Dana Kulić ima genijalan posao. Promatra ljude, njihovo ponašanje i kretnje pretvara u algoritam, a onda ga usađuje u robote. Pojednostavljeno - uči robote kako da imitiraju ljude. Ili još jednostavnije - znanstvenu fantastiku pretvara u stvarnost.
Profesorica je elektrotehnike i računalnog inženjerstva, znanstvenica svjetskoga glasa, ali hrvatskih korijena i jedna od samo deset posto žena na planetu koje se bave tim zanimanjem. Karijeru je izgradila u muškom svijetu.
Područje njezina znanstvenog interesa je izučavanje robota, rad na humanoidnim robotima, interakcija između ljudi i robota te mehatronika.
Ukratko, Dana Kulić u robote usađuje ljudsku dušu.
Među ostalim je radila i na Canadarmu II, drugoj i poboljšanoj generaciji robotske ruke koja je prvi put korištena 2001. godine na Space Shuttle orbiterima za implementaciju, manevriranje i hvatanje tereta u svemiru.
A za Hrvatsku, koju je nedavno posjetila da bi sudjelovala na konferenciji na zagrebačkom Fakultetu elektrotehnike i računarstva, donedavno su je vezali tek podrijetlo i uspomene s ljetovanja.
- Rođena sam u Splitu, a još kao dijete s obitelji sam preselila u Kanadu, u Vancouver. Trenutačno radim na Sveučilištu u Waterloou, a u Hrvatsku dolazim uglavnom ljeti. Zapravo, moj tata je nedavno otišao u mirovinu pa sada pola godine provodi u Hrvatskoj, a pola u Kanadi - kaže Dana, u duši, kao i s adresom - Kanađanka.
Od Japana do Kanade
Tamo je odrasla, školovala se, udala se i zaposlila u struci.
No, osim posjeta rodnom Splitu, ova robotičarka unatrag dvije godine ima dodatni motiv za posjet Hrvatskoj. Naime, od kraja 2015. godine sveučilišta u Waterloou i u Zagrebu surađuju na zajedničkom projektu naziva cloudSLAM. Riječ je o projektu istodobne lokalizacije i mapiranja utemeljenom na suradničkom oblaku u dinamičnim okruženjima čiji su nositelji Dana i profesor Ivan Petrović sa Zavoda za automatiku i računalno inženjerstvo zagrebačkog FER-a.
Riječ je o kompleksnom projektu, ali Dana nam pokušava pojednostaviti njegov smisao.
Kaže da se robotika nedavno počela intenzivno širiti izvan industrijskih krugova, približavajući robote ljudima i ljudskom okolišu. Jedan od glavnih preduvjeta za autonomni robotski rad u nepoznatim, visoko dinamičnim okruženjima naseljenim ljudima ili drugim robotima je zajedničko kretanje, odnosno otkrivanje i praćenje pokretnih objekata. To je zadatak nazvan DATMO i potreban je zbog prisutnosti velikog broja pokretnih objekata koji bi se trebali izbjegavati tijekom navigacije.
Drugi preduvjet je simultano lociranje i mapiranje.
Taj je, pak, nazvan SLAM i omogućuje robotu zaključivanje svojeg položaja i učinkovito povezivanje s drugim interesnim objektima, čak i u vrlo dinamičnim okruženjima.
Ako i niste do kraja shvatili, ne brinite - riječ je o doista kompleksnom polju znanosti.
Današnji roboti u industriji rade programirane zadatke, ali nemaju percepciju prostora i ne znaju se orijentirati pa ako trebate promijeniti zadatak, morate reprogramirati robote. Tada bi imali sposobnost autonomnog donošenja odluka i međusobno bi surađivali da ostvare složenije zadatke. Primjerice, da bi jedan robot prenio stol, mora biti velik i snažan pa je isplativije imati četiri manja robota, jednako kao što će i četiri čovjeka lakše pomaknuti stol nego jedan sam.
- Roboti moraju međusobno surađivati, ali i s ljudima - kaže Dana Kulić.
Bespilotna budućnost
Glavni fokus hrvatsko-kanadskog projekta cloudSLAM je razviti algoritme za kooperativno rješavanje SLAM problema tako da robot, tim robota ili robot i ljudi mogu pouzdano raditi u novim, visoko dinamičnim okruženjima. Suradnja se manifestira djelovanjem flote s više agenata, primjerice bespilotnih vozila, bespilotnih letjelica i ljudi.
Svaki agent opremljen je perceptivnim senzorom koji snima prostor, a zajedno surađuju kako bi dobili kartu, odnosno model prostora. K tome, svaki tim je dodatno opremljen tehnologijom oblaka, tako da se karta dijeli u cloudu, čime se poboljšava ukupna učinkovitost SLAM-a s više agenata. To znači da, primjerice, u poljoprivredi možete kroz polje poslati letjelicu da snimi stanje na terenu kako bi poslala informacije robotu koji će obaviti zadatak, odnosno upute što treba učiniti. Primjerice, da prepozna pšenicu kojoj za razvoj nedostaje vode pa da ondje pojača navodnjavanje.
- Projekt se bavi navigacijom robota, a važan je za područje planiranja aktivnosti u prostoru - objašnjava nam profesor Petrović s FER-a koji je, uz svoju kanadsku kolegicu, nositelj projekta.
Među ostalim, na FER-u planiraju suradnju s Končarom na projektu samovozećeg tramvaja koji bi se mogao početi testirati u sljedeće tri godine.
Osim toga, Petrović je i koordinator projekta ACROSS, koji stoji za Autonomne i korporativne robotske sustave, a za koji je nedavno iz Europske komisije stiglo zeleno svjetlo, odnosno odobreno je financiranje prve faze projekta, koji se našao među 20 prihvaćenih projekta od njih 300-tinjak. Glavni cilj projekta je, kaže Petrović, stvaranje centara izvrsnosti u državama i regijama Europe koje su manje razvijene.
Ovo je prva faza od godine dana koja je rezervirana za izradu poslovnog plana, a cilj projekta ACROSS je stvaranje Centra izvrsnosti koji će zapošljavati niz stručnjaka i promijeniti paradigmu znanstvenog rada jer će centri postati inkubatori novih ideja. Na projektu rade brojni stručnjaci s FER-a, a surađuju sa 16 prestižnih sveučilišta iz 10 europskih država i tri važna hrvatska industrijska partnera - Končar, Ericsson Nikola Tesla i Dok-ing. Za provedbu projekta Europska komisija odobrila je iznos od 3,351.776 eura.
Ovaj trenutačni kanadsko-hrvatski projekt je s milijun i pol kuna financirao Unity Through Knowledge Fund, koji podupiru hrvatsko Ministarstvo znanosti i obrazovanja te Svjetska banka, a na projektu već dvije godine radi desetak ljudi iz obiju država.
Čudesni algoritam
- Mi smo dali teorijski dio, a Kanađani praktični - dodaje profesor Petrović. Tu nastupa Danina ekspertiza jer ako robot ima sposobnost razumijevanja i učenja od promatranja ljudskog gibanja, on može naučiti jednostavne zadaće koje mu se pokažu. Korištenjem Daninih algoritama roboti bi poboljšavali svoju izvedbu tijekom cijelog svojeg životnog vijeka, pritom se prilagođavajući promjenama u njihovu okruženju. Njezina ranija istraživanja mogu znatno proširiti način na koji roboti mogu biti korišteni, od pomoćnog robota u kući do robotskog asistenta u proizvodnji i drugim industrijskim okruženjima.
- Kako bismo dobili model gibanja tijela, na njega smo stavljali senzore. Takav robot može prepoznati napredak tijela kroz vrijeme i mogao bi, primjerice, koristiti terapeutima kao sustav za rehabilitaciju - pojasnio je profesor Petrović, koji blisko surađuje s Danom, izvanrednom profesoricom na Odjelu za elektrotehniku i računalno inženjerstvo Sveučilišta u Waterloou. Doktorat iz elektromehaničkog inženjerstva i strojarstva stekla je na Sveučilištu British Columbia u Vancouveru. Otprilike u to vrijeme, dok je radila na doktoratu, bila je zaposlena u kanadskoj tvrtki MacDonald Dettwiler and Associates Ltd. u kojoj je kao inženjerka radila na razvijanju upravljačkog softvera za drugu generaciju robotske ruke Canadarm II za NASU.
- Bila sam softver developer i tada ništa nisam znala o robotima. No bilo je dovoljno da se zainteresiram i odlučim upisati izvanredni studij - otkrila je Dana, koja priznaje da je uvijek bila odličan učenik i student.
- Bilo nas je malo na tom studiju i profesorica nas je sve znala po imenu. Poslije mi je ponudila da, budem li ikada razmišljala o doktoratu iz područja robotike, ona će mi rado pomoći - prisjeća se Dana. Tako je na kraju i bilo. Radila je s dr. Elizabeth Croft kao doktorandica i istraživačica u laboratoriju na Sveučilištu British Columbia. Cilj njezina rada bio je razviti strategiju interakcije čovjek - robot kako bi se osigurala sigurnost ljudskog sudionika.
Dijeli znanje
Nakon toga usavršavala se i u Tokiju. Bila je suradnica na projektu Nakamura-Yamane laboratorija na Sveučilištu u Tokiju. Bavila se razvijanjem algoritama za učenje ljudskih gibanja za humanoidne robote. Znanja o ljudskom kretanju mogla bi se upotrijebiti i za analizu te predviđanje ljudskog ponašanja, kao i za generaciju pokreta za humanoidne robote.
- Humanoidnu robotiku odlučila sam usavršiti u Tokiju jer je Japan lider robotike i mislim da nema boljeg mjesta gdje se toliko može naučiti o robotima - istaknula je 41-godišnja Dana, koja je sada prešla na drugu stranu katedre.
- Obožavala sam biti studentica, ali još mi je draže dijeliti svoje znanje i podučavati. Waterloo je mlado sveučilište koje potiče inovacije i fokusirano je na istraživanje - napominje Dana.
Programiranje smatra bazičnom vještinom.
- Osnove se trebaju učiti već u nižim razredima, makar kao izborni predmet - dodaje.
Kaže da Hrvatska može biti ponosna na svoj uspjeh u robotici.
- Logično, Hrvatska nije svjetska sila kao Japan, ali FER postiže vrhunske rezultate. Hrvatska je vrlo jaka u Europi - hvali nas Dana. Kaže da je sada posebno uzbudljivo vrijeme za rad u robotici.
Roboti se polako sele iz industrije u druga područja. Pa tako danas već imamo rudarske robote, robote u agrikulturi... I pitanje je što nas uskoro sve još čeka.
Roboti se mogu kretati kao ljudi, ali osjećaje mogu samo simulirati
Ako se robotičari oslanjaju na čovjeka pri kreaciji robota, hoće li se uskoro pojaviti i roboti s osjećajima?
- Možda sa simulacijama osjećaja, ali roboti nisu u stanju stvarno osjećati. Naime, da bismo znali napraviti robota koji osjeća, moramo prvo znati kako to u biologiji točno funkcionira, a ljudski osjećaji su još, zapravo, nedovoljno istraženo područje, dok se, primjerice, kod pokreta robota ugledaju na ljude - objasnila je znanstvenica. Iako ne osjećaju, kaže, ima aktivnosti u kojima su roboti već sad bolji od nas.
- To su neke ponavljajuće aktivnosti u kojima su roboti mnogo bolji i precizniji, tzv. pick and place aktivnosti koje treba ponoviti na isti način 1000 puta, ali funkcioniraju samo u istim uvjetima. No ako se uvjeti imalo promijene, primjerice pri branju jabuka, gdje je svaka jabuka pomalo različita, roboti još nemaju mogućnost brzog prilagođavanja kao što to imaju ljudi - smatra Dana.