Nozīmīgs sasniegums – Latvijas zinātnieki iemāca robotam redzēt un just 30
Ilze Kuzmina, “Latvijas Avīze”, AS “Latvijas Mediji”
Viens no pagājušā gada Latvijas zinātnes sasniegumiem, ko izcēlusi Latvijas Zinātņu akadēmija (kopumā nosaukti 12 pētījumi par dažādām tēmām), tapis Elektronikas un datorzinātņu institūtā (EDI). Tajā radīts unikāls industriālās robotikas risinājums – viedais robots ar attīstītām redzes, jušanas un cilvēka žestu saprašanas spējām.
“Nav jau tā, ka līdz šim bija dumjie roboti un nu beidzot radīts gudrais robots,” stāsta EDI direktors, akadēmiķis Modris Greitāns. “Tomēr roboti, kas radīti līdz šim, pārsvarā paredzēti monotonu, vienveidīgu, iepriekš ieprogrammētu zināmu kustību atkārtošanai. Tāds robots var strādāt tikai pie konveijera: paņemt no noteiktas vietas kādu objektu un nolikt to citā noteiktā vietā. Tikko notiek kas neparedzēts vai ir jādarbojas ar citādiem objektiem, tā robotā jāiegulda pūles, lai to pielāgotu un pārprogrammētu. Taču mēs esam strādājuši pie tā, lai robots spētu redzēt un pieņemt lēmumus dinamiski mainīgos apstākļos.”
Iedot robotam gudrību
Viedais robots jeb, precīzāk sakot, robotu sistēma radīta starptautiskā sadarbībā – Eiropas Komisijas finansētās programmas “Apvārsnis 2020” projektā “Mākslīgais intelekts industrijas digitalizēšanai” (AI4DI). Pie šīs sistēmas strādāja ne tikai mūsu zinātnieki, bet arī pētnieki no Beļģijas, Vācijas un Austrijas. Katras valsts pētnieku grupai bija savs uzdevums viedās robota sistēmas attīstībā. Sistēmā ietilpst iegādāti industriālie roboti, 2D un 3D kameras, kā arī pētnieku izstrādāta robota “mākslīgā āda”, žestu uztveres radars un mākslīgā intelekta algoritmi, pateicoties kam ir attīstīta industriālo robotu funkcionalitāte. “Mēs iedodam tiem jaunu papildu gudrību,” saka M. Greitāns.
“Ja pieņemam, ka robots ir kā fotokamera, tad mēs tai klāt pievienojam profesionālu fotogrāfu,” piebilst institūta pētnieks, doktorants elektrotehnoloģiju datorvadībā Rīgas Tehniskajā universitātē Jānis Ārents. Savu promocijas darbu viņš raksta tieši par viedā robota izstrādi.
Redz un jūt
Latvijas pētnieku uzdevums bija attīstīt robotam redzi. Tāpēc tagad robots spēj, piemēram, kastē ar dažādiem priekšmetiem atpazīt katru no tiem, kā arī saprast, kā tos satvert. Piemēram, robotam ir divas rokas: viena ar piesūcekni, otra ar “ķepu”. Iekārta pati spēj izlemt, ko izmantot būtu efektīvāk. Tāpat robots nosaka, cik dziļi kastē atrodas katrs no priekšmetiem.
Tas iespējams tāpēc, ka viedais robots aprīkots ar mākslīgo intelektu. M. Greitāns uzsver: mākslīgais intelekts ir tik gudrs, cik gudri viņu kāds ir apmācījis. Lai iemācītu robotam atpazīt kādu objektu, ir nepieciešami daudzi tūkstoši attēlu ar šiem objektiem dažādās situācijās, kur objekti ir marķēti. To var darīt cilvēks manuāli, bet pētnieki vispirms no dažām objektu fotogrāfijām radīja šo objektu 3D digitālos dvīņus, kas tiek izmantoti virtuālās simulācijās, kurās dažādi priekšmeti krīt un dažādi izvietojas kastēs. Ar šiem sintētiski radītiem datiem tiek apmācītas robota “smadzenes”, lai tas spēj šos dažādos objektus atšķirt. Robota “acis” ir kamera.
Tiesa, atšķiršanas spēja vēl jātrenē. Nepietiek ar to, ka dati nonākuši robota “smadzenēs”, pētniekiem vēl jātrenē mākslīgais intelekts šos datus izmantot.
“Mēs viņam parādām bundžu, viņš min, kas tas ir. Parādām pudeli, atkal min. Ja atbild nepareizi, nedaudz pamainām algoritmus. Ar laiku viņš atpazīst priekšmetus arvien labāk un labāk,” paskaidro EDI zinātniskais asistents Pēteris Račinskis, kurš līdztekus darbam institūtā studē datorzinātnes Latvijas Universitātes doktorantūrā.
Saprot cilvēka žestus
Savukārt Beļģijas kolēģi attīstījuši robota spējas saprast cilvēka žestus. Šāda spēja noderīga tāpēc, lai cilvēkam, kas vada robotu, nebūtu nepieciešams allaž izmantot pulti vai datoru tā vadīšanā, bet varētu, piemēram, ja robots kaut ko dara nepareizi, vienkārši ar plaukstu viņam parādīt stop vai arī virzienu, kurā tam jākustas.
Redzams, ka robots klausa žestiem, tomēr dažbrīd apdomājas, ko tad cilvēks no viņa grib. Cilvēka žestus uztver īpašs radars, kas nodod attiecīgo informāciju mākslīgajam intelektam, kas iebūvēts iekārtā. Protams, vismaz pagaidām robots neuztver cilvēka žestus no sevišķi liela attāluma. Šī veida saziņa starp cilvēku un robotu iespējama tad, ja starp abiem nav vairāk kā divi metri.
Vācijas pētnieki izstrādājuši robotam skārienjutīgu ādu. Tā gan neklāj visu robotu, bet ir tikai dažās vietās. Ja šīm vietām pieskaras, robots saprot, kur tam pieskaras un ar kādu spēku. Tas nepieciešams, lai robotu varētu apturēt vai vadīt arī ar pieskārieniem.
“Visas šīs spējas ļaus cilvēkam ar robotu sadarboties gandrīz tāpat kā ar dzīvu būtni,” saka M. Greitāns.
Veicinās modernāku ražošanu
Projekts saņēmis Eiropas Savienības zinātnes finansēšanas programmas “Apvārsnis 2020” atbalstu, tostarp arī Latvijas līdzfinansējumu. “Eiropai ļoti patīk, ja ir starptautiska zinātnieku sadarbība, kurā tiek radīts kaut kas kopīgs,” paskaidro M. Greitāns. Kopējais finansējums tieši Latvijas pētnieku veikumam bijis ap 300 000 eiro.
Viedais robots varētu veicināt šādu digitālo tehnoloģiju izmantošanu tautsaimniecībā. M. Greitāns atzīst, ka šobrīd tā nav sevišķi plaša tāpēc, ka robotu izmantošana joprojām ir samērā dārga.
Šī iemesla dēļ pagaidām robotus pārsvarā var atļauties tikai tādi industrijas milži kā, piemēram, auto ražošanas uzņēmums “Audi”, kur daudz kas ir robotizēts. Ieviest robotus atmaksājas arī tiem uzņēmumiem, kas gadiem ražo vienu un to pašu, bet rūpnīcām, kas vienu un to pašu ražošanas līniju izmanto dažādiem produktiem, joprojām ir izdevīgāk apmācīt un algot cilvēkus.
Esmu gan intervējusi arī zinātnieku, kurš apgalvo, ka vienkāršu darbu darīšanā mākslīgais intelekts nav apmācīts tāpēc, ka tīmeklī ir maz informācijas par praktisku darbu darīšanu, piemēram, trauku mazgāšanu, bet daudz datu, kas saistīti ar intelektuāliem darbiem.
“Ne gluži,” oponē M. Greitāns. “Latvijā vienkārši ir tik zema minimālā alga, ka pirkt robotu ir dārgāk nekā maksāt cilvēkam. Ja trauku mazgātājai būtu jāmaksā ļoti liela alga, industrija ātri vien izdomātu, kā iemācīt robotam mazgāt traukus. Piemēram, roboti jau tagad bieži vien veic metināšanas darbus, jo metinātājiem jāmaksā daudz, tāpēc ka darba apstākļi ir kaitīgi un šīs profesijas pārstāvju trūkst.”
Robota pielietojums ir dārgs arī tāpēc, ka nepietiek to tikai nopirkt. Vēl tas jāpielāgo, tātad jāieprogrammē katram konkrētam uzdevumam. Arī tas ir liels finanšu ieguldījums. Savukārt viedā robota pielāgošana būs vienkāršāka: to varēs izdarīt inženieris bez īpašām zināšanām robotikā.
Attīstīt Latvijas digitalizāciju
Par sava atklājuma patentēšanu mūsu valsts pētnieki pagaidām nav nopietni aizdomājušies. “Es pārstāvu to zinātnieku daļu, kas uzskata, ka zinātne ir laba tieši tāpēc, ka, kaut ko atklājot, tu to dod izmantošanai visiem. Zinātnieki nevis taisa naudu, bet glābj pasauli,” saka M. Greitāns.
Tomēr sadarboties ar uzņēmējiem institūts ir gatavs. EDI ir partneris Eiropas digitālās inovācijas centriem, kas ar Eiropas Komisijas atbalstu izveidots Latvijā, lai veicinātu digitalizāciju uzņēmumos. Uzņēmumi tajos var pārbaudīt savu digitalizācijas līmeni, kā arī saņemt ieteikumus tā attīstībai un testēt savas idejas pirms investēšanas tajās. Tāpēc uzņēmumu pārstāvji, kas vēlas pārbaudīt, vai viedais robots viņiem varētu būt noderīgs ražošanā, var sazināties ar EDI. Ja derēs, tad vajadzēs pašiem pirkt robotus, vienoties par tā “smadzeņu” licencēšanu un strādāt tālāk, lai Latvija digitalizācijā vairs nebūtu vienā no pēdējām vietām Eiropā.
Tikmēr zinātnieki plāno turpināt izpēti viedo robotu sistēmas tālākā attīstībā. Jau iesaistījušies citā Eiropas Komisijas un Latvijas valsts budžeta līdzfinansētā, kā arī Valsts pētījumu programmas “MOTE” projektā, kuru mērķis ir attīstīt iepriekš minētās spējas arī mobiliem robotiem, tātad tādiem, kuri spēj kustēties telpā. Piemēram, tāds robots varētu komplektēt pasūtījumus, novākt traukus restorānā un pat papildināt glāzēs dzērienus. “Starp citu šajos projektos vēl ir iespēja iesaistīties arī citiem zinošiem un jaunas tehnoloģijas radīt gribošiem studentiem un zinātniekiem. Droši var sazināties ar mums,” aicina M. Greitāns.
