Smučarska znanost

Kako je robot postal najbolj znan slovenski smučar

Ne zgodi se ravno vsak dan, da bi kaka tuja velika medijska hiša pisala o dosežkih slovenskih znanstvenikov, sploh če je k temu ni spodbudilo poročanje domačih, slovenskih medijev. Zato je bilo toliko prijetnejše presenečenje, ko so se minule tedne na spletnih straneh revij Wired in Popular Science, bloga Huffington Post, časnika Daily Telegraph, če naštejemo zgolj najbolj znane, pojavili zapisi o smučarskem robotu, izdelanem na Institutu Jožefa Stefana (IJS), opremljeni z videoposnetki njegovega slalomiranja. Daily Telegraph je sicer po stari navadi britanskih medijev robota označil za slovaški izdelek, pa nič zato.
Robot je velik približno toliko kot petletni otrok, tehta nekaj več kot 20 kilogramov in uporablja otroške smuči. Za nadzor gibanja uporablja dva računalnika. Enega, izdelanega posebej zanj, ki ob pomoči žiroskopa in senzorjev sil skrbi za nagibanje in ravnotežje, in drugega, ki z ustrezno programsko opremo in nanj priključeno navadno USB-kamero skrbi za prepoznavanje vratc in ustrezno krmarjenje med njimi. Pri nadzorovanju hitrosti in vzdrževanju določene smeri si pomaga še s sistemom satelitske navigacije.
Gre za proizvod oddelka za avtomatiko, biokibernetiko in robotiko na IJS, njegova očeta pa sta dr. Bojan Nemec in njegov podiplomski študent, ki si je robota izbral za temo doktorske disertacije. Ker je ta študent medtem doktorat že uspešno zagovarjal in se zaposlil v industriji, robot zdaj sameva v kletnih prostorih oddelka, čakajoč na novega študenta, ki bi ga zanimal nadaljnji razvoj.
»To je največji robot, ki smuča, ni pa edini. Na spletu hitro najdete nekajcentimetrske robote s poceni tehnologijo, kakršno uporabljajo pri letalskih modelčkih. Vendar smo bili mi pri našem projektu ambicioznejši,« pravi Nemec. Za robota ima sicer precej enostavno gibalno strukturo. Vsako nogo lahko premika gor in dol ter s telesom kompenzira spremembe v ravnotežju. Ima pa zahtevnejši senzorski sistem, saj ne le da z žiroskopom in računalnikom vzdržuje ravnotežje, temveč skupaj z vgrajenimi senzorji za silo vseskozi preračunava, ali bo njegovo prihodnje gibanje povzročilo izgubo ravnotežja. Deloma zna kompenzirati tudi neravnine na progi.
Nikakor še ni tako sposoben, kot bi si dr. Nemec želel. Za študenta, ki ga bo zanimal nadaljnji razvoj, ima že pripravljene smernice prihodnjega dela. Predvsem mu želi omogočiti sposobnost samoučenja. »Začelo se bo pri najpreprostejših stvareh, kot je recimo prepoznavanje barv. Na snegu je ločevanje med rdečimi in modrimi vratci zaradi odboja svetlobe za računalnik precej zahtevna stvar. Robotu (njegovi kameri) bomo tolikokrat iz različnih zornih kotov pokazali npr. modra vratca, da si bo zapomnil, si zgradil model, kako slika kamere prikazuje modro barvo.« Ko se bo naučil boljšega zaznavanja okolice, ga bodo lahko začeli učiti, kako se izogibati drugim smučarjem, torej kako v gibanju zaznati druge gibajoče predmete in predvideti, kam se bodo gibali. Nazadnje naj bi se znal sam prilagajati razmeram na smučišču. »Za nas je največji izziv pri tem robotu izdelati stroj, ki se med gibanjem, delovanjem sproti uči, ker lahko potem te principe uporabimo povsod v robotiki.«
In za kaj naj bi bil ta robot potencialno uporaben? Predvsem pri testiranju smučarske opreme. »Načrtovanje smučarske opreme danes poteka tako, da si načrtovalci na podlagi izkušenj zamislijo neki nov izdelek, po načrtih izdelajo nekaj prototipov in gredo z njimi na sneg. Rezultati snežnih testiranj pa so odvisni tudi od trenutnega razpoloženja preizkuševalca. Da bi bilo testiranje statistično neoporečno, bi potrebovali veliko testiranj z veliko preizkuševalci. To pa navadno ni mogoče, zato je testiranje smučarske opreme zdaj zelo pod vplivom subjektivnih mnenj,« pravi Nemec. Ker robot nikoli ne vstane z levo nogo, bi se z njim objektivnost testiranj povečala.
S testiranjem smučarske opreme se sicer na oddelku ukvarjajo že dalj časa. Že »davnega« leta 1995 so izdelali sistem za merjenje sil pri alpskem smučanju. Smučarja so opremili s posebnimi senzorji, nato pa časovni potek meritev sinhronizirali z videoposnetkom. Tako je trener videl, kakšne sile delujejo pri različnih izvedbah zavojev. »Pokazalo pa se je, da je ta stvar še zanimivejša za proizvajalce smučarske opreme, tako da smo precej sodelovali z Elanom, največ z Alpino, pa tudi z Rossignolom in zanje izvajali najrazličnejše meritve,« pravi Nemec.
Za robota proizvajalci smučarske opreme za zdaj niso pokazali zanimanja. Prvič zato, ker še nima dovolj človeških lastnosti, drugič pa zato, ker je premajhen. »Morda se nam bo kateri od proizvajalcev oglasil, vendar je industrija precej rigidna. Prav tako se je pokazalo, da je dober marketing pogosto uspešnejši od dobrih rešitev. Večkrat se je pokazalo, da nekatere res dobre rešitve enostavno ostanejo v predalih zaradi togosti industrije.« Eden od plodov njihovega sodelovanja z Alpino je bilo tudi dognanje, da zdajšnje tekaške vezi niso najprimernejše za drsalno tehniko. »Čevlji za tek na smučeh so na smuči pripeti pri konicah prstov. Naše raziskave so pokazale, da največja sila pri drsalnem odrivu nastane nekoliko bolj proti sredini stopala. Logična poteza je bila premakniti mesto vpetja na mesto, kjer nastane največja sila. Izkazalo se je, da je tak način tudi do 10 odstotkov učinkovitejši.« V Alpini so izdelali nove vezi in pokazalo se je, da so precej boljše od sedanjih, a nobeden od velikih proizvajalcev vezi ni pokazal pripravljenosti za spremembo.
Pa se vrnimo k našemu robotu. Ni zbudil samo zanimanja medijev, tudi stroka ga zna ceniti. Na nedavni konferenci IROS 2009, eni od dveh najpomembnejših konferenc o robotiki, ki je potekala v St. Louisu v ZDA, si je prislužil nagrado za najboljši prispevek (NTF Award for Entertainment Robots and Systems). Prve posnetke robotovega smučanja so sicer na YouTubu objavili že pred kakim letom in pol, do zdaj si jih je ogledalo že približno 150 tisoč uporabnikov. Na vprašanje, zakaj smo morali za slovenski izdelek izvedeti iz tujih medijev, Nemec odgovarja, da je veliko drugih dosežkov, na katere so precej bolj ponosni. »Ta robot je zelo majhen delček našega dela, ki pa si je pridobil veliko popularnost, ker je ljudem všeč in ker tega ne počne nihče drug.« Raje poudarja njihovo sodelovanje z industrijo, navdušeno pa govori tudi o čisto novem projektu, robotski platformi, ki jo želijo nadgraditi v simulator smučanja. Ne v smislu videoigric, temveč nečesa več. »Smučar« naj bi z nagibanjem nadziral vožnjo po simuliranem okolju, na glavi bi imel čelado za navidezno resničnost, robotska platforma pa bi na podlagi njegovih nagibov ustvarjala sile, kakršne bi se pojavljale pri dejanskem smučanju. Za čase, ko naj bi nam globalno segrevanje pobralo ves sneg.
Je pa smučarski robot - ker še nima imena, bomo izkoristili priložnost in ga z dovoljenjem dr. Nemca poimenovali Snežni metek (vam je všeč?) - z medijsko izpostavljenostjo postal tudi tarča šaljivih komentarjev. Najbolj se nam je v spomin vtisnila ena od pripomb s portala BoingBoing.net: »Super, pa je šel moj načrt za prevedritev robotske apokalipse na Aljaski.« Na portalu Snowboarderguide.com pa so šli še nekoliko dlje in objavili celo intervju z robotom. Kaj je odgovoril na vprašanje, kdaj se namerava vnovič odpraviti na bele strmine? »01010100 01101111 01101111 00100000 01100010 01100001 01100100 00100000 01110100 01101000 01101001 01110011 00100000 01101001 01110011 01101110 00100111 01110100 00100000 01100001 00100000 01110010 01100101 01100001 01101100 00100000 01101001 01101110 01110100 01100101 01110010 01110110 01101001 01100101 01110111 00100000 01100001 01101110 01100100 00100000 01110111 01100101 00100111 01110010 01100101 00100000 01101010 01110101 01110011 01110100 00100000 01110100 01111001 01110000 01101001 01101110 01100111 00100000 01101001 01101110 01110100 01101111 00100000 01100001 00100000 01100010 01101001 01101110 01100001 01110010 01111001 00100000 01100011 01101111 01101110 01110110 01100101 01110010 01110100 01100101 01110010 00101110.«
Lepo povedano.

Zakup člankov

Celoten članek je na voljo le naročnikom. Če želite zakupiti članek, je cena 4,2 EUR. S tem nakupom si zagotovite tudi enotedenski dostop do vseh ostalih zaklenjenih vsebin. Kako do tedenskega zakupa?

Pošljite SMS s vsebino MLADINA2 na številko 7890 in prejeto kodo prepišite v okvirček ter pritisnite na gumb pošlji

Nakup prek telefona je mogoč pri operaterjih Telekomu Slovenije in A1.

Članke lahko zakupite tudi s plačilnimi karticami ali prek storitve PayPal

Tedenski zakup ogleda člankov
Za ta nakup se je potrebno prijaviti.

4,2 €

Za daljše časovne zakupe se splača postati naročnik Mladine.

Mesečna naročnina, ki jo je mogoče kadarkoli prekiniti, znaša že od 15,8 EUR dalje:

Naroči