Propojit výsledky teorie s praxí je záměrem Českého institutu informatiky a kybernetiky ČVUT Praha (CIIRC ČVUT). Tento vysokoškolský ústav vznikl díky soustavné snaze vědeckého ředitele prof. Vladimíra Maříka započaté v roce 2009. V roce 2017 se přestěhoval do nové budovy v Praze-Dejvicích. CIIRC ČVUT s cílovou kapacitou 350 lidí má v současné době 250 pracovníků. Po přepočtu na plné úvazky je jich 170. Přitom svým interdisciplinárním záběrem jsme poměrně široce rozkročeni, uvádí v rozhovoru pro TT zástupce ředitele prof. Ing. Václav Hlaváč, vedoucí oddělení robotiky a strojového vnímání, a dodává: „Rozkročeni jsme od teorie řízení, instrumentaci řízení až po průmyslové informační systémy. Jsme vlastně největším pracovištěm, podle počtu špičkových odborníků v umělé inteligenci v ČR. Součástí ústavu je také strojové vnímání, biomedicínské inženýrství a ještě zde máme kognitivní systémy. Dalším příkladem spolupráce oborů je skupina, která se zabývá optimalizací v energetice. Uřídit takto „rozkročený“ ústav není jednoduché. S jakým rozpočtem pracujete? Vycházíme-li z ekvivalentu 170 pracovníků, je zapotřebí přinejmenším 250 milionů korun ročně. Je to bezesporu hodně peněz. Fakulty dostávají od státu peníze za výuku, a ty tvoří bezpečnostní polštář např. pro případ, kdy se nepodař í získat výzkumné projekty. V posledních deseti letech tyto příjmy sice výrazně klesly, což stát činí záměrně, aby se školy snažily získávat finanční zdroje i za výsledky výzkumu, ale pořád dávají určitou jistotu. My tento bezpečnostní polštář nemáme. Jsme závislí čistě na získávání výzkumných projektů, a také na výsledcích jejich uvádění do praxe. Orientujeme se na úlohy výroby, zejména konceptů iniciativy Průmysl 4.0. Abychom však uspěli – to je naše filozofie – musíme mít odvahu řešit velké projekty, včetně projektů se zahraničím. Jednotlivá oddělení ústavu získávají výzkumné granty, z tuzemska i zahraničí.
Významným vaším partnerem jsou německé firmy a ústavy. Našli jsme si partnera v Německu v ústavu DFKI ze Saarbrückenu v Sársku. Na DFKI je navázána nezisková organizace pro technologický transfer Zema podporovaná sárskou zemskou vládou. A princip spolupráce? Uvedu příklad. Podařilo se nám uspět v soutěži a získat velký projekt RICAIP (česky Výzkumné a inovační centrum pro pokročilou průmyslovou výrobu, září 2019 – prosinec 2026.). Projekt vede prof. Mařík. Výstupem projektu je především distribuovaný testbed (experimentální tovární linka) implementující všechny části naplňující prakticky iniciativu Průmysl 4.0. RICAIP kombinuje standardní výzkumný projekt Evropské komise a strukturální fondy. V obou soutěžích musel nezávisle uspět. Evropská část přináší pro všechny čtyři partnery asi 30 milionů eur. Část z těchto peněz podporuje německé partnery. Do ČR připutuje zhruba 850 milionů Kč a rozdělí se mezi ČVUT a VUT Brno. To je poměrně vysoká částka. Jak s ní naložíte? S nimi vystavíme a vybavíme experimentální tovární linky v Praze a Brně. V principu tam už je běžící pás pro montáž doplněný roboty a trojrozměrnými tiskárnami, včetně veškerého softwaru. Průmysl 4.0 je založen na konceptu několika základních myšlenek. Jednou z nich je, že každý výrobek, každý stroj, každý dělník má jednoznačnou identifikaci. Důležitým faktorem je, že k výrobě existuje digitální dvojče, což je v podstatě matematický model, který popisuje výrobu v různých úrovních. Od výrobku, dělníka, stroje až po úroveň výrobní haly, celého závodu. Digitalizace je cestou k distribuované výrobě, tj. podílení se na výrobě na různých místech ve světě. Pane profesore, přesuňme se k vám, do ČVUT. Náš ústav CIIRC ČVUT svůj široký záběr rozkládá do šesti vědeckých oddělení. Jedno z nich vedu osobně, a to oddělení robotického strojového vnímání. Oddělení se sestává ze tří skupin. Oddělení aplikované algebry a geometrie vedené doc. Tomášem Pajdlou se věnuje teorii pro geometrii v počítačovém vidění a robotice. Umějí například kalibrovat roboty na základě vidění, a to jak off- -line, tak i za běhu on-line. To druhé je potřebné např. v autonomních vozidlech. V další skupině Intel igentní a mobilní robotika (vede dr. Libor Přeučil) vznikají nejrůznější praktické aplikace mobilní robotiky. Například pro budoucí trvalá úložiště jaderného odpadu. Vyvíjejí robot, který bude operovat s betonovými válci, v němž bude zalitý jaderný odpad. Také pracují na průmyslovém robotu pro Škodu Auto, který vybírá neorientované díly z palety. Pracují také s drony – zkrátka mobilní robotika všeho druhu. A vaše skupina? My se zabýváme kognicí v robotickém vnímání. Skupinu vede kognitivní psycholog dr. Michal Vavrečka. Zkoumá se spolupráce robotu a člověka včetně komunikace člověka s robotem. Zde je předpokladem vytváření jazykového modelu. Další naší oblastí je počítačové vidění a rozpoznávání pro oblast robotiky. Jde například o autonomní řízení aut. Řešili jsme do konce roku 2019 čtyřletý evropský projekt (Horizon 2020) především v kalibraci senzorů, tj. kamer, lidarů, radarů. Na tento výzkumný projekt navazují průmyslové spolupráce, např. s odnoží nákladních aut Mann koncernu VW nebo pražským výzkumným ústavem firmy Valeo. Ve spolupráci s Fakultou elektrotechnickou ČVUT (doc. Radim Šára) kalibrujeme senzorické systémy. Naše skupina je jedna z mála skupin na světě, která umí on-line kalibraci. To znamená, když se autonomní auto pohybuje a je potřeba jej dokalibrovat, například při drobném pohnutí kamery. Zabýváme se i vyšší reprezentací v robotice. Konkrétně v autonomním řízení, v projektu s VW predikujeme, co udělá chodec viděný autem během následujících tří sekund. Z experimentálního auta jsme měli data. Jsme schopni poměrně spolehlivě určit, zda chodec vstoupí do vozovky. To je pro autonomní řízení důležité. Spolupracujete také s ministerstvem obrany. Ano, má to širší výzkumný rámec z důvodu zapojení armády ČR do svazku Severoatlantické aliance. NATO má k tomu zřízenou organizaci Science and Technology Organization, která platí a sdružuje několik center excelence. V každé členské zemi přinejmenším jednu. My se konkrétně zabýváme robotickými systémy, tančíky se schopností autonomie. Což je v současnosti velký fenomén v obraně. Dále jsou to drony, bezpilotní letadla řízená na dálku. Princip je v tom, že naše složky armády odjíždějící do zahraničních misí musejí spolupracovat s někým jiným. Potřebují celou logistiku. Pro ně je důležité, aby měli stejné roboty, stejné drony, jaké mají hlavní partneři. Poznatky z těchto výzkumů uplatňujeme i v civilní oblasti, například v záchra-nářství. Jsme v období pandemie koronaviru covid-19. Jako výzkumný ústav jste se také zapojili k řešení tohoto problému? My jsme na tento stav zareagovali hned zpočátku. Pro stát je dobré, když univerzitní výzkumné ústavy, ústavy Akademie věd nebo skupiny na fakultách mají znalost a základní vybavení a jsou schopny rychle vyvinout něco potřebného. Uvedu příklady. Na Fakultě jaderné a fyzikálně inženýrské ČVUT vyráběli jaderní chemici okamžitě potřebnou dezinfekci, a to v době, kdy jí byl krajní nedostatek. Na Fakultě biomedicínského inženýrství vyvinuli ve velice krátké době stroj na plicní ventilaci, který je už ve výrobě. U nás, v CIIRC ČVUT, skupina kolem testbedu pracující s nejnovějšími 3D tiskárnami připravila polomasku nejvyšší třídy ochrany. Nejdříve polomasky draze tiskli, rychle je certifikovali a převedli do rutinní výroby. Bylo to možné díky Národnímu centru pro Průmysl 4.0, ve spolupráci s Ústavem fyziky Akademie věd a jejich spin-out firmou CARDAM a nově založeným start-upem TRIX Connections. Nyní se polomasky i exportují. Naše skupina se na řešení pandemie koronaviru podílela ve dvou směrech. V prvém směru byl iniciátorem rektor ČVUT doc. Vojtěch Petráček. V polovině března 2020 v rozhovoru s ředitelem Nemocnice Na Bulovce našli slabé místo tehdejšího hlavního testovacího místa na covid-19 v ČR. Přizpůsobili jsme průmyslový silově poddajný robot, doplnili ho pipetovací pumpou, přesnou laboratorní vahou odpovídající objemům mikrolitrů. Tak vznikl Pipeťák. Toto řešení není dlouhodobě vhodné. Robot je drahý, jeho pohyby nejsou pro úlohu nejlepší. Díky univerzalitě robotu a našemu „širokému rozkročení“ jsme byli schopni vyvinout rychle fungující stroj a do čtyř týdnů jej nasadit rutinně v nemocnici. Stroj je půjčený. Až nebezpečí covidu-19 přejde, vezmeme si ho zpět a budeme ho opět používat pro náš výzkum. V oblasti pipetování nás poučili z Ústavu jaderné fyziky z akademie. To zdaleka není vše. Dr. Vladimír Smutný zjistil, že je ještě jiná cesta, jak pomoci testování. Existují výkonné pipetovací stroje, ovšem vázané na konkrétní sady chemikálií použitelné podle záměru výrobce jen pro konkrétní typ stroje. Najde se tedy nějaké řešení? Ano. Dr. Smutný ve spolupráci s prof. Ondřejem Cinkem z Fakultní nemocnice Motol a odborníky z Ústavu organické chemie a biochemie AV (ÚOCHB) přeprogramovali a strojařsky upravili některé stávající pipetovací roboty pro analýzu koronaviru s chemickým sadami z ÚOCHB. A intenzivně se řešením zabývají. To má větší význam než nasazení našeho specializovaného Pipeťáka v jedné nemocnici, byť i to je důležité. /Oldřich Houška/
