Zatímco se v posluchárně v areálu ČVUT střídají zástupci technologických firem, aby pracovníkům bezpečnostních složek ukázali, jak spolu technologie komunikují, jedna z nich trpělivě čeká přede dveřmi. Robopes Spot jakoby na zemi poslušně ležel s nohama složenýma pod sebou. Až ho zdejší odborníci zapnou, ukáže nejen to, jak dokáže běhat po schodech, ale že může být součástí kooperujících strojů.
Zatím se na dvoře projíždí autonomní pozemní robotická jednotka. Má čtyřkolový podvozek s možností otáčení na místě, senzorickou věž se dvěma 360° lidary a několika kamerami včetně multispektrálních. Oba můžou fungovat v prostředí bez signálu GNSS. A nad nimi dokáže dohlížet ještě dron s vlastní technologií bezdrátového nabíjení a chytrým systémem pro výměnu baterií, který je sám dokáže vyměňovat tak rychle, aby stroj byl mimo provoz jen pár vteřin.
Projekt, jehož jsou všechny součástí, vzniká ve spolupráci s Ministerstvem vnitra ČR. Je navržen pro ochranu kritické infrastruktury. Na projektu spolupracují AgentFly Technologies, ČVUT, Sherlog NG, Univerzita Karlova a firma Z.L.D. a vyzkoušeli ho v areálu ČEPRO v Novém Městě u Kolína. Jde o komplexní kyberfyzikální bezpečnostní systém, který kombinuje drony, pozemní roboty, senzorické sítě, chytré bezdrátové nabíjení, simulace digitálních dvojčat a pokročilou datovou analytiku. Spolu tvoří jeden funkční celek, který je schopný nahradit poměrně předvídatelné občasné obchůzky strážných, pokud tedy vůbec na daném místě jsou. Místo nich, třeba v případě narušení perimetru, robot autonomně dojede na místo, zahájí záznam nebo akustickou signalizaci a spolupracuje s lidskou ostrahou.
„Je řada míst, které nemají žádnou fyzickou ochranu, ale jsou citlivá. Patří mezi ně například vodní nádrže, velké areály, které můžou čelit řadě různých hrozeb. Například na nich v noci žádná ochranka není, areály jsou zabezpečeny kamerami, některá místa ale můžou být slepá, někde může kamera vypadnout,“ vysvětluje profesor Jan Faigl z Centra umělé inteligence ČVUT.
Nyní už senzory mnohdy jako součást ostrahy fungují. Ale pokud detekují pohyb a systém zavolá bezpečnostní agenturu, trvá i desítky minut, než se její pracovníci dostanou na místo. Pak mají k dispozici jen to, co sami vidí. Takže třeba otevřená vrata, vypnutá světla, díru v plotě, ale málokdy narušitele. „Nemáte jistotu, jestli tam někdo byl, co dělal nebo jestli něco nenechal za sebou. A organizace pak týdny řeší hypotézy,“ popisuje Milan Rollo, technologický ředitel firmy AgentFly Technologies, která dodává část řešení.
Proti tomu autonomní robot nebo dron okamžitě vyrazí na místo. Nečeká na operátora, nepotřebuje povel, nespoléhá na lidskou reakci. Když pak dorazí fyzická ostraha, přesně ví, kam jít, co systém detekoval a jak vypadá aktuální situace. Rollo přitom zdůrazňuje, že roboti nejsou jen pohyblivé kamery. Jsou to mobilní senzory, které nesou termokamery, reproduktory, světla nebo nástroje na detekci úniku chemických látek. V chemičce tak mohou během několika minut zjistit, kudy uniká toxická látka, aniž by kdokoliv riskoval expozici.
Systém zahrnuje kromě dronů a kráčejících robotů také pozemní kolové roboty a řadu statických senzorů, jakými jsou kamery, LiDARy, otřesová čidla a systémy kotev pro sledování. „Pro vnitřní prostory se hodí kráčející roboti zejména z důvodu překonávání schodů. Robotický pes je jeden z těch prvních uvedených na trh. Pro zpevněné cesty či trávníky jsou kolové prostředky silnější,“ vysvětluje Faigl. Klíčovým prvkem je pak systém pro dlouhodobý autonomní provoz. „Přidali jsme přistávací systém s využitím infračervených tagů, inteligentní battery management systém pohonných akumulátorů a komunikační vybavení pro zapojení do mesh sítě,“ popisuje Rollo dockovací stanici pro drony. Tu je možnost instalovat jak staticky, tak mobilně.
Nejdřív nanečisto
Jedním z klíčových nástrojů je digitální dvojče areálu. Dřív, než se kamkoliv umístí senzor nebo začne testování, vše se vytvoří ve virtuálním 3D modelu. „Než začneme draze utrácet za hardware, provedeme stovky simulací. Zjišťujeme, jak často tudy proletíme, kde může vzniknout slepé místo, jak dlouho má potenciální útočník k dispozici,“ popisuje Rollo. V simulaci odborníci testují stovky scénářů a hledají slepá místa. A odhalují slabiny běžné lidské ochranky – u té je totiž příliš předvídatelné, za jak dlouho a kudy přesně bude procházet. „Je možné využít algoritmy založené na teorii her, abychom vytvořili trajektorie robotů nepredikovatelné,“ vysvětluje proti tomu Rollo výhodu systému.
V simulaci se zároveň ověřuje, jak se bude prostředí chovat v různých ročních obdobích. „Areál v zimě vypadá úplně jinak než v létě. Jedna mapa nestačí,“ popisuje technologický ředitel AgentFly. Je to také jedna z největších slabin celého projektu, pro každé roční období je třeba vypracovat novou mapu, jinak se může stát, že jsou roboti ve svém areálu ztraceni.
Navigace robotů je jeden z prvků, který zajišťuje ČVUT. Staví na silných zkušenostech z mezinárodních soutěží, pravidelně se na nich umisťuje se systémem na autonomní pohyb robotů bez GNSS (které využívá GPS). Ani roboti v projektu ochrany kritické infrastruktury GNSS nepotřebují. I v případě, že někdo bude rušit GPS signál, se tak můžou pohybovat s jistotou, podle nasnímaného 3D prostředí, které mají uložené v paměti. Když se senzory takový robot „podívá“ kolem sebe, snaží se určit místo, kde stojí. Faigl zdůrazňuje, že jde o technologie použitelné nejen v průmyslových objektech, ale i při záchranných operacích nebo krizových situacích.
„Roboti a drony nemusí sloužit jen k tomu, že kamerou koukají po prostoru. Mohou také identifikovat osoby,“ doplňuje. Projekt totiž řešil mimo jiné to, zda je možné napojit systém na interní evidenci zaměstnanců s jejich fotografiemi a rozeznávat je, díky tomu vnímat, kdo se po areálu může kde pohybovat, a případně spustit alarm, pokud narazí na někoho „cizího“. Téma je citlivé a systém pracuje v souladu s bezpečnostními režimy organizací. Rozpoznávání probíhá lokálně a infrastruktura je navržena tak, aby nebyla závislá na cloudu. Právě to je podle vývojářů klíčové v době, kdy firmy dbají na přísnou ochranu osobních údajů i provozních dat.
Sestavit si řešení jako v IKEA
Aby všechny robotické i statické prvky fungovaly jako jeden organismus, je potřeba extrémně spolehlivá komunikace. „V momentech, kdy se omezí páteřní konektivita, musíme sáhnout po hybridních řešeních,“ říká Ondřej Šafránek, technologický ředitel Sherlog NG. Firma kombinuje mesh infrastrukturu, lokální 5G a nízkonákladové IoT technologie tak, aby data neustále proudila i v prostředí, kde běžné sítě selhávají. V areálu lze rozmístit Bluetooth kotvy pro lepší lokalizaci.
Zároveň dodává analytickou vrstvu, která v reálném čase vyhodnocuje pohyb lidí, vozidel i robotů a umožňuje podrobnou rekonstrukci každého incidentu. Analýza dat probíhá na serveru jen s mírným zpožděním, asi 10 až 15 vteřin. Odborníkům pomáhá umělá inteligence, respektive AI agent, který analyzuje databázi jednotlivých událostí v časovém horizontu. Je možné definovat takové, na které systém rovnou reaguje, zároveň využívá samoučící se mechanismus. „Řešení navíc není uzavřené, je modulární,“ vysvětluje Šafránek a popisuje, že bylo navrženo formou jednotlivých „kontejnerů“. To má být významnou výhodou projektu. „Neříkáme, že přinášíme něco, co ještě neexistuje. Je to evoluce známé myšlenky do praktického využití,“ vysvětluje propojení jednotlivých systémů. Označuje ho jako „IKEA“ řešení, které je rychle nasaditelné, lokální, modulární a nezávislé na dodavatelích.
Projekt zatím běží v pilotním režimu. Podle expertů má technologie zásadní potenciál změnit způsob, jak organizace přemýšlejí o fyzické bezpečnosti. „Blížíme se k situaci, kdy areály budou bezobslužné. Už nebudete potřebovat vrátného s vlčákem. Místo toho bude objekt pravidelně obcházet autonomní robot nebo dron,“ nadnáší Rollo.
To by pro případné uživatele takové technologie neměl být problém. Podle sociologických výzkumů, které do projektu přinesla Univerzita Karlova, jsou technologiím do velké míry otevřeni. „Lidé očekávají zvýšení bezpečnosti, ale zároveň mají obavu z technologických rizik — například hackerských útoků,“ uvádí Michal Šenk z FSV UK. Zdůrazňuje nicméně, že více než tři čtvrtiny odborníků očekávají výrazné zvýšení odolnosti kritické infrastruktury po zavedení automatizovaných systémů.
Teoreticky by takový projekt mohl při úpravách senzorů a chování robotů fungovat pro případ řady útoků, kromě lidských narušitelů také třeba reagovat na nepovolené přelety dronem, obecně špionáž, pašování nebo teroristický útok. Kromě obličejů může být schopný číst třeba SPZ. A déle cíle sledovat a plánovat sledovací trajektorii na základě 3D modelu.
„Byl bych opatrný s představou, že máme systém, který funguje za všech okolností,“ říká nicméně Faigl. Výzvou projektu není otázka, jak rozpohybovat robota, vysvětluje. Ale především, jak ho zaintegrovat do vnitřní infrastruktury. K tomu se objevuje řada dalších problémů, které lidé pro roboty v našem světě ještě musejí vyřešit. Třeba kdo by byl vlastně zodpovědný za to, když při svých obchůzkách v areálu něco zničí.
- Chcete mít Lupu bez bannerů?
- Chcete dostávat speciální týdenní newsletter o zákulisí českého internetu?
- Chcete mít k dispozici strojové přepisy podcastů?
- Chcete získat slevu 1 000 Kč na jednu z našich konferencí?
Staňte se naším podporovatelem
