Dobrý den, mohl byste se, prosím, našim čtenářům představit a povědět vice o Vaší firmě?
Už jako student jsem se začal věnoval automatizaci a řízení, které jsem vystudoval na Technické univerzitě v Košicích, na Strojní fakultě. Návrh robotických systémů se prolíná celým mým dosavadním profesním životem. Několik let jsem pracoval pro společnost, která se zabývala návrhem a výrobou specifických robotických a automatických zařízení pro aplikace v náročném prostředí jaderné elektrárny. Právě tyto zkušenosti jsem následně aplikoval i do jiných oblastí průmyslu. Náročnost aplikací v jaderné elektrárně spočívá zejména ve spolehlivosti a odolnosti zařízení, které člověku pomáhá, případně přímo nahrazuje lidskou sílu. Nejedná se jen o tradiční prostředí nepříznivé pro člověka, i když to je pravděpodobně první myšlenka, která každému přijde na mysl při představě jaderné elektrárny. Často jsou mnohem náročnějšími podmínkami situace jako vysoká prašnost, vysoká vlhkost, aplikace pod vodou či v nedostupných prostorách a podobně, které ovlivňují návrh a aplikaci zařízení.
Společnost MrazRobotics jsem založil v roce 2022 společně se skupinou podobně nadšených odborníků na různé systémy, které je nutné zapojit při návrhu autonomního prostředku. Každý přinesl do společnosti svoje zkušenosti a znalosti z různých oblastí, které se spojily do výsledného celku. Chtěli jsme jako první vytvořit produkt, který bude jednoduchý na používání a zároveň vhodný do průmyslového prostředí.
Na trhu je mnoho různých zařízení a prototypů, často stále jen ve vývojové fázi, jež jsou velmi úzce specializované a jednoúčelové. Náš produkt jsme koncipovali tak, aby byl variabilní pro různé aplikace, s jednoduchou možností nadstavby. MRAZ3 je v podstatě základní platforma, na kterou je možné umístit další prvky pro různé aplikace. Svojí jednoduchostí v ovládání je určený pro laickou veřejnost, uživatele různých profesí, kteří nepotřebují žádné speciální školení a technické znalosti pro to, aby mohli naše zařízení používat. Tato přátelskost k uživatelům, ono známé „user-friendly“ pojetí, je jedním z našich základních pilířů při vývoji. Za zjednodušeným používáním se samozřejmě ukrývá velmi mnoho podpůrných prvků, které zabezpečují, že zařízení bude fungovat bezpečně, nedojde k poškození samotného robota ani k ohrožení lidí nacházejících se v jeho okolí.

Můžete podrobněji popsat technickou stránku robotů MRAZ3?
Samotná platforma autonomního robota MRAZ3 sestává z robustní nerezové konstrukce, která je odolná vůči vnějším vlivům jako je zvýšená prašnost, vlhkost či stříkající voda. Po mechanické stránce je navržená a vyrobená dostatečně masivně, aby odolávala nárazům, pádům, případně převrácení, nerezové vyhotovení umožňuje použití i v chemicky náročném prostředí. Platforma je navržená tak, aby ji bylo možné použít jak v exteriéru, tak interiéru, kupříkladu šířka robota je 60 cm, aby dokázal projet dveřmi a byla zachována dobrá manipulovatelnost i v menších prostorech.
Při návrhu jsme se zaměřili hlavně na možné zatížení platformy, její nosnost při relativně malých rozměrech se pohybuje ve stovkách kilogramů. Dalším důležitým parametrem, jehož jsme se snažili dosáhnout, je délka doby práce platformy a výdrž baterie na jedno nabití. Protože se jedná o čistě elektrické zařízení, je baterie s dostatečnou kapacitou naprosto klíčová. Platforma jako taková může pracovat 24/7 a baterie na jedno nabití umožní až 10 hodin práce. Výkonná baterie v kombinaci s robustními motory zabezpečuje, že je robot velmi dynamický a může se pohybovat i vyšší rychlostí podle potřeby. Závisí to samozřejmě na požadavcích zákazníka a aplikaci, pro kterou je robot určený.
Ovládání je možné zajistit vícero způsoby, může se jednat o robustní průmyslový ovladač, joystick, anebo i menší ovládací konzoli. Dnes je na trhu široká paleta různých ovládacích zařízení, která jsou kompatibilní s naší platformou. Pomocí vysílačky je možné platformu používat i v plně manuálním režimu, opět to přímo závisí na požadavcích zákazníka a způsobu, jakým ji chce využívat.

Peter Mráz s roboty MRAZ3 (foto: archiv Peter Mráz)

Autonomní robotické prostředky MRAZ3 čekají na předání zákazníkům (foto: archiv Peter Mráz)

Jakým způsobem jste vyvíjeli autonomii a jak funguje?
Vývoj autonomního ovládání, jemuž jsme se věnovali, je založen na několika základních prvcích. Jednou z možností je navigace robota pomocí GPS a RTK (Real-Time Kinematics), kompasů, gyroskopů a akcelerometrů.
Dalším způsobem, jemuž se v naší společnosti věnujeme, je ovládání pomocí kamer a řízení prostřednictvím neuronových sítí. Jako příklad můžu uvést, že si na mapě zvolíte místo, kam se potřebujete s platformou dostat, a robot sám si následně stanoví, jak nejlépe se na určené místo dopraví.
Kamery, které jsou na platformě aplikované, dokážou rozpoznávat prostor, identifikovat objekty a interagovat s prostředím, tedy vyhýbat se překážkám, držet se nějaké dráhy a podobně. Počet kamer na platformě může být různý v závislosti na způsobu použití. Pomocí kamer umíme určovat i vzdálenost a získaný obraz přenášíme na ovladač, kde se nachází obrazovka pro zobrazení mapy. Vytvoření mapy, kde se platforma pohybovala, případně pokud je vybavená GPS systémem, tak i vytvoření 3D mapy, je jednou z funkcí, kterou nabízíme v našem portfoliu. Použití kamer na platformě umožňuje její aplikaci i v interiéru, kde často navigace pomocí GPS selhává, protože dohází ke ztrátě signálu. Kamery jsou v tomto případě spolehlivé a přesné.
Klíčovým při vývoji autonomních systémů se pro nás stalo aplikování technologií neuronových sítí. Používáme část komerčně dostupných produktů jako jsou neuronové počítače, ale hlavním nosným prvkem našeho systému je vlastní řídicí deska, která je naším vlastním produktem, a která slouží právě pro zabezpečení spolehlivého fungování všech systémů a funkcí. Z vlastní zkušenosti jsme se zaměřili na používání kamer, ne LiDARů. Použití LiDARů je totiž závislé na programování a předpokladech, které je potřeba dopředu definovat. Využití systémů kamer a rozvoj neuronových sítí nám umožňuje flexibilně reagovat a interagovat s okolím. Takříkajíc jsme si vybrali cestou technologického učení, nikoli programování.

Jaké aplikace a využití prostředků MRAZ3 nabízíte zákazníkům?
Platforma MRAZ3 je v podstatě univerzální základna pro různá použití. Podle požadavků zákazníka přicházíme následně k vývoji a integraci požadované technologie. Zaměřujeme se hlavně na činnosti, kde je vhodné nahradit lidi v náročných pracovních podmínkách. Mezi to můžeme zařadit záchranné složky jako jsou hasiči, vojáci či třeba strážní služby. Plánujeme se aktuálně věnovat vývoji a výrobě štítů pro ochranné složky a pro detekci nebezpečných a výbušných látek.
MRAZ3 GPR je jedna z aplikací, kdy se robotická autonomní platforma využívá pro měření georadarem. Vyvinuli jsme pro našeho klienta platformu s integrovanou GPS technologií pro online lokalizaci s možností vytvářet 2D a 3D profil terénu. Pod vozíkem je integrovaná jedna z antén sloužící pro georadarový průzkum prostředí. Výstupní data z dané antény jsou přímo zobrazovaná na ovládacím panelu vozítka v reálném čase.
MRAZ3 FFI je určený pro hasičský záchranný sbor, přičemž platforma je doplněná o lafetovanou hadici, která může být nízkotlaká nebo vysokotlaká. Dosažení vysokého standardu bezpečnosti obslužného personálu a spolehlivost zařízení v případě zásahu při požáru je v tomto případě prvořadé. Samotná platforma může sloužit jako výborná technická výpomoc hasičům v místech, kde je zásah lidskou silou těžko realizovatelný. Platforma odolá i vysokým teplotám a působení chemických látek. Její rychlý pohyb a dobrá manipulovatelnost umožňuje rychlé a přesné zamíření hadic, a tedy rychlou intervenci.
MRAZ3 DIS byl vyvinutý taktéž pro hasičské složky, určený je pro aplikaci dezinfekčních anebo dekontaminačních roztoků, ať v exteriéru, tak v interiéru, kam může být vstup lidí omezený či zcela nemožný. Objem nádrže na dezinfekční nebo dekontaminační roztok je 50 litrů.
MRAZ3 DGR je platforma vybavená kamerami, které jsou schopné identifikovat až 2000 typů objektů. Takové zařízení může fungovat jako autonomní mobilní strážník. Postupným procesem učení v kombinaci s programováním je schopný rozpoznat a vyhodnotit různé typy ohrožení a nestandardních situací, na které automaticky upozorní obslužný personál anebo záchranné složky. Detekování poškození budov, mostů, lávek a podobných struktur, poškození kabelů, případně identifikování změněné integrity jsou základní schopnosti této platformy se širokým využitím.

Robot MRAZ3 (foto: archiv Peter Mráz)

Proč jste se zaměřili právě na tento segment autonomních prostředků?
Jedním z impulzů, proč jsme se začali orientovat na tuto oblast, byly požadavky na vytvoření platformy vhodné pro georadarový průzkum. Technologie se v oblasti georadarů, měření a skenování nadzemních a podzemních struktur výrazně rozvíjí, stále se však využívá hlavně lidská síla pro výkon těchto činností. Vozítka, na kterých jsou georadary umístěné, jsou často ručně řízená a tažená, přičemž jejich hmotnost není zanedbatelná. Aplikování autonomních systémů má v tomto případě sloužit k ulehčení, ale i ke zpřesnění práce. Použitím platformy jako je MRAZ3 se práce výrazně zefektivní a zjednoduší.
Naší motivací je přinášet na trh produkt, který je výrazně efektivnější pro požadovaný úkon a zvýší bezpečnost obslužného personálu. Nahrazení lidské síly tam, kde je to pro lidi nebezpečné, odbourání monotónních činností, které mohou být pro lidi zbytečně zatěžující a mohou je vystavovat dalšímu riziku - to jsou jen některé příklady aplikací, jichž je bezpočet, a proto jsme se rozhodli zaměřit právě na tuto oblast, kde autonomní systémy mají podle nás vysoké uplatnění.

Setkali jste se při vývoji robotického systému potažmo autonomie s něčím, co vás vyloženě překvapilo?
Na začátku vývoje a v době výroby našich prvních prototypů nás překvapilo, jak široké uplatnění autonomní systémy mají. Dnes se hovoří hlavně o autonomních automobilech, před nimiž mají mnozí velký respekt, ale autonomní systémy jsou již široce uplatňovány v mnoha oblastech běžného života kolem nás. Traktory, které zajišťují orbu na velkých polích mají vlastní navigační systémy a mnohdy jsou i plně automatizované. Autonomní systémy mají obrovský prostor využití, od stříhání levandulí až po sběr sirného prachu. Aplikace jsou nekonečné a autonomie je adaptovatelná na leckterou technologii.

Pokud byste měl dát radu člověku, například studentovi, který má zájem o kariéru spojenou s autonomními vozidly, na co by se měl zaměřit?
Snažíme se podporovat rozvoj autonomních systémů i mezi mladými studenty, kteří se rozhodují, jakým směrem se vydat ve své profesi. Zúčastnili jsme se vzdělávacího tábora zaměřeného přímo na robotiku a programování, kde jsme měli možnost prakticky ukázat, co autonomní robotické systémy dokážou. Podpora mladé generace, která je otevřená novým technologiím a je kreativní ve svém myšlení, je základem naší filozofie. Budeme i nadále v dalším ročníku přibližovat autonomní robotické systémy mladým lidem, jejichž zájmem o robotiku jako takovou jsme byli mile překvapeni.
Studentům bych doporučil rozvíjet se v programování umělé inteligence a neuronových sítí, kde vidím velkou budoucnost. Dnes existuje mnoho systémů, které se používají jako podpora při programování, a samy vytvářejí předpokládané sekvence programu. Důležité je pochopit základ a rozvíjet se hlavně v tom, jakým způsobem správně programovat neuronové sítě.

Sledujete i dění v oblasti autonomní mobility a autonomních vozidel?
Osobně se tomuto tématu velmi věnuji, jsem velkým fanouškem budoucího využívání autonomních vozidel. Některé jimi využívané technologie se shodují s těmi, které používáme a rozvíjíme i my, ale je to jiný druhu zařízení, než kterému se věnujeme my. Takže shodně jako v autonomních vozidlech i my využíváme kamery a stejný způsob učení. Chceme, aby naše produkty byly dostatečně flexibilní, respektive schopné flexibilně reagovat na změny v prostředí, v němž se nacházejí.

Jaká jsou dle Vás hlavní technologická odvětví související (nejen) s dopravou, jež budou v nadcházejících letech nabývat na důležitosti?
Poslední desetiletí sleduji zrychlený vývoj v různých odvětvích, proto je těžké definovat, zda některé z nich budou nabývat na větší důležitosti. Hlavním prvkem, který se v technologiích aplikuje a určuje požadavky, je samozřejmě bezpečnost. Bezpečnost pro lidi a okolí, které interaguje s technickými prostředky jako takovými. Efektivita je dalším důležitým faktorem, který pomáhá masivně rozvíjet technologie. Ušli jsme od začátku programování dlouhou cestu, příští odbočkou budou učící se technologie, tedy učení samostatnosti a rozvoj umělé inteligence pro dosažení ještě lepších výsledků. Autonomní systémy a neuronové sítě mají velmi široké uplatnění v různých odvětvích.

Děkuji za Váš nesmírně zasvěcený vhled do problematiky autonomních robotických systémů a přeji mnoho spokojených zákazníků.