Na AMAVETE zažiarili školáci s robotom, ktorého ovládajú mysľou


Na AMAVETE zažiarili školáci s robotom, ktorého ovládajú mysľou

Gymnazisti Kristián Haris a Lucia Makaiová. Zdroj: LM

Lucia Makaiová a Kristián Haris zostrojili robotického chameleóna Balthazara, ktorý dokáže komunikovať s človekom, ale aj samostatne pracovať.

Váš robot reaguje na povely a gestá človeka. Čo všetko ešte vie?

Dokáže vnímať aj našu mozgovú aktivitu, čo nám zabezpečuje ovládanie robota pomocou mysle človeka. Ale okrem toho je Balthazar schopný pracovať aj samostatne, bez zásahu človeka, ako správny chameleón totiž vníma farbu z prostredia a dokáže jej prispôsobiť farbu svojho tela. Pretože ďalšou typickou črtou chameleóna je jeho vyplazený jazyk, nechýba ani nášmu robochameleónovi a aj pohyb Balthazara pripomína pohyb reálneho chameleóna. V tomto projekte je kľúčové prepojenie robotiky a biológie. Najvýznamnejším prvkom Balthazara v oblasti robotiky je využitie umelej inteligencie. Tú využívame pri rozpoznávaní hlasových povelov, ako aj pri rozpoznávaní ľudskej tváre. Z hľadiska dizajnu sa nám podarilo napodobniť telo skutočného chameleóna, pričom sme ale využili prvky steampunku (jeden zo žánrov sci-fi), aby sme chameleónovi dodali robotický charakter.

Čo vás inšpirovalo k zostrojeniu takéhoto robota?

Inšpiráciou bola firma Boston Dynamics, ktorá je známa práve prepojením svojich robotov s prírodou a okolitým svetom. Takto „dizajnované“ roboty staviame už niekoľko rokov. Naším prvým projektom bola robotická kobra, ktorá bola úspešná dokonca aj na majstrovstvách sveta v japonskej Nagoji. Keďže navštevujeme všeobecné gymnázium, v rozvrhu máme zaradené aj všeobecné predmety, ako je fyzika, matematika či biológia. Po úspechu s robotickou kobrou sme sa preto rozhodli naďalej venovať spájaniu týchto oblastí. V tomto projekte využívame napríklad učivo z fyziky pri programovaní pohybu Balthazara, pričom kľúčová bola práca s ťažiskom. Vedomosti z optiky sa nám zišli pri práci so senzorom na rozpoznávanie farby a biológia nám okrem iného pomohla aj pri spracovávaní mozgových vĺn.

Robotický chameleón Balthazar. Zdroj: Lucia Makaiová

Robotický chameleón Balthazar. Zdroj: LM

Je naozaj obdivuhodné, ako prepájate teóriu, ktorú sa naučíte v škole s praxou, ktorú si vytvoríte svojpomocne. Ako Balthazar funguje?

Telo Balthazara je inšpirované skutočnou kostrou chameleóna. Aby sme zabezpečili charakteristický vlnivý pohyb jaštera, telo nášho robota sme rozdelili do štyroch častí, ktoré sme prepojili pomocou otočných kĺbov, a pohyb je tlmený vzduchovými pružinovými tlmičmi. Na samotnú činnosť robota využívame jeden procesor a dva mikroprocesory. Okrem úchytov serv na tele Balthazara sme všetky jeho prvky sami navrhli, otestovali a následne použili. V softvérovej časti sme využili dva programovacie jazyky, konkrétne jazyk C na celkovú činnosť robota a jazyk Javu pri tvorbe aplikácie na rozpoznávanie ľudskej tváre v priestore. Použili sme veľké množstvo senzorov, na ktorých činnosť však nevyužívame výrobcami poskytnuté knižnice, ale všetky senzory riadime pomocou jedinej, nami naprogramovanej knižnice.

Prečo ste sa inšpirovali v prírode práve chameleónom? Je to jednoduché?

Momentálne robotov chápeme v našom svete ako cudzí prvok, ale v budúcnosti budú väčšou súčasťou nášho života než dnes. Preto si myslíme, že stavba biológiou inšpirovaných robotov pomôže začleňovaniu všetkých robotov do nášho ľudského sveta. V súčasnosti sú ľudia často pri stretnutí s robotom skeptickí a nie vždy toto stretnutie vnímajú pozitívne. Chceme preto, aby naši roboti pripomínali niečo známe, s čím sa ľudia v živote už stretli. Naším cieľom je dosiahnuť to, aby laická verejnosť vnímala robotov a robotiku pozitívne. Okrem robota inšpirovaného kobrou, sme postavili aj humanoida Sammyho. Inšpirácia štvornohým živočíchom bola z toho dôvodu pre nás ďalším prirodzeným krokom. Chameleóna sme si vybrali preto, lebo mu vieme vdýchnuť omnoho viac vlastností a prejavov, ktoré sú pre neho typické aj v živočíšnej ríši, napríklad zmena farby, vyplazenie jazyka pri rozpoznaní tváre a podobne.

Už teraz viete Balthazara využívať v niekoľkých oblastiach ľudských činností. V akých konkrétne?

V didaktickej oblasti je Balthazar pripravený pre mladších študentov, aby pomocou neho tiež získali poznatky, ktoré sme pri ňom nadobudli my, prípadne ho modifikovali a pridali k projektu nové prvky. Svojím dizajnom Balthazar zasahuje aj do oblasti psychológie, pretože jeho tvar a stavbu tela možno využiť na uľahčenie pozitívneho vnímania robotov netechnicky založenou verejnosťou a môže pomôcť zabrániť technofóbii. V oblasti umenia sme navrhli divadelný skeč inšpirovaný Harrym Potterom, v ktorom si mohli s Balthazarom zahrať deti. Spojením prvkov biológie a psychológie by Balthazar mohol pomôcť deťom s poruchou koncentrácie, pretože pomocou snímača mozgových vĺn dokáže merať mozgovú aktivitu. Balthazar je dôkazom toho, že na prácu s aktuálne najmodernejšími prvkami robotiky, akými sú rozpoznávanie tváre, hlasových povelov či snímanie mozgových vĺn, nepotrebujeme drahé a výkonné zariadenia, ale postačia aj bežne dostupné nízkonákladové prvky. Dúfame, že Balthazar pomôže motivovať mladých ľudí k záujmu o robotiku a k mnohým kreatívnym spôsobom využitia moderných technológií.

 

Lucia Makaiová a Kristián Haris sa zaradili medzi víťazov na Festivale vedy a techniky, ktorý organizuje AMAVET – Asociácia pre mládež, vedu a techniku. Na súťaži sa každoročne prezentujú najšikovnejší školáci, ktorí so svojimi víťaznými projektmi reprezentujú Slovensko na celosvetových súťažiach.

Festival vedy a techniky prezentuje mladé mozgy, pri ktorých nám zostáva len dúfať, že raz budú pre krajinu prínosom a svet nám ich neukradne.

 

Monika Tináková

 

 

 

Súvisiace:

Hore
Quark_2020
TVT2020 prihlasovanie
Veda v CENTRE / Vedecká kaviareň 7/2020
TVT2020 súťaže
Vedec roka SR
Vedecká cukráreň video
VC 6/2020 železany
Veda v CENTRE máj
Vedecká cukráreň 5/2020
Aurelium - centrum vedy
Vírusy, vakcíny, imunita
Quark 25 rokov
kúpa časopisov jún 2016
TAG Slovenská veda
banner záhrady
Publikácie Veda v CENTRE
Zaujímavosti vo vede
Rastliny využívajú oxid uhličitý na fotosyntézu.
Zistite viac