Tady se má Česko připravit na technologickou revoluci. Český institut informatiky, robotiky a kybernetiky (CIIRC) v pražských Dejvicích působí trochu nemístně. Extravagantní budova za více než miliardu korun zatím zeje prázdnotou, ale rychle se plní. Během pár let by zde mělo pracovat několik stovek lidí.
„Jaký je tvůj oblíbený film?“ ptá se ženský hlas v angličtině. „Matrix,“ odpovídá vysokoškolský student Petr Marek. „A kolikrát jsi ho viděl?“ táže se Alexa. „To se ani nedá spočítat,“ zní odpověď. „Myslím, že to je dobrý film, ale konec by podle mě mohl být kratší,“ ozývá se námitka. Pokračovat by se tak dalo donekonečna. V jednu chvíli se ale ozývá jasné: „stop, Alexa,“ a rozhovor končí. Proti studentovi totiž „nesedí“ člověk, ale chatbot, tedy počítačový program zaměřený speciálně na komunikaci s lidmi. Umělá inteligence se skrývá v oválném reproduktoru černé barvy. Zařízení samo o sobě není tak výjimečné. Na internetu je k dostání už za částku okolo pěti tisíc korun. Zásadní je to, kam ho skupina vysokoškolských studentů pod vedením bývalého šéfa vývoje IBM a Googlu Jana Šedivého posouvá. Tým se v letošním roce probojoval až do finále soutěže ve vývoji bota, kterou vypsal technologický gigant Amazon.
„Zadáním soutěže Alexa Prize je vytvořit chatbota, tedy umělou inteligenci, která si bude s uživatelem povídat o populárních tématech. Nejdříve jsme pochybovali, jestli na to máme, ale loňské léto jsme se už pokoušeli nějaký takový jednodušší systém vytvořit, takže jsme si řekli, že to není špatný nápad,“ popisuje Marek. Do finále se v konkurenci stovky týmů z celého světa probojovali právě i díky tomu, že už měli předešlé zkušenosti. Před nimi je listopadové vyvrcholení soutěže a především výhled spolupráce s Amazonem.
„Nejde jen o vědu. Uživatele to musí bavit“
„Pokud vyhrajeme, tak se o nás dozví svět a třeba získáme dobré místo. To je důvod, proč to dělám,“ vysvětluje tmavovlasý mladík svou motivaci za stolem v kanceláři Českého institutu informatiky, robotiky a kybernetiky (CIIRC). Jedná se o jeden z pěti výzkumných ústavů Českého vysokého učení technického v Praze, který vznikl před čtyřmi lety. Na jeho návštěvu si našla ve svém nabitém programu čas třeba i německá kancléřka Angela Merkelová. Cílem centra je podporovat výzkum v oblasti robotizace a digitalizace průmyslu. „Naší snahou je dát příležitost studentům i mladým pracovníkům, aby mohli pracovat na zajímavých projektech nejen výzkumného charakteru, ale i ve spolupráci s průmyslem. Alexa je příklad toho, jak bychom si to představovali,“ vysvětluje Šedivý, který se z vysokých pozic v technologických gigantech vrátil na akademickou půdu.
„V případě Alexy nejde jen čistě o vědu, ale také o to, aby uživatele bavilo s ní komunikovat. Není to vždy tak, že ty nejvíce sofistikované metody fungují i pro uživatele,“ popisuje Marek. „Konkrétně je pokrok v tom, že staré chatovací systémy používaly pouze lingvistická pravidla, kdežto my nyní nově díky průlomu ve strojovém učení, který se odehrál před několika lety, můžeme využít takzvané neuronové sítě, které zvládnou v textu, obrázkách i dalších datech najít strukturu a tu se naučit a pak nám o tom něco říct,“ vysvětluje. „Nejdříve uděláme analýzu toho, o čem by se chtěl uživatel bavit. Dále jsme vymysleli systém stavových automatů, kdy dokážeme držet kontext konverzace a posouvat se v ní dál. Ať už jde o filmy nebo třeba muziku,“ vyjmenovává mladý odborník. Praktické využití může takový bot najít v mobilním nakupování, call centrech, domácích spotřebičích nebo automobilech.
I podle Šedivého se zatím jedná spíš o úzce zaměřené systémy, které řeší specifické problémy. „Myslím, že to je ještě hodně daleko, tak za sto let,“ odpovídá na otázku, kdy může konverzace s roboty nahradit plnohodnotný lidský rozhovor. „Představte si, že přijdete do baru a narazíte na někoho, koho neznáte. Vést takový rozhovor je velmi těžké,“ dodává. Vývoj nyní vidí především v oblasti internetu věcí. „Odmala jsem byl fascinovaný Knight Riderem. Chtěl jsem si povídat s technologiemi, takže pro mě je to splněný dětský sen,“ usmívá se Marek.
Alfa a omega: mravenčí práce
Za úspěchem v mezinárodní konkurenci je podle Šedivého hlavně dlouhodobá mravenčí práce. A také kombinace schopnosti využít současnou techniku a vystihnout co zákazníci potřebují. „To je alfa a omega čehokoliv: musí se pracovat dlouho a nepřeskakovat z jednoho záměru na druhý,“ vysvětluje expert v kanceláři, do níž se nedávno přestěhoval. Institut vznikl v roce 2013. Na začátku letošního května se z prostor, kde už se tísnil, přestěhoval do extravagantní budovy v Dejvicích. Ta vznikla přestavbou bývalé Technické menzy, k níž byla dostavěna další budova. Nové sídlo má poskytnout prostor pro spolupráci vědců a studentů napříč informatickými obory. Celkově se cena výstavby vyšplhala na 1,4 miliardy korun. Jednu miliardu poskytla vláda ze státního rozpočtu. Na slavnostním otevření budovy promluvil prezident Miloš Zeman i premiér Bohuslav Sobotka. Podle jeho slov má institut přispět k tomu, aby se Česko připravilo na technologickou revoluci, která přichází. I na začátku podzimu je patrné, že vědci se zde stále ještě zabydlují. Kanceláře zatím působí poloprázdným dojmem. Pomalu se mění, stejně tak i laboratoře. Další odborníci mají přicházet postupem času, a nejen z Česka, ale i ze zahraničí.
Za několik let svého působení si institut připsal hned několik významných návštěv. V srpnu se tu o Průmysl 4.0 zajímal japonský ministr hospodářství, obchodu a průmyslu Hiroshige Sekō a centrum navštívil i izraelský ministr pro vědu a technologie Ofir Akunis. Vedly sem i kroky již zmíněné německé kancléřky. Celý její pobyt v Česku trval jen několik hodin, i tak si našla v rámci spolupráce českých a německých vědců čas na návštěvu institutu.
Výrobní linka ve virtuální realitě
Při rozhovorech s experty, kteří v ústavu působí, je zdůrazňován stále dokola význam propojení bádání s průmyslem. Konkrétně o snaze svědčí i TestBed otevřený na začátku září. Prostorná místnost umístěná v přízemí působí na první pohled prázdným dojmem. Na jedné straně prostoru se táhne dopravní trakt, po němž se pohybuje vozík. V jednom místě dojede k malému robotu. Opodál stojí velká obrazovka. Kolem je prázdno. Významnou součást centra totiž tvoří virtuální realita, tedy to, co bez speciálních brýlí vidět není.
„Toto je model výrobní linky, kde se vyrábí autíčka. Část je reálná, část tvoří vizualizace. Kombinují se zde skutečné a simulované zdroje. Celé dohromady to tvoří výrobní linku, kterou řídí společný systém. Zákazník si řekne, že chce autíčko o takovém tvaru, barvě, kapacitě baterie a podobně. Poté může sledovat, jak výroba probíhá,“ popisuje vedoucí TestBedu Pavel Burget. Jeden z robotů je fyzicky umístěn o patro níže, celý obrázek si ale člověk udělá až po nasazení brýlí s rozšířenou realitou. Díky nim vidí, jak se výrobek pohybuje po trase i roboty, kteří jednotlivé díly skládají. „Teď se zdá, že tu nic není, ale ve virtuální realitě jsou tu ještě dva stroje, které na lince pracují,“ ukazuje Burget do prázdna. Je trochu těžké si představit, co vše se tu v rozšířené realitě odehrává. S brýlemi by bylo vidět, jak skrze místo, kde stojíme, prochází robot a nasazuje na autíčko kolečka. Viděli bychom regály, z nichž vybírá jednotlivé díly. Pak se postoupí do další fáze a vozík veze díly dál na lince. Doputuji až k malému robotu, který „existuje“ i bez rozšířené reality. Je vyroben tak, aby byl schopný spolupracovat s člověkem. Jeho dvojník na druhém konci místnosti dokonce umí namíchat koktejl přesně podle přání.
Ale zpět k továrně budoucnosti. To nejdůležitější, co se v moderní laboratoři testuje, není na první pohled zřejmé. „Jedná se o informační systém, který je kolem toho postavený,“ říká Burget. Firmy si tak v centru mohou vyzkoušet celý životní cyklus výrobku — od návrhu po přípravu vývoje až po finální produkt. V praxi si tak třeba ověří, zda jsou roboty na výrobní lince správně umístěny, zda při pohybu nenabourají do sloupu nebo dosáhnou tam, kam potřebují.
„Jedním z cílů Průmyslu 4.0 je flexibilní výroba. Od chvíle, kdy zákazník řekne, že chce určitý výrobek, by se ho mělo podařit co nejrychleji vyrobit. A když přijde druhý a řekne, že ho chce trochu jinak, tak by měl být přizpůsoben jemu,“ popisuje Burget blízkou budoucnost. Cesta ke zkrácení času vede i tak, že stroje budou do určité míry autonomní. Budou schopny se mezi sebou navzájem samy „dohodnout“. „Chceme směřovat k továrně budoucnosti, kde bude řada procesů autonomní,“ uzavírá vedoucí laboratoře.
Nejistá budoucnost
Přes mezinárodní renomé i zájem ze strany byznysového prostředí dnes ale není budoucnost institutu vůbec jistá. Ne všem fakultám ČVUT se líbí podpora, kterou centrum získává. Podle kritiků je CIIRC příliš drahý a odčerpává peníze fakultám. Odpůrci z řad ČVUT proto požadovali i odvolání rektora Petra Konvalinky. Na konci října si rozhádané ČVUT zvolilo nového rektora. Konvalinka svůj post neobhájil. V čele nově stane fyzik a bývalý prorektor Vojtěch Petráček. Záležet teď bude na tom, jak se k CIIRC postaví. Mohlo by dojít k jeho zrušení nebo přesunutí pod některou z fakult. Nyní je ústav v zásadě na jejich úrovni. Ve hře je samozřejmě i nedávno dostavěná budova velkorysých rozměrů.
V institutu funguje také oddělení robotiky a strojového vnímání. „Žijeme z výzkumných projektů, kterých máme hned několik,“ popisuje vedoucí týmu strojového vnímání a analýzy obrazů v průmyslových aplikacích Václav Hlaváč. A popisuje tři z nich. První se týká autonomních vozidel. Institut na něm spolupracuje s výzkumným oddělením automobilky Volkswagen, IBM i univerzitami ve Švýcarsku a Rumunsku. Na starosti má příspěvek k vnímání experimentálního auta. „Máme umožnit, aby auto jezdilo v městském provozu při pomalé rychlosti 30 kilometrů za hodinu. A hlavně, aby samo zaparkovalo,“ vypráví Hlaváč a přirovnává proces k takzvanému valet parkingu, tedy službě, kdy vám personál zaparkuje vůz třeba při návštěvě restaurace. „V našem scénáři by se to mohlo odehrát samočinně,“ vysvětluje expert. Další úkol pro český tým představuje interpretace dat. „Nejvíce se věnujeme tomu, co udělají účastníci provozu do pěti sekund. Do vteřiny to umíme odhadnout dobře. Pět sekund je hraničních. Nejvíce nás zajímají chodci. Když se auto samo blíží k přechodu a kolem se nacházejí lidé, tak odhadujeme, jaká je šance, že budou chtít přecházet,“ vysvětluje.
Záchranářské roboty v akci po italském zemětřesení
Druhý projekt už se vyzkoušel v praxi. Speciální záchranářské roboty zasahovaly během loňského zemětřesení v italské vesnici Amatrice. Zjednodušeně popsáno se jedná o spolupráci několika robotů a týmu lidí. Stroje sbírají během operace informace, s nimiž lidští členové týmu dále pracují. Vedle pětice pásových robotů mezinárodní tým využívá i drony. „To, co je na tom nové, je způsob, jakým tým lidí spolupracuje s roboty,“ vypráví Hlaváč. Do záchranných akcí v Itálii se tým zapojil díky svým kontaktům na místní záchranáře. „Na místě jsme byli první den, kdy přestali vyprošťovat oběti. Naším úkolem bylo prozkoumat dva kostely ze 13. a 14. století, které byly zemětřesením poškozeny a stály v takzvané červené zóně. Lidé do nich tedy nemohli vkročit,“ vysvětluje odborník. Dva pozemní roboty tehdy vjely do budov a spolupracovaly s dronem, který se pohyboval ve vzduchu. „Roboty ukazovaly řidiči dronu obrázky ze země a ten ho podle toho pilotoval,“ říká Hlaváč. Tým získal na místě cenná data a místní měli zdokumentovaný stav kostelů. To se ukázalo jako důležité i proto, že při dotřesu došlo k ještě většímu poškození.
Oddělení v současnosti pracuje i na strojích, které dokážou pracovat s měkkými materiály, konkrétně skládat a rozkládat oblečení. Jedná se ovšem jen o cvičnou úlohu. V budoucnu by měl být robot využit i při třídění radioaktivního odpadu v nejmenované zemi, jež stavěla v 50. a 60. letech reaktory a odpad odkládala do velkých sil. Ty je dnes potřeba rozebrat. „Hrajeme si na to, že hledáme radioaktivní pružiny,“ popisuje Hlaváč současný výzkum. „Radioaktivita je velmi slabá. Používáme například olovnaté sklo, které stačí koupit v obchodě,“ vysvětluje praxi. Důležitou roli hrají ve výzkumech studenti.
Jeden z nich sedí za stolem s počítačem. Za zády má pohled z okna na Dejvice, vedle stolku malého robota v podobě vozíku. „Chceme ve fabrikách a skladech nasadit autonomní vozíky, které budou převážet materiál nebo třeba palety. To znamená, že musí vědět, kde jsou a kam jedou nebo kontrolovat, aby do něčeho nenarazily. Já mám na starosti tuto aplikaci vyvinout,“ říká student, který nedávno dokončil bakalářské studium. „Když se podíváte na robota, tak umí akorát jezdit a nic víc. My mu dáváme určitou chytrost, aby svět vnímal a uměl se rozhodovat. Člověk jako by předával kus svého vnímání, aby se obtiskl do robota a část jeho vědomí mohla pokračovat bez něj,“ dodává.