Přemku, mohl byste stručně nastínit, čím se zabýváte ve svém výzkumu na katedře počítačů Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze?

Náplní mé práce je simulace a řízení letového provozu a bezpilotních letadel. Věnuji se modelování a simulacím celého systému, který je velmi komplexní a jsou v něm zahrnuty nejen samotná letadla a letiště, ale i model chování leteckých dispečerů. Dále pak vyvíjíme inteligentní algoritmy pro řízení malých autonomních bezpilotních letadel. Zabýváme se zvláště plánováním trajektorie v komplexním prostředí, a to systémem, který zajišťuje automatizované vyhýbaní se kolizím či rozvrhováním úkolů pro skupinu spolupracujících letadel. Navržené algoritmy, které vytváříme, se potom testují na skutečných bezpilotních strojích.

Jak konkrétně vypadá dané testování?

Samotné testování pro nás začíná již před letovými experimenty v laboratoři, kdy je nutné předem pečlivě připravit všechny scénáře, které chceme otestovat, nahrát do palubních počítačů všechny nezbytné soubory a upravit nastavení. Následně se pak přesouváme s letadly ven, kde je třeba zapojit všechno nezbytné vybavení, jako je notebook s ovládacím software, modemy pro komunikaci s letadly, GPS přijímače a RC ovladač pro pilota. Poté zapneme elektroniku v letadlech, ověříme, že všechny systémy fungují a vzájemně komunikují. Naposledy si před testem vzájemně potvrdíme, jak bude vypadat scénář a teprve poté letadlo vypustíme. Samotné letové testy tak zaberou v podstatě jen menší část experimentu.

„Drony mohou hledat ztracené osoby, střežit hranice nebo kontrolovat ropovody.“

Dá se to, co jste popsal, využít i v běžném životě?

Simulace letového provozu umožňuje modelovat chod v budoucnu, dají se zjistit potenciální problémy a tím pádem i zapracovat při vývoji nových nástrojů pro řízení. Autonomní bezpilotní letadla jsou technologicky využitelná v mnoha odlišných oblastech. Kromě vojenského sektoru se jimi mohou vyhledávat ztracené osoby, střežit hranice, kontrolovat významné hospodářské objekty (ropovod, elektrické vedení) či sledovat a hlídat pole, vinice nebo lesy. Narážíme ale na velký problém, a to na legislativu.

Jakým způsobem na ni narážíte?

Dle platné legislativy není v současnosti možné provozovat bezpilotní letadla v autonomním módu, tj. nechat je plnit zadané úlohy samostatně. Letadlo musí vždy sledovat operátor, který v případě potřeby převezme řízení do manuálního módu. To omezuje možný rozsah nasazení bezpilotních letadel, protože ke každému z nich musí být k dispozici jeden operátor, což znemožňuje využití týmu letadel. Zároveň se snižuje i počet možných úloh, které mohou bezpilotní letadla řešit, protože musí být provozována na dohled od pozemního operátora. V praxi to tak omezuje dosah maximálně na stovky metrů od operátora. Důvodem pro tato omezení je zejména to, že řídicí systémy bezpilotních letadel dosud nedosahují míry spolehlivosti, jaká je běžná u civilních letounů a je tak nezbytné předcházet možným problémům.

Jak je na tom Česko v porovnání se zahraničím ve využití bezpilotních letounů pro civilní účely (například mapování povodní)?

Míra nasazení bezpilotních letadel pro civilní účely prudce stoupá v ČR i ve světě. Nedá se říct, že by se situace v ČR tomuto trendu nějak vymykala. Vzhledem k již zmíněným omezením se v civilním sektoru více rozšiřují zejména bezpilotní helikoptéry, protože jejich obsluha je snadnější. Využívají se zejména pro letecké snímkování, např. nemovitostí, pozemků, infrastruktury apod. Pro monitorování rozsáhlejších oblastí bohužel v současnosti bezpilotní letadla zatím využít nelze. Pokud se na internetu nějaká obdobná videa objeví, jsou zpravidla pořízena soukromými osobami a při jejich natáčení bývá porušována platná legislativa.

S jakými firmami, ať už českými nebo zahraničními, na tomto výzkumu spolupracujete?

Výzkum od počátku financují dvě organizace - U.S. Air Force Research Laboratory s U.S. Army CERDEC. Simulaci řízení letového provozu vyvíjíme ve spolupráci s americkým úřadem pro letectví (Federal Aviation Administration) a českým řízením letového provozu. Máme též mnoho průmyslových partnerů, patří mezi ně například švédský SAAB nebo britský BAE Systems. Spolupracujeme též se zahraničními univerzitami (Drexel University ve Filadelfii nebo Technická univerzita v Drážďanech). Na náš systém se přijel z NASA podívat zakladatel projektu NextGen (Systém pro budoucí řízení letového provozu v US) a zůstal tu tři měsíce.

„Díky brigádě, kterou nabízí studijní program Otevřená informatika, se mohou studenti plně začlenit do výzkumného týmu.“

Mimo výzkum také samozřejmě na fakultě přednášíte, například v rámci studijního programu Otevřená informatika předmět Řešení problémů a hry. Co může tento program nabídnout studentům?

Studenti se v programu Otevřená informatika učí nejen základům jednotlivých informatických disciplín, ale hlavně jim předkládáme konkrétní problémy, které se snaží řešit. Chceme, aby tyto problémy byly co možná nejvíce reálné a vycházely z našich výzkumných témat. Na výuce se také podílí špičkoví odborníci, mohu zmínit například Michala Pěchoučka, držitele významného ocenění Česká hlava, Martina Reháka, zakladatele firmy Cognitive Security nebo Jiřího Matase, což je světově uznávaný expert na rozpoznávání obrazu.

Mohou se studenti programu Otevřená informatika nějak konkrétně zapojit do výzkumu vašeho týmu na katedře počítačů?

Studenti jsou zapojeni do většiny výzkumných projektů na katedře počítačů. Forma spolupráce většinou začíná studentskými projekty a pokračuje přes bakalářské a magisterské práce až po doktorské studium. Současně také často nabízíme zájemcům možnost brigády, díky které se mohou plně začlenit do týmu po dokončení studia.

Více informací můžete najít na stránkách programu (http://informatika.fel.cvut.cz/pro-zajemce-o-studium).