Dragan KOSOVAC

1. novembar 2020.

Razvoj mobilnih i pametnih telefona tokom poslednjih dvadesetak godina najbolja je ilustracija ubrzavanja tehnološkog napretka i njegove neprestane implementacije u uređaje dostupne javnosti. Svake godine u prodavnicama osvanu novi modeli sa boljim i jačim procesorima, naprednijim senzorima, više memorije i skladišta, a na svakih nekoliko godina dešavaju se i skokovi u brzini povezivanja sa globalnom mrežom i uređajima u neposrednoj okolini. Na stranama „Sveta kompjutera” često ističemo kako je znatan napredak na polju raznih komponenata mobilnih telefona bitan pokretač i pomagač različitim domenima naučnog razvoja. Minijaturizacija, efikasnost, kao i kvalitet procesora i senzora od neprocenjivog su značaja na polju robotike, gde raspoloživost sve boljih komponenata direktno rezultuje stvaranjem sve naprednijih, kompaktnijih i ekonomski pristupačnijih robota. U laboratorijama kompanije Intel došli su na ideju da iskoriste činjenicu da se u pametnom mobilnom telefonu već nalazi dovoljno senzora i procesorske snage za upravljanje jednostavnom robotskom platformom, pa su se bacili na razvoj sistema koji će telefon bilo kog korisnika pretvoriti u malog, pokretnog robota. To bi, samo po sebi, već bilo prilično interesantno, ali dodatna stavka koja budi pažnju je cena samog sistema koja ne prelazi pedeset dolara!

Romo i oblaci

Da li je moguće da se niko do sada nije već setio da napravi ovakav uređaj? Odgovor je, naravno - nije moguće, ta ideja postoji već odavno. Još pre deset godina, profesor Džejms Kafner sa univerziteta Karnagi Melon je u Googleovom odeljenju za robotiku vodio grupu za razvoj „robota u oblaku”. Ideja oko koje se okupio njegov tim bila je da se iskoriste mogućnosti tadašnjih pametnih telefona za komunikaciju sa jakim računarom, koji će iz clouda biti „robotski mozak” za upravljanje uređajem konstruisanim od kocaka ili povoljnih komponenata.

Korak dalje od nekomercijalnog Googleovog istraživanja otišla je kompanija Romotive, sa uređajem Romo, koji je 2012. godine na Kickstarteru bez problema premašio traženih 100 hiljada dolara. Rezultat je mali guseničar na čijem vrhu se nalazi docking station za plejadu Appleovih uređaja,sa kojim takva celina postaje funkcionalni robot. Bili su podržani iPod Touch četvrte generacije, iPad 2 kao i niz iPhone modela (od 3GS do 5). Istina, mogućnosti ovog kombinovanog robota bile su relativno ograničene, ali nisu bile „za bacanje”. Tako je Romo bio u stanju da se kreće samostalno, izbegavajući prepreke, programiranim putem ili daljinskim upravljanjem. Takođe, Romo je imao mogućnost prepoznavanja lica korisnika i „reagovanja” putem serije šaljivih lica koja su se iscrtavala na ekranu mobilnog uređaja. Na kraju, tu je bila i opcija dvosmerne komunikacije putem video-poziva. Tako su korisnici Appleovih uređaja, navikli na znatno skuplje dodatke i periferije, po relativno niskoj ceni od samo 150 dolara, mogli da dobiju zabavnog, kućnog robotića. Ipak, taj uređaj je, pored svega, i dalje efektivno bio samo malo naprednija igračka, a povezanost sa Appleovim uređajima značila je odsustvo šire kompatibilnosti.

Evolucija

Aktuelnu generaciju malih robota koji se koriste u edukativne i zabavne svrhe čine prilično dobri uređaji, čija cena se kreće između 200 i 400 dolara. Tako je, na primer, DuckieBot, edukativno/razvojna platforma fondacije Duckietown, zasnovan na računaru Raspberry Pi 3 i u svojoj najnaprednijoj verziji košta 300 dolara.

Nvidia, takođe, pomaže razvoj robotike svojom linijom JetBot uređaja, zasnovanih na platformi Jetson. Glavna namena ovih robota na točkovima, zasnovanih na hardveru kompanije Nvidia, jeste razvoj veštačke inteligencije, kako u domenu analitike video signala, tako i razvoja sistema za autonomnu vožnju. Većina JetBota može da se nabavi za oko 250 dolara.

Model DeepRacer iz kompanije AWS kombinuje performanse trkačkog automobila i terenskog vozila u minijaturizovanom pakovanju. Njegov sistem za autonomnu vožnju zasnovan je na mašinskom učenju i oslanja se na procesor Intel Atom, operativni sistem Ubuntu 16.04.3 LTS i Intel OpenVINO toolkit. Cena ovog uređaja je 400 dolara, pa ne čudi što je pored „običnih” senzora i kamera opremljen i LIDAR-om (laserskim detektorom okolnih objekata).

U vrhu komercijalne ponude je DJI Robomaster S1, koji može da se nađe u domaćim prodavnicama za oko 68 hiljada dinara. Ovaj robot na točkovima kombinuje učenje i zabavu, jer sa jedne strane predstavlja odskočnu dasku za usavršavanje programskih jezika i razumevanje AI sistema, a sa druge je njegova centralna komponenta - top koji lansira kuglice od gela. Na telu robota nalaze se i pločice osetljive na pritisak koje detektuju udarce kuglica, pa je sa nekoliko Robomastera moguće organizovanje pravih robotskih deathmatch okršaja. Programiranje S1 moguće je i preko mobilnih uređaja (podržani su i Android i iOS) i Windows računara.

OpenBot

Dok cena svih pomenutih uređaja nije toliko velika u odnosu na njihove mogućnosti, ona i dalje nije dovoljno niska da bi mogla da se smatra nečim što svako može da priušti. Tu na scenu stupa platforma OpenBot - sledeći logičan korak u evoluciji navedenih robota. Ovaj projekat sproveden je u delo u Intelovoj Laboratoriji za inteligentne sisteme (Intelligent Systems Lab - ISL) sa jasno definisanim ciljevima da se što širem krugu korisnika omogući pristup kvalitetnom robotu koji će od koristi biti kako hobistima, tako i naučnicima i obrazovnim ustanovama.

Matijas Miler i Vladlen Koltun sa Univerziteta Kornel, objavili su krajem avgusta ove godine naučni rad kojim prikazuju platformu OpenBot razvijenu u ISL. Osnova ovog projekta je konstatacija da aktuelna generacija komercijalnih robota koje ljudi koriste ili košta previše ili su, zarad niže cene, žrtvovane njihove ključne karakteristike: kvalitet senzora, komunikacione mogućnosti i računarska snaga. Predlog rešenja za taj problem je platforma OpenBot. Ideja iza ove platforme je stvaranje malog električnog vozila koje korisnik može sam da sklopi od delova koji ne prevazilaze ukupnu vrednost od 50 dolara. Takvo vozilo postalo bi telo robota, a ulogu njegovog mozga, očiju, ušiju i usta preuzeo bi bilo koji standardni Android telefon.

Razlog za nisku cenu vozila koje se koristi kao telo OpenBota je taj što autori nisu pokušali da sami projektuju i proizvode njegove delove, već su se okrenuli postojećim komponentama koje hobisti koriste već godinama. Tako je jedini „novi” deo robota, zapravo, plastična šasija koja nosi sve ostale delove, a on može da se napravi na 3D štampaču za samo pet dolara. Zatim, sa sajtova za hobiste može da se nabavi štampana pločica sa motorom po ceni od tri dolara, brzinomeri koji koštaju dva i točkovi za tri i po dolara. Najskuplje komponente predstavljaju baterije od sedam i Arduino računar od osam dolara. Sve te komponente mogu da se sklope u finalnu verziju vozila za manje od sat vremena, koristeći osnovni pribor hobista: šrafciger, klešta i lemilicu. Autori, takođe, navode da ako se koristi štampana pločica sa njihovim specifikacijama, a ne „obični” Arduino, vreme sklapanja iznosi manje od petnaest minuta.

Mogućnosti OpenBota su već impresivne u poređenju sa ranijim predstavnicima ove vrste robota, ali autori ističu da je najbitnija karakteristika njihove platforme to što kada korisnik pređe na novu generaciju mobilnog uređaja, unapređuju se i mogućnosti njihovog robota. Aktuelni OpenBot je u stanju da prati osobe ili objekte, zahvaljujući softveru zasnovanom na Single Shot MultiBox Detector MobileNet algoritmu. Zatim, njegov sistem za autonomnu navigaciju radi u realnom vremenu na telefonima srednje klase, zahvaljujući tome što koristi rutine kojima je za funkcionisanje potrebno „samo” 1,3 miliona parametara (dosadašnji softver uporedivog kvaliteta koristi minimalno 9 miliona parametara).

Najznačajnija karakteristika OpenBota je, ipak, to što se radi o potpuno otvorenoj platformi koja može da se preuzme besplatno sa GitHuba. U paketu se nalaze svi planovi za konstrukciju robotskog tela, fajlovi za 3D štampu tela, firmware za on-board Arduino računar i softver za Android telefon, koji postaje sastavni deo finalnog robota. Takođe, platforma ostavlja slobodu korisnicima da dalje unapređuju i modifikuju svog robota po želji. Autori platforme se nadaju da će ovako pristupačan robot naći svoje mesto u istraživačkim timovima kojima je potreban jeftin i jednostavan pokretni robot za praćenje, kao i, mnogo bitnije, u programima obrazovnih ustanova gde će sledeća generacija programera i stručnjaka za robotiku moći da svoje znanje primeni u praksi.

U Intelu su svesni da sav rad neophodan za dugoročni uspeh ove platforme ne sme da padne isključivo na pleća zajednice korisnika, već i ISL mora da nastavi podršku OpenBotu. Tako se neprestano radi na usavršavanju robotskog tela ovog uređaja, kako postojećeg modela, kako bi njegovo sklapanje bilo još jednostavnije, tako i novih verzija koje bi omogućile konstrukciju većih uređaja koji bi mogli da ponesu jači motor i veću bateriju. Sem toga, autori se nadaju da će u nekom trenutku, kada delovi robota i njihovo sklapanje postanu dovoljno jednostavni i povoljni, razne kompanije postati zainteresovane da proizvode i prodaju komplete sa različitim varijantama tela za OpenBota.

Postojanje platforme OpenBot je odličan pokazatelj da velika kompanija kao Intel može da bude pokretač nečega pozitivnog, bez da je glavni pokretač profit. Ovaj sistem svakako će pomoći velikom broju perspektivnih programera i entizijasta da steknu neprocenjivo iskustvo iz prve ruke u radu sa robotima. Trenutno možemo samo da naslutimo koje će sve pozitivne efekte OpenBot imati na napredak i razvoj tehnologija, ali je sigurno da će sa godinama i napretkom mogućnosti mobilnih telefona na koje se ovi roboti oslanjanju, domet tih pozitivnih efekata nastaviti da raste.