Autonomní drony, které dokážou létat v budovách, podzemí i v naprosté tmě bez GPS signálu, přestávají být laboratorním experimentem. Podle Pavla Petráčka z ČVUT, jednoho z nejvýraznějších českých výzkumníků v oblasti multirobotických systémů, se technologie během několika let přesune z výzkumu do praxe. V rozhovoru v pořadu Inside Tech vysvětluje, jak drony mapují interiéry památek, proč mohou zefektivnit inspekce elektráren, mostů nebo tunelů a kdy se stanou běžným nástrojem záchranářů.
Základní technologickou výzvou je navigace v prostředí, kde není dostupný satelitní signál. Petráček vysvětluje, že drony využívají kombinaci několika typů senzorů. „V robotice pracujeme se senzory podobně jako člověk se smysly. Máme něco jako hmat, zrak a vnitřní rovnováhu,“ popisuje.
Klíčovou roli hrají lidary a dálkoměry, které vysílají neviditelné světlo do prostoru a vytvářejí jeho trojrozměrnou mapu. Tyto senzory fungují na vzdálenosti desítek až stovek metrů a vnímají okolí všesměrově. Data jsou následně kombinována s kamerami a inerciálními měřiči, které snímají pohyb, směr a gravitaci. „Pomocí chytrých algoritmů dokážeme určit, kde dron je, jak rychle se pohybuje a kam směřuje, aniž bychom potřebovali GPS,“ říká Petráček.
Autonomní mapování památek
Jedním z průlomových výsledků výzkumu bylo autonomní mapování interiérů historických památek, které se běžně dokumentují ručně z lešení. „Cílem bylo propojit robotiku s kulturou a vytvořit systém, který zvládne zmapovat velké katedrály bez zásahu člověka,“ vysvětluje Petráček.
Výzkum vyžadoval kooperaci více dronů současně, což by manuální pilotování prakticky znemožnilo. Jeden dron snímal obraz, další zajišťoval specifické nasvícení potřebné pro restaurátorské metody. Výsledkem jsou digitální dvojčata památek a detailní 3D modely, které lze využít při obnově kulturního dědictví i dlouhodobé správě.
Kroměříž a Stará Voda. Létání mezi lustry a v absolutní tmě
Za jednu z nejnáročnějších misí považuje Petráček dokumentaci Sněmovního sálu zámku v Kroměříži, památky UNESCO. „Navigovali jsme autonomní dron mezi velkými skleněnými lustry a fotili dřevěné rámy oken zapuštěné hluboko ve stěnách,“ popisuje. Přestože šlo o ranou fázi vývoje, mise proběhla bez zásahu bezpečnostních systémů.
Ještě složitější byly experimenty v kostele ve Staré Vodě u Libavé, kde dokumentace probíhala v naprosté tmě. Dva drony pracovaly autonomně, jeden snímal a druhý nasvěcoval reliéfy z různých úhlů. „My jsme jen klikli na tlačítko a sledovali pohyb světla ve vzduchu. Pak drony přistály a předaly digitální výstup,“ říká Petráček.
Záchranářství = čas, který rozhoduje o životě
Významný potenciál mají autonomní drony při katastrofách v podzemí, tunelech nebo dolech. „Záchranáři často vstupují do prostoru naslepo, v kouři a bez viditelnosti,“ upozorňuje Petráček. Autonomní systémy mohou prostor nejprve zmapovat, identifikovat osoby v nouzi a předat informace lidem.
Robot je schopen pohybu několik metrů za sekundu, zatímco člověk se musí pohybovat pomalu a opatrně. „Rozhoduje čas a riziko. Cílem je, aby první průzkum provedl stroj, ne člověk,“ říká Petráček. Právě zde vidí největší společenský přínos technologie.
Soutěž DARPA a realita technologií
Český tým se účastnil prestižní soutěže DARPA Subterranean Challenge v USA, kde soupeřil s univerzitami jako MIT, Stanford nebo Caltech. Soutěž trvala dva roky ve čtyřech kolech a simulovala zásahy v podzemí bez znalosti prostředí.
Celý rozhovor si můžete pustit jako video nebo podcast:
- Jak přesně drony mapují prostor bez GPS signálu
- Kdy se autonomní systémy dostanou z výzkumu do běžné praxe
- Proč jsou inspekce infrastruktury ekonomicky nejzajímavější aplikací
- Jak si česká robotika stojí v konkurenci USA a Číny
- Jaké investice a změny brzdí rychlejší nasazení autonomních dronů