Elizaveta Isianova z Českého vysokého učení technického v Praze získala Cenu Wernera von Siemense za Nejlepší diplomovou práci zabývající se tématy konceptu Průmysl 4.0 s názvem Odhad pozice úchopu objektů pomocí multimodálních modelů. Zabývá se v ní autonomní manipulací s objekty v reálném světě.
Diplomová práce Elizavety Isianové se zaměřuje na jednu z klíčových výzev v robotice – autonomní manipulaci s objekty v reálném světě. Přináší řešení, které do procesu plánování úchopu integruje moderní vizuálně-jazykové modely (VLMs), které fungují podobně jako ChatGPT, ale navíc mají „oči“. Elizaveta Isianova vyvinula s použitím VLM metodu pro generaci úchopových pozic s šesti stupni volnosti (6-DoF) pro dva typy uchopovačů: paralelní uchopovač a vakuový uchopovač. Práce v této fázi nepředstavuje finální řešení tohoto komplexního problému, ale díky přenosu nejnovějších poznatků z oblasti umělé inteligence do praktické robotiky představuje významný příspěvek do rychle se rozvíjející oblasti, která má obrovský potenciál pro budoucnost. Uplatnění může nalézt v průmyslové výrobě, v logistice a e-shopech, stejně jako v domácí a servisní robotice.
Vědomé vidění
Diplomová práce Elizavety Isianové se zabývá otázkou, jak s využitím umělé inteligence naučit roboty lépe chápat okolní svět. „Průmyslové roboty jsou sice extrémně přesné, ale chybí jim pochopení kontextu. Když robot vidí vrtačku, „neví“, že se drží za rukojeť. Vidí ji jen jako shluk geometrických tvarů a bodů. Pokud mu člověk přesně nenaprogramuje souřadnice úchopu, robot klidně chytí vrtačku za vrták nebo za tlačítko spouště, což je nebezpečné a nepraktické,“ vysvětluje Elizaveta Isianova.
Tento problém se rozhodla řešit pomocí nejmodernějších technologií, konkrétně tzv. vizuálně-jazykových modelů (VLM). Software, který vyvinula, umožní, aby se robot podíval na neznámý předmět a sémanticky mu porozuměl. Robot si sám „uvědomí“, že „toto je madlo, to slouží k držení“, a vypočítá nejlepší bod pro úchop právě v této bezpečné zóně. „Tento přístup jsem testovala na reálném robotu s vakuovým úchopem. Výsledky ukázaly, že díky zapojení AI nemusíme roboty zdlouhavě přeprogramovávat pro každý nový předmět. Robot se stává samostatnějším a dokáže pracovat i v proměnlivém prostředí, což je klíčové pro moderní automatizaci nebo budoucí domácí roboty,“ doplňuje Elizaveta Isianova.
Abstraktní umělá inteligence spolu s těžkým hardwarem
Metody založené na tomto výzkumu mohou v budoucnu přispět ke vzniku flexibilních průmyslových výrobních linek. Pokud se podaří odstranit nutnost složitého přeprogramování pro každý nový díl, roboty se dokážou samy rychle adaptovat na nové výrobky a firmy tak ušetří čas i peníze. V oblasti logistiky je velkou výzvou manipulace s různorodým zbožím. Rozvoj „chytrého zraku“, ke kterému tato práce přispívá, je jedním z kroků k tomu, aby roboty dokázaly bezpečně rozeznat a uchopit například křehkou vázu bez rizika, že ji rozbijí. „Ve své práci se však dívám i do budoucnosti,“ říká Elizaveta Isianova. „Chtěla bych, aby nám jednou robot dokázal doma třeba vyklidit myčku. K tomu ale musí chápat sémantiku předmětů (hrnek za ucho, nůž za rukojeť). Náš výzkum je z oblasti, která nás k tomuto cíli postupně přibližuje. Nejzajímavější je pro mě ten moment, kdy robot přestává být jen „slepým“ strojem. Fascinuje mě propojení dvou světů – abstraktní umělé inteligence, která rozumí obrázkům, a těžkého průmyslového hardwaru,“ dodává.
Robotika poskytuje široký rozhled
Elizaveta Isianova má ráda výzvy a chce vidět reálný dopad své práce – ať už vědecký, nebo praktický. „Robotika je pro to ideální, neboť nabízí okamžitou zpětnou vazbu: naprogramujete systém a hned vidíte, jak se vaše myšlenka promění v reálný fyzický pohyb. Není to jen abstraktní teorie, ale něco, co skutečně funguje a hýbe se. Zároveň je to obor, který se v současnosti rychle rozvíjí. To mi dává obrovskou příležitost nejen neustále se učit nové věci, ale také aktivně přispět k vývoji technologií, které možná budou formovat naši budoucnost,“ doplňuje.
Na robotice Elizavetu Isianovou baví komplexnost a propojování různých světů. „Robotika není jednooborová – zahrnuje pestrou škálu témat od elektroniky a vestavěných systémů až po pokročilou umělou inteligenci a počítačové vidění. Fascinuje mě široký rozhled, který mi tento obor dává. Díky němu jsem získala pevný technický základ v mnoha disciplínách a mohu hledat souvislosti tam, kde je jiní nevidí. Je to jako skládat puzzle, kde do sebe hezky zapadá hardware se softwarem,“ uzavírá.
- Autor článku: ne
- Zdroj: ČVUT
