AKO ste mislili da su roboti transformeri pusta znanstvena fantastika iz filmova ili neke daleke budućnosti, griješite. Ako ste pak bili uvjereni da se takva vrsta robota danas već istražuje posvuda u tehnološki razvijenim zemljama svijeta, opet ste u krivu.
U malom gradu vrhunsko sveučilište, među prvih deset u svijetu
Transformeri nisu SF, no jedini centar koji se bavi njihovim razvojem nalazi se u Švicarskoj, na slavnom sveučilištu L'Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL).
Priliku za posjet ovom laboratoriju, na kojem radi 20-ak doktoranada i još toliko magistara, dobio sam tijekom Svjetske konferencije znanstvenih novinara (WSJC 2019) koja se održavala početkom srpnja u Lausannei, gradu s oko 140.000 stanovnika, središtu frankofonog švicarskog kantona Vaud in Romandy. Mada relativno malen grad, otprilike kao naša Rijeka, Lausanne je sjedište jednog od najuglednijih sveučilišta koje na svjetskim rang listama obično zauzima jedno od prvih 10 mjesta.
Švicarska spada u zemlje s najizdašnijim financiranjem istraživanja i razvoja u svijetu - za tu svrhu izdvaja oko 3% BDP-a. Kako je u šali rekao jedan švicarski političar na otvaranju konferencije, Švicarska nema puno resursa osim sireva pa se snažno oslanja na razvoj znanosti i tehnologije. Za usporedbu, Hrvatska izdvaja oko 0,85% od svojeg mnogo siromašnijeg BDP-a, a Sveučilište u Zagrebu, mnogo većem gradu od Lausanne, uglavnom je rangirano ispod 500. mjesta.
Na EPFL-u godišnje studira 10-ak tisuća studenata iz cijelog svijeta. Ako ste Švicarac, upis ide automatski; čim završite srednju školu, možete odabrati studij koji želite, a studiranje je besplatno, odnosno ide na trošak države. Ako dolazite iz strane države, dodiplomski studij je također besplatan, no uvjeti su značajno teži. Kako god bilo, visoki kriteriji nikoga ne mimoilaze; oštra selekcija nastupa u samom startu. Primjerice, prvu godinu matematike, fizike i strojarstva završava tek 30 do 40 posto studenata.
Laboratorij je pravi UN u malom
Na EPFL-u postoji 20-ak laboratorija posvećenih robotici. Ondje se razvijaju razni dronovi i bespilotne letjelice koje su svojevrsni hibridi aviona i ptica. Neki od njih već dostavljaju robu i lijekove u zabačenim, teško dostupnim krajevima svijeta. Tu se konstruiraju i robotski dijelovi tijela, kao što su ruke koje hvataju predmete u letu, roboti koji oponašaju kretanje životinja nalik na velike guštere i sl.
Transformeri, odnosno rekonfigurabilni roboti razvijaju se u laboratoriju koji se službeno zove Reconfigurable Robotics Lab (RRL). Već u prvom susretu s RRL-om i timom koji radi u njemu postaje jasno da je riječ o svjetskom sveučilištu. Među ostalim, očito je da bi u njemu bilo teško naći dvije osobe iste nacionalnosti.
Voditeljica laboratorija, prof. Jamie Paik, podrijetlom iz Kanade (na slici gore desno), kaže nam da je u tom smislu RRL pravi UN.
„Na EPFL-u gotovo polovica studenata dolazi iz stranih zemalja. No u našem laboratoriju postotak je još viši, oko 80%. Slično vrijedi i za profesore“, rekla je za Index Pike koja je laboratorij pokrenula 2008. u sklopu svojeg postdoktorskog studija.
Uvjeti rada su odlični, ali ne i raskošni ili rastrošni. Rijetko koja prostorija je klimatizirana jer se vodi računa o ekološkoj održivosti; nastoje biti zeleni. Tu i tamo poneko ima uključen ventilator jer su i Lausanne ove godine zahvatile vrućine neuobičajene za Švicarsku. Temperature prelaze 30°C, no mladi znanstvenici naučili su biti nezahtjevni.
Transformeri već nalaze primjene
RRL je do sada registrirao više patenata od kojih su neki već komercijalizirani.
„Neki moji studenti pokrenuli su startupove, a jedan od robota prodan je Daimler-Benzu. Ne smijem reći za koju svrhu jer je to tehnološka tajna. Bilo im je potrebno robotsko rješenje za koje nisu imali dovoljno stručnosti“, tumači naša sugovornica.
Kaže da danas, u novoj eri tehnologije, osobito kada je riječ o rekonfigurabilnim robotima, pitanje svrhe za koju su napravljeni ima sve manje smisla.
„Danas se roboti razvijaju za multitasking, a ne samo za jednu svrhu. Kada ih gradimo, možemo urediti da se kreću, govore, skaču, trče i sl. Ne moramo unaprijed određivati što će točno raditi; to može ovisiti o potrebi. Primjerice, razvili smo kirurška oruđa koja mogu mijenjati oblik i dimenzije tako da mogu služiti za različite namjene. Razvili smo robote koji mogu mijenjati i svoje načine kretanja. Također smo konstruirali neke kojima je početni oblik gotovo dvodimenzionalan, tako da zauzimaju malo prostora i lako se dostavljaju, no mogu se rastvoriti da bi puzali, skakali i sl. Time što mijenjamo njihov oblik, možemo mijenjati i njihove funkcije. Upravo to je najuzbudljivije za nas. Sljedeća područja u koja želimo uvesti rekonfigurabilne robote su svemir i mjesta razaranja u kojima su okoliš i uvjeti velike nepoznanice, bitno različiti od laboratorijskih i tvorničkih koji su ravni i čisti“, kaže Paik.
Transformer od 10 grama za 'nemoguće misije'
RRL razvija tri ključna svojstva rekonfigurabilnih robota – mekoću dodira i pokreta koja bi omogućila sličnost robota s ljudskim i životinjskim tijelima, osobinu složivosti inspiriranu origamijima te interaktivnost i rekonfigurabilnost.
Jedan član RRL-ova tima objasnio nam je i demonstrirao funkcioniranje jednog od najmanjih transformera, koji u početnom obliku izgleda kao tanka pločica dužine 10-ak cm, no koji se po potrebi rastvara, puže i skače. Teži samo 10 grama, a inspiriran je mravima koji mogu međusobno komunicirati, zadavati si uloge i zajednički obavljati složene zadatke.
Cijene robota ovise o složenosti dizajna i o sastavnim dijelovima pa su transformeri u tom smislu kompetitivni jer mogu biti maleni, mijenjati oblik, sastavljati se, rastavljati i mijenjati oblike te se koristiti masovno, u velikim brojevima. Po potrebi mogu se povezivati u veće, složenije robote ili se pak rasklapati u robote različitih oblika i funkcija.
Primjerice,10-gramski transformer-mrav može puzati, rotirati i skakati, a malen je i jeftin, pa bi se u velikim brojevima mogao koristiti na mjestima razaranja, u istraživanjima ili za nadzor. Na mjestima velikih nesreća, uništenim u potresima ili eksplozijama, mogao bi se provlačiti kroz malene otvore i dopirati do nastradalih kojima bi mogao dostavljati informacije te eventualno vodu ili hranu za prvu pomoć. Spasiocima bi pak mogao dojavljivati lokacije zarobljenih. Postoji čak mogućnost da se izrađuju od biorazgradivih materijala kako bi nakon obavljene misije postali neštetnim dijelom okoliša.
Ovi trostruki origami-roboti nazivaju se Triboti. Mogu se montirati u samo nekoliko minuta preklapanjem snopa tankih, višeslojnih listova, što ih čini jeftinim i prikladnim za masovnu proizvodnju. Potpuno su autonomni i nevezani, a opremljeni su infracrvenim i blizinskim senzorima za otkrivanje i komunikaciju. Po potrebi, ovisno o primjeni, mogu se nadograditi s više senzora.
Njihovi pokreti oblikovani su prema kretnjama tropskih mrava Odontomachusa. Ti insekti uglavnom pužu, no kada trebaju pobjeći od grabežljivaca, spajaju svoje snažne čeljusti kako bi se katapultirali i skakali s lista na list.
Unatoč jednostavnom dizajnu i malenoj težini, svaki ima mogućnost za pet različitih vrsta kretanja: vertikalne skokove, horizontalne skokove, prevrtanje kako bi se nadišle prepreke, hodanje po neravnom terenu i puzanje po ravnim površinama. To im omogućava kretanje u najrazličitijim okolišima.
Zajedno, mogu brzo otkrivati i prevladavati prepreke te premještati predmete mnogo veće i teže od njih samih. O ovom robotu prije nekoliko dana objavljen je rad u prestižnom časopisu Nature.
Umjetni mišići i komunikacija s ljudima
U jednom dijelu RRL-a razvija se sustav komunikacije između robota i ljudi. Sastoji se od plastičnih traka s brojnim mjehurićima koji se napuhuju i ispuhuju i na taj način, kroz taktilne podražaje, preko kože, ljudima šalju poruke.
„Taj sustav služi za razvoj komunikacije. Može se koristiti za hendikepirane, za djecu, za starije, za ljude koji rade multitasking i sl. Može biti i pomoć u smislu fizičkog alarma koji bi se mogao ne samo čuti nego i osjetiti. Također, mogao bi se koristiti u kupovini. Preko njega bi čovjek mogao testirati koliko su namirnice tvrde ili meke i sl.“, rekla je Paik.
Jedan član laboratorija demonstrirao nam je kako rade umjetni mišići koji se sastoje od više cijevi koje se napuhuju ili ispuhuju prema potrebi i podupiru tijelo ili ga savijaju u određeni položaj. Oni bi se mogli koristiti kao pomoć u rehabilitaciji i životu invalida, ili pak kao potpora bolesnicima i starijima.
Paik i takve sustave naziva robotima.
„Taj sustav ima mozak, mišiće i senzorne sposobnosti koji omogućuju kretanje u skladu s ulaznim signalima, a to je definicija pravog robota. Sve što ste vidjeli u našem laboratoriju su roboti. S druge strane slavni humanoid Sophia nije robot u pravom smislu te riječi. Ona ima tijelo, no ono se ne kreće. To je lutka realističnog izgleda s kvalitetnim mozgom“, tumači.
Nosivi, prijenosni, interaktivni roboti za pomoć u svakodnevnom životu
Paik smatra da su prava budućnost robotike tzv. nosivi roboti koji bi ljudima pomagali u svakodnevnom životu.
„Oni bi se nosili poput odjeće i dodatnih dijelova na tijelu, a mogli bi ljudima davati povratne informacije. Primjerice, mogli bi osjetiti kada gubimo ravnotežu pa bi se uključili i ispravili položaj tijela. Neki bi se također mogli povezati s uređajima poput mobilnih telefona i davati nam važne podatke. Roboti koje razvijamo na EPFL-u trebali bi se uključiti u svakodnevni život ljudi. To neće biti roboti koji će se graditi s idejom da imaju točno određenu namjenu od samog početka. Oni bi se trebali razvijati kao što su se razvijali mobiteli koji su u početku bili tek malo više od običnih telefona, da bi s vremenom postali dijelom ljudskih života, malena računala – korisni za slanje i prikupljanje informacija, za fotografiranje ili snimanje filmova, za čitanje novosti, za slanje i primanje poruka, za slušanje glazbe, prepoznavanje pjesama ili biljaka itd. To su roboti na kakvima mi radimo, prijenosni, nosivi i interaktivni, inteligentni, sa senzornim očitanjima i povratnim informacijama“, kaže Paik.
Roboti u funkciji utopije, a ne distopije
Kanadsko-švicarska znanstvenica ističe da će roboti budućnosti biti pomoćnici u životu, a ne suparnici ljudima.
„Svijet nije inkluzivan. Ljudi koji su hendikepirani, vrlo mladi, vrlo stari, bolesni i sl. nisu najbolje uključeni u društvo i život. Napredak tehnologije trebao bi omogućiti veću inkluzivnost“, kaže.
Žali se da ljudi, kada im kaže da se bavi robotikom, često misle da radi na sustavima koji će im oduzeti poslove i svijet učiniti distopijom u kojoj roboti preuzimaju vlast nad ljudima.
„Smatram da niti jedan znanstvenik ne želi razvijati robote koji će uništiti svijet. Naprotiv, žele ga učiniti boljim, utopijom. Zaustavljanje razvoja tehnologije je nemoguće; to je kao da ljudima kažete da prestanu stvarati, da prestanu biti kreativni. Pritom je ključno da javnost shvati važnost tehnologije i natjera vlasti da spoznaju da trebaju sponzorirati razvoj robotike koja bi služila čovječanstvu, a ne isključivo interesima privatnih kompanija vođenim profitom. Sasvim je u redu da privatni biznis sponzorira tehnološka istraživanja i razvoj, no ne isključivo jer će u tom slučaju biti teško odrediti viziju u kojoj želimo da razvoj ide za dobrobit cijelog čovječanstva. Logično je da privatni sektor želi smanjiti troškove i povećati profit, što podrazumijeva i smanjenje troškova rada. No, ključno je razmišljati kako istovremeno otvarati nove poslove koji bi mogli biti usklađeni s razvojem novih tehnologija, a to bi prije svega trebala poticati država“, poručila je za kraj Paik.