Přesnější a rychlejší mapování znečištění vodních ploch i lepší ovládání pasivních hladinových plavidel tažených lodí byly hlavní cíle projektů kooperace robotických dronů vyvíjených Skupinou multirobotických systémů FEL ČVUT (MRS) a autonomně řízených lodí. Výsledky představili výzkumníci 22. dubna u břehů vodní nádrže Orlík. Nad hladinu a okolní louky se vzneslo během posledních dnů, neboť výzkumníci mají v Temešváru dvoutýdenní soustředění, přes 40 létajících robotů a do různých experimentů se zapojilo také kolem 60 expertů a expertek. Ukázky vycházely z několika projektů, na nichž skupina z Fakulty elektrotechnické ČVUT spolupracovala s odborníky a odbornicemi z České zemědělské univerzity v Praze (ČZU) a firem Fly4Future a Eurosecur.
„Vědecky zajímavé na těchto projektech bylo to, že jsme autonomii dronu a autonomie lodi museli propojit pomocí prediktivního a kooperativního řízení, kdy se model pohybu lodi dynamikou výrazně liší od modelu dronu,“ uvedl doc. Martin Saska, vedoucí skupiny MRS působící na katedře kybernetiky. „To vše bylo třeba provést v reálných podmínkách, kde jsou vítr, vlny a podobně. To byly ty největší výzvy, kterým jsme čelili,“ podotkl výzkumník.
Na Orlíku tým ukázal, jak autonomní drony umí usnadnit a zpřesnit pohyb plovoucího objektu (například měřící bóje) taženého robotickou lodí. „Když loď na dlouhém laně táhne objekt, je obtížné zajistit jeho přesný pohyb po požadované trajektorii. V případě kooperativní manipulace lodí a dronem, lze využít velký výkon lodi a zároveň mnohem agilnější pohyb dronu. Vhodným skládáním sil působících takto různorodým týmem robotů, lze dosáhnout mnohem přesnějšího řízení pohybu vlečeného objektu. Díky tomu se dokážeme vyhýbat překážkám, případně získávat senzorická data v přesně požadovaných lokacích.“ vysvětlil doc. Saska.
Drony z FEL ČVUT ale také hledají odpadky na vodních hladinách. Poté, co je najdou, vyšlou informaci lodi, která připluje a nepořádek na daném místě vysbírá. Což je postup výhodný z hlediska času i nákladů. Spolupracující týmy létajících a plavajících robotů pak s velkou přesností zvládnou i detekovat hranice vodních ploch zasažených sinicemi.
„Motivací k tomuto výzkumu je optimalizovat odběr pitné vody na rezervoárech, které jsou sinicemi zasaženy. Informace o přesné koncentraci sinic a dalšího znečištění získané z více míst přehrady současně umožňují přesně modelovat pohyb znečištění, plánovat odběr vody nebo dokonce i zásah vedoucí ke snížení znečištění. Toto neplatí jen u zdrojů pitné vody, ale i třeba zde na rekreačně hojně využívaném Orlíku, kde je nutné veřejnost o stavu vody pravidelně informovat a kde sinice představují závažný problém,“ vysvětlil doc. Saska. „Při konkrétní misi je robotická loď vybavena autonomně letícím dronem, který dokáže zcela sám z lodi odstartovat, povrch hladiny rychle analyzovat a potom se zcela sám na loď vrátit a bezpečně přistát. Loď ho sama může vyslat do míst, která potřebuje naskenovat, a na základě v reálném čase zpracovaného měření si naplánuje vlastní trasu do míst, kde je třeba, odebere vzorky, které přinesou přesnější informaci o stavu vody. No a po cestě může navíc sbírat odpadky anebo dokonce zachránit tonoucího,“ s jen mírnou nadsázkou dodal vědec.
Při testování vědeckých výstupů FEL ČVUT na Orlické přehradě tým výzkumníků využíval jak vlastní menší výzkumné modely létajících robotů a autonomního katamaránu, tak i výsledné produkty komerčních partnerů. Během projektu spolupracující firmy Eurosecur Fly4Future vyvinuly a vyrobily autonomní loď reálných rozměrů pro provádění těchto misí na vodních plochách v ČR a speciální voděodolný dron, který umí kromě přistávání na lodi přistát i na vodě. S ČZU pak tým FEL ČVUT a obě firmy spolupracovaly na sběru a zpracování dat pořizovaných multispektrální kamerou.
Skupina FEL ČVUT v těchto dnech také testuje pohyb velmi rychle letících rojů naprogramovaných pro operace v prostředí s překážkami bez GPS signálu a komunikace. Tým rychle letících spolupracujících robotů dokáže využívat palubních senzorů a umělé inteligence pro pohyb těsně nad terénem, ale dokáže i proletět lesem nebo dokonce zaletět do budovy nebo jeskyně. Roje dronů FEL ČVUT se snadno vypořádají s výpadkem GPS signálu nebo komunikace s pilotem. Pilota ani GPS ke svému letu vůbec nepotřebují, v čemž jsou unikátní nejen v rámci Česka.
Samostatná Fakulta elektrotechnická ČVUT vznikla v roce 1950. V dnešní době se skládá ze 17 kateder umístěných ve dvou budovách: v rámci hlavního kampusu ČVUT v Dejvicích a v naší historické budově na Karlově náměstí. Fakulta elektrotechnická poskytuje prvotřídní vzdělání v oblasti elektrotechniky a informatiky, elektroniky, telekomunikací, automatického řízení, kybernetiky a počítačového inženýrství. Fakulta se dlouhodobě řadí mezi prvních pět výzkumných institucí v České republice. Produkuje přibližně 30 % výzkumných výsledků celého ČVUT a má navázanou rozsáhlou vědeckou spolupráci se špičkovými světovými univerzitami i výzkumnými ústavy. Od roku 1950 Fakulta elektrotechnická vydala cca 30 000 diplomů, které byly vždy vysoce hodnoceny jako doklad prvotřídního vzdělání. Více informací najdete na: fel.cvut.cz
České vysoké učení technické v Praze patří k největším a nejstarším technickým vysokým školám v Evropě. Podle Metodiky 2017+ je nejlepší českou technikou ve skupině hodnocených technických vysokých škol. V současné době má ČVUT osm fakult (stavební, strojní, elektrotechnická, jaderná a fyzikálně inženýrská, architektury, dopravní, biomedicínského inženýrství, informačních technologií). Studuje na něm přes 19 000 studentů. V akademickém roce 2023/2024 má ČVUT v Praze akreditováno celkem 502 českých a 352 anglických studijních programů (bakalářských, magisterských a doktorských). ČVUT vychovává odborníky v oblasti techniky, vědce a manažery se znalostí cizích jazyků, kteří jsou dynamičtí, flexibilní a dokáží se rychle přizpůsobovat požadavkům trhu. Podle výsledků Metodiky 2017+ bylo ČVUT hodnoceno ve skupině pěti technických vysokých škol a obdrželo nejvyšší hodnocení stupněm A. ČVUT v Praze je v současné době na následujících pozicích podle žebříčku QS World University Rankings: V celosvětovém žebříčku QS World University Rankings je ČVUT na 454. místě a na 12. pozici v regionálním hodnocení „Emerging Europe and Central Asia“. V rámci hodnocení pro „Engineering – Civil and Structural“ je ČVUT mezi 151.–200. místem, v oblasti „Engineering – Mechanical“ na 201.–250. místě, u „Engineering – Electrical“ na 201. až 250. pozici. V oblasti „Physics and Astronomy“ na 201. až 250. místě, „Natural Sciences“ jsou na 280. příčce. V oblasti „Computer Science and Information Systems“ je na 201.–250. místě, v oblasti „Material Sciences“ na 201. až 250. místě, v oblasti „Mathematics“ na 251.-300. místě a v oblasti „Engineering and Technology“ je ČVUT na 190. místě. Od roku 2020 je ČVUT členem aliance prestižních technických univerzit EuroTeQ. Ta představuje zajímavou a přínosnou příležitost pro studenty, vědecké pracovníky i zaměstnance zapojit se do projektu, který si klade za ambici posunout kvalitu vysokého školství na vyšší úroveň. Dalšími členy skupiny EuroTeQ jsou Technical University of Munich, Technical University of Denmark, Technical University of Eindhoven, École Polytechnique – L´X, Tallinn University of Technology, École polytechnique fédérale de Lausanne a Technion Israel Institute of Technology. Více na www.cvut.cz.