V Mariboru je dobil popolnoma prazen laboratorij in ga opremil po najboljših močeh, predvsem pa z neusahljivim navdušenjem za znanost in veseljem do podiranja meja možnega. V laboratoriju je tako sedaj minipoligon za avtonomnega robota, ki lahko pomaga pri raziskovanju in mapiranju popotresnih območij. Robot, ki je rezultat slovensko-avstrijskega sodelovanja, se lahko sam giblje po prostoru, pleza po stopnicah ali čez ovire, z laserskim merilnikom razdalje prežarčuje prostor in na računalniku, s katerim je povezan, izrisuje zemljevid ter ujete ljudi, ki jih zazna. Nanj sta nameščeni tudi navadna in toplotna kamera.

»Prostor prepoznava podobno kot netopir,« razloži doc. dr. Suzana Uran, ki je sodelovala v ekipi, ki je zgradila Tedusarja. Ob vhodu na poligon je invalidski voziček, poln čipov, senzorjev in kamer. »Voziček lahko tetraplegiki z glasovnimi ukazi sami usmerjajo in premikajo,« razloži prof. Riko Šafarič. Zraven vozička za mizo eden od diplomantov tipka za računalnikom. V laboratoriju so razvili umetno nevronsko mrežo, ki omogoča glasovno upravljanje, hkrati pa je sistem dovolj inteligenten, da zna prepoznati glas uporabnika in ga šumi ali ukazi iz okolice ne zmotijo. Senzorji, ki so jih dodali, ob naletu na stopnico ali oviro ustavijo voziček in ga ne spustijo naprej. Uspešna preizkusna faza je za seboj pustila nekaj okrušenih sten in podbojev vrat, se smeji prof. Šafarič. Sedaj sistem nadgrajujejo, da bi lahko voziček sam na ukaz odpeljal posameznika iz ene v drugo sobo.

Na drugi strani laboratorija je na vogalu mize nameščena srebrna kovinska komora, velika kot malo večja kozica. Ko profesor Šafarič odpre pokrov, je notri manjša pravokotna škatla, opremljena z osmi, čipi in žicami. Podložena je s silikonskim listom, ki absorbira tudi najmanjše tresljaje. »Ko izvajamo poskuse, eden od študentov zunaj na hodniku pazi, da ne gre nihče mimo. Kajti tresljaji tal bi popolnoma onemogočili naše delo.« Kar se dogaja v srebrni škatli, opazujejo z mikroskopom, ki je s strani nameščen v komoro in dogajanje projicira na računalniški ekran. »Oblikovali smo nano-natančno robotsko roko, s katero lahko premikamo delce v velikosti 800 nanometrov do 50 mikrometrov. Iz njih nato oblikujemo in gradimo objekte. Naš mikrorobot s svojo špico, ki je v resnici zlata žica, na vrhu ošiljena na tri atome ostro, s pomočjo zamrzovanja in ogrevanja konice prijema, premika in spušča nanodelce. Zveni preprosto, a pri tako majhnih delcih makrofizika, v kateri mi živimo, ne deluje,« pripoveduje prof. Šafarič. »Gravitacijska sila je od pet- do desetkrat manjša kot Van der Waalsova sila, ki deluje med samimi delci, med delci in našo konico ter delci in podlago. Letos spomladi nam je uspelo narediti tridimenzionalne strukture, ki jih lahko s segrevanjem zlepimo, kar pomeni, da se ne bodo zlomile ali podrle.«

To ni uspelo narediti še nikomur, vsaj ne z metodami in v dimenzijah, ki so jih uporabili v laboratoriju na mariborski fakulteti za elektrotehniko, računalništvo in informatiko. Sedaj sodelujejo z Inštitutom Jožefa Stefana, ki izdeluje zobnike premera 15 mikrometrov in mikroosi. »Trudimo se zobnik prijeti in namestiti na os. A os se nam vsakič podre,« opisuje nove izzive prof. Šafarič. »Iščemo rešitev. Naše raziskave so bazične. Naslednji korak bo gradnja mikrorobotov, ki bodo lahko sami naredili druge mikrorobote.« To so lahko mikroinsekti, mikroelektro-mehanski sistemi ali nanopodmornice, velike pol milimetra, ki bi plule po človeških žilah, dostavljale zdravila ali lovile bakterije. »Teoretične študije, da je to mogoče, obstajajo,« pravi prof. Riko Šafarič. »Za zdaj je to še futurizem, a mislim, da bi v nekaj letih lahko prišli tako daleč. To so naše sanje.«

Videti in razumeti

Glede na to, da ameriška agencija za napredne razvojne projekte (DARPA) razvija umetno kri, ki bi jo vojaki lažje prenašali s seboj na bojišče, ekoskeletoni, ki bi jih vojaki nosili, pa bi izboljšali njihove fizične zmogljivosti ter zaustavili krvavitev, če bi bil vojak ranjen, je težko oporekati, da je meja med človekom in strojem vse bolj zabrisana.

Privlačnost oblikovanja robota, ki bi lahko namesto ljudi delal ali se bojeval in tvegal železo in čipe, se je izkazala za bolj zapleteno, kot se je zdelo. Tako se danes vsaj toliko pozornosti kot avtonomnim inteligentnim robotnim napravam namenja izboljševanju človeka, da bi postal po svoji vzdržljivosti in moči bolj podoben robotu.

V Mariboru ima sedež tudi Kompetenčni center za robotiko, ki povezuje niz podjetij in inštitucij. Eni se ukvarjajo z opremljanjem vojaških vozil s pametnimi sistemi, drugi z izdelovanjem avtonomnih letečih plovil, spet tretji z računalniškim vidom.

Prof. Franc Solina vodi laboratorij za računalniški vid na ljubljanski fakulteti za računalništvo in informatiko. Razlaga, da se je lahkotnost prepričanja v preprost in hiter napredek v šestdesetih letih izkazala za napako. Slika, ki jo je kameri uspelo prenesti na računalniški ekran, še zdaleč ni odpirala vrat umetni inteligenci. »Vid je mnogo bolj zapleten, kot se je sprva zdelo. Procesiranje slik zahteva ogromno procesorsko moč in navadni računalniki dolgo časa temu enostavno niso bili kos.« Razvoj je tekel hitreje predvsem na vojaškem področju, kjer so kamere nameščali na nosove raket, in v medicini. »A nekatere temeljne težave še vedno ostajajo, tudi danes,« pravi prof. Solina. »Človeški vid hkrati interpretira sliko. Tega ne zna še noben sistem računalniškega vida. Za računalnik je lahko vsak nagib slike ali drugačen odblesk problematičen pri prepoznavi podobe.« Rešitve so bolj ali manj posamične za konkretne naloge ali projekte. A takih rešitev je vse več. Eden od nekdanjih študentov prof. Soline, Tomaž Pogačnik, je lastnik in direktor podjetja Comland, ki je podprlo tudi mariborske študente, ko so se odločili odpreti svoje podjetje Drugi vid. Skupaj so združili rešitve v aplikacijo, ki omogoča slepim premikanje v neznanem okolju. »Navigacijske naprave so že izjemno napredne, a pri slepih je treba vključiti tudi zaznavo ljudi, ovir, luči na semaforju ter vse to sporočiti preko glasu ali s taktilnimi signali,« opisuje prof. Solina postopke, ki so potrebni, da računalniška slika dobi konkretno vrednost za osebo, ki ne vidi.

Laboratorij za računalniški vid sodeluje tudi pri raziskovanju možnosti, da bi pametni digitalni ekrani na ulicah ali v nakupovalnih središčih spremljali odzive ljudi na reklame, ki se na njih pojavijo, beležili pozornost pogleda, prepoznali starost in spol mimoidočih. Prof. Solina pravi, da si opise o japonskih vlakih, ki bi potnikom prek stekel vlaka »olepšali« okolico, predstavlja brez težav. »Gre za 'obogateno resničnost', kar ni tako zelo drugače od tega, kar ponujajo googlova očala. Možnost povezave očal z internetom ali pametnim telefonom zagotovi procesno moč, da človek prejme vse te informacije.« Opozarja na razliko pri sistemih, ki so posebej namenjeni identifikaciji ljudi na letališčih ali v varovanih prostorih, kjer posamezniki pristanejo na prepoznavo in registracijo.

Opazuje, kako mladi diplomanti in doktoranti odhajajo, ker v Sloveniji ne dobijo priložnosti. »Razvojno smo v koraku z globalnim razvojem. Predvsem smo dobri pri specifičnih rešitvah, kjer šteje inventivnost in se rešitve iz računalništva uporabijo na drugih področjih, od biomedicine, jezikoslovja do arheologije in umetnosti,« pripoveduje vodja laboratorija, ki sodeluje tudi s podmorskimi arheologi in Akademijo likovnih umetnosti. Oblikovali so sliko oči Velikega brata, ki se prilagaja pogledu človeka, ko ta hodi po prostoru, tako da posameznik sliko vseskozi vidi, kot da bi stal neposredno pred njo.

Dostopnost omrežij in tehnoloških komunikacijskih rešitev je v Sloveniji zmuzljiva. Po podatkih OECD naj bi bila Slovenija z 68,1-odstotno dostopnostjo do interneta in opremljenostjo domov z računalniki pod povprečjem držav OECD. Raziskava Znanje za leto 2013(Skills Outlook 2013), ki je izšla pred dnevi, temelji na podatkih iz leta 2010. Več kot 90-odstotno pokritost z internetom in opremljenost domov z računalniki ima Islandija, sledita ji Nizozemska in Norveška, Slovenija je na 23. mestu. Po podatkih Eurostata za leto 2011 je Slovenija po pokritosti domov z računalniki in internetom blizu povprečja EU27, na 13. mestu. Pri podatku, koliko prebivalci uporabljajo internet in računalnik, pa je tako pod povprečjem EU27 kot evroobmočja.

Podpovprečen v Sloveniji je po podatkih OECD tudi delež zaposlenih, ki so v zadnjih letih zaradi novih tehnologij občutili spremembo pri organizaciji dela ali uvedbo novih tehnologij in postopkov. Hkrati pa se je za skoraj enak delež, kolikor skupaj znašata upad nizko in srednje izobraženih zaposlenih, povečal delež zaposlenih z visoko izobrazbo (za 14,15 odstotka). Slovenija je imela tako po letu 1998 največji upad števila zaposlenih z nižjo izobrazbo (za 12,68 odstotka, druga je Avstrija z 9,01-odstotnim znižanjem).

Human(oidn)i robot

V preteklem tednu je Inštitut Jožefa Stefana gostil 16. mednarodno multikonferenco Informacijska družba 2013. Včeraj, v petek, je predaval tudi japonski robotik prof. Hiroshi Ishiguro, ki že od leta 2005 živi in deluje s ali preko svojega robotskega dvojnika Geminoida. Robot mu je podoben po videzu, sledi njegovemu glasu in gibom. Včasih se pojavi tudi na mednarodnih konferencah, medtem ko profesor Ishiguro ostane na Japonskem in robota upravlja od tam. Tedaj, razlaga, če nekdo Geminoida uščipne v lice, trzne tudi njegova ličnica. Direktor laboratorija inteligentne robotike je prepričan, da lahko preko robotov bolje spoznamo, kaj je človek.

A mnogo prej kot humanoidni roboti so pomembno mesto v človeški družbi roboti začeli zasedati v industriji. V ZDA je bil v proizvodni industriji po drugi svetovni vojni zaposlen vsak tretji delavec, danes se je delež skrčil na 9 odstotkov. Samo v zadnjem desetletju naj bi se število zmanjšalo za približno 5 milijonov, na današnjih 12 milijonov. Ob tem pa se je produktivnost povečala za šestkrat. V EU je leta 2012 v industriji delalo približno 14 odstotkov vseh zaposlenih. Pri tem je po statističnih podatkih OECD Slovenija v obdobju med letoma 1995 in 2009 doživela največji upad deleža proizvodnih delavcev. Poročilo Prihodnost evropske proizvodnje ekonomskega think-tanka Bruegel kaže, da naj bi večja produktivnost, utemeljena na vlaganjih v raziskave in razvoj, v obdobju med letoma 1995 in 2009 prinesla opazno rast plač delavcem v proizvodni industriji le v Nemčiji in Avstriji. Vzpon informacijskih in komunikacijskih tehnologij znotraj industrije pa je občutno pripomogel h krepitvi produktivnosti predvsem na Irskem, Švedskem, Madžarskem in Finskem. Nanotehnologija, 3D-printerji, roboti in razvoj informacijske tehnologije ponujajo nove priložnosti, ob usihajočih naravnih virih in globalnem segrevanju pa so hkrati nanje vezani tudi glavni izzivi, ocenjujejo raziskovalci Bruegla.

Pred tremi leti naj bi na svetu delovalo okoli 8,5 milijona industrijskih in servisnih robotov. Prodaja industrijskih robotov je po podatkih Mednarodne federacije za robotiko po rekordnem letu 2011 lani nekoliko upadla, za 4 odstotke, na 159.346 enot. Okoli 70 odstotkov vseh prodanih industrijskih robotov gre v tovarne na Japonskem, Kitajskem, v ZDA, Koreji in Nemčiji. Industrijske robote so začeli uvajati konec šestdesetih let, število vseh delujočih industrijskih robotov pa naj bi se ob koncu leta 2012 gibalo od 1,2 do poldrugega milijona.

K temu je treba prišteti še profesionalne servisne robote, teh je bilo leta 2012 prodanih 16.067. Od leta 1998 je tako Mednarodna federacija za robotiko zabeležila zagon več kot 126 tisoč profesionalnih servisnih robotov. Precej višje pa so številke delujočih servisnih robotov za domačo in individualno rabo – sem spadajo robotni sesalci, domači robotni ljubljenčki in podobne iznajdbe. Tem so se lani pridružili kar trije milijoni robotov, kar predstavlja 20-odstotni porast glede na število prodanih robotov leta 2011.

Napredki tehnologije so vsekakor skokoviti in fantastični. Zdi se, da tudi nebo ni več omejitev. Ko so v Katarju decembra 2010 izvedeli, da bodo leta 2022 gostili svetovni pokal v nogometu, so le nekaj mesecev po odločitvi Fife katarske vladajoče družine zagotovile, da nam zaradi vremena in vročine ni treba skrbeti. Z visoko tehnologijo naj bi poskrbeli za ugodje gledalcev in nogometašev tudi v poletnih mesecih v puščavi naftnih vrelcev, kjer temperature brbotajo okoli 50 stopinj Celzija. Novozgrajene odprte stadione naj bi hladile klimatske naprave, nad njimi pa naj bi plavali »oblaki« na daljinsko upravljanje in sončni pogon: zgrajeni ne bodo iz vodnih hlapov, ampak lahkih ogljikovih materialov. A teh med gradnjo stadionov še niso zagnali. Guardianovi raziskovalni novinarji so pred dvema tednoma razkrili, da delavci iz Afrike, Nepala, Filipinov, Pakistana in Bangladeša na gradbiščih niso dobili niti vode niti hrane. Junija in julija je umrlo vsaj 44 nepalskih delavcev, več kot polovica zaradi odpovedi srca ali nesreče pri delu. Raziskovalci pravijo, da se trenutna cena za tehnološko fantastično izkušnjo nogometa sredi puščave leta 2022 drži pri enem mrtvem gradbenem delavcu na dan. Na gradbiščih so prisiljeni delati tudi po 13 ur na dan, v suženjskih pogojih, brez rednega plačila, brez vsakršnih zaščitnih oblek ali zagotovljene varnosti, brez dokumentov, pod izsiljevanjem in ustrahovanjem, nastanjeni v prenatrpanih sobicah brez osnovnih sanitarnih pogojev. Z modernim suženjstvom se tako tlakuje pot do fantastičnih tehnoloških in arhitekturnih dosežkov, pri katerih sodelujejo tudi nemška in britanska podjetja.

Pametna prihodnost

Dvoreznost tehnološkega napredka v vseh ekstremih so lepo opisali v reviji The American Prospect v začetku oktobra. V članku Pandora’s Box ugotavljajo, da tehnologija 3D-printanja vrača podjetja nazaj na ameriško stran Pacifika. Vzdrževanje naprav je cenejše celo od najbolj cenene delovne sile, sploh ko tej dodamo še stroške transporta izdelkov. A 3D-printanje vrača le drobec delovnih mest, hkrati pa na glavo postavlja ideje o tem, kje in kdo lahko nekaj proizvede. Tako je Cody Wilson dokazal, da lahko s 3D-printerjem vsak doma naredi pištolo. A južnoafriški mizar Richard Van As, ki je zaradi nesreče pri delu izgubil večino prstov desne roke, je v sodelovanju z Ivanom Ownom s 3D-printerjem izdelal mehansko roko, Robohand. Njen dizajn in navodila za izdelavo je objavil na internetu. Tako lahko danes številni posamezniki za mnogo manj denarja ponovno ulovijo žogo ali primejo skodelico.

Tridimenzionalni tisk nekateri vidijo tudi kot podij za novo gastronomijo, ameriška vojaška raziskovalna pisarna pa je pred dnevi podelila 855 tisoč dolarjev univerzam Pittsburgha, Harvarda in Illinoisa. Raziskovalci tam bodo poskušali razviti 4D-printanje. Gre za mehansko ustvarjene materiale ali izdelke, ki pod določenimi pogoji spremenijo svoje lastnosti ali obliko in se jih da naknadno sestaviti in preoblikovati. Najbolj barvit primer je vojaška uniforma, katere material se spreminja kot koža kameleona.

Z mnogo bolj konkretnimi in že obstoječimi rešitvami pa so na letošnjem svetovnem tekmovanju v prepoznavanju aktivnosti slavili člani slovenske ekipe z Inštituta Jožefa Stefana, z oddelka za inteligentne sisteme. Simon Kozina, Hristijan Gjoreski, prof. Matjaž Gams in dr. Mitja Luštrek so iz malih senzorjev, ki še najbolj spominjajo na škatlice vžigalic, oblikovali nevsiljivo rešitev, ki omogoča spremljanje položaja posameznika v prostoru. To je posebej dragoceno za ljudi, ki so bolni ali negotovi v premikanju in živijo sami. Senzorji za merjenje gibanja, pravi dr. Mitja Luštrek, bodo verjetno kmalu povsod. »Že sedaj jih najdemo v nekaterih športnih čevljih, morda bodo kmalu všiti v oblačila. Naša rešitev je zelo praktična. Robot je zelo kul in raziskovalno zanimiv, a se je na tekmovanju izkazal za manj uporabnega ter bolj vsiljivega.«

Hristijan Gjoreski doda, da je naslednji korak, s katerim se poigravajo, oblikovanje aplikacije za mobilne telefone, ki bi povezala njihove senzorje v širšo rešitev, dosegljivo vsakemu potrošniku. »Seveda je razmislek za projekti pogosto tudi zmanjšanje stroškov. Konec koncev je veliko projektov, s katerimi se raziskovanje financira, tako tudi zastavljenih,« razlaga Simon Kozina. Mitja Luštrek ob tem opozori, da se prebivalstvo stara, kar prinaša nove izzive, tehnologija pa lahko ponudi rešitve. A vsi trije sogovorniki se tudi strinjajo, da je druga plat tega lahko tudi ne zelo oddaljena slika javnih prostorov, v katerih vsi nosimo senzorje in se podatki o nas prenašajo v skupni center. »A tu je zaenkrat še vedno nujno privoljenje posameznika in njegovo sodelovanje. Vprašanje je, kdo te podatke dobi in zbira. Človek je navkljub omejenim sposobnostim računanja in povezovanja vsebin še vedno v prednosti pred napravami. Naše zavedanje je ključno, v njem se skrivajo procesi in zmožnosti, ki so za računalnik še nedosegljivi, za nas pa samoumevni,« pravi Simon Kozina.

Nad privlačnostjo raziskovanja novega in iskanjem človeku prijaznih rešitev je med pogovori z vsemi sogovorniki visel oblak krize in varčevanja, omejenih sredstev in možnosti. Profesor Riko Šafarič je med hojo po stopnicah v zgornje nadstropje pripovedoval, kako je izgubil doktoranta, ki mu je pomagal najti rešitve za njihove mikrorobote. Ni ga mogel zaposliti in mladi znanstvenik je odšel v Ameriko. »Izgubljamo cele generacije mladih strokovnjakov. Moje znanje, njihovo znanje, vse se bo izgubilo,« zmaje z glavo profesor robotike. Zakaj? Ker še vedno velja omejitev zaposlovanja v javnem sektorju, ki jo je uveljavil zloglasni Zujf. Sodišča so že dosodila, da moramo kot država oškodovanim povrniti protipravno skrčene pravice in plače. Z obrestmi. Največja škoda in najdražji računi pa se še vedno pišejo.