Nulta tačka srpskog androida

Put do jedne od laboratorija u kojoj je počela istorija svetske robotike vodi uz strmu Volginu ulicu, ka vrhu Zvezdare, pa sve do kapije delimično skrivene u rastinju. Iza automatizovane rampe sa elektronskim senzorima otvara se vidik ka kompleksu Instituta „Mihajlo Pupin“. Razbacani delovi građevinske skele, gomile cigala i peska prekrivaju teren pred 50 godina starom zgradom Instituta, potamnele i oronule fasade sa požutelim oknima prozora. Do Centra za robotiku dolazi se prašnjavim putem koji vodi do sporednog ulaza, a potom drvenim stepeništem koje izlazi na skladište starih računara iz osamdesetih i devedesetih godina prošlog veka. Kroz mrežu hodnika stiže se do kancelarije potpuno zakrčene knjigama, časopisima, monografijama i raznim drugim dokumentima. U uglu prostorije smeštena su dva edukaciona robota za čiju su izradu upotrebljeni motori za brisače autobusa, a na zidovima se nalaze izbledeli posteri prvih robota koje su ovde razvili pioniri svetske robotike.

„Nekada je na ovom institutu radilo 1300 saradnika, a danas ih ima 350“, kaže za „Vreme“ dr Miomir Vukobratović, sedamdesetpetogodišnji direktor Centra za robotiku na Institutu „Mihajlo Pupin“, akademik SANU-a, predsednik Akademije inženjerskih nauka SCG, inostrani član Ruske akademije nauka, član Međunarodne inženjerske akademije i po mišljenju mnogih istraživača u svetu, jedan od „očeva robotike“. On dodaje da se konkretnim istraživanjima i razvojem robota u ovom centru trenutno bavi sedam ljudi, a da je nekada samo njegov tim brojao 30 istraživača.

S obzirom na mali broj naučnih radnika u ovoj oblasti, postavlja se pitanje da li je nekada vrlo zapažena srpska robotika danas živa. Da li je srpska industrija uopšte zainteresovana za primenu robotskih tehnologija pri osavremenjavanju procesa proizvodnje? Kakvi su planovi državnih institucija poput Ministarstva za nauku i zaštitu životne sredine u pogledu razvoja i primene robota u Srbiji?

ČOVEKOLIKI ROBOTI: „U celom svetu je instalirano oko 900.000 industrijskih robota“, kaže dr Vukobratović. „Pre sedam do osam godina postojala je prognoza da će ih biti preko milion. Što se tiče industrijskih robota, u svetu je ozbiljna stagnacija poslednjih godina u korist specijalnih robota. Danas se grandioznim koracima ide ka razvoju humanoidnih robota visokih performanski. Tu je trka kakve nikad nije bilo, teorijski i praktično. Ali, samo na pet do šest mesta u svetu oni se i razvijaju, u ostalim se samo bave teorijom. Do pre dve godine pravili su ih samo Japanci“, objašnjava dr Vukobratović.

Humanoidni, čovekoliki roboti visokih performansi u bliskoj budućnosti će se koristiti kao kućne pomoćnice u domaćinstvu, ali trenutno su od koristi pre svega osobama sa invaliditetom. Cena ovih mašina je još uvek izuzetno visoka, mada je u drastičnom padu. Ovakav robot je pre godinu i po dana koštao između 40.000 i 50.000 evra, a danas oko 6000 evra.

Jedan od najboljih pokazatelja stanja i pravca u kojem se kreće robotika jeste takozvani Robokup, Svetsko fudbalsko prvenstvo robota. Takmičenje je 1990. godine osnovao japanski naučnik Hiroaki Kitano u nameri da pred istraživače u oblasti veštacke inteligencije postavi jasan cilj. U želji da pobede suparnike sa drugih univerziteta i instituta, naučnici su počeli da konstruišu sve sposobnije robote. Poslednje prvenstvo održano u Bremenu, u Nemačkoj, okupilo je 440 robotskih timova sa različitih univerziteta iz 36 zemalja koji su zaista igrali fudbal, pokušavajući da nadmudre protivnički tim i daju gol. Ovi fudbaleri reaguju i „misle“ izuzetno velikom brzinom. U realnom vremenu analiziraju sliku koju dobijaju preko brzih senzora i uporedo sa tim donose odluku kako da reaguju. Korišćenjem sistema greške i popravke, najnoviji roboti su u stanju da uče tokom igre i popravljaju svoje poteze. Oči robota su kamere koje osvežavaju sliku 30 puta u sekundi i neprestano snimaju situaciju na terenu.

„Pitaju me da li će za 50 godina roboti napredovati toliko da igraju utakmicu sa realnim fudbalerima“, kaže Vukobratović. „Ne verujem u to. Zavisi isključivo od tehnologije. Za kompletnu simulaciju ljudskog kretanja, sa svim stepenima slobode, potrebno je oko 350 motora, a samo jedan motor ima masu 250 grama. Trenutno se razvijaju veštački mišići na bazi nove tehnologije, koji bi možda mogli da zamene motore i olakšaju dostizanje cilja. Mada, jedno je akademska teorija, a druga je stvar metode koja u praksi može da izdrži test vremena. Mi smo još šezdesetih godina ovde u Centru za robotiku razvili metode za pokretanje robota koje se još primenjuju, ali uz novu tehnologiju.“

BEOGRADSKA ŠKOLA: Prve pokušaje pravljenja robota pokrenuo je profesor Rajko Tomović 1963. godine, gradeći takozvanu beogradsku ruku. Najava intenzivnih instraživanja na Institutu „Mihajlo Pupin“ došla je s prvim radovima dr Vukobratovića iz oblasti matematičkog modelovanja antropomorfnih aktivnih mehanizama. Ubrzo, 1971. godine, istraživanja su se okrenula razvoju prvog aktivnog egzoskeleta. Ova mašina je služila kao osnovni pokretač za paraplegičare tako što je nadoknađivala 50 odsto sile potrebne za pokretanje tela. Upotrebljivi prototipi egzoskeleta napravljeni su 1974. kao kompletni uređaji snabdeveni elektropneumatskim i elektromehaničkim motorima. Sledeće godine, istraživanja na Institutu se vode u laboratoriji za biodinamiku i okreću se industrijskoj robotici. Ovde je 1978. napravljen u svetu prvi industrijski robot sa antropomorfnom konfiguracijom, koji je potom počeo da se upotrebljava u jugoslovenskoj industriji. Sledećih godina su razvijeni novi modeli aktivnih skeleta kao i cela ortopedska ruka za distrofičare. Tokom osamdesetih, a posebno devedesetih, istraživanja robota u Beogradu gube na intenzitetu.

Najvažniji korak u razvoju Beogradske škole robotike bio je rad o tački nula momenta, objavljen još 1969. godine, teorijski model kretanja humanoidnog robota koji je razvio dr Miomir Vukobratović i na kome se i danas zasniva kretanje svih vrsta androida.

Kad robot hoda, na različite tačke njegovog stopala deluju različiti intenziteti sile reakcije podloge. Pri takvom kretanju nakupi se greška te robot mora da padne. Da bi pri kretanju održao ravnotežu, potrebno je da se njegov sistem tako reguliše da stalno izračunava sile i vrši popravke grešaka. To se zove povratna sprega na kojoj se bazira upravljanje robotom. „Tačka nula momenta je detalj koji je promenio svet robotike“, veruje dr Vukobratović. „Kao i na stopalu čoveka, tako i kod robota postoji tačka gde je momenat svih sila nula. Čim vrednost momenta postane veća od nule, mi to regulišemo povratnom spregom i tako održavamo robota u ravnoteži. Kad smo mi počeli, ništa slično nije postojalo u svetu. Tada nijedan robot nije postojao. Prvo smo napravili čovekovu nogu sa tri stepena slobode. Prvi u svetu napravili smo i ruku za paraplegičare koja je danas u Muzeju Ruske Federacije. Tom radu dat je veliki značaj, bez obzira na to što nije završen kako treba. Bili bismo radosni da to danas jeste“, priseća se Vukobratović, dodajući da je Beogradska škola vodila u trci za dostignućima u oblasti robotike, ali je zbog upotrebe skupih materijala već tada postojala sumnja da će „izdržati tu trku“.

SRPSKI ROBOTI: Robotima se u našoj zemlji bave istraživači u samo nekoliko ustanova. Pored Instituta „Mihajlo Pupin“, tu je Odsek za signale i sisteme Elektrotehničkog fakulteta i Istraživačka stanica Petnica. Profesor Vukobratović smatra da se samo 16 istraživača u Srbiji bavi robotikom. „Strategija je delimično pogrešna. Ne postoje uslovi za rad u oblastima gde smo nekada bili prvi u svetu. Svi imaju po 30 puta veće budžete za pravljenje prototipova. Nema naučnog rada u svetu u kome nema bar deset naših referenci. Ali, mi nismo imali ponudu za pravljenje robota punih 18 godina. Cena komponenata prevazilazi 50 miliona dinara, što znači da bi u tu svrhu morali da uložimo ceo državni fond namenjen za inovacije. Sve što je kod nas urađeno pripada prošlosti. Naš robot u fabrici u Čačku koji je služio za izvlačenje čaura topova uništen je u bombardovanju. Sve je to do naših siromašnih dana.“

Domaći roboti se već godinama ne koriste u industriji, a vrlo malo preduzetnika se odlučuje da investira u ovu vrstu tehnologije mada ona znatno pojeftinjuje proces proizvodnje. Jedan od retkih primera jeste novi proizvodni pogon kompanije Polimark, u koji je uloženo 1,5 miliona evra. Uz autoput Beograd–Novi Sad podignuta je velika siva zgrada bez prozora i osvetljenja u kojoj je zatvoren jedan od najsavremenijih industrijskih robota. On slaže i pakuje kutije majoneza i kečapa, a za rad mu nije neophodna svetlost.

U Ministarstvu za nauku i zaštitu životne sredine za „Vreme“ su rekli da se inovacioni projekti u oblasti robotike realizuju, kao i ostali, uz podršku ove institucije. Kad je reč o preduzetničkom transferu tehnologije ove vrste, Ministarstvo i tada učestvuje finansirajući do 20 odsto budžeta projekta. Učesnici inovacionih projekata su u obavezi da informišu Ministarstvo o svojim rezultatima tako da ono ima evidenciju o broju robota koji se koriste u srpskoj industriji. Kako je u toku sezona godišnjih odmora, ovim podacima se trenutno ne može pristupiti. No, izvesno je da u Srbiji roboti samo sporadično obavljaju poslove umesto čoveka, ma kako ti poslovi bili skupi, teški, prljavi ili opasni po život.

„Moja laboratorija je desetkovana. I pored toga, vučemo se, ali sa mnogo manje ljudi. Odliv mozgova je velika muka. Nekada smo proporcionalno imali dva puta veći budžet. Sada Slovenija u robotiku ulaže deset puta više od Srbije. Nije krivo Ministarstvo, ni ovo ni prethodno. Došlo je do zamora. Ja vodim projekte iz oblasti robotike već godinama. Ministri se menjaju, ja ostajem. Pravi naučnici gladuju sa svojim primanjima. Od čega da žive? To je istina od koje zadrhtim, ali moram da je kažem“, objašnjava Vukobratović, dodajući kako nekada najpoznatija laboratorija u svetu još malo šta u praksi može da učini.

Na pitanje da li bi se srpska robotika pokrenula s nulte tačke ukoliko bi država iznenada odlučila da uloži veliku sumu novca u istraživanja, dr Vukobratović odgovara: „Kasno je. Uvek smo imali zastarele mašine i probleme sa zglobovima, zazorima i tačnošću rada. Nisam siguran da jedna mala zemlja može da se oporavi i uhvati u koštac s današnjom tehnologijom. Možemo da je kupimo od drugih, ali je veoma skupa. Ja kažem ne vredi. Čak i kad bismo dobili novac, ja se ne bih usudio da to ponovo radim. Previše zaostajemo za svetom.“

Roboti Ćira i Đura

(Na slici – PETNIČKA TRKA: Robot Ćira)

Prva trka dva robota u Srbiji odigrala se u Istraživačkoj stanici Petnica pre dve godine. Ova poznata nevladina ustanova, smeštena na idiličnom brdu u selu Petnica nadomak Valjeva, prvenstveno je namenjena za dodatno obrazovanje talentovanih srednjoškolaca i, mada su polaznici seminara u Petnici samo đaci, ovde se povremeno realizuju i programi kakvi nisu viđeni ni na pojedinim fakultetima ili institutima. Tako je u okviru seminara Elektronika, pod rukovodstvom Ljube Vračara, a potom Miloša Grujića, pre dve godine počela izgradnja i prvih petničkih robota. Tokom 2004. godine četiri polaznika ovog programa, koji su u to vreme bili učenici srednjih škola u Beogradu, Vlasotincu i Herceg Novom, uspešno su razvila dva autonomna robota. „Taj projekat je bio početak“, kaže za „Vreme“ Darko Todorović, jedan od učesnika ovog projekta, a sada student ETF-a i saradnik programa Elektronika. „Bitna stvar je da se nismo bavili mehanikom u tom istraživanju. Koristili smo lego kocke za pravljenje robota, a naš zadatak je bio da realizujemo upravljanje robota tako da ono bude autonomno, bez pomoći čoveka. Ali, taj projekat nije bio na naročito visokom nivou“, smatra Todorović. Pored njega, u ovom istraživanju su učestvovali Predrag Bojković, Filip Panjević i Velibor Simović. Oni su razvili sistem specijalizovanih senzora i kontrole pogonskih sistema, operativni sistem i razvojno okruženje za procesor ATMEGA, laserski 3D skener i ultrazvučni sonar sposoban da meri i prikazuje položaj objekta u okruženju. Kada su roboti bili završeni, četiri polaznika su napravila poligon sa crnom linjom koju su roboti mogli da prate prilikom kretanja. Potom je organizovana trka robot, koja je izazvala i znatnu pažnju medija. No, istraživanje robota u Petnici se time nije zaustavilo. „Pre dve godine smo sebi postavili niske ciljeve i ostvarili ih. Sada su projekti na našem seminaru znatno ozbiljniji“, objašnjava Todorović, dodajući da Petnica u ovoj oblasti dobija vrlo malo podrške i pomoći spolja, iz drugih naučnih ustanova.