Roboti, orli a vetřelci

S nadsázkou o sobě prohlašuje, že není žádný vědec, ale hokejista. Při studiu Elektrotechnické fakulty ČVUT stíhal chvíli střílet góly za Rakovník. Pak odešel do Německa za doktorským studiem. Po návratu stále obouvá dvakrát týdně brusle, ale už jen pro radost ze sportu, který ho vybavil vlastnostmi, jež Martin Saska podle svých slov využívá i ve vědě. Do mezinárodních klání, která už jeho tým několikrát vyhrál s vývojovými prototypy vlastních létajících robotů, občas významně zasáhne i jeho silná touha po vítězství.

V září 2024 jsme se vydali do Německa, kde agentura Sprind na vojenském cvičišti Bundeswehru pořádala soutěž SPRIND Funke Fully Autonomous Flight, ve které měly autonomní drony přeletět trasu dlouhou 10 km bez použití satelitní navigace. Hned po startu se náš robotický dron ujal suverénně vedení, ale po prvním kilometru letu náhle všechno zhatil střemhlavý pád, po kterém se dron celým jedním půlmetrovým ramenem zapíchl do země a utrhl si motor.

Čím to bylo? — Jako jediní jsme vyhověli organizátorům a testovali i v silném dešti a voda se dostala, kam neměla. Horší bylo, že to zklamaní kluci chtěli vzdát. Ve mně se to celé vzedmulo. „To opravíme, ne?“ Museli si myslet, že jsem se pomátl, vždyť do konce závodu zbývalo už jen 45 minut. Neměli chuť cokoliv řešit. Ukázal jsem na zlomené rameno a ptal se, jak dlouho by trvala oprava. Třicet minut. Fajn, a co druhý porouchaný díl? Taky třicet minut. Ptám se, jestli se to dá dělat paralelně. Asi ano. Takže nám to zabere třicet minut, a ještě patnáct nám zbude (!). A tak jsme začali horečně opravovat, já v roli pouhého svěráku. Za dvacet minut jsme byli zpátky na startu, a organizátoři, když viděli, co jsme dokázali, nám jako bonus přidali patnáct minut, ve kterých náš létající robot zvítězil s obrovským náskokem před mnoha firmami z Německa; měly sice skvěle technicky vyřešené drony, ale co se autonomie pro nasazení v reálném prostředí týče, nemáme v Evropě konkurenci.

Doc. Ing. Martin Saska, Dr. rer. nat. (*1980)

Vystudoval obor robotika na Českém vysokém učení technickém. Studia zakončil prací na téma „robotický fotbal“. V tématu pokračoval i během doktorského studia na univerzitě v německém Würzburgu, kde začal řešit problematiku robotických týmů dosud ještě pozemních robotů. Absolvoval disertační prací na téma „kooperativní uklízení sněhu na vzletových drahách letišť“. Do České republiky se vrátil v době krize v průmyslu, proto se rozhodl pro vědeckou kariéru na ČVUT a studium létajících autonomních robotických systémů. Na Fakultě elektrotechnické sestavil tým, s nímž začali vyhrávat oborové soutěže, pořádané ve Spojených arabských emirátech nebo ve Spojených státech amerických. Jejich software se brzy stal velmi populárním mezi dalšími univerzitami, vadilo jen, že neexistoval dostupný dron, do něhož by bylo možno software nahrát. Tak vznikla firma Fly4Future, která se od počátečních dodávek dronů dalším univerzitám vyvinula až v podnik o čtyřiceti zaměstnancích. Převážně zahraničním zákazníkům dodává firma produkty, které už dnes dalece přesahují výzkumné aktivity původní vědecké skupiny ČVUT. Firmu Fly4Future řídí manželka, s níž má čtyři syny.

Snímek Fly4Future, s. r. o.

Zní to jako pohádka. — Ve vědecko-technickém prostředí možná. V hokeji je to jen jeden typ úlohy: Prohrávám o dva góly a do konce zbývá minuta. Co udělám? Odvolám brankáře.

Jste tam v tu chvíli jako trenér, který potřebuje motivovat svůj tým. — To sedí. Doslova ho vyhecovat, což je přesně to, co dělá trenér na ledě; i když prohrává, musí se rozhodnout, jestli je vhodnější kluky v šatně seřvat, anebo jim rozdat lízátka. Tyto principy, okoukané od dobrých koučů, používám, ať chci nebo nechci. Vzhledem k tomu, že jeden z nich je už dlouho primátorem Kladna, připadá mi, že umění dobrého kouče se dá použít leckde.

Opravdu dobrý kouč také asi neopustí své mužstvo v nejtěžší chvíli. Když to použiji jako metaforu, něco podobného se stalo v roce 2022 na Ukrajině, ze které neutekl prezident Volodymyr Zelenskij, ani vláda a země, snad i díky tomu, už tři roky vzdoruje přesilovce. Jedním z prostředků, které na tamní frontě dominují, jsou drony, v tomto měřítku použity vůbec poprvé. Pozorujete ve svém oboru nějaký vliv toho, co se děje na Ukrajině? — Všude se zvýšily rozpočty. Existuje nebývalé množství výzev, ať už národních nebo evropských, podporujících výzkum létajících robotických dronů. V míře, kterou jsem dříve neviděl. Mnoho firem také zakládá dronová oddělení. Znamená to větší množství potenciálních klientů a možnost pouštět se i do výzev, na které by pro jejich rozsah dříve nebyla kapacita.

Na Ukrajině se ve vývoji nových dronů dramaticky zkrátil zpětnovazební cyklus, na jehož základě se bojové zkušenosti propisují do nových modelů. Podle posledních zpráv se zavedení úprav počítá na dny. Mám dojem, že je to v našich poměrech něco zcela nepředstavitelného. — Tamní rychlost začleňování poznatků je skutečně pozoruhodná. Je omezená potřebou produkovat drony efektivně a levně. Nutnost zabránit rušení tam jde cestou optického vlákna, které spojuje ovladač s létající platformou. To naše robotické drony zvládnou bez kabelu prostě tím, že mají vyspělou umělou inteligenci přímo na palubě. Na druhou stranu jsou naše roboty ve srovnání s ukrajinskými mimořádně drahé, tedy pro tamní potřeby neperspektivní.

Co vaše zařízení tak prodražuje? — Už jen výkonný počítač, nutný pro plnou funkčnost umělé inteligence a rychlou komunikaci se senzory, je dražší, než celý ukrajinský kamikadze dron i s municí.

Každopádně i Ukrajinci používají drony s umělou inteligencí. — Ale provozují je na mnohem jednodušších a levnějších čipech. Konvoluční neuronové sítě (convolutional neural networks, CNN), které používají, jsme měli na palubě našeho robota, který vyhrál soutěž v Abú Zabí ve Spojených arabských emirátech už v roce 2020. Tehdy šlo o nasazení v reálných podmínkách, kdy měl robotický dron během letu samostatně detekovat nafukovací balónky a ničit je. Pro laiky tehdy byla mnohem větším překvapením ona autonomnost řízení letu. Vzpomínám, jak jsem musel jednomu televiznímu štábu na kameru ukázat, že náš pilot nemá ruce na ovládání.

Válka tedy zásadně proměnila povědomí veřejnosti o schopnostech autonomních robotů. Kde byly před pěti lety balónky, jsou dnes na mušce dronů tanky. Ukrajina navíc nově vyvinula námořní drony. Zatímco ale roje těchto koordinovaně spolupracujících plavidel se ukázaly být mimořádně efektivním bojovým prostředkem proti nepoměrně větším válečným lodím či dokonce křižníkům, na obloze tento typ rojových útoků nevidíme. Proč? — Protože je to mimořádně těžké i pro těch několik málo týmů na světě, zabývajících se výzkumem rojové robotiky, kolaborativními či kooperativními systémy. Pro představu si vybavte hejna špačků, přelévající se nad krajinou jako obrovské živé mračno. To je neuvěřitelně agilní roj, oproti kterému jsou naše robotické drony jen loudaví šneci. Ano, dokážeme v podmínkách spolupráce více robotických dronů letět rovně, ale kdybychom je dokázali přimět k změnám směru po vzoru hejna špačků, možnosti nasazení takového roje dramaticky vzrostou.

Pomohlo by celý proces zpomalit? — Pokud můžeme všechny pohyby dronů vykomunikovat, to znamená sdílet mezi nimi informace o dráze letu trojrozměrným prostorem, umíme všechno předem naplánovat a udělat s nimi i agresivní manévr.

To jsou takové ty světelné šou, podobné ohňostrojům, které vidíme na videích z Číny? — Přesně tak. Vše je předprogramované, drony se mohou přesouvat i velmi rychle, jsou mezi nimi značné rozestupy, ale to je vše. Chovají se jako hejno jen zdánlivě, protože jednotlivá zařízení o sobě navzájem nevědí. Jde o tisíce nezávisle letících jednotek. Pokud bych z nich chtěl vytvořit úzce integrovaný roj, potřebuji přímo na palubě smyslové orgány (percepci), tak jako to mají ptáci. To je něco, co se už dlouho pokoušíme vyvinout, ale stále ještě se nám nedaří ke schopnostem špačků ani jen přiblížit.