Témata
Reklama

Atraktivní projekty: FEL ČVUT v Praze s USA proti teroru

Velkými výzvami současnosti jsou jednak řízení a koordinování bezpilotních letadel a jednak ochrana lodí před piráty a teroristy. Těmito tématy se kromě jiných zabývají také vědečtí pracovníci, pedagogové a studenti na Elektrotechnické fakultě ČVUT v Praze.

Tento článek je součástí seriálu:
Atraktivní projekty
Díly
Karel Sedláček

Celý život se věnuje popularizaci vědy a techniky. Promoval na Fakultě sociálních věd UK v Praze. 
V letech 1960 až 1968 pracoval v plzeňském rozhlasovém studiu, potom až dokonce roku 1989 byl nejprve redaktorem pro vědu a techniku a později zástupcem šéfredaktora deníku Svobodné slovo. Po krátkém působení jako šéfredaktor nakladatelství Melantrich byl redaktorem a hlasatelem Rádia Svobodná Evropa až do ukončení vysílání české redakce v roce 2002. Externě spolupracoval s celou řadou českých a slovenských odborných časopisů a s Českým rozhlasem.  
Vědeckotechnická témata popularizoval v knihách Laser v mnoha podobách (Praha, 1982), Pod šifrou 2001 (Praha 1984), Atom skrývá naději (Praha 1987 - spolu s Janem Tůmou). Historii unikátní rozhlasové stanice shrnul v knize Volá Svobodná Evropa (Praha 1993). Vzpomínky na konec komunistického režimu ve Svobodném slově a vydavatelství Melantrich obsahuje publikace Balkon, fenomén listopadu 1989 ( Praha 2010 - spoluautor Milan Nevole). Události okupace Československa v srpnu 1968 přibližuje publikace Vzpomínky na Plzeň – Čas lámání chleba a charakterů (Praha 2011). V roce 2018 vydal soubor cestopisných reportáží a fejetonů Toulky s Karlem Amerikou.

„Na katedře počítačů se věnujeme systémům, které mají vysokou míru nezávislosti a spolupráce,“ řekl nám Dr. Jiří Vokřínek, vědecký pracovník katedry počítačů a inženýrství Elektrotechnické fakulty ČVUT v Praze. „V našem centru navrhujeme systémy a algoritmy pro spolupráci nezávislých jednotek, kterým říkáme agenti. Agent znamená samostatný prvek nebo zástupce člověka. Odtud oficiální název Agent Technology Center (ATG).“

Reklama
Reklama
Mezi nejznámější americká bezpilotní letadla patří Global Hawk.
Jedno ze dvou bezpilotních letadel Fakulty elektrotechniky ČVUT v Praze.

Toto univerzitní výzkumné centrum provádí základní i aplikovaný výzkum na poli agentních a multiagentních systémů. Hlavními směry výzkumu v ATG jsou kromě základního výzkumu také vývoj rozsáhlých prototypálních a demonstračních systémů a škálovatelných simulací. To je asi rozhodující přednost centra proti podobným zařízením v zahraničí. A své místo zde má i aplikovaný výzkum pro automobilový a obranný průmysl, výrobní procesy, síťovou bezpečnost a logistiku.

Cílem ATG je tedy výzkum a vývoj inovativních distribuovaných algoritmů a technologií, které řeší současné komplexní problémy. Tyto technologie umožňují například efektivněji řídit letový provoz, poskytovat vyšší ochranu počítačovým sítím, podrobně diagnostikovat poruchy v autě, klasifikovat a odhalovat podezřelý námořní provoz, inteligentně řídit skupinu robotů, budovat modely oponentů ve hrách, pomáhat řídit výměnu informací mezi průmyslovými partnery a mnoho dalších.

Vzdálené oči

Někteří operátoři nazývají bezpilotní letadla familiérně vzdálené oči, protože jim skutečně umožňují vidět na velkou vzdálenost v reálném čase to, co by lidským očím asi zůstalo skryto. Bezpilotní létající prostředky jsou v současné době velkým tématem. Média o nich referují z nejrůznějších pohledů a mnohdy s emocionálním nábojem. Šéf FBI Robert Mueller v červnu přiznal, že jeho agenti používají bezpilotní letadla ke sledování na území Spojených států. Před senátní komisí prohlásil, že FBI používá drony (jak se bezpilotním letadlům říká) pouze krátkou dobu, ve velmi malé míře a teprve pracuje na vnitřních předpisech, podle kterých by měly být tyto stroje nasazovány. FBI si podle Muellera musí pro jejich nasazení vždy vyžádat povolení Národního leteckého úřadu a stroje mohou operovat jen ve velmi přísně vymezené oblasti. Federální agenti bezpilotní letadla nasadili například při operaci proti únosci, který letos v Alabamě držel šest dní v podzemním bunkru pětiletého chlapce. Agenti FBI nakonec místo vypátrali, do bunkru vpadli, únosce zneškodnili a dítě zachránili.

Je známo, že bezpilotní letadla na území USA používají také jiné bezpečnostní složky – například Ministerstvo vnitřní bezpečnosti k ostraze hranice s Mexikem. A několik těchto strojů si údajně pořídil i Úřad pro alkohol, tabák, zbraně a výbušniny, „Jednou z našich aplikačních domén je spolupráce bezpilotních prostředků s lidmi i mezi sebou. Hledáme odpovědi na otázky, jak mohou pomoci člověku například řídit nějakou záchrannou operaci, držet dozor nad nějakým územím nebo sledovat určité pozemní cíle. Nestavíme vlastní letadla, ale vyvíjíme pro ně software,“ říká Dr. Vokřínek. „Pro potřeby výzkumu jsme si pořídili dvě bezpilotní letadla s rozpětím křídel dva metry a máme k dispozici i několik menších helikoptér.“

Významný úspěch AgentFly

AgentFly je softwarový prototyp pro řízení letového provozu, který podporuje koncept volného letu (free flight), tj. letu bez centrálního řízení. Každé letadlo v systému je modelováno jako nezávislá entita, která může hostit několik inteligentních agentů. Každý agent je zodpovědný za naplánování a provedení letového plánu. Letový plán je definován jako neomezený počet geografických bodů s případným časovým omezením. Prvotní plán je naplánován před startem letadla bez ohledu na možné kolize s ostatními letadly. Během letu detekují agenti případné kolize a zahájí vzájemné peer-to-peer vyjednávání, při kterém inteligentním způsobem přeplánují aktuální letové plány na bezkolizní. Cílem tohoto prototypu je ukázat schopnost řešit distribuovaně a flexibilně pomocí multiagentní technologie problém řízení letového provozu heterogenních autonomních letadel s důrazem na vysoký počet letadel, na snížení nároků na řízení mimo palubu letadla a na kombinaci kooperativních a nekooperativních letadel v jednom letovém prostoru.

„Vzhledem k současné legislativě nesmí jednoduše bezpilotní prostředky létat tam, kde by se mohla potkat s civilním. Mohou jen do výšky asi 100 metrů a mimo zastavěné oblasti,“ říká Dr. Vokřínek. „Bezpilotní letadlo v současné době nemůže létat mimo vizuální kontakt „pilota“, který v případě nutnosti musí řešit eventuální problém převzetím kontroly nad letadlem. Naše letadlo, když se ztratí pilotovi, může jednak dokončit misi samostatně nebo se automaticky vrátit na základnu. Bohužel tam, kde by bylo nasazení těchto bezpilotních letadel nejvýhodnější, tedy například na kontrolu produktovodů, tam podle současné legislativy taková letadla létat nesmějí.“

Výzkumy nejsou tajné

Technologické centrum (ATG) se nezabývá žádnými tajnými projekty a výsledky jejich výzkumu jsou volně přístupné. Je však pravda, že pracují na několika výzkumných projektech amerických vojenských grantových agentur. Například pro US Air Force běží už třetí rok grant, který se každoročně kontroluje a týká se bezpilotních prostředků. Jde o vývoj techniky algoritmů tak, aby člověk mohl zasahovat do plánování letu, který systém sám vybere a člověk může pomocí jednoduchého rozhraní modifikovat část trajektorie. Jedná se vlastně o letadla s umělou inteligencí.

Centrum také dlouhodobě spolupracuje s Americkým federálním úřadem pro civilní letectví (FAA). Systém AgentFly se v tomto projektu používá pro simulaci a testování procedur řízení letového provozu s ohledem na začlenění bezpilotních letadel do civilního letového prostoru do roku 2015.

Jiný tříletý grant vypsal Úřad pro námořní výzkum (ONR), který tvoří vědecké a technologické zázemí námořnictva a námořní pěchoty. ONR stojí na špičce vědeckého a technologického výzkumu díky síti poboček v sedmdesáti zemích světa. V Praze je jediná pobočka v zemi, která nemá moře. Předmětem výzkumu je v tomto případě fenomén pirátství a sada technik pro potlačení jeho negativních efektů, především únosů lodí. Pirátství se rozmáhá v současné době v oblasti Čínského moře a v Indickém oceánu, tj. v oblastech sousedících se státy s nestabilním politickým prostředím a vysokým stupněm chudoby. Současní piráti využívají místo šavlí a plachetnic moderní technologie včetně automatických zbraní, rychlých člunů a navigace.

Aplikace výsledků výzkumu v oblasti agentních systémů

V celosvětovém měřítku se ekonomické ztráty způsobené námořním pirátstvím odhadují na 13 až 16 miliard amerických dolarů ročně. Jedním z přístupů k boji s námořním pirátstvím je aplikace výsledků výzkumu v oblasti agentních systémů. „Nechali jsme se inspirovat úspěšnou aplikaci multiagentních systémů v dopravních oblastech (například systém AgentFly pro modelování letecké dopravy) a vytvořili jsme simulační prostředí AgentC, ve kterém modelujeme chování tří hlavních účastníků konfliktu: transportních zaoceánských lodí křižujících kritické oblasti, přítomných vojenských lodí a samozřejmě pirátských lodi aktivně vyhledávajících potenciální kořist. Na základě dostupných informací o jednotlivých přepadech analyzujeme získaná data a modelujeme interakci mezi piráty a obchodními loděmi, předpokládáme chování pirátů a podle způsobu útoků odhadujeme riziko možného útoku. Model rizika poté používáme při výpočtu optimálního sestavování konvojů z lodí plujících po stejné trase. Zároveň trasu upravíme tak, abychom minimalizovali možnost setkání s pirátem,“ říká Dr. Vokřínek.

Záběry amerického námořnictva ukazuji postup jedné záchranné akce. Na prvním snímku přepadli piráti čínskou rybářskou loď FV Tianyu 8. Na dalším směřuje posádka amerického strážního činu k pirátské lodi a na třetím donutila piráty k přistání u somálského pobřeží.

Z přepadávání se stal velký byznys a k útokům dochází i daleko od pobřeží. Někdy až 1 500 námořních mil od Somálska, v blízkosti Indických národních vod. Piráti používají dříve ukradené rybářské lodě jako základny, z nichž útočí malými rychlými čluny. Jejich náčelníci mají relativně dost peněz, a tak si kupují moderní zařízení, která hlásí pozice proplouvajících nákladních lodí. Informace o pozicích lodí poté piráti využívají k efektivnějším útokům. Obranou proti tomuto odposlechu je vypnutí vysílání polohy dané nákladní lodi – bohužel vedlejším efektem je zvýšené riziko kolize.

Karel Sedláček

sedlacek.kar@seznam.cz

Reklama
Vydání #10
Kód článku: 131014
Datum: 01. 10. 2013
Rubrika: Servis / Zajímavosti
Seriál
Firmy
Související články
Atraktivní projekty: Jen vítr to ví…

Zkrotit vítr a využít jej ve svůj prospěch toužil člověk už od úsvitu dějin. Dodnes jsou známé větrné mlýny na starověké Krétě nebo ve středověkém Holandsku. I na některých místech Čech a Moravy se v minulosti osvědčily. Moderní doba však proměnila i tuto techniku.

Atraktivní projekty: Roboty jako mouchy

Ze všech létajících tvorů na Zemi nás nejvíc fascinuje hmyz. Může se vznášet, snadno pohybovat v libovolném směru a umí se vyhnout šíleně rychle letící plácačce. Není divu, že inspiroval skupinu vědců a inženýrů postavit nejmenší a nejvíce agilní létající roboty.

Atraktivní projekty: Zajímavé experimenty NASA

Na výstavě EXPO, kterou u příležitosti 15-ti let svého trvání uspořádala začátkem letošního roku Akademie aeronautických modelů v jihokalifornském městě Ontario, prezentovala NASA model kosmického kluzáku.

Související články
Atraktivní projekty: Plyn v centru pozornosti

V celosvětovém hledání zdrojů energie se nyní do centra pozornosti dostává plyn. Podle novinových zpráv se nejrůznější experti domnívají, že tento trend bude mít závažný dopad nejen na světový trh s energií, ale doufají, že i pozitivní odraz ve větší bezpečnosti USA i Evropy.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Quo vadis, svařování?

Svařování je dlouhodobě jedna z nejvýznamnějších strojírenských výrobních technologií. Má rozhodující vliv na jakost řady výrobků a na výrobní náklady, proto má klíčové postavení mezi výrobními technologiemi. Patří také mezi technologie zpracovávající největší objem kovových materiálů (cca 25 %). Žádná jiná technologie nezpůsobuje tak rozsáhlé změny ve vlastnostech materiálů.

Stroje v pohybu – Vrtulník na Marsu

Vědci a technici z amerického Národního úřadu pro letectví a vesmír (NASA) právě řídí jednu z nejnáročnějších operací v dějinách kosmonautiky. Expedice Mars 2020 hledá známky bývalého života na sousední planetě. Kromě pojízdné laboratoře je na Marsu také první stroj, který létá vlastní silou na jiné planetě, než je Země.

Atraktivní projekty - Vojenská základna plná tajemství

V rámci pěstování vztahů s veřejností – public relations – se v Americe nejen soukromé firmy, ale i vládní organizace snaží vycházet zájemcům vstříc a pořádají různé dny otevřených dveří. Tak jsem měl možnost prohlédnout si například Pentagon, ale i vojenskou základnu v Novém Mexiku, kde se testovaly atomové bomby.

Atraktivní projekty: Odsud až ke hvězdám

Světově proslulý architekt Norman Foster navrhl kosmické nádraží pro privátní lety do vesmíru. Společnost Virgin Galactic, která tyto výlety připravuje, vybrala po dlouhém váhání prostor u Las Cruces v americkém státě Nové Mexiko. Kosmodrom dostal jméno Spaceport America, už se začal stavět a do provozu má být uveden v příštím roce.

Atraktivní projekty: Google chce létat

Internetový gigant Google není už dávno jen vyhledávač. Připravuje nové atraktivní projekty, a proto rozšiřuje svůj investiční záběr.

Atraktivní projekty: Plující chrámy techniky

Moře a oceány brázdí stále více plavidel, jež budí úžas nejen svými rozměry, ale také technickým vybavením.

Atraktivní projekty: Nejvyšší v Las Vegas

Ráj hazardu a zábavy v Las Vegas obohatí nová atrakce - vyhlídkové kolo o průměru 160 metrů. V dohledné době se má roztočit a pochlubit se nejen atraktivní konstrukcí, ale i svou výškou - 167,6 metru. Bude tedy nejvyšším vyhlídkovým kolem na světě. Náklady přesahují 550 milionů dolarů.

Atraktivní projekty: Sixtinská kaple září

Sixtinská kaple ve Vatikánu se po 500 letech rozzáří zcela unikátně, a to díky nejmodernější technice. Návštěvníkům tak nabídne ojedinělý zážitek. Společnost Osram, výrobce světelných zdrojů a svítidel, ji totiž vybavuje novým systémem LED osvětlení. Systém, jenž je k uměleckým dílům mimořádně šetrný, umožňuje značně vyšší hodnoty osvětlení. Navíc ve srovnání se stávajícím osvětlovacím systémem spotřebovává méně energie.

Atraktivní projekty: Tramvaje se vracejí do L.A.

Účastníci referenda v centru Los Angeles před rokem schválili projekt financování výstavby jedné okružní tramvajové linky ve výši 125 milionů dolarů. Do provozu by měla být uvedena v roce 2016.

Atraktivní projekty: Chytře na energetiku

Stále častěji se hovoří o chytrých sítích v energetice (smart grids), ale cesta k nim je ještě daleká. Zatím je nutné se držet spíš při zemi a myslet na inteligentní energetické řešení budov. Těch nových, ale i těch stávajících.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit