close
CímlapTudományDrónok arca

Drónok arca

Okos lassan mindenünk: a telefonunk, az óránk, az autónk, az otthonunk, vagy akár egy egész épület is „smart” lehet. A reklámokban már gyerekek villognak a gombnyomásra parkoló autóval, ami Michael Knight KIT-jének még megpróbáltatást jelentett. A PTE Műszaki és Informatikai Karához kötődik Pécs legnagyobb okos háza a Szentágothai János Kutatóközpont, s talán a leglátványosabb bemutatókat is a MIK kollégái szokták tartani az autóikkal és drónjaikkal. Az okosságok működéséhez viszont szenzorokkal rögzített adatokra és automatizálásra van szükség, ez pedig kihívásokban bővelkedő terület. Várady Gézával, a Műszaki Informatika Tanszék vezetőjével beszélgettem.

Autó és drónok – ahogy a MIK Nyílt Napjain is kiderült - biztosan kötődnek a Műszaki Informatika Tanszékhez - össze tudnád foglalni, hogy milyen főbb kutatási irányok fűződnek hozzátok?

A Műszaki Informatika Tanszék robotika, automatizálás és folyamatirányító rendszerekkel foglalkozik, az elmúlt időszakban a kamera alapú képfeldolgozás felé is fordultunk, amely egy pár évvel ezelőtt indult, drónokkal foglalkozó projekthez kapcsolódik. Az ötletet az adta, hogy a drónok viszonylag elérhető árú, és többnyire kamerával felszerelt eszközök, s ezek révén

olyan helyekről tudnánk képet kapni, ahonnan eddig nem,

vagy nehezen tudtunk szert tenni. A drónválasztás részben annak is köszönhető, hogy szerettünk volna olyan mobileszközt kifejleszteni, amit bármilyen terepen be lehet vetni, és nem feltétlen kell ott kihuzalozni megfigyelő- vagy kamerarendszert. Ennek alapját egyébként a karon működő Breuer Marcell Doktori Iskola szolgáltatta, ugyanis az ő egyik fő területe a műemlékvédelem, ezeket a drónokat pedig nagyon jól lehetne használni arra, hogy olyan épületeket és helyeket mérjünk föl, ahol az állagmegóvás miatt fix szenzorok kihelyezése nem lehetséges. A drón viszont oda tudja vinni a szenzort, így lehetségessé válik pl. a páratartalom, vagy bármilyen más paraméter monitorozása, illetve kevésbé hozzáférhető helyekről is tud képet adni anélkül, hogy akár csak hozzáérne vagy tönkretenné. Azonban arra már a Szentágothai János Kutatóközpont tervezésekor rádöbbentünk, hogy mindent nem lehet kihelyezett szenzorokkal mérni, vagyis hasznos lenne akár egy drónalapú felügyeleti rendszert létrehozni, ami sok egyéb alkalmazásban is részt vehet, például azt is meg lehetne figyelni, hogy hol vannak sokan és merre mozognak az épületben, vagy, hogy hol érdemes a villanyt felkapcsolni. Az első probléma, amivel szembesültünk, az volt, hogy ilyen kész rendszerek nincsenek, sőt, az efféle drónok arra sem voltak képesek, hogy kültérben biztonságosan navigáljanak.

Emberi vezérléssel és GPS-szel valamelyest lehet mozgatni egy adott terület fölött ezeket a gépeket, de alapvetően nem városi környezetben, ugyanis ezek a drónok nincsenek felkészítve arra, hogy ne menjenek neki egy oszlopnak, vagy ne repüljenek neki egy galambnak. Azzal kezdtünk el foglalkozni, hogy hogyan lehet a drónjainkat épületeken belül, GPS nélkül navigálni, és hogyan lehet épületen kívül navigálni úgy, hogy ne ütközzön össze semmivel – egymással se, mert,

ahogy a trendek mutatják, a közeljövőben akár több száz is repkedhet majd a város felett, és meg kell oldani, hogy ne zavarják egymást.

Ez a vizsgálat, a forgalomszabályozás és az egyéni megoldások kérdései érdekes irányba sodortak minket.

20160307-csortos-szabolcs-0919-1604-portre-varady-geza-pmmik-dron.jpg

Ezzel párhuzamosan Háber István kollégánk vezetésével évek óta folyik a karon egy olyan projekt, ami nemcsak az informatikus, hanem gépész-, villamos-, környezetmérnök-hallgatóit is bevonva egy üzemanyagcellás autó fejlesztéséről szól. Magát a cellát is egy olyan pécsi cég gyártja (Kontakt-Elektro), melynek üzemeltetői a MIK öregdiákjai. Az autó működése a környezetre ártalmatlan: a hidrogénnel működik, aminek létrehozásához a vizet árammal bontjuk fel, majd az újraegyesülés révén ismét áramot termel a jármű, ami felhasználható akár egy elektromos autót meghajtására. Ebben az autóban is szükség van szenzorikára, hogy némi intelligenciával fel lehessen vértezni, ami – ahogy a manapság felkapott önvezető autók – szintén igényli azt, hogy felmérjük a környezetet és az így szerzett adatokat feldolgozzuk. Ezzel kapcsolatban egyébként a karon vannak más projektek is: például a Pneumobil, ami sűrített levegővel megy és villamos hallgatók építették, illetve van egy gokart projekt, amiben az önvezetés elérése a cél.

Akkor a kétféle speciális jármű között az adatfeldolgozás a közös pont?

Az automata járművek – akár lehet légijármű is, akár autó is - azt igénylik, hogy a környezet adatait valamilyen szenzoros módon begyűjtsük, feldolgozzuk, és ezekre minél gyorsabban reakciót adjunk. Erre ún. beágyazott rendszereket kell kitalálni, melyek a mesterséges intelligencia felé vezető lépésekként is felfoghatók (erről hangzott el előadás a Pollack Expon is – a szerk.). Előbb-utóbb szerintem áttörés következik majd be a közlekedésben: eljön majd annak az ideje, hogy a drónok, a repülők, az autók mind összeköttetésben állnak majd egymással. Mindnek lesz egy önálló rendszere, mely hirtelen reagál, és elkerül, mondjuk egy ütközést, és egy olyan rendszere is, amelyik szinkronba hozza a többi járművel, és megmondja, ki, merre menjen ahhoz, hogy mindenkinek útja biztonságos és optimális legyen. Utóbbit ahhoz hasonlítanám, mint ahogyan az interneten az információcsomagok forgalomirányítása zajlik. Az ilyen típusú kutatásokhoz kötődik a leginkább a tanszékünk, az ezekhez kapcsolódó mérnöki munkák valósulnak meg.

Egyre többször lehet hallani a drónokról, az automatikusan működő, akár maguktól parkoló autókról. Szerinted miért éppen most jött el az ilyen fejlesztések ideje?

Az egyik fő oka ennek az, hogy a technológia az utóbbi években jutott el arra szintre, hogy kis méretű és kis fogyasztású beágyazott rendszerek olyan teljesítménnyel bírnak, melyek azonnali beavatkozásra adnak lehetőséget – a korábbi számítógépes háttérrel ez nem volt elérhető.

Ma egy aktatáska méretű számítógép is képes iszonyat mennyiségű szenzor adatát kielemezni, és azok alapján tud döntést hozni a másodperc töredékén belül.

Egy tenyérnyi gép pedig kellően sok szenzoradatot képes valós időben elemezni.

Ez a technológiai robbanás hozta magával, hogy egy marokban elférő gép okossá tud tenni egy autót vagy akár egy egész épületet.

Jó példa erre a drón. Régóta tudjuk, hogy egy légcsavaros eszközzel a levegőben lehet maradni, de egy helikoptert vezetni bonyolult, a pilóták sokéves gyakorlat után tudják biztonsággal egyenesben tartani. A drónok egy féltenyérnyi számítógép révén képesek a szerkezet több rotorját egymáshoz szinkronizálni a szenzorjelek alapján, megállapítani, hogy vízszintes-e vagy sem, mozog vagy sem, illetve a kameraképek kielemezésével egyenesben tartja úgy, hogy ez teljesen automatikus. Sőt, a benne lévő szoftver olyan plusz dolgokat is tud, amivel egy lökés vagy egy szélroham esetén is azonnal korrigálja a mozgását – innentől kezdve pedig irányítani annyi, mint a gyerekeknek a rádióirányításos kisautót: csak arra kell ügyelnem, hogy merre menjen, minden mást az automatika csinál. Annyira persze nem okosak a drónok, hogy ne mennének neki a falnak, vagy akadnának bele valamibe, vagyis annyira nem jók, hogy autonóm rendszernek tituláljuk.

5-6 évvel ezelőtt, ha szerettem volna egy légifelvételt vagy egy fotót egy épület tetejéről, akkor helikoptert vagy repülőt kellett bérelni, akár több százezer forintos áron. A rádióirányításos repülők olcsóbbak, de nem tudtak jó felbontású, élő képet adni, a rádiós kapcsolat ahhoz nem elég. Nemrég jártunk egy konferencián, ahol a győri speciális mentők mutatták be a drónjukat, amivel kilométeres távolságokra el lehet jutni, de kameraképet zajosan ad. Arra elég, hogy lássuk, hogy merre ég az erdő, de arra kevés, hogy képfeldolgozással objektumokat vegyen észre – az automatizmushoz viszont ez alapszükséglet. Ma a drónok használatára az jellemző, hogy egy pilóta irányítja és az ő látását „hosszabbítja meg” a drón kamerája. A jövő meg szerintünk az, - és már lehet látni ilyen termékeket a piacon is - hogy ez teljesen automata legyen, lehetőleg ne is legyen szükség emberi behatásra.

Mennyire drága drónokkal dolgoztok?

Ezek a kis gépek, amikkel a tanszéken dolgozunk, 100 000 forint alatti összegbe kerülnek, félórás-órás időtartamot repülnek és komoly felbontású kamerával meg egy-két szenzorral repkednek a város fölött. Az áruk nem olcsó, de megfizethető: nagyjából

egy középkategóriás mobiltelefon vagy egy drágább háztartási kisgép költsége.

Ha ezt megveszi valaki, akkor felreptetheti a háza fölé és körbenézhet – akár azt is ellenőrizheti, hogy az ereszcsatornát eldugaszolták-e a levelek.

A becsléseid szerint egyre többen egyre több célra alkalmaznak majd drónokat. A szabályozás mennyire marad el a technika előrelépéseitől? Mennyire szabályozható egyáltalán ez a terület jogi szempontból?

A jogi háttér is csak most alakul ki. Ma minimális korlátozással repkedhetnek a drónok, mert a szabályozás még ad erre teret, bár rohamtempóban szűkítik a lehetőségeket, hiszen robbanásszerűen nő a drónok száma, ami elkerülhetetlenül ütközésekhez, zuhanásokhoz vezethet. A probléma az, hogy nehezen definiálható, hogy egy adott esetben ki felelős például egy drónért. Érdekes párhuzam, ami a Tesla önvezető autójával kapcsolatban az Amerikai Egyesült Államokban zajlik: egyes államokban engedélyezték és egy balesetnél a sofőrt teszik felelőssé, egyes államok pedig még nem tudják eldönteni, hogy az automatizált kocsiban ülő-e a felelős a jármű biztonságos közlekedésért vagy az erre garanciát adó cég.

Mindez filozófiai kérdéseket is felvet, elsősorban a mesterséges intelligenciára vonatkozóan.

Vajon képes-e egy gép okosan dönteni olyan válaszhelyzetben, amit nem lehet algoritmizálni?

Ha nem lehetséges egyértelműen jó döntést hozni, hanem a rossz megoldások között kell mérlegelni, egy gép képes-e a sok rossz közül a kisebbiket kiválasztani? Extrém példával élve: ha egy szakadék szélén lévő sávban haladó autó elé kiugrik egy kisgyerek, de a másik sávban egy kamion jön, mi alapján dönti egy gép, hogy mi történjen? Lerántsa a szakadékba az autót, hogy ne sérüljön meg a gyerek, és ezzel semmisítse meg az autót és a kocsiban ülőket? Nekirántsa az autót a kamionnak, kockáztatva az utasok és a kamion épségét? Vagy üsse el a gyereket? Ugyan hogyan lehetne erre adekvát szabályrendszert felállítani?

Egy ilyen esetben az is előfordulhat, hogy a vezető olyan megoldást rögtönöz – mondjuk két kerekére dönti az autót, vagy trükkösen lefékez -,amire senki sem gondolt, így nem is lehetne erre egy gépet előre beprogramozni. Ahhoz, hogy egy ismeretlen szituációban is jól teljesítsenek, többre van szükség a hideg logikánál, s jelenleg ezt nem lehet egy gépre ráterhelni. Azt hiszem, ettől viszonylag messze is vagyunk.

A fizikus Stephen Hawking vagy az elektromos autók fejlesztésével is foglalkozó Elon Musk híresek arról, hogy finoman szólva ellenérzéseket táplálnak a mesterséges intelligencia iránt. Úgy tűnhet, hogy a közvélemény az ő oldalukon áll. Szerinted miért félnek az emberek a mesterséges intelligenciától?

Ahogy azt Sepp Norbert, Watson nagykövet  is mondta, azok a filmek, könyvek, amik ezzel a kérdéskörrel foglalkoznak, azért, hogy izgalmasabb legyen, gonoszságot csempésznek a történetbe: a gép fellázad, öntudatra ébred, és az emberben ellenséget lát, és ki akar radírozni minket, fölénk akar kerekedni. Ez valószínűleg abból fakad, hogy sajnos ilyen a saját, emberi természetünk, és ezt vetítjük ki másokra is – ez teljesen logikus gondolkodás.

Persze az is benne van a pakliban, hogy ha valóban ilyen az emberi természet és mi alkotjuk meg a gépeket, akkor ez nyomot hagy rajtuk is. De még nem tartunk itt. Annak ellenére, hogy milyen nagy lépésekkel halad előre a technológia, azok a mesterséges intelligenciák, amik ma léteznek,

jelenleg elsősorban csak egy-egy adott célterületen használhatók, félni ezektől pedig nem kell.

Mennyire nagy a verseny a kutatás területén?

A hagyományos kutatásfejlesztés során, ha valamit megvizsgáltunk, az eredményeink szakmai lektorok kezén mennek át, majd az igazolt kutatási eredmények nyomtatásba kerülnek vagy felkerülnek az internetre – ez a folyamat hónapokat, vagy akár éveket is igénybe vehet. Ezek az újszerű technikai fejlesztések viszont általában titokban zajlanak, és

pár hónap alatt olyan elképesztő fejlődés történik meg, ami alatt a hagyományos úton még publikálásra sem lenne idő.

Aki valamilyen módon nem részese ennek a kutatásnak, az mindig csak az újabb és újabb eredményfolyamot látja, és mire tanulmányban is leközlik ezeket, az addigra már egy 5 verzióval korábbi állapotot tükröz. Ebből a szempontból nehéz követni a versenyt.

Hozzá kell tennem, hogy ott, ahol van forrás, mind anyagi, mind humán területen, gyorsabb a fejlődés. Szerintem a magyarországi kutatóhelyek egyik ismérve éppen az, hogy olcsó alkatrészekből, szerény forrásokból építkezve kell effektív produktumot létrehozni – ehhez viszont nagyon jó ötlet kell. Viszont ha ez sikerül, az nagyon nagy durranás.

20160307-csortos-szabolcs-0918-1602-portre-varady-geza-pmmik-dron.jpg

Harka Éva

Harka Éva