Autonomní systémy Fakulty elektrotechnické ČVUT už v řadě případů prokázaly, že jsou schopné nasazení v náročných podmínkách obranného i civilního sektoru. „Dual use je realita. Většina technologií, které používáme dneska, a drtivá většina robotů na Ukrajině je civilního původu,“ říká Jan Faigl z Laboratoře výpočetní robotiky.
„Naší ambicí je vyvíjet technologie, které mají reálný dopad – ať už v oblasti obrany, bezpečnosti nebo kritické infrastruktury,“ popisuje děkan FEL ČVUT Petr Páta. O spolupráci s projekty mají zájem firmy z vyjmenovaných oblastí a podle Páty takový výzkum posiluje technologickou suverenitu Česka. „Ukazuje se, že každá koruna, kterou dáte do takovýchto aktivit, se vám násobně vrátí. Výzkumy ukazují, že dvakrát až čtyřikrát podle charakteru techniky,“ říká.
Výzkumné projekty ukázala ČVUT na akci Defence Research Day, kde se v jejích prostorách ukázal mimo jiné i TAROS 6×6. Autonomní vozidlo je vyvíjeno ve spolupráci s VOP CZ, státním podnikem, s nímž se ověřuje funkčnost pokročilých bezosádkových platforem v náročných podmínkách a přenositelnost do praxe. Vůz disponuje pokročilým řízením a navigací, voděodolným provedením, čtyřmi elektromotory, 48V architekturou, 4 režimy zatáčení pro různé typy terénu či hydraulickými úchytnými body pro integraci zařízení. Jeho nosnost je až 1 000 kg a tažná kapacita 750 kg, v závislosti na terénu jede rychlostí 10 až 15 km/h.
Zapadá do rychle se rozvíjejícího evropského trendu bezosádkových systémů. Je určený pro spektrum úloh, od průzkumu a monitoringu přes logistickou podporu až po nasazení v krizových situacích. ČVUT je vedoucím partnerem v evropském projektu IMAS 2, který sdružuje 14 států a je vlajkovou lodí Evropské komise v oblasti nasazování robotizovaných prostředků. „Naprosto stěžejní rolí je dialog s koncovým uživatelem. Mě moc těší, že se zapojuje Ministerstvo obrany a Generální štáb, protože ten dialog s nimi je nejdůležitější pro to, abychom dokázali definovat scénáře, které jsou relevantní,“ vysvětluje Faigl.
ČVUT uvádí, že výzkumníci z katedry počítačové grafiky a interakce vyvíjejí technologie, které zásadně proměňují přípravu i řízení operací v bezpečnostních a obranných scénářích. Pracují na využití virtuální reality pro výcvik pyrotechniků, kde lze bezpečně simulovat komplexní situace spojené s identifikací a zneškodňováním nevybuchlé munice. „Nejde jen o trénink přistřihávání modrých a červených drátů, to znáte z filmů, ale o zneškodnění nevybuchlé munice. Je to velice nebezpečná práce, která potřebuje nějakým způsobem podpořit při tréninku nových specialistů,“ vysvětluje David Sedláček z katedry.
Virtuální prostředí umožňuje trénovat rozhodovací procesy, práci s detekčními nástroji i ovládání specializovaných robotů, a to v rozsahu, který by byl v reálných podmínkách časově, finančně i bezpečnostně obtížně realizovatelný. „Nejde jen o manuální dovednost, ale primárně o dodržování procesů, o správný přístup k munici, její identifikaci a vyřešení problému tak, aby se pokud možno nic nezničilo a hlavně nebyl zraněn operátor,“ dodává Sedláček.
Další projekt HOLO-Swarm vznikající ve spolupráci se Skupinou multirobotických systémů a firmou QuaternAR přináší koncept holografického velína a umožňuje zobrazit situaci v terénu jako interaktivní 3D model, do kterého se promítají data o pohybu jednotek, například rojů dronů, jejich stavu či plánovaných trasách. Uživatelé mohou tato data sdílet, analyzovat i přímo ovlivňovat průběh operace v reálném čase. „Představte si, že máte před sebou velký stůl – ale tady reálně není. Díky tomu ho můžeme umístit do jakékoliv místnosti. Současně můžeme svolat několik lidí, aby konzultovali například plán záchranné operace v kontextu daného prostředí,“ popisuje Sedláček. Systém je již napojený na systémy velení a řízení armády a umožňuje zobrazovat i měnit trajektorie dronů v reálném čase. „Brýle pro rozšířenou realitu jsou mnohem lehčí než fyzické stoly, takže dokážeme nasadit takový přehled v podstatě kdekoliv,“ dodává.
Systém AR Rescue pak spočívá v helmě s vizorem, který pro uživatele ukazuje rozšířenou realitu – zobrazují se na něm speciální varování. Systém je určen pro hasiče, armádní jednotky i další složky zasahující v CBRN prostředí, tedy v situacích spojených s chemickými, biologickými, radiologickými nebo jadernými hrozbami. Propojuje senzory vitálních funkcí, detekci nebezpečných látek a rozšířenou realitu pro podporu zásahových jednotek. Jeho cílem je poskytovat zasahujícím v reálném čase klíčové informace o vlastním stavu, stavu kolegů i o nebezpečích v okolí, a to bez zbytečného zahlcení nebo odvádění pozornosti. „Ten vizor je průhledné sklo, které se sklápí. Umožňuje členům jednotky vidět například skrze zeď, jestli tam někdo je – což může být výhodné v případě potřeby rychlé lokace raněného,“ vysvětluje Miroslav Bureš z Laboratoře inteligentního testování systémů. Velitel zásahu může sledovat detailnější data ve specializované aplikaci. Systém byl navržen tak, aby fungoval i při špatné konektivitě a co nejméně rozptyloval své uživatele.
Důležitou složkou obranného průmyslu je ale také bezpečnost v kyberprostoru. „Dnes už nejde jen o to, jak kdo pronikne do systému, ale o to, kdo dokáže ovlivnit vaše myšlení,“ komentuje brigádní generál Václav Žid, zástupce ředitele Vojenského zpravodajství a absolvent FEL ČVUT, který byl v roce 2023 uveden do Síně slávy kybernetické bezpečnosti. Systém ALICE s pomocí AI mapuje šíření informací na sociálních sítích, identifikaci jejich zdrojů a detekci koordinovaných či automatizovaných kampaní, a tím lidem umožňuje prostor systematicky „číst“. Využívá kombinaci strojového učení, jazykových modelů a statistických metod a s nimi sleduje, jak informace vznikají, jak se šíří mezi jednotlivými účty a jak se v čase proměňují. Mapa pak umožňuje mimo jiné identifikovat vlivné aktéry.
„Snažíme se zjistit, jak informace protékají informačním prostorem – kdo je vytváří, kdo je přeposílá, kdo je amplifikuje a kdo jsou klíčoví konzumenti,“ vysvětluje docent Tomáš Pevný z Centra umělé inteligence. Systém dokáže predikovat, zda se zpráva bude zesilovat. „Potřebujeme vědět, jestli zpráva zaneřádí informační prostor, a případně reagovat – například vypustit protizprávu, která připraví obyvatelstvo na dezinformace,“ dodává. Projekt vzniká ve spolupráci s firmou Gerulata, která vyvíjené metody integruje do nástrojů pro bezpečnostní instituce a výrazně tak zrychluje analýzu informačního prostoru, která by jinak trvala týdny až měsíce.
Silné zastoupení mají na ČVUT autonomní drony, technologie umožňují jejich lety v prostředí bez GNSS, další systémy zajišťují koordinaci rojů. „Vývoj dronů v tuhle chvíli autonomii vyžaduje,“ říká Petr Štěpán ze Skupiny multirobotických systémů. Podmínky moderních konfliktů podle ČVUT směřují vývoj k autonomii, rychlejší reakci na změny v prostředí a zabezpečení robotických platforem proti převzetí nebo zneužití. Drony si staví mapu prostředí pomocí kamery a na základě ní se lokalizují. Díky tomu mohou operovat i ve vnitřním prostředí.
Výzkumníci pracují na dronech inspirovaných pohyby ptáků i těch, kteří dokáží odchytit nepřátelský dron, aniž by stroj ohrozil prostor pod ním. Pro koordinaci rojů dronů používají vlastní optickou komunikaci. „Je velice odolná vůči rušení a zároveň je odolná i na detekci,“ dodává Štěpán. Projekt vzniká ve spolupráci s VUT Brno, Univerzitou obrany a několika soukromými firmami. Výzkum v této oblasti se soustředí nejen na samotný let a koordinaci více strojů, ale také na zero trust principy, zabezpečené palubní počítače, flight control unity a bezpečnou komunikaci.
Odborníci ukázali také systém pro akustickou detekci a lokalizaci výstřelů, který využívá autonomní senzorové jednotky osazené mikrofony a centrální vyhodnocovací jednotku se softwarovou aplikací. Měřený signál je zpracováván pokročilými algoritmy a klasifikátory s využitím AI tak, aby bylo možné odlišit výstřely od okolního hluku a minimalizovat falešné poplachy. „Umíme událost detekovat a lokalizovat zdroj střelby, ale umíme i s využitím umělé inteligence zjistit, z jaké zbraně ten výstřel pochází,“ říká Jan Holub z Katedry měření.
Databáze pro trénink AI vzniká vlastní, aby systém nebyl závislý na nedůvěryhodných datech odjinud. Na druhé straně odborníci přišli i s ručním detektorem rušení GPS, který umožňuje odhalit lokální rušení v pásmu L1 GPS a Galileo E1, a to jak ve všesměrovém, tak ve směrovém režimu. Zařízení používá Český telekomunikační úřad pro měření a posuzování stížností na rušení signálu. Technologie umí i lokalizovat členy IZS a bezpečnostní složky v komplexních prostorech i v místech bez GNSS, systémy přitom můžou být třeba v botách.
Speciální pozornost na ČVUT získávají roboti určení do složitého terénu. Výzkumníci se soustředí na situace, kdy musí robot sám odhadnout, co si může dovolit, jak se bezpečně pohybovat a jak reagovat na terén nebo proudění, které nelze jednoduše popsat předem. „Pro pozemního robota to složité prostředí reprezentuje nerovný terén, vegetace, písek, bahno,“ vysvětluje docent Karel Zimmermann ze skupiny Data pro roboty a autonomní systémy. U dronů je problémem predikce trajektorie a větru v okolí překážek.
Jako první robotický spin-off ČVUT vznikl Helhest, který dokáže fungovat i po převrácení, pohybovat se bez GPS pouze na základě pasivních senzorů a cílí na využití v civilních i vojenských scénářích. „Je to tříkolový terénní robot, který překonává překážky do půl metru, stoupá ve sklonu 47 stupňů, dosahuje rychlosti 20 km/h i v terénu a unese náklad kolem 100 kilogramů. Nabízí schopnosti lepší než to, co se dá získat na současném světovém trhu – a je relativně levný,“ popisuje Zimmermann.
Výzkumníci se zaměřují na situace, kdy komplexní systémy používané v oblasti kritické infrastruktury, IZS nebo obrany čelí výpadkům, rušení, částečnému poškození nebo kyberútoku. Metody, které představili, se spoléhají na úmyslně jednoduché, vysvětlitelné modely a transparentní AI algoritmy, aby bylo možné rizikové situace nejen detekovat, ale také jim rozumět a vysvětlit je obsluze. Některé problémy detekují agenti umělé inteligence, a to dříve, než se stanou.
„Dříve jsme si zvykli, že životní cyklus technologií jsou roky, možná i dekády. Ale teď se mění v horizontu měsíců, možná spíš týdnů,“ popisuje brigádní generál Žid.
- 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
ČLÁNKY DO MAILU