Kolevka čovekolikih robota
„Nesporna je činjenica da su aktivni egzoskeletni sistemi prvi put ostvareni krajem šezdesetih i početkom sedamdesetih godina prošlog veka u Beogradu, u Institutu ’Mihajlo Pupin’”, ističe akademik Miomir Vukobratović, pod čijim je rukovodstvom to dostignuće ostvareno

Miomir Vukobratović



INTERVJU
U Beogradu, u Institutu „Mihajlo Pupin”, načinjeni su prvi i presudni koraci u osmišljavanju i izradi čovekolikih (humanoidni) robota. Teorijsku podlogu u metodi „tačka nula momenta”, koja predstavlja pranačelo kretanja „mehaničkih dvojnika”, utemeljio je akademik Miomir Vukobratović šezdesetih i sedamdesetih godina prošlog veka, osnivač nadaleko priznate „beogradske škole robotike”. Dvostruki doktor nauka, redovni član Srpske, Ruske i Evropske akademije nauka, uz još desetak i više inostranih, jedan je od nekoliko najcitiranijih robotičara na svetu (više od 2.000). Iako u poodmaklim godinama (na samom izmaku 76. leta), svojim žustrim duhom i smelim zamislima pleni pažnju sagovornika.

Na osnovu čega tvrdite da je Srbija kolevka čovekolikih (humanoidni) robota? Da li još ko od pozvanih u svetu to priznaje?

– Nesporna je činjenica da su aktivni egzoskeletni sistemi prvi put ostvareni krajem šezdesetih i početkom sedamdesetih prošlog veka u Beogradu, u Institutu „Mihajlo Pupin”. Naše prvo javno međunarodno prikazivanje u Dubrovniku 1972. izazvalo buru oduševljenja i odobravanja.

Potvrda je kasnije stigla i u vidu napisanih mišljenja najpoznatijih svetskih robotičara. Prof. dr Džordž Beki je rekao: „Vukobratović i njegova grupa su ostvarili ogroman uticaj na razvoj rehabilitacione robotike. ... Njegov rad na autonomnim egzoskeletnim sistemima je zapanjujuće odvažan, u odnosu na stanje tehnologije u to vreme. Ove mašine su umnogome izvan svog vremena, međutim tehnika analize stabilnosti i upravljanja sistemima, u čemu su ostvarili pionirske rezultate, postavljaju Institut ’Mihajlo Pupin’ i njegovu grupu za vodeću u uticaju razvoja lokomocione robotike u svetu u to vreme.”

U izveštaju Nacionalnoj akademiji nauka SAD 1975. profesor Robert Mekgi je napisao: „Nemam nikakvih nedoumica da ih je ovo istraživanje učinilo svetskim liderima u oblasti nožnih lokomocionih sistema. U ovom trenutku mi imamo dve glavne linije istraživača od kojih je jedna u Institutu ’Mihajlo Pupin’, pod rukovodstvom dr Vukobratovića, koja se bavi algoritmima upravljanja...”.

Kako je izgledao prvi veštački dvonožni hod koji ste, sa saradnicima, ostvarili još 1969. godine?

– Matematički smo opisali i odredili uslove pod kojim će dvonožni hod biti stabilan. U nizu računarskih simulacija proverili smo ponašanje i upravljanje bez poremećaja ili sa njima. Mogli smo da pristupimo izradi hodajućih mašina koje bi vodile čovekolikoj robotici. Međutim, s tadašnjim finansijerom (Američka naučna fondacija) dogovoreno ja da se napravi upotrebljiv proizvod. Zato je odlučeno da to bude aktivni egzoskelet – robotski ortopedski sistem koji omogućava hod paraplegičarima – sada nezaobilazni deo istorije robotike.

Koja je suštinska teorijska pretpostavka za takvo dostignuće? Šta znači, u stvari, „tačka nula momenta”?

– Bez suštinske teorijske pretpostavke, metode „tačke nula momenta” (Zero Moment Point), koju smo ustanovili krajem šezdesetih i početkom sedamdesetih godina, savremeni humanoidni roboti ne bi mogli da hodaju. Da bi se ostvario hod, neophodno je stalno održavati ravnotežu tokom hoda (dinamički balans). Drugim rečima, mora se sprečiti rotacija stopala oko ivice kojom se oslanja na podlogu. A to je moguće ako je zbir svih momenata koji deluju na humanoidni sistem u odnosu na stopalo jednak nuli. Tačka na stopalu za koju važi ovaj uslov naziva se „tačka nula momenta”.

Zašto su istraživanja u robotici ograničena maltene na Institut „Mihajlo Pupin“? Ako je seme zamisli koje ste pre gotovo četiri decenije posejali rodilo u Japanu, zbog čega nije proklijalo u našoj zemlji?

– Sami počeci su, zaista, bili vezani za Institut „Mihajlo Pupin”, međutim moramo pomenuti Ortopedsku kliniku u Beogradu, Mašinski fakultet u Beogradu i još neke ustanove koje su, u manjoj ili većoj meri, doprinele istraživanjima. Drugo je pitanje zašto to što smo teorijski prvi uradili nije dovelo do praktičnih rezultata kod nas. Razlozi su dvojaki. Da bi se teorijski rezultati mogli primeniti, bilo je potrebno ostvariti određeni tehnološki razvoj. Toga smo svedoci jer je 16 godina kasnije u Japanu prvi put i primenjena naša metoda. Kao i u prirodi, tamo gde je tle najplodnije bačeno seme najpre proklija. Mi smo kao naučnici objavili svoja dostignuća, a iskoristio ih je onaj ko je pravu vrednost prepoznao. Neki naši rezultati su u vreme nastanka bili ispred vremena, čak u svetskim razmerama – svet ih je otkrivao nekoliko godina kasnije.

Koliko je ovdašnjih vrhunskih robotičara, kojima ste bili učitelj, nastavilo uspešan istraživački rad u inostranstvu? Zar nije bilo ikakvih pogodnosti da ostanu?

– Ponosan sam činjenicom da su ljudi ponikli u našoj sredini postali vrhunski stručnjaci (Branislav Borovac, Veljko Potkonjak, Manja Kirćanski, Nenad Kirćanski, Dragan Hristić, Dragan Stokić, Aleksandar Rodić, Vesna Živković, Duško Katić i drugi) na prestižnim univerzitetima u svetu, u Americi, Kanadi, Evropi, Australiji. Poneko je, srećom, ostao. Ne mogu da osuđujem one što su otišli, ja sam ostao i pored brojnih ponuda najcenjenijih svetskih centara.

Malo je životnih primera da su roboti našli posao kod nas. Imate li za to objašnjenje?

– U vreme tzv. velike Jugoslavije pravljene su prilično optimističke procene uvođenja robota u industriju. Razgradnja države i razaranje u ratovima učinili su da mi gotovo nemamo ozbiljnu industrijsku proizvodnju, a time ni potrebu za robotima. Tek kada proizvodnja krene, nešto će se promeniti. Verovatno će roboti ući u našu industriju kroz strana ulaganja koja će doneti savremenu tehnologiju. Tako ćemo imati jak domaći naučni razvoj, a robotizaciju uvezenu iz inostranstva.

Čini se da robotika u svetu doživljava preporod, naročito za svemirska proučavanja, vojne namene, za pogubna zanimanja za ljude itd. Kakvi se prodori očekuju u sledećih desetak godina?

– Preporod je prava reč. Posle dvadesetak godina zastoja u industrijskoj robotici koja je, priznaćemo, dostigla svoje sadašnje granice, humanoidna i robotika specijalne namene je u velikom usponu. Nažalost, tu su i vojna istraživanja koja sve više prihvataju da čoveka u ubijanju zameni mašina. Očekujem usavršavanje tzv. personalnih robota, svakodnevnih kućnih pomagača. Danas već možemo da kupimo robota usisivača ili robota zabavljača. Mislim da će uskoro svaka kuća imati po jednog.

Kada će biti robot potpuno istovetan čoveku, što u mehaničkom smislu znači da će imati svih 350 stepeni slobode kretanja? Dokle se u tom pogledu stiglo?

– Danas znamo da čovek svoje pokrete ostvaruje sa oko 700 mišića. To je, otprilike, oko 350 stepeni slobode, ukoliko usvojimo da par mišića (protagonist i antagonist) čini jedan stepen slobode, a to je jednako jednom elektromotoru. Očekujemo da robot koji je u mehaničkom pogledu istovetan čoveku ima oko 350 elektromotora ili isti broj drugih mehaničkih pokretača. Najsavremeniji humanoidni roboti dostižu 30 stepeni slobode. U laboratorijskim simulacijama (provere) istraživači barataju sa oko 100 stepeni slobode. Najnovije analize biomehaničkih odlika čoveka umnogome usložnjavaju strukturu humanoidnih sistema. Utvrđeno je da se pokretanje pojedinih čovekovih delova tela (rame, koleno, kuk) mogu svrsishodnije modelovati takozvanim sinovijalnim zglobovima koji, osim rotacije, uzimaju u obzir i translacije u više pravaca. Ni najmoderniji elektromotori nisu u stanju da ostvare takve pokrete. Međutim, razvoj drugih pokretača, kao što su veštačka mišićna vlakna, zasigurno nas približava onome čemu težimo. Glavni izazov jeste: kako da sa što manje stepena slobode (motora) ostvarimo što prirodniji (antropomorfni) hod sličan ljudskom? Drugo je pitanje da li je, zaista, potrebno da čovekov „mehanički dvojnik” raspolaže sa svih 350 stepeni slobode. Čovek se razvijao milionima godina prilagođavajući svoje mehaničke sposobnosti uslovima u kojima je živeo. Zato je uveden pojam tzv. stepena antropomorfizma, koji predstavlja odnos što prirodnijeg kretanja mehaničkog sistema sa što manjim brojem stepena slobode. Drugim rečima, želimo da napravimo „mehaničkog dvojnika” koji se kreće gotovo kao čovek, a da uključimo manje pokretača (elektromotori, veštački mišići, hidraulični cilindri itd.) i smanjimo energetski utrošak.

S druge strane, svedoci smo upliva humanoidnih sistema u pojedine oblasti čovekovog života, kao što su zabava, sport itd. Već danas postoje kompjuterski programi koji pobeđuju šahovske velemajstore. Predviđamo da će se takav trend nastaviti i u ostalim sportskim granama: ukoliko se roboti ne uključe u nadmetanja (a već igraju fudbal), pomagaće u treniranju.

Smatrate li da je, u suštini, najveći izazov može li se veštački mozak izjednačiti s ljudskim?

– Ovo i jeste i nije robotičarski izazov. Naravno, veštačka inteligencija sve više utiče na razvoj robotike, ali je to druga naučna disciplina. Mi još nismo pronikli u mnoge tajne ljudskog mozga, samo smo, da tako kažem, zagrebali površinu. Tako je i s veštačkom inteligencijom, tek smo na početku. Mislim da čak i ako se to desi, neće biti brzo. Potreban je veliki napredak tehnologije.

Jedno od najuzbudljivijih područja istraživanja predstavljaju nanoroboti. Verujete li da će te majušne skalamerije, veličine nekoliko milionitih delova milimetra, znatno poboljšati naše (biološko) telo?

– Robotika napreduje zadivljujućom brzinom. Ko je pre deset godina mogao da pretpostavi da će roboti danas igrati, šetati, rukovati se, skakati. A tek u medicini: postoje hirurški roboti koji, doduše, obavljaju neke rutinske zahvate, ali to je početak. Potrebno je da tehnologija mnogo uznapreduje, pre svega preciznih sklopova. Tu je i pitanje izvora napajanja, koje smatram suštinskim. Možda je spoj (simbioza) postojećih bioloških organizama (prostih višećelijskih) i malih podsklopova verovatnije rešenje nego izrada tako majušnog robota.

Koje biste zrnce mudrosti podarili svojim naslednicima?
– Najbitniji su volja, upornost i spremnost na odricanje. Mislim da se mudrost ne prenosi u zrncima: ako treba nešto da savetujem, predložio bih mladim istraživačima da budu vredni u sakupljanju znanja, da veruju u svoje ideje i da se za njih neumorno bore…

Stanko Stojiljković

Izvor: Politika