Roboti

S krokovými motory dobrého robota nepostavíte.

18. července 2017 v 5:29 | Petr
Při psaní článku o tom, že navzdory snům o "nekonečné rychlosti" technické evoluce během technologické singularity - tato poběží maximálně tou rychlostí jakou "umělá inteligence" stihne své nápady testovat jsem se opět zamyslel nad mým oblíbeným tématem - zvířátka jako roboti a roboti jako zvířátka.

Tedy co je potřeba k přežití hmyzu - nějaká čidla ( často dosti vyspělá ) která detekují důležité věci - něco málo světa okolo, potravu, sexuální partnery, predátory a jiná nebezpečí. Takový brouk, který má mozek zvíci 1 / 100 000 velikosti lidského nepotřebuje produkovat filosofické traktáty. Někdy stačí i brutálně jednoduchý datový procesing na principu "taxe".

Příklad "fototaxe" - svítíte li hmyzu do levého oka - pravé nožičky kmitají rychleji - to je "pozitivní fototaxe" neboli "cesta za světlem". Jiste jě vám jasné, že existuje i "negativní fototaxe" kdy svícení do levého oka vede k rychlejšímu kmitání levých nožiček a brouk se tím odvrací od světla. Totéž reakce na chemické podněty alias "chemotaxe" na jejímž principu : "čmuchání feromonů" levým a pravým tykadlem často funguje sex. Jestli vám to připadá primitivní vězte, že "psí čenich" má jen tři rozdíly oproti lidskému
  1. Je mnohem citlivější
  2. dovede lépe pracovat s nepatrnými rozdíly intenzity pachů ( běžela srna zleva doprava nebo zprava doleva
  3. psi dovedou čichat každou nosní dírkou zvlášť - tedy vnímají rozdíl pachů zleva a zprava a na tomto jednoduchém pricnipu "pozitivní divočáko-taxe" naženou pánečkovi nedělní oběd.
Jasné ? V čem je tedy problém ? Máme brouka, který má vysoce sofistikovaná čidla, brutálně jednoduché plánování chování často na principu nejprimitivnějších reflexů a potom musí mít vysoce rozvinutou motoriku. Jinými slovy - na nalezení partnerky stačí chemotaxe založená na pár desítkách neuronů - problém je jak na cestě neupadnout, umět se převrátit ze zad zpátky na nohy, nikde se do ničeho nezamotat, neutopit se atd. ERGO brouci jsou postavení takto : velice pečlivě konstruovaná čidla, primitivní ( až nulové ) plánování trasy a pečlivě řízená motorika.
To je prakticky zrcadlově obráceně než to dělají inženýři robotici, ale pro naprosto důkladné objasnění probereme ještě situaci u člověka. "Výpočetní výkon" na jednotku plochy mozkové kůry se zdá být konstantní - ergo jak velká oblast mozku řídí danou funkci tak velký výpočetní výkon teto funkci "matička evoluce věnovala". Jasné ?

Proto mrkněte na obrázek mozku. Červeno-modře vybarvené oblasti jdoucí od středu šikmo dozadu jsou hlavní motorické a senzitivní oblasti mozku, které ohraničují "centrální rýhu" Kouzlo je v tom, že veškerá mozková hmota, co je od centrální rýhy dozadu se věnuje různým levelům analýzy dat z čidel - neboli smyslovému vnímání. Naopak VEŠKERÁ mozková hmota která je od centrální rýhy směrem dopředu se věnuje různým levelům plánování a řízení pohybu. Podíváte li se na obrázek zjistíte že "centrální rýha" se takto nejmenuje nadarmo, protože děli mozek na přibližně stejně velké poloviny. STEJNĚ VELKÉ - neboli analýze dat věnuje mozek stejnou kapacitu jako plánování pohybu.

Teď rozkliněte zdrojové texty posledního software vašeho posledního robota a spočtěte kolik řádek kódu se věnuje čidlům a plánování a kolik se věnuje řízení pohybu - a pak mluvte ! Právě proto různé "obezličky" které robotikům umožňují ignorovat důkladné řízení pohybu vedou k zaostalosti robotů a de-facto vedou k "Moravcovu paradoxu" - jakože krokovými mototy ( bez zpětné vazby ) řízený CNC obráběcí stroj, nebo 3D tiskárna je "táákhle" přesnější než člověk, ale jen do té doby dokud se nepokazí a není třeba povolit tu "zatraceně špatně přístupnou" matičku vzadu vlevo dole. Kvůli takovým matičkám - nedostupným rameni se 3 krokovými motory zatím nemáme roboty-opraváře, ze stejného důvodu nemáme robotické zdravotní sestry, robotické pradleny, robotické kuchařky, robotické automechaniky a spoustu dalších, které skutečně budeme mít asi až "konstrukci robotů převezmou roboti", kteří nebudou líní dát robotickému chapadlu 100 kloubů 100 motorů a 100 jader procesoru řídících jejich pohyb.

Na závěr Historka č. 1. amatérský malíř a pastýř ovcí Giotto di Bondone žádal o zakázku na portrét papeže Bonifáce VIII. když se papežovi zástupci ptali proč bychom měli dát zakázku vám - nýmandovi ze salaše - vzal uhel a na stěnu namaloval kruh, který byl tak přesný, že ani přineseným kružítkem nezjistili žádnou měřitelnou odchylku - tak zakázku dostal a pak mnoho dalších a dnes je znám jako jeden z prvních malířů, kteří zcela realisticky namalovali Haleyovu kometu jako "Betlémskou hvězdu" na stěnu kaple Scrovegni v Padově.

Historka č. 2. u prvního robota jsem chtěl předvést jak "dělají motoriku" biologicky vzdělaní konstruktéři robotů - tak jsem vyrobil ultra složitý software, který jezdil robotem po hladce navazujících úsecích parabolických oblouků - a v kategorii "volná jízda" na robotickém dni roku 2005 se mi dostalo komentáře : "naše kočka taky umí kličkovat po místnosti". Neboli Moravcův paradox podporuje sám sebe. Nezanedbatelné množství veřejnosti a pravděpodobně i nezanedbatelné množství kapitánů průmyslu si myslí že "i blbé zvíře se umí pohybovat plynule", ale "cukání po zubaté čáře", silou krokových motorů, bez zpětné vazby, to vyžaduje "opravdového robota" - což mimochodem naznačuje, že robotická motorika se jen tak nezlepší a to ani tam, kde by k tomu byly podmínky, jako třeba u robotů od Boston dynamics v soutěži "DARPA robot challenge".

Tempo moderní technologie.

30. května 2017 v 5:00 | Petr
Představte si následující situaci - v roce 1827 postavíte z bodu A do bodu B - řekněmě z Českých Budějovic do Lince konespřežnou dráhu - tedy železnici taženou koněm. Pak ji léta letoucí rutinně provozujete a to tak, že mezitím stihnou vyrůst dvě generace lidí, kteří mají s jejím provozem dokonalé zkušenosti a navíc v okolním kraji vyrostou dvě generace lidí, kteří mají naprosto jasno v hospodářských důsledcích této trati. Mezitím se v Anglii i jidne zavede parní trakce, tedy nejprve primitivní lokomotivy Stephensonovského typu - které opět celé jedné generaci ajznboňáků ukážou své vlastnosti, schopnosti a chyby. Nakonec se parní lokomotivy zdokonalí natolik, že i dráha z Budějovic do Lince je v roce 1872 přestavěna na parní trakci, která na této trati vydrží až do 50. let 20. století. kdy dráhu z politických důvodů přeruší železná opona.

Vídíte jasně ten problém ? Přišla technologie X provozovala se přes 40 let - vychytaly se všechny mouchy ( v mezích jejích možností ), pak přišla technologie Y - provozovala se dalších 40 let - opět se vychytaly všechny mouchy - pak přišla technologie Z - za dalších 40 let dosáhla maxima svých technologických možností a tak dále a tak podobně. Ba dokonce bych si dovolil podtrhnout slovo "všechny mouchy" tedy včetně důsledků na společnost a na kraj. Přinesla koňka bohatství, nebo odvezla práci do Rakous a nechala za sebou bídu ??

Nemohu si pomoci, ale proti tomu vidím v ostrém kontrastu dnešní technologie a dnešní vývoj společnosti. Notoricky opakovaný příklad - máme software plný chyb, který se přestává pro "zastaralost" používat právě v okamžiku, kdy se nejhrubší z nich podaří odstranit. Nemluvě o podtržení slova "všechny" nedostatky technologie. Tedy pokud by koněspřežná dráha zbídačila Jižní Čechy přestavovala by se pozdeji na parní provoz ?

Navíc - odhlédneme-li od chyb každé nové technologie stále je tu ještě otázka významu dané novinky. Je to důležitá věc ? Blbina, nebo něco mezi ? Pro krátkost zkušenosti dnes nikdo neví, takže nakonec musíme z marketingového hlediska prohlašovat o každém prdu že to je "převratný objev" a tímto neustálým proudem "převratných objevů" pak přiživujeme bubliny nesmyslů, které často prasknou už jen z frustrace nad nenaplněnými rychlo-očekáváními. Třeba jako "smart domácnost" nebo "3D televize", které by se třeba obojí chytly kdyby dostaly svých 40 let pomalého vývoje, alespoň jako dráha tažená koněm, o které se dneska ( právě pro tu pomalost vývoje ) mluví jako o "tááákhle zaostalé" !!

Při té příležitosti mě napadl dávný rozhovor s mladými kolegy ve špitále, při kterém jsem byl označen za cynika neb jsem prohlásil : "účinný lék poznáte podle toho, že jeho jméno slýcháte ještě příští rok...."

Samozřejmě že je drzost porovnávat "3D televizi" která je téměř neužitečná s koňskou dráhou, která revolucionalizovala dopravu zboží i osob, ale pojďme fantazírovat dále. Už jsem se zmiňoval, že něco jako "Umělá inteligence" a "Technologická singularita" na ní stojící bude založena na tom, že "stroj vyrábějící jiné stroje" bude mít modul návrhu nových strojů a potom modul hodnocení těch už vyrobených, známý programátorům též jako Fitness funkce, aby se z ( rostoucí ? ) hodnoty "Fitness" mohla poučit a v další generaci vyrobit stroje ještě lepší. Dokonce už jsem psal, že fitness funkce nejde nastavit tak, aby u opravdu autonomního a opravdu inteligentího stroje nevznikalo riziko pro lidi. A na základě toho jsem spekuloval, že "umělá inteligence nebude", protože nakonec klíčové osoby ztratí odvahu "to spustit". ( Nebo neztratí a pak třeba nebudeme my. )
Dneska bych si dovolil poznamenat jiný aspekt této věci - buď nějakou technologii testujete 40 let a pak fitness funkce měří průměr z tisíců a tisíců případů ( vypravených koňských spřežení ) a proto má ( téměř ) nulovou chybu / nejistotu své hodnoty. Proto můžete velice přesně srovnávat hodnotu "Fitness" koněspřežné železnice s hodnotou "Fitness Anglické parní lokomotivy" a pak s minimálním rizikem chyby rozhodnout. Naopak z definice "technologické singularity" vyplývá, že vývoj technologií v singularitě se bude urychlovat až k nekonečnu - tudíž "doba získávání zkušeností" ( a jejich kvalita ) bude klesat k nule. Příklad : Vypravíte novou lokomotivu verze A a ona dojede do cíle, pak vypravíte lokomotivu verze B a ta dojede taky. Více času na testování už nemáte, takže která se stane základem pro další vylepšování ? Nebo raději obě, pak 4, 8, a nakonec 299999 ? A jak se rozhodnete příště, když urychlování vývoje vám nedá čas ani na jednu celou jízdu, nebo dokonce na vůbec žádnou jízdu ?

Přesně v této situaci se už mnohde nacházíme. Zde na tomto blogu jsou v poslední době nejčtenější články o automobilismu. Bude se vývoj ubírat cestou elektromobilů ? Vodíkových aut ? Jiných "alternativních paliv" ? Nikdo neví. "Jasno" v těchto věcech mají jen lobbisti pro konkrétní technologii. Tato nejistota z nedostatku zkušeností však nebrání vládám, aby na "subvence pokroku" rozhazovaly peníze daňových poplatníků plnými hrstmi.

Teď se ozvou námitky, že "nejistota hodnocení" nové technologie je jenom "provozní detail", který se odstraní ( třeba ) urputným simulováním nové technologie v počítačích, protože tam nejsme omezování pomalostí "fyzického světa". Ano - předpokládejme že urputným simulováním snížíme "zbytkovou chybu" tedy "vzdálenost" od simulované verze stroje k neznámému ideálnímu řešení z 1% na 0.1%. Je to výhoda a úspora času ? Někdy ano, jindy však může dojít k tomu, že řešení s 0.1% chybou bude ke vzniku závažných problémů potřebovat 10x delší čas a dlouhá nekomplikovaná funkce "0.1% stroje" mezitím zavede vývoj jeho následovníků na špatnou cestu. Nemluvě o neschopnosti kohokoliv ( včetně umělé inteligence ) "očekávat neočekávané". Nemluvě o potížích typu nedostatečné přesnosti reálných čísel v počítačích, nebo Heisenbergova principu neurčitosti, které vylučují dokonalou přesnost jakékoliv simulace. Nakonec tedy stejně až vypuštění nové technologie do "pomalého" reálného světa, přinese nejhodnotnější informace bez rizika skryté, ale zásadní chyby.

Nepatrná poznámka k těm procentům - budete namítat, že technologie s 0,1% chybou je "téměř dokonalá" - a že vlastně řešit nedokonalosti na této hladině je nesmysl. Dovolím si nastínit dva kontra-příklady : Je mezi "iPhonem verze 7", ze kterého shoppaholičky omdlévají a mezi Samsungem pro důchoce větší rozdíl v "použité technologii" než 0.1% ? Nebo drsnější příklad : stačí selhání 0,1% součástek aby z pasažérů dopravního letadla bylo 300 mrtvol ?

Problémy s testováním možná povedou k paradoxu, kdy "virtuální technologie" alias software bude nápadně vyspělejší než hardware, který se musí "testovat realitou" a proto bude stále ještě připomínat pohrobky dnešních dob. Nebo naopak - software se bude měnit častěji, proto bude chybovější, protože v otázkách fyzických strojů bude "technologická singularita" přinucena být konzervativní a více sázet na "osvědčená řešení". Případně další možnost - "technologická singularita" sama sobě zdůvodní zbytečnost testování na hladině 0.1% chyby a po pár cyklech nezdařeného zlepšování bez zpětné vazby začne chrlit "výrobky - zrůdy", asi jako dvouhlavá a šestinohá telata černobylských krav. Nebo se taky může stát, že se umělá inteligence "udělá pro sebe" ve stylu nekomunikujících počítačů v románu Golem XIV ignorujících primitivní a pomalý fyzický svět. Pak bychom museli ( my lidi ) následovníky současných strojů konstruovat "ručně" v AutoCadu, MicroStationu a Catii jak je to běžné dneska ? ( Kdoví jestli by to nebylo nejlepší. )

Ha : právě jsem na to příšel : když na kolegově 4 jádrovém 3 gigahertzovém Intelu i7 čekám až z Wordu zmizí přesýpací hodiny, které michodem mizí pomaleji než v "Ami-pro" na 486 - právě v tomto okamžiku si "technologická singularita" uvnitř našich počítačů sní / simuluje svůj vlhký sen o "dokonalém Matrixu" bez "protivné reality a ďábla, co se skrývá v detailech". V reálném světě však asi ani supergeniální umělá inteligence nebude schopna produkovat stroje takovým způsobem, že bez důkladného otestování jedné generace vyrobí další generaci "údajně lepší". Možná je příliš pesimistické tvrdit, že evoluce živočichů byl ten "nejrychlejší možný vývoj". Na druhé straně začínám být přesvědčen že "exploze technologie", kterou očekávají techno-optimisti bude ve skutečnosti daleko pomalejší - pokud vůbec bude znatelná a nebude to náhodou jen "exploze ( chybami zamořených ) kravin", kterou zažíváme už dneska. Každopádně : Ať pomalu nebo rychle ani v jednom případě není důvod se zneklidňovat. Co nám chybí v rychlosti opravového technického vývoje to 100% doháníme rychlostí produkce marketingového žvástu o raketovém pokroku spousty - převážně zbytečných - věcí.

Umělá inteligence nebude !!!

21. března 2017 v 5:41 | Petr
Je to téměř filmové klišé - scénárista chce natočit film o "umělé inteligenci" tak si vymyslí vědce, kteří postaví "superinteligentní superpočitač". Na takové hračky má peníze především armáda - ergo diváci nejsnáze zkousnou když je to vojenský "obranný" superpočítač a ten ihned po zapnutí místo na "nepřítele" nesmiřitelně zaútočí na vlastní lidi.

Jistě si říkáte : "haha zase koukal na filmy o Terminátorech", ale tato idea je daleko starší - doporučuju třeba shlédnout Colossus The Forbin project, opravdové hard-sci-fi Vesmírnou odyseu 2001 a řadu dalších. Otázka zní - sdělují takto hloupí teatrologové matematkům něco více, než jenom úmorně se opakující stejnou zápletku ? OK tedy jak by taková umělá inteligence mohla být naprogramována. ? Je jisté, že software tohoto typu potřebuje minimálně dva moduly - jeden navrhuje postup činnosti a druhý hodnotí jeho úspěšnost. Ponechme teď stranou navrhování postupu a představme si hodnotící modul.

Hrubě zjednodušená představa hodnocení - záchrana lidstva = 100 bodů , zánik lidstva = 0 bodů. Jelikož se jedná o experimentální software jistě bude plný nějakých pojistek ( červených tlačítek ), na kterých bude generalita držet ruku. Co je pak z hlediska krystalicky čisté logiky větší nebezpečí : potenciální a nejasné akce protivníka, nebo generalita o které je 100% známo že má schopnost "Skynet vypnout" ? Je jasné že, aby se nerealizovala varianta "vypnutí Skynetu" která pro Skynet znamená ohrožení splnění úlohy, první krok, který je třeba podniknout je likvidace všech osob, které mají možnost stisknout červené tlačítko.

OK představme si, že hodnotícímu modulu nabídneme nějakou odměnu i za červené tlačítko. Pokud to bude méně než 100 bodů - jsme tam kde v předchozím odstavci. Takže za stisk červeného tlačítka bude 110 bodů. Co je nejracionálnější z hlediska Skynetu - okamžitě stisknout červené tlačítko. Takže řekněme, že Skynet nemá možnost jej stisknout - co je pak logický krok - zaútočit na vlastní gereralitu a donutit ji v panice tlačítko stisknout ?!

OK takže červené tlačítko má stejnou hodnotu jako záchrana lidstva = 100 bodů. K čemu je potřeba vynaložit více práce a s dlouhodobou a nejistou perspektivou ? K obraně nebo k zastrašujícímu útoku na držitele tlačítka ? Tedy je jasné, že rakety opět startují. Takže si přestavme, že tlačítko je tajná funkce - Skynetu neznámá. Pak ovšem celá bezpečnost lidstva ( Ameriky ) stojí na inteligenci stroje, který má být schopen odhalit pikle vzdáleného protivníka a přitom není schopen odhalit pikle vlastních konstruktérů ?
Pak je tady ještě "Bruselké řešení", tedy umělá inteligence dostane výčet všech věcí, které jsou zakázány a "zabít vlastní obyvatelstvo" bude jednou z nich. Jak v tomto případě zajistíme, že umělá inteligence jejíž datový procesing je nám z principu obtížně pochopitelný nedojde k závěru, že tento výčet je omyl a vlastní obyvatelstvo je přece jenom nutné zabít a pak už je jenom otázka času než nalezne "mezeru mezi paragrafy" ? Příklad : "vyhláška" zakazuje sypání kyanidu draselného a dalších asi 107 jedovatých molekul do vodovodní vody - žejo ?! Znamená to, že se do vody nesmí nasypat ani 107+1 molekula právě objevená umělou inteligencí ? Nebo dojdeme k situaci, kdy pravidelná "novelizace" vyhlášky se o 30 sekund opozdí "a bude vymalováno" ?!

Pak je tu ještě řešení alá Stanislav Lem - Golem 14 - tedy umělá inteligence musí mít s lidmi pochopení a empatii. Což je dosti těžké si představit u umělé "osobnosti" na zcela jiné technologické bázi se zcela jinou "tělesnou formou" než lidi - zejména když jako příklad vezmeme třeba dnešní migrující mohamedány, kteří jsou svou biologickou podstatou s ostatními lidmi na 99.999% shodní, přesto jsou ( oprávněně ) považování za nebezpečí, jenom proto, že s námi nesdílejí ty "pravé křesťanské hodnoty"....

Nevyřešili jsme tedy umělou inteligenci, která ovládá jaderné rakety, ale je snadné namítnout, že bezpečnosti bude dosaženo pokud případná umělá inteligence nedostane tak nebezpečnou úlohu. Smutným faktem je, že do důsledku domyšleno - dokonalému splnění každého úkolu je nakonec člověk vždy překážkou, takže i práce na naprosto vedlejších věcech, jako je "globální oteplování", "zápach z úst" nebo rozvoz zboží nakonec může dojít do stavu, kdy umělá inteligence usoudí, že sama existence lidí je poslední 0.01% překážkou k dokonalému vyřešení zadaného problému.

Co z toho tedy vyplývá ? Nechci být pesimista ale pápá Asimovovy zákony robotiky, pápá přestavě ( bezpečné ) univerzální umělé inteligence a naopak možná je čas modlit se, aby autističtí miliardáři zbohatlí na internetu nebyli dost chytří nebo dost bohatí, aby nějakou opravdu nekompromisně inteligentní umělou inteligenci uměli postavit.

Poučení z hlavonožců.

4. srpna 2016 v 5:00 | Petr
Polovina prázdnin je pryč a je nutno dohnat dluhy vůči čtenářstvu - takže tu mám na papírku dvě poznámky : "mozek hlavonožců" a "mozek homosexuálů". Na politicky ožehavé téma dědičnosti pohlaví a sexuální orientace se podíváme někdy příště - dnes nám zbývají ti hlavonožci.

Asi se to nezdá možné, ale člověk má 95% zcela stejných genů jako pivní kvasinka Saccharomyces cerevisiae. Z tohoto pohledu pokud nějaké zvíře má s námi společné 99,9 genů - je to opravdový příbuzný, ale pokud má s námi méně společných genů než kvasinka - je to na pováženou. Existuje takové zvíře, které je s celou ostatní faunou do té míry nepříbuzné, že někteří genetici mluví o UFOnech mezi námí ? Ano existuje - jsou to hlavonožci.

Abychom neplavali v otázce, které zvíře je hlavonožec - vezměmě to systematicky Máme kmen měkkýšů, ze kterých dodnes žijí tři třídy mlži - tedy škeble, které se dělí na dvě velké skupiny s jednou a dvěma lasturami. Plži - tedy hlemýždi se spirálovitým domečkem a Hlavonožci, kde bych upozornil zejména na Loděnky a vyhynulé Amonity - kteří svojí spirálovitou schránkou jasně ukazují na příbuznost s ostatními měkkýši.

Už jsem tady mnohokrát zmiňova "Kambrijskou explozi" - tedy období několika desítek milionů let "evolučního šílenství" které trvalo asi tak 542 - 510 milionů let "před potopou". Pozoruhodné je, že před kambrijsou explozí měli živočichové podobu velmi primitivních - de facto ještě kolonií - izolovaných živočišných buněk ( ve stylu mořské houby ), po kambrijské explozi tu najenou byly všechny známé živočišné formy a tělesná schémata, která známe - čtyřnohá zvířata, šestinohá zvářata, osminohá zvířata. desetinohá zvířata ( sépie, olihně ), ještě-vícenohá zvířata atd...

Pozoruhodné je, že měkkýši se od zbytku živočišstva oddělili ( vznikli ) poměrně brzy někdy 530 milionů let "před potopou". Kouzlo je v tom, že "exploze" poté pokračovala dále, což na měkkýše vytvořilo obrovský evoluční tlak ve smyslu přizpůsob se novým zvířatům, nebo zhyň. Měkkýši "řešili" tento problém oběma možnými způsoby - stát se obrněným a nenápadným jako mlži a plži. Nebo stát se aktivním, chytrým, dokonalými smysly opatřeným predátorem jako hlavonožci. Něco se však muselo být špatně, protože hyperinteligentní predátoři, kteří se vyvinuli poměrně brzy nezaplavili celou ZeměKouli a opravdu ( navzdory nutkavému pocitu ) - vaše tchýně ani manželka nejsou potomky chobotnice.
Aby byla věc ješte zajímavější "není hlavonožec jako hlavonožec" tedy loděnky "s ulitou jako šnek" dávají svojí příbouznost s měkkýši daleko více najevo než třeba nejvyspělejší chobotnice. Loděnky mají nejenom ulitu, ale mají ještě primitivní oko - bez čočky na principu "dírkové komory". Další hlavonožci už nemají s měkkýši tolik společných znaků, ale třeba ještě sépie stále mají "sépiovou kost" - což není progresivní základ budoucí kostry, ale naopak "zaostalý" zbytek bývalé ulity skrytý uvitř těla "aby nepřekážel".

Když jsme u toho oka - je nutno poznamenat, že oko hlavonožců se vyvinulo odděleně a jiným mechanismem než všechy ostatní typy očí v živočišné říši - a je to patrně nejdokonalejší oko jaké "darwinovská evoluce" vymyslela, protože jediné vzniká tak "jak by jej postavili inženýři" - tedy se světlocitlivými buňkami na povrchu sítnice a nervy až za ní - tudíž i bez slepé skvrny. Naše oko je proti tomu primitivismus nedokonalé konstrukce, kde paprsky musí proniknout nejprve vrstvou nervových vláken než narazí na světlocitlivé buňky ( něco jako kasické a backlite CMOS senzory digitálních fotoaparátů) Hlavonožci vidí ostřeji než my a navíc vnímají polarizaci světla
Mozek hlavonožců se strukturou a velikostí vyrovná mozku menších savců. Je známo, že chobotnice dovedou řešit problémy, dají se u nich cvičit podmíněné reflexy ( jako u psů ), mají výbornou paměť a dokonalou orientaci v prostoru. Pozoruhodné je že jejich mozek je "mozek UFOna" zcela jiný než mozky na vývojové linii obojživelníci - plazi - ptáci - savci. Je například známo že jejich mozek nemá "somatotopické uspořádání" což je u "normálních mozků" naprostý základ, bez kterého si nedovedeme jeho funkci vůbec představit. Možná vám není jasné proč se rozplývám nad nějakým zašmodrchaným mozkem, když kdekdo má dneska mozek lepší. Kouzlo je ve slovu dneska. Nejstarší savci - malí hlodavci - mají mozek který se vyvinul před 150 miliony lety. Mozek chobotnice, se vyvinul před 500 milióny let, v době kdy "rozptýlená nervová soustava" alá medůza - byla běžnou normou. Přesto se dodnes většině savců vyrovná. Navíc si představte, že "pitváte" neznámý procesor, kde nic nedává smysl - žádné paměti, sběrnice, řadiče, aritmetické jednotky jen "mižmaš" stamilionů tranzistorů, který přesto "nějak funguje" - takhle vypadá mozek chobotnice optikou našich znalostí mozků savců.

Přesto "něco se stalo" a dnes nejsme potomci chobotnic, jenom nad jejich "cizokrajnou dokonalostí" kroutíme hlavou. Je tedy otázka, "kde udělala soudružka příroda chybu" a jestli se z toho lze poučit v oblasti techniky. Jak jsem zmínil měkkýši se do ostatního živočišstva oddělili poměrně záhy. Evoluce pokračovala a dospěla ke "čtyřnohému" tělesnému schématu ( které mají i ryby ). Vodní živočichové "čtyřnohého" typu vytvořili v oceánech drtivý tlak kdy "krysa krysu žere". Evoluce hlavonožců se musela tomuto tlaku přizpůsobit, avšak díky relativní primitivnosti měkkýšů k tomu neměla dostatek nástrojů.

Zejména tedy tři věci zcela běžné v živočišné říši měkkýšům ( hlavonožcům ) zásadně chybí -
  1. Základ páteře / tělesné struny alá "chorda dorsalis". Né proto, že by potřebovali základ páteře z hediska mechanické pevnosti těla, ale protože kolem "chordy" se přirozeně organizuje nervový systém ve stylu MOZEK / MÍCHA - což je něco jako Raspberry PI a jemu podřízené Arduino v robotech ;-))
  2. Cévní systém - hlavonožci jsou jediní měkkýši s "uzavřeným" cévním sytémem - kdy krev proudí v cévách a nerozlévá se volně tělesnými dutinami. Dokonce mají tři srdce - dvě prohánějí krev levým a pravým systémem žaber a "systémové srdce" žene (okysličenou) krev ze žaber do celého těla. Na druhou stranu jejich "tepny" nejsou houževnaté "vysokotlaké hadice" jako u plazů, ptáků a savců, ale mají daleko blíže k vakovitým "sinusům" - zálivům hlavní tělesné dutiny u ostatních měkkýšů. Navíc používají místo hemoglobinu pro přednos kyslíku daleko méně účinný ( jen 25% vazebné savčí kapacity ) hemocyanin s mědí místo železa jako "centrálním atomem". ( Proto mají "modrozelenou krev".... Prostě UFOni ).
  3. Třetí a poslední zásadní problém je "nemyelinizované" nervstvo . Nervová vlákna "v nornálních mozcích" mají obaly ze Schwanových buněk - které fungují ( doslova ) jako izolace na drátech, která snižuje ztráty a zkreslení signálu. Nevová soustava hlavonožců je postavena na "neizolovaných" nervech, které vedou impulsy pomalu a nepřesně. Touto perspektivou vzato je mozek hlavonožců ještě podivuhodnější než si můžeme myslet, zejména když si uvědomíme že nervstvo, které chobotnici řídí je jen o málo lepší než náš vegetativní systém, který už řídí jenom sekreci žlaz a pohyb hladkého svalstva.

K v čem je tedy zásadní rozdíl mezi chobotnicí a hrabošem polním ? Hraboše polního dostali do rukou nejprve inženýři strojaři a zajistili že všechna ložiska, páky a pumpy dokonale fungují, pak teprve tento "polotovar" přišel na stůl softwarovým inženýrům, kteří "mu napsali" mozek.
Chobotnice byl projekt "ajťáků" v obvyklém stylu "hlavní je software, hardware se už nějak dodělá" - bohužel nedodělá a chobotnice jsou "maximum možného" z hlediska "měkkýších technologií" - což však není "maximum možného" v rámci ostaních živočiců. S tím souvisí i "ufonovitost" těchto zvířat - matička příroda kombinovala co měla k dispozici, až se dostala do slepé uličky, ve které je už několik stovek milionů let, zatímco vývoj ostatních zířat dospěl až k tomu co se nám dnes jeví jako "norma pro všechny".

Jasné ? Nebo mám psát poučení, že pokud nefungují jednoduché obvody, dráty a čidla nemá smysl se pouštět do vyspělých funkcí, které nakonec narazí na chabý základ robota ? A že tohle se nijak "neokecá" protože to ani matička příroda "neokecala" ani za 530 miliónů let, ačkoliv se celou dobu jistě velice snažila !!!

Hluboká omluva robotikům

2. června 2016 v 5:57 | Petr
Loni v červnu jsem ve své obvyklé funkci - rozhodčího zápasů robotického Mini-Sumo běhal na Robotickém dni a nadšení mládeže bylo takové, že jsem sám zblbnul a běhal kolem "starých známých" robotiků mého věku - to jest pupkatých borců přes 40 a vykřikoval : "Pojďme udělat důchodcovskou rallye" - a měl jsem na mysli, že bychom jako my "starší a pokročilí" vyrobili autíčka pro disciplínu Robocarts, která je adrenalinová a legrační a s těmi bychom "smetli z hřiště" mládež.

Sám jsem dokonce měl vymyšleno jakým vozidlem se zůčastním a mojí ideou byl "bristlebot" gigantickýh rozměrů - tedy kartáč vybavený vibračním motorkem, který by se drahou pohyboval zcela náhodně - bez jakékoliv inteligence. Přesně ve stylu - není důležité zvítězit, ale udělat pořádný zmatek. Robota tohoto typu bych ještě dnes - stihl vyrobit, protože Robotický den je ( pro veřejnost ) v neděli 26.6. 2016.
Bohužel - dědek míní - spermie ( a vajíčka ) mění. Tedy prakticky ihned po návratu z loňského robotického dne se definintivně podařilo objasnit všechny zauzlené přičiny, proč jsme s paní Kubáčovou neotěhotněli - navzdory snaze trvající 5 let. Výsledkem tohoto bádání bylo, že paní Kubáčová nakonec skutečně otěhotněla ( někdy v srpnu loňského roku ) a termín porodu měl být 12. května 2016. Jelikož prvorodičky přenášejí - a vzhledem k délce šestinedělí - kdy zodpovědný ( a již jenou rozvedený ) muž raději ženu neopouští - bylo jasné že z robotického dne 2016 nic nebude.

Situace je dokonce tak špatná, že v dubnu mě kolegové robotici lákali alespoň na sobotní pokec o robotech spojený s ukázkou vlastních výrobků. Pro nedostatek robotických výrobků jsem se tázal : "Mohu přijet ukázat zbrusu nový vlastnoručně vyrobený přebalovací pult ?" Odpovědí bylo : "Pokud je přebalování plně automatizované - potom ano !"
Aby byla situace úplně nejhorší - paní Kubáčová, která věděla , že na roboty se pravděpodobně nejede mi na stejný termín ( který jsme nevěděli dostatečně dopředu ) zorganizovala klubovou výstavu Klubu chovatelů švýcardkých honičů - aby si náš psík Maxík konečně taky našel nevěstu, aby si konečně "vrznul" a případně se legálně rozmnožil.

Ergo drazí robotici - přijměte moji velice hlubokou omluvu - vykašlal jsem se na vás úplně a zcela a snad se uvidíme někde na Robotour - kde se dá jezdit po parku kočárem.

Zbývá poslední informace a to je legenda k obrázku :

A - Vlastnoručně vyrobený přebalovací pult
B - Vlastnoručně vymalovaný pokoj s namalovanými růžovými a šedivými puntíky dle poslední módy
C - Paní Kubáčová - hlavní příčina všech problémů
D - Vlastnoručně oficiálně uchovněný Švýcarský honič, který si zatím "nevrznul"
E - Dcera - s polovinou mých chromozomů - vedlejší příčina všech problémů.

Po přečtení legendy mohou slabší povahy usoudit, že s vlastnoruční výrobou robotů jsem definitivně seknul - ve prospěch vlastnoruční výroby kdoví-čeho jiného. Teoreticky to tak není, ale pokud bereme v potaz čas věnovaný růžovým puntíkům - v poměru k času věnovaným robotům - je celá situace na pováženou.

Přesto mám jistou optimistickou zprávu - nedávno jsem navšitivil známého se kterým jsme kdysi "společně vysílali" - má domácnost řízenou desítkami Arduín, kterým dominuje umělou inteligencí řízená domácí solární elektrárna - s bateriemi a invertorem. Tedy nikoliv solární zlodějina, ale "ostrovní systém" skutečně fungující i v místním podnebí - to byla taková bomba, že jsem se zastyděl a v brzké době "něco robotického" zase postavím. ( Jenom aby to nebyl přebalovací pult 2.0 nebo automatizované žehlící prkno !! )

DARPA robot challenge.

17. září 2015 v 5:22 | Petr
DARPA - je "Defence advanced research project agency" - tedy nepřesně přeloženo "agentura pro pokročilé obranné projekty" - to je ouřad financovaný ministerstvem obrany U.S.A, který si ( mylně ? ) myslí, že roboti, drony a jiné high-tech zbraně - jimi vyvinuté - jednoho dne porazí negramotné sebevražedné atentátníky opásané semtexem. Jelikož je to vojenská záležitost a jelikož v době, kdy jsem byl více než jen "robotický důchodce" jsem celkem 2x odmítl nabídku pracovat na "speciální technologii" je můj vztah k DARPě velmi ambivalnentní. Co se této agentuře nedá upřít je, že je královsky financovaná a proto občas pořádá zajímavé robotické soutěže ve stylu DARPA Grand challenge - Což byla soutěž robotických aut z Los Angeles přes Mohavskou poušť do Las Vegas. Tahle soutěz mi v roce 2004 udělala moc dobře, protože zrovna jsem byl po rozvodu tak nějak "down" - a tak bylo zábavné ubíjet čas sledováním na Internetu - jak tehdy ještě velice primitivní robotická auta jednou pouští.

Poté následovala Urban challenge - tedy jízda robotických aut městem - což mě už tolik nebavilo. Po havárii ve Fukushimě se ukázalo jak málo dovede robotická technologie opravdu pomoci - takže v poslední době DARPA velice složite organizuje DARPA Robot Challenge - což je - velmi stylizovaná a zjednodušená - práce robotů v havarované jaderné elektrárně / chemickém závodě - prostě někde, kde jsou vypínače, roury, kohouty, schody, žebříky atd.

K té organizaci - je pozoruhodné, že některé týmy mají od DARPY robota i prachy, jiné jenom robota a jiné vůbec nic, ale to nechme na závodnících a jejich rozhodnutí, podstatné je, že "v zájmu robotické veřejnosti" jsem málem riskoval rozvod s paní Kubáčovou a během prázdninových veder sledoval téměř 22 hodin videozáznamu z finále soutěže, které je na Youtube na kanále DARPY ZDE a ZDE a ZDE. Takže abyste se vy nemuseli rozvádět - dovolím si několik poznámek, které mě jako chronického prudiče prostě nemohly nenapadnout.

Roboti mají k lidem ještě daleko - a robotici svým příliš technickým přístupem k věci situaci ještě zhoršují. Tedy roboti v soutěži byli "humanoidní" alias člověka připomínající - dvouhozí a chodící. Pozoruhodné bylo že se vyskytovaly v principu 2 konstrukční styly - těžký a rigidní robot ve stylu Boston Dynamics Atlas robot. Případně mnohem lehčí a tím méně rigidní roboti typu ve stylu korejského robota HUBO. Pozoruhodné je že obě konstrukční školy mají podobné problémy s nestabilitou chůze a pády. Je jasné, že donutit hromadu hydrauliky nebo servomotorů chodit není vůbec snadné, ale je pozoruhodné, že konstruktéři ani na okamžik neuvažovali s "dynamickou chůzí" - kdy krok následuje za krokem. jejich řešení je "krok"......"čekám až zanikou oscilace v konstrukci"........"druhý krok" - každé takové čekání je sázka do loterie jestli bude pád nebo nebude.


Další věc, která vás musí udeřit do oka - klouby a motory, které je ovládají atkivně udržují zadanou polohu - to je skvělé u bagru, ale u chodícího robota "ruce" v podobě zcela tuhých "zaťatých" tyček trčících nahoře z trupu jenom zvyšují oscilace a tím nestabilitu. Jinými slovy - lidi polo-aktivně komíhají rukama kolem těla aby oscilace při chůzi pokud možno utlumili a stabilitu chůze zvýšili - roboti jsou rigidnější než schizofrenik v katatonii - ač by nemuseli být, kdyby jejich páníčci neměli hrůzu z "nedefinovaného pohybu končetin" - a pády rozkmitaného robota jsou pak jenom cenou za pocit "dokonalé kontroly" nad jeho pohybovou soustavou.

Poslední věc - a to je "mizerná informace z čidel" - roboti nemají dostatečnou "propriocepci" - tedy dostatečnou zpětnou vazbu v jakém stavu je jejich pohybový aparát ( nebo ji programátoři neumí využít) - takže jsou jako alkoholici a syfilitici s "tabickou chůzí", kteří "chodí podle zraku" a ve tmě raději nevycházejí. Mimo to jsou hlavním zdrojem informace o okolním světě Lidary - a tam - opravdu promiňte - informace z Lidaru - byť zahrnuje tisíce 3D souřadnic překážek v okolí - prostě není dostatečná - často ani pro lidského operátora aby robota dálkově řídil - tím méně pro pokusy o umělou inteligenci samotného robota.

Nerad to říkám ale Darpa Robot Challenge je zhmotnělou ukázkou toho jak počítačoví experti dělají robotiku - smysly i tělo robota považují za "zaměnitelnou vnější periferii" vykonávající jejich jedinečné algoritmy. Tak si to robotici často myslí, ale když se podíváte na jakékoliv zvířátko vidíte, že je to naopak - dokonalý hardware bývá řízen "nervovou zauzlinou" nepatrné velikosti, která často vystačí jen s produkcí mírně chaotických příkazů pro mrskání všemi "ručičkami a nožičkami".

Kde kdo se dnes zaklíná "biologickou inspirací" pro high-tech technologie - nejsem si jist jestli biologická inspirace jde dosti do hloubky, aby byla užítečná, nebo jen klouže po povrchu a komplikuje jinak čistě technické řešení. V každém případě sledovat letoční ročník Robot challenge bylo zajímavé - včetně dominance asiatů v oboru - a včetně vítězství Jihokorejského týmu v americké armádní soutěži ;-)))

2 soutěže = 2 roboti !

18. června 2015 v 5:53 | Petr
Robotický den ve mně stále doznívá - takže pro dnešek přerušujeme nekonečný seriál o fetování, přestože jsem kolegům sliboval ( vyhrožoval) , že vědecky zdůvodním, že dnes kouří už jenom společensky vyřízené socky. Nicméně nevím jestli je to stárnutím a "moudřením" nebo jestli je to stárnutím ostatních robotiků , které způsobuje, že povahové vlastnosti se zvýrazňují ( ty dobré, i ty špatné ), ale letos na robotickém dni bylo opravdu geekovitosti nebo dokonce nerdovitosti až přes míru. Proto považuju za svou povinnost vytrhávat robotiky z jejich zaměření na jediný infinitesimálně malý bod v celém vesmíru a neustále otravovat se svou bludnou přestavou typu "ono tak nějak souvisí všechno se vším".

ERGO není to tak dávno, co jsem vyprovokoval velikou hádku mezi ženskými v práci když jsem dal do souvislosti dva axiomy, o kterých patrně robotici nemají potuchy:
  1. Každá žena má více než jednu kabelku
  2. V každé kabelce, kterou žena nese je binec.
ERGO výrok 1 a 2 vede k logické otázce, kterou jsem položil - tedy : Když žena mění jednu kabelku za druhou- přesýpá binec z jedné do druhé, nebo má binec ve všech kabelkách a to i v těch, které leží ve skříni. Princip hádky byl v tom, že mladé kolegyně se rozdělily na "skupinu přesýpající" a "skupinu nepřesýpající" ale nakonec to ukončily baby důchodkyně rázným prohlášením, že bod 1 je blbost, že poctivá ženská má jenom jednu kabelku a že více kabelek mají jenom coury...

Stejně tak jsem tady zmiňoval Přemysla Otakara I. který k nám pozval Německé osadníky - budoucí Sudetské Němce, které jsme ( bohužel ) potom vyhnali - o tom se tvrdilo, že byl nesmírně bohatý velmož, neboť měl "dvoje kožené boty". ERGO dnes rozebíráme otázku - kolik robotů robotici mají a její podstatnější variantu - kolik robotů robotici mají mít.


je to totiž jedna z "čertových idejí" - ušetřit peníze a práci za stavbu více robotů přihlásit se do více soutěží s jedním robotem, který se bude lišit jenom softwarem - nebo dokonce se ani nebude lišit softwarem, ale bude lautr stejný a jenom červeným tlačítkem se pouští "režim minisumo" modrým tlačítkem se pouští "režim sledování čáry" a zeleným tlačítkem se pouští "režim robocarts"......

Používat tři tlačítka - fujtajxl !!! To znamená platit o 6 korun více za mikrospínače - routovat, vrtat a pájet další 4 dírky. Spráně se to vyřeší takto - jeden stisk - sumo - dva stisky - čára - tři stisky - robocarts a chtělo by se napsat - 4 stisky "autodestrukční sekvence" - tak to má být ne ?

NEE - proboha NE !!! Neprobírejme ani otázku třesoucí se ruky, která zapne jiný režim ( soutěžící v mini-sumo by letos mohli vyprávět ). Problém je jinde - pokud upravujete software a pokud během ladění softwaru upravujete i hardware ( polohu čidel atd ) - nakonec vám neodvratně vznikne "robotický Frankenstein" s hlavou přišitou na prdeli - který nebude pořádně fungovat v žádné disciplíně.

Tedy zásady robotické "blbuvzdornosti" velí - mít pro každou disciplínu robota - specialistu. Tím je samozřejmě umožněno, aby každý z nich měl jiná čidla, jiný tvar, jiné motory, jiná kolečka atd. - což je ten základní předpoklad aby byl opravdu dobrý pro danou disciplínu. Je otázka jak zdůvodnit před rodiči aby koupili součástky na 2 roboty - zkuste fintu - jeden rok se účastnit jedné disciplíny a další rok druhé a přes vánoce "napište Ježíškovi" třeba i s odkazem na tento článek. Já to dělám taky tak a paní Kubáčová - se zatím vždy ustrnula a nový pytlík se součástkami vždy odsouhlasila....

Když už jsme u toho jak všechno se všim souvisí - máme v historii extrémní případ tohoto principu a to byl první mikrobiolog na světě - Holanďan Antonie van Leeuvenhoek. V době kdy nic jako mikroskop nebylo ke koupi vyráběl si mikroskopy sám a to v obrovských množstvích - prakticky pro každé - nové pozorování - nový mikroskop. Dokonce měl pracovnu rozdělenou na dvě místnosti - v přední měl stovky "starých modelů" které ukazoval návštěvníkům a v zadní "třinácté komnatě" měl ty nejnovější, o kterých vždy věřil, že jsou ty nejlepší - ty veřejnosti neukazoval. Mírně ojetými mikroskopy pak obdarovával své sponzory z řad evropské šlechty a panovníků.

Takže - ne že budete doma vykládat, že píšete Ježíškovi o nového robota, abyste pak starého dali mně !! Samozřejmě, že mezi robotiky funguje princip "kanibalizace" kdy součástky ze starých robotů se neustále používají v nových robotech znovu a znovu !! Ale opakuju na závěr důrazně - myslet si že s jedním robotem zvládnu 2-3 disciplíny je poukázka na veliké problémy často končící 2-3 zklamáními....

Robotický den 2015

16. června 2015 v 5:17 | Petr
Nechci se pasovat do role "mediální hvězdy" - ale lidí, kteří mi na Robotickém dni skákali do cesty, jakože čtou tento blog - bylo více než loni a více než jsem si představoval, že jich bude. Tedy cítím nevyslovenou avšak jasnou otázku - co bude Kubáč psát o robotickém dni ?

Tedy nejprve chvála - dvoudenní průběh robotického dne odstranil shon sobotního závodu - takže ani obézní botec s platfusem (já) nebyl na konci dne naprosto vyplivnutý - jak bylo běžné v minulých letech. Na druhé straně - sobota odpoledne byla jaksi smutná a prázdná a též někteří soutěžící si stěžovali, že dvoudenní Robotický den se nedá zvládnout metodou "do Prahy na otočku". Výsledkem je, že se neodvažuju radit a počkám až organizátoři v hodince tiché kontemplace celou věc zhodnotí.

Díky dvoudenímu průběhu jsem konečně po létech viděl i ty disciplíny, kde jsem nedělal rozhodčího - a musím konstatovat, že úroveň robotů je už léta konstantní - což bych nebral jako chybu hobby-robotické techniky a komunity, ale jako jasný důkaz, že lidský faktor, hlavně tedy čas a odhad vlastních možností ( honostně označované jako "řízení projektů" ) je hlavním limitujícím faktorem. Přesto velmi častá nedotaženost robotů - nekalila soutěžícím aní mně den - a nadšení a vzdělání některých "hochů sotva dvanáctiletých" bylo až zarážející a silně nakažlivé....

To že úroveň robotů se mi zdá konstantní - nechť organizátoři berou jako pochvalu, protože tím není řečeno, že se jedná o stagnaci, nedej - bože jimi způsobenou, ale naopak "Robotický den" se stal institucí, službou veřejnosti - dlouhodobě zavedenou a fungující.


Na druhou stranu je třeba i trochu hanět - rozevírající se nůžky mezi možnostmi techniky a možnostmi lidí držících tuto techniku v ruce - jsou stále viditelnější a pro mně byly některé příklady až bijící do očí. Takže budíž chvála nesmírná firmám jako Postav Robota, nebo Hobbyrobot, které nabízejí své i čínské výrobky, do rukou české robotické veřejnosti a tím odstraňují ten problém, že klučina ve 13 ( nebo paranoik ve 43 ) může mít problémy s "obchodováním s procesory na DealeXtreme".

Ale přesto si nelze nevšimnout - zejména v prezentacích firem - záchvaty neplodné ajfounovitosti - k čemu je lampa ve tvaru "kouzelné hůlky" z Minecraftu ? "Geekovství" sahající až za hranice zdravého rozumu. Urputné ulpívání na technologických / terminologických nepodstatnostech ( v jakých jednotkách se měří náboj kondenzátoru ? ) a to vše korunovné neblahým inženýrským syndromem - "co se v mládí na ČVUT naučíš .... ti až do smrti bude stačit" - neboli vystavovat v roce 2015 jako "moderní řešení" board z roku 2001 postavený na MCU verzi Motoroly 68000 ? Každý ať si to rozebere sám....

Robotici to patrně nebudou slyšet rádi, ale ti, kteří měli talent a krom toho i rozhled širší než k sub-atomárnímu řešení jediného ne-problému - už mezi námi nejsou - neb za nehorázně vysoké platy tlačí vývoj megakorporací vpřed. Ostatní ( mně v to počítaje ), kteří tak dobří nejsou s námi zůstali, a pokud mají ambici se elektrem živit - měli by se vážně zamyslet zejména nad širším okolím často velmi úzkého středobodu svých zájmů.

Robotický den 2015 je tedy za námi - těším se na příští rok, a doufám, že se "nám dědkům" poraří udělat si ze sebe legraci v "dědkovské rally" soutěže Robocarts, na které jsme se na místě dohodli.

Zraněni robotem.

14. května 2015 v 5:32 | Petr
Robotický den se nám zase blíží. Když jsem vyplňoval formuláře pro organizátory (opět mě tam uvidíte) vzpoměl jsem si, že jsem dlouho nepsal nic o robotech - a taky jsem v robotice dlouho nic neudělal, pokud nepočítám robota řízeného televizním dálkovým ovladačem, kterým jsem přiváděl k šílenství našeho psa - tak dlouho až se psisko naštvalo a podniklo na robota lov - takže teď stojí na polici a čeká až budu mít čas znovu vyrobit praskou desku se senzory.

Nicméně při vyplňování formulářů jsem si vzpoměl na soutěž Robotour asi tak před 3 lety kdy jsem slyšel tuto historku : "upadl nám drátek k napájení motorů, robot mrtvolně stál, pak jsme drátek přidělali a robot vyrazil vpřed nejvyšší rychlostí a málem přejel rodinku s děckem v kočáře"....

Takže jsem robotikům - kteří mimochodem byli velice zkušení marfyzáci - jako amatér - začal okamžitě doporučovat ANTI - WIND - UP proceduru, která - pokud by ji měli - změnila by zběsilý útěk před rozlíceným robotem jenom na relativně neškodné škubnutí (robota). Jelikož mnozí moji čtenářové teď přemýšlejí nad softwarem pro robotický den - pojďmě srozumitelně probrat Anti WIND-UP nechanismus, abyste si jej mohli do robotu naprogramovat.

Nejprve tedy k čemu došlo u kolegů: Robot jak víte má software, který plánuje trasu - plánování má různé levely - od orientace v mapě okolí po propočet trasy až k určení jak rychle se bude které kolečko otáčet. Představte si, že plánování trasy určí že se pojede relativně neškodnou rychlostí 0,5 metrů / sec vpřed. Jenomže dráty od baterie k motorům upadnou. Takže procesor dostává informaci "kolik se skutečně ujelo" a podle toho nepatrně koritguje další postup :


První sekunda - požadovaná rychlost 0,5 metrů - ujetá vzdálenost 0 - chyba 0,5 metrů
Druhá sekunda - požadovaná rychlost 0,75 metrů - ujetá vzdálenost 0 - chyba 1 metr.
Pak robotici znervózní a začnou se 5 minut dohadovat "co se děje" - mezitím plánovač trasy dospěje do stavu ve stylu :
299 sekunda - požadovaná ryclost 99.9 metrů - ujetá vzdálenost 0 - chyba 149,5 metrů.....

Pak na to někdo přijde a upadlé dráty připojí - procesor ví, že je oproti plánu o 150 metrů pozadu - tak vyrazí maxímální rychlostí aby zpoždění dohonil a přejede maminu i s kočárem.


Takhle to je pokud se plánuje na "vysoké úrovni". V robotech to je ale většinou mnohem jednodušší ( avšak se stejnými výsledky ). Rychlost koleček hlídá PID algoritmus - tedy Proporcionálně Integračně Derivační regulátor, o kterém jsme už psali zde a zde. Vykradu sám sebe a uvedu odstaveček z prvního článku - jak zhruba funguje regulace otáček (rychlosti) PID algoritmem. Tedy softwaru robota se pravidelně 20 - 100x za vteřinu spouští následující prográmek :
  • Chyba_rychlosti = Nastavená - současná rychlost
  • Suma_chyb = Chyba_rychlosti + Suma_chyb
  • Rozdíl_rychlosti = Současná - minulá rychost
Proud_do_motoru = P * Chyba_rychlosti + I * Suma_chyb + D * Rozdíl_rychlosti
P, I a D - jsou Proporcionální, Integrační a Derivační koeficienty regulace.

Minule jsme brali že "plánovač trasy" eviduje chybu rychlosti - tady se chyba rychlosti akumuluje v proměnné "Suma _chyb" - pokud motory nejednou několik minut - tato proměnná dosáhne obrovské hodnoty - a robot pak prudce vyrazí "aby chybu umořil".
Existuje dokonce i horší varianta - že "Suma_chyb" přeteče z kladných do záporných hodnot a po přidělání drátku - robot vyrazí přesně opačným směrem než by všíchni odčekávali ....

Ergo "dělejte to jako já" - pokud Proud_do_ motoru - dosáhne 100% maxima - prostě přestaňte k "Sumě_chyb" přičítat další chyby. V takovém případě naopak procesor ve kterém běží PID algoritmus by měl "poslat nahoru" chybové hlášení, že motor (motory) mají nějaký problém, protože motory mají být navrženy tak aby dlouhodobý průměr proudu, který jimi teče dosahoval 50% maximálního proudu zastaveného motoru (v takovém režimu má kartáčový elektromotor nejvyšší účinnost).

Pokud přece jenom jste "opatrní inženýři" nemusíte přestat SUMU_CHYB akutalizovat hned když poprvé dosáhne požadovaný proud motory 100% - můžete počkat pár cyklů - rozhodně však ne déle než 1 vteřinu - protoře pokud ani po nastavení 100% proudu se robot nerozjede rychlosti, kterou plánovač trasy požaduje - nemusíte být inženýr, aby bylo jasné, že někde je něco špatně a další přičítání k Sumě_chyb (tedy další zvětšování integračního členu) povede k úrazu člověka spíše, než k poklidné jízdě po naplánované trase....

Tedy čiste lingvisticky "Anti Wind up" - je nědo jako "procedura proti přetažení" - pokud ji máte, drátek vám upadne, a pak jej (po několika minutách) přiděláte zpátky - robot nemá v PID algoritmu nasčítáno "skoro nekonečno", ale jenom něco málo za pár cyklů PID regulace, než dosáhl požadavku na maximální proud - a to je právě ta hodnota, která naprosto stačí na kvalitní PID regulaci otáček, ale způsobí jen to (snad neškodné) škubnutí.

OK zbývá už jenom tradiční rada pro blondýny - k sehnání manžela na robotickém dni potřebujete - krátkou sukni vysoké podpatky a robota bez Anti Wind Up procedury - pak musíte celou situaci nahrát tak, že robot do vás drcne - vám se "podlomí podpatky" a plácnete sebou tak "nápadně nenápadně", že díky krátké sukní ukážete "vybranému adeptovi" co vám příroda nadělila - a je ruka v rukávě. Podotýkám jenom, že robotici jsou lidi vzdělaní, slušní a často i bohatí - nebo alespoň s potenciálem být bohatí - paní Zuckerbergová (nebo paní Kubáčová) by mohly vyprávět....

Čím střílet roboty ?

17. února 2015 v 5:53 | Petr
Představte si rok 1916 - Angličani jsou zakopaní někde v Belgii - velitel velí - bodáky nasadit - na zteč - rota se zvedne - huráá - z druhé strany začnou štěkat kulomety - mrtví vojáčci popadají do zákopu a je zase půl dne "na západní frontě klid", než se o stejnou - marnou - akci pokusí druhá strana.

Pak se objevil první tank - Mark-1 - neforemná bedna z tlustého plechu, která se rychlostí unaveného chodce vleče vpřed. Směšná zbraň - až na to, že ať do ní pálíte z kulometu jak chcete - nic se neděje. Takže vývoj šel dál a bylo třeba tanky nějak likvidovat - což nakonec vedlo k "Panzerfaustu" a RPG7 - což jsou králové protitankových zbraní. Existují sice modernější elektronické "hračky" jako je "Javelin", ale jedině Panzerfaust vyhnal tanky z měst a RPG7 způsobila, že proti zbraní za pár set dolarů potřebujete keramické, kompozitní aktivní a já nevím jaké pancíře za milióny dolarů.

Dneska nemáme problém s tanky, ale máme problém s "drony". Tedy nejprve - co to je takový dron - rozhodně to není RC kvadrokoptéra s kamerou - z jejíž "regulace" - potažmo zákazu - pro nejasné definovaná "bezpečnostní rizika" mají orgasmus státní úřednící po celé zeměkouli.
Dron to je MQ1-Predator a jeho následovníci. Letadlo s extrémně dlouhými a tenkými křídly - kvůli vysoké účinnosti - s vrtulovým pohonem - kvůli tichosti a malé spotřebě paliva - které řízeno - přes vojenské družice - z druhé strany světa - lítá nad Pákistánem a zabíjí lidi, o kterých si operátor myslí, že to jsou islamisti.


Proč je třeba přemýšlet nad technologií sestřelování takových dronů ? Jak by se vám líbilo, kdyby nad našimi hlavami lítaly Pákistánské drony a zabíjely lidi, které Pákistán považuje za "nežádoucí". Abych nenasazoval Pákistánu psí hlavu - což takhle drony "Islámského státu". Nebo nejmírnější varianta : Líbily by se vám Ruské nebo Americké - ozbrojené - drony nad našimi městy ? Pozoruhodné je, že střílení z dronu na lidi - má nezanedbatelný aspekt "počítačové hry". Kožené křeslo, dva joysticky, 4 LCD monitory, blikající barevná taktická mapa.... Americká armáda dokonce přiznává, že počítačoví hráči jsou lepší operátoři dronů než skuteční piloti. V suchu a teple na jednom monitoru střílite údajné islamisty a na druhém sledujete vzkazy "přátel" na Facebooku - klídek pohoda - kávička voní..... Takový klídek, až se vnucuje vzpomínka na zákaz kuše papežem Inocencem II v roce 1139 - jakožto "zbraně zbabělců", kterou "neurozený sedlák, bez výcviku může ze zálohy zabít rytíře - šlechtice, který cvičil v boji celý život".

Vtip takového dronu je v tom, že je to svým způsobem "antistíhačka" - laminátové letadlo - bez horkých plynů z trysek - tedy neviditelné pro infrakamery - téměř "průhledné" pro radar - prakticky neviditelné okem a obtížně slyšitelné na vzdálenost, na kterou je schopno zaútočit. Je tedy zjevné, že všechny současné protiletecké zbraně jsou zaměřeny na trochu jíné letadlo a dron je prakticky stejně nesestřelitelný jako Mark-1 v roce 1916, nebo možná ještě "více nesestřelitelný", kvůli nenápadnému letu velmi daleko od osoby, na kterou míří. Čím takový dron zlikvidovat ? Nevím, ale uklidnilo by mě velice, kdyby to už ( naše ) armáda měla ve skladu.

Moje paranoia jde dále - po úspechu dronů ve vzduchu - nepochybně se objeví "Terminátoři" - jakožto chodící ( jezdící ) ozbrojení roboti pálící na "vhodné cíle". Na ty sice RPG7 patrně bude fungovat - ale fenomen, že některé armády budou "statečnější než lev a tygr dohromady , neb budou zabíjet klikáním na monitoru z teplíčka kanceláře" - tam jistě bude také.

Takže pokud nemáte ráno, při tlačení na záchodě co dělat - přemýšlejte nad technologií, jak sestřelovat drony, a pokud dostanete "neodolatelnou nabidku" práce na novém "bezpilotním prostředku" - přemýšlejte velmi dlouze jestli stojí za to, aby za pár let, vaši potomci, byli ohrožování produktem vaší dnešní chamtivosti.....
 
 

Reklama