technologii chtějí vyzkoušet pro vlastní budoucí využití,“ plánuje Jakubek pro Charlese výlety do dalších laboratoří. Příjmy může mít Biocev také, když zpeněží vlastní aplikace s dovednostmi pro tyto roboty. Například aplikaci pro práci v laboratoři by si mohly do Charlesových „sourozenců“ koupit firmy z celého světa.
Čínský špion
Vedle samotného učení pohybů je potřeba dořešit i další věci, především etické povahy. Aby Charles mohl fungovat autonomně, musí se umět v některých situacích správně rozhodnout. Například: má při hrozící kolizi s člověkem raději upustit na zem zkumavku s nebezpečným obsahem, nebo vrazit do lidského kolegy a potenciálně mu ublížit?
Jasná není ani právní praxe. Kdo bude odpovídat za škody způsobené humanoidním robotem? Bude to výrobce, jako je tomu v určitých legislativních rámcích třeba v případě nehody autonomně řízených automobilů, anebo jeho učitel s ovladačem? A pokryje takové škody pojišťovna?
Určitý problém představuje duševní vlastnictví. Jelikož Charles pochází z Číny, nabízí se otázka, nakolik je možné mu důvěřovat. Nebude třeba cenné know-how z laboratoří Biocevu posílat rovnou asijské konkurenci? Už dnes varují experti třeba před úklidovými roboty, kteří při vytírání skenují ve firmách kanceláře. Když špionáž zvládnou takové, co teprve humanoid, který čtyřmi kamerami kouká pod ruce vědcům?
„Už jsme zjistili, že Charles odesílá data do úložiště někde v Asii, mimo jiné se tím učí další roboti. Kvůli bezpečnosti jsme toto odesílání dat zablokovali,“ říká přednosta.
Cesta k úplnému zapojení Charlese do praxe bude ještě dlouhá. A v budoucnu ho vystřídají jeho dokonalejší nástupci. „Technologie se vyvíjí neskutečně rychle,“ uzavírá Milan Jakubek. Proto plánují v Biocevu pořídit si další, vylepšené verze humanoidů. Zastarávají ovšem ještě rychleji než mobilní telefony.
