Cassandra

Na Vysokém učení technickém v Brně probíhá v rámci vědecko-výzkumného centra CEITEC (Středoevropský technologický institut) výzkum v oblasti průzkumné robotiky. Největším projektem, který řeší odborníci ze skupiny Kybernetika pro materiálové vědy, je autonomně-teleprezenční heterogenní robotická skupina s názvem Cassandra. Jde o skupinu různých mobilních robotů určených pro široké spektrum misí.

Jde především o průzkum oblastí člověku nebezpečných nebo nedostupných – například vyhledávání osob v budovách poškozených živelní katastrofou, měření radiace, přítomnosti a koncentrace nebezpečných chemických a biologických látek, měření koncentrací těžkých kovů v kapalinách, hlídání objektů, revizi či inspekci průmyslových objektů, apod. Jednotlivé roboty jsou čistě průzkumné. To znamená, že je možné se s nimi dostat na místo, které je člověku nebezpečné nebo nedostupné, oblast prozkoumat, něco změřit, není však možné s ničím manipulovat, například vyprošťovat osoby.

V současně době jsou vědci z Vysokého učení technického schopni do systému Cassandra zapojit 8 mobilních robotů, u kterých byla buď elektronika nebo kompletní robot vyvinut v rámci Vysokého učení technického v Brně. Roboty jsou rozděleny do skupin – větší roboty, menší roboty, létající průzkumné prostředky a mapovací robot.

Hlavními představiteli větších robotů jsou stroje ze série Orpheus. Sem patří jak roboty splňující přísné vojenské normy řady Orpheus-A a Orpheus-A2, tak stroje pro vyhledávání osob, zastoupené nejnovějším Orpheus-X3. Do této skupiny patří i robot pro měření koncentrací těžkých kovů Orpheus-HOPE, který vzniká ve spolupráci s chemiky z výzkumné skupiny Chytré nanonástroje, která je také součástí CEITEC VUT.

Zatímco armádní roboty jsou určeny pro zcela specifické účely měření koncentrací chemických látek a radiace, robot Orpheus-X3 je mnohem univerzálnější. Zajímavou inovací tohoto stroje je speciální senzorická hlavice, která obsahuje snímače umožňující operátorovi pracovat v širokém spektru podmínek z hlediska viditelnosti – tj. v mlze, kouři, úplné tmě, silných bodových světlech, atd. a navíc umožní „vidět“ teploty, tedy například velmi rychle identifikovat živé osoby v prostředí.

Výzkumná skupina Kybernetika pro materiálové vědy v rámci CEITEC VUT také vyvinula vlastní letové prostředky typu multicopter, které jsou začleněny do systému Cassandra. Ty umožňují průzkum oblasti ze vzduchu.

Na celém systému je zajímavý způsob ovládání robotů. Jde o kombinaci vizuální telepresence a rozšířené reality. Operátor má na hlavě tzv. helmu virtuální reality a v ní může kombinovat jak obraz z jednotlivých robotů, tak například trojrozměrné mapy získané mapovacím robotem. Operátor se tak nejen dostane na místa, kam by se nedostal, ale uvidí i věci, které by svými vlastními smysly neměl možnost vnímat.

Celý systém Cassandra může být ovládán pouze jedním operátorem s tím, že v současné době může operátor stisknutím jednoho tlačítka přepnout na požadovaný robot. Tím se mu změní uživatelské prostředí podle vlastností a schopností daného stroje, základní způsob ovládání a zobrazení však zůstane vždy stejný.

Celý systém se pochopitelně postupně vyvíjí. V současné době jsou téměř všechny roboty plně funkční a mohou být systémem dálkově ovládány. Nyní probíhá vývoj autonomních algoritmů tak, aby i roboty, které operátor v dané chvíli neovládá, nějakým způsobem přispívaly k činnosti systému – např. automatickým prohledáváním, tvorbou mapy nebo alespoň hlídáním dané oblasti.

Popularizace výsledků VaV VUT v Brně a podpora systematické práce se studenty OP VK PO 2.3 reg. č. CZ.1.07/2.3.00/35.0004.