RAICO ( Robot with Artificial Intelligence based Cognition) је интелигентни мобилни робот са когнитивним способностима утемељеним на вештачкој интелигенцији и у потпуности је развијен у Лабораторији за индустријску роботику и вештачку интелигенцију Машинског факултета Универзитета у Београду. Робот, од милоште назван Рајко, резултат је вишемесечног преданог рада чланова Лабораторије и Лазара Ђокића, студента мастер академских студија на Модулу за производно машинство.
Лазар Ђокић са роботом RAICOM
Овај млади ентузијаста и заљубљеник у роботику, недавно је веома успешно одбранио свој завршни мастер рад на тему „Стерео визуелно управљање интелигентног мобилног робота у функцији детекције удаљености карактеристичних објеката у оквиру сцене“, под менторством проф. др Зорана Миљковића и уз изузетну подршку доц. др Милице Петровић и докторанда Александра Јокића, мастер инжењера машинства.
Представљајући сјајне резултате до којих је дошао током рада на овом сложеном мултидисциплинарном пројекту, Лазар је најавио развој новог колаборативног мобилног робота, на којем ће радити током усавршавања на докторским студијама. Реч је о интелигентном роботском систему који ће путем својих способности машинског учења моћи да „комуницира“ са другим роботима, уз препознавање објеката у свом технолошком окружењу.
На Машинском факултету у Београду, област роботике, као образовна и научноистраживачка област постоји још од 70-тих година прошлог века. Велики допринос развоју ове научне области дао је академик Миомир Вукобратовић. Он је био оснивач светски признате Београдске школе роботике, а био је и гостујући професор на Катедри за производно машинство. Својим пионирским радом са сарадницима, отворио је ново поље у развоју машинског инжењерства у Србији. Развио је тачку нултог момента – теоријски модел кретања хуманоидног робота, а и данас је то основни концепт на коме се заснива кретање свих врста андроида.
Интелигентни мобилни робот RAICO
Интелигентни мобилни роботски систем RAICO, који је развијен са основним циљем да, у датом лабораторијском моделу технолошког окружења, самостално изврши унутрашњи транспорт и манипулацију материјала и делова, на најбољи начин потврђује ту традицију. Истовремено, говори и о томе да курикулуми и квалитет образовања на Машинском факултету у Београду стоје „раме уз раме“ са образовањем инжењера на водећим светским универзитетима.
Нас је интересовало због чега је Рајко тако јединствен и шта је то по чему се разликује од других интелигентних мобилних робота са когнитивним способностима. „То је његов стерео визуелни систем, који се састоји од две индустријске камере. Захваљући њима и новоразвијеним оригиналним алгоритмима машинског учења, Рајко може да оцени удаљеност технолошких ентитета у оквиру датог лабораторијског модела технолошког окружења“, објаснио је Лазар .
На питање да ли овај роботски систем може да нађе примену у реалном технолошком окружењу, доц. др Милица Петровић је истакла да је крајњи циљ истраживања да оно што је развијено у лабораторијским условима буде применљиво у реалном окружењу. „То значи да би Рајко радио првенствено на технолошким задацима унутрашњег транспорта. Односно, он би носио материјале и делове од једне машине до друге и вршио манипулацију тих, како једном речју краће кажемо, објеката. Истовремено, био би свестан себе, свог окружења и задатака које треба да обави“, навела је наша саговорница.
Одбрана мастер рада пред комисијом (проф.др Бојан Бабић, доц. др Милица Петровић и ментор, проф. др Зоран Миљковић)
Рајко не би имао остварене когнитивне способности и не би био интелигентан да нема „уграђене“ технике вештачке интелигенције које је, према оцени доценткиње Петровић, Лазар перфектно применио. С тим у вези, занимало нас је које су технике вештачке интелигенције примењене. Да ли су и оне развијане у Лабораторији за индустријску роботику и вештачку интелигенцију или су коришћена позната искуства?
„Многе од примењених техника развијане су нашој лабораторији, са новим значајно модификованим алгоритмима машинског учења и оптимизације. Конкретно, за овај робот коришћене су CNN, BP вештачке неуронске мреже и урађена је функционална апроксимација рада погонског система, као и напредно процесирање дигиталне слике објеката, а примењене су и оптимизационе технике вештачке интелигенције, попут генетичких алгоритама. Ове технике омогућиле су да се робот креће жељеном брзином, без обзира на дејство поремећајних сила током његовог кретања“, објаснио је Лазар.
Према речима др Петровић, вештачке неуронске мреже, омогућиле су роботу интелигентно понашање у многим ситуацијама и то на основу искуства (емпиријско управљање робота), параметара којима је обучаван и оригиналних алгоритама машинског учења. „Вештачке неуронске мреже су развијене на основу аналогије с људском неуронском мрежом, која човеку омогућава да учи на основу сопственог искуства. То значи да је и наш робот способан да учи. Односно, да уочи сваку промену у датом окружењу и томе се прилагоди“, објаснила је др Петровић.
Оно што треба посебно истаћи јесте то да су компоненте попут DC мотора, процесора, мерних елемената, као и сензорика, за конфигурисање мобилног робота RAICO, обезбеђене једним делом из средстава пројекта развоја високог образовања под називом „Информационе технологије у производном машинству“, а које је финансирало Министарство просвете, науке и технолошког развоја Републике Србије. Оно што нису могли да им обезбеде због ограничених средстава, осмишљено је и опредмећено на 3Д принтеру у самој Лабораторији, као и машинском обрадом у Заводу за машине алатке Машинског факултета, и то сопственим средствима.
За Лазара, највећи изазов током пројекта било је напредно и сложено програмирање. „То је био најтежи део. Електроника, као научна дисциплина, није примарно заступљена на Машинском факултету у Београду. Ипак, уз менторство професора Миљковића и консултације са докторандом Александром Јокићем, робот РАИЦО је успешно развијен и напредно програмиран“, закључио је на крају разговора, Лазар Ђокић, сада већ, мастер инжењер производног машинства.
***************
Реч ментора
Проф. др Зоран Миљковић, руководилац Лабораторије за индустријску роботику и вештачку интелигенцију Машинског факултета у Београду, као ментор рада, има само речи хвале за свог студента Лазара Ђокића, оцењујући да његова преданост и уложени труд представљају озбиљну припрему за наставак усавршавања на докторским студијама нашег факултета. “Препознао сам Лазаров потенцијал и његову амбицију да се даље усавршава кроз рад на сличним пројектима развоја интелигентних роботских система. Као његов ментор и вишедеценијски истраживач у роботици, бићу у функцији даљег развоја прототипова мобилних робота и мехатронских система, са когнитивним способностима заснованим на техникама вештачке интелигенције. То је, једноставно, императив савременог доба, који захтева нови профил инжењера и експерата за индустрију четврте технолошке револуције, а који ће се ускоро, на новом мастер академском студијском програму Индустрија 4.0, школовати и на Машинском факултету у Београду“, истакао је проф. Миљковић.
Професор Миљковић и доценткиња Петровић са студентима
Шта овакви пројекти значе за вас као професора на Машинском факултету и руководиоца Лабораторије за индустријску роботику и вештачку интелигенцију?
Првенствено, правилно усмеравање наших професорских и научноистраживачких активности, што је потврђено и међународном акредитацијом Немачке акредитационе агенције ASIIN, односно читаве Европе. С тим у вези, подсетио бих да су немачке колеге, приликом недавног реакредитационог процеса, биле пријатно изненађене мастер радовима наших студената, оценивши да су неки од тих радова су изнад захтева које они постављају својим дипломцима у Немачкој, а знамо да су управо они творци савременог приступа Индустрија 4.0.
Пројекат развоја интелигентног мобилног робота је изразито мултидисциплинаран. Које су научне дисциплине обухваћене овим пројектом?
Као и предмет Интелигентни технолошки системи, у оквиру кога је урађен мастер рад, а који је обавезни предмет у трећем семестру на мастер програму Модула за производно машинство, мултидисциплинарност је саставни део и овог пројекта којим су обухваћене многе научне области и дисциплине. Међу њима су математика и механика, програмирање, роботика, вештачка интелигенција, као и дигитализација, која обухвата обраду дигиталине слике и обраду дигиталног сигнала и наравно, управљање, као посебна област унутар које се развијало оно што ми данас зовемо интелигентно управљање мехатронских система којима припадају роботи попут Рајка, а без којих се не може говорити о Индустрији 4.0. Значи, све ове области и дисциплине су садржане у овом мастер раду. Кандидат, на крају мастер академских студија, би морао да овлада, у значајној мери, свим тим областима и дисциплинама, а то није једноставно.
Професоре ви сте један од експерата у Европској комисији за рангирање Хоризонт 2020 пројеката. Колико су овакви пројекти добродошли?
Трудим се да, поред личног ангажовања у овим активностима под окриљем Европске комисије, представљам не само Универзитет у Београду, Машински факултет и Лабораторију за индустријску роботику и вештачку интелигенцију, него и Србију као земљу у којој је чувена Београдска школа роботике и даље на високом нивоу. Светским научним круговима, посебно свим роботичарима, добро је познато да та школа егзистира више од 50 година. Многи су у свету учили од нас, првенствено од академика Рајка Томовића и Миомира Вукобратовића, као и од нас роботичара са Машинског факултета, почевши од проф. Драгана Милутиновића, оснивача наше Лабораторије.
Радећи дванаест година на рецензијама и рангирању предлога пројеката, као и током мониторинга реализације финансираних пројеката, у домену Европских научних фондова, раније ФП7, а данас Хоризонт 2020, апсолутно сам уверен и одговорно тврдим да су наши нивои и садржаји истраживања у роботици и вештачкој интелигенцији „топ левел“ и у тим пројектима. Моја очекивања су да смо, уз најављена додатна улагања наше државе Србије у вештачку интелигенцију и когнитивну роботику, спремни за изазове у „тешкој конкурентској утакмици“ за финансирање оваквих европских пројеката, а који су добродошли и свуда у свету.
Аутор: Ивана Субашић