Pētnieki izstrādā programmatūru, kas ļaus radīt sadarboties spējīgus robotus; pirmās daudzrobotu sistēmas tiks pielietotas telpu uzkopšanā

Izgudrojumi

Šobrīd zinātniekiem ir izdevies vienotā sistēmā saslēgt sešas robotizētas iekārtas, bet trīs gados, kad tiks īstenots projekts Daudzu robotu sistēmas industriālu telpu uzkopšanai, to skaits būtiski palielināsies. Šis ir viens no pieciem Rīgas Tehniskās universitātes (RTU) projektiem, kura tehnoloģiju pārnesei augstskola no Latvijas Investīciju un attīstības aģentūras (LIAA) programmas Atbalsts pētniecības rezultātu komercializācijai piesaistījusi 300 tūkstošus eiro. Jau sāktas sarunas par izgudrojuma ieviešanu ražošanā ar vairākām starptautiskām kompānijām, kas izgatavo uzkopšanas iekārtas.

Pirmsākumi lauksaimniecībā

Projekta ietvaros plānots izstrādāt un padarīt par komerciāli izmantojamu aparatūras un programmatūras papildinājumu (Add-on), kas spēj pārvērst cilvēka darbināmu industriālo uzkopšanas mašīnu par sadarboties spējīgu robotu, veidojot pamatu robotu komandām vienota mērķa sasniegšanai, skaidro RTU Datorzinātnes un informācijas tehnoloģijas fakultātes dekāns, profesors Agris Ņikitenko, kurš ir šī projekta zinātniskais vadītājs. To galvenā priekšrocība – augstāka darba efektivitāte (pilnīga vai daļēja cilvēka darba automatizēšana), augstāka noturība pret bojājumiem un pilnīga procesa kvalitātes kontrole, kā arī faktiska robotizētās sistēmas pārvēršana par pakalpojumu tās lietotājam.

Iespējami vairāki praktiski realizējami biznesa modeļi, piemēram, sistēmas iegāde, īre, pakalpojuma maksa un licencēšana sistēmu integratoriem, nodrošinot plašu komercializācijas platformu.

Ideja par daudzrobotu sistēmām RTU pētniekiem radās 2010. gadā, tolaik to vadībā tika izmantota daudzu aģentu sistēmas paradigma jeb veids, kā būvēt datorprogrammatūru, ko veido vairāki moduļi ar zināmu autonomiju un spēju pieņemt lēmumus, atceras A. Ņikitenko. Pirmais programmas prototips tika radīts sadarbībā ar Latvijas Lauksaimniecības universitātes pētniekiem Eiropas Savienības struktūrfondu programmas projekta Daudzaģentu sistēmu pielietojums lauksaimniecībā ietvaros, kas tika prezentēts vairākās starptautiskās izstādēs. Tika izstrādāts aparatūras un programmatūras kopums, kas ļauj iekārtu padarīt par lauksaimniecībā izmantojamu robotu, kurš ir spējīgs sadarboties ar citiem robotiem. Pētniekiem radās ideja šo izgudrojumu pārnest uz kādu problēmsfēru un padarīt par komercializējamu risinājumu. Kopš 2013. gada, piesaistot dažādus finansējuma avotus, tostarp RTU līdzekļus, datorzinātnieki šo ideju ir attīstījuši. Kad 2013. gadā viņi aizbraukuši uz Bostonu (ASV) pie uzņēmuma iRobot vadītājiem, lai prezentētu savu ideju, tie atzinuši, ka tai nav tirgus potenciāla. «Viņi uzskatīja, ka mēs nodarbojamies ar gaismas iegūšanu no gurķiem. Tobrīd es «saskābu», ka nozares pārstāvji ir tādās domās. Kad pirms pusotra gada aizbraucu uz lielu tīrīšanas tehnoloģiju izstādi Berlīnē, tur bija tikai viens Šveices zinātnieku izstrādāts automatizēts risinājums, kas bija neadekvāti dārgs. Kad šogad kopā ar komercializācijas aģentu no Robotic Solutions aizbraucām ar stendu uz izstādi Interclean Amsretdamā, tur jau bija astoņi uzņēmumi, kuri strādāja pie līdzīgām tehnoloģijām. No tā varam secināt, ka uzņēmuma iRobot pārstāvji bija maldījušies par neesošu tirgus pieprasījumu, jo tāds ir un pieaug, visi lielākie ražotāji šobrīd pie šādiem risinājumiem strādā,» klāsta RTU pētnieks. Viņš atzīst – lai pārdotu ideju, ir nepieciešams komercializācijas aģents. «LIAA redzējums par to, ka lieliska ideja var pati sevi pārdot, ir nedaudz romantisks. Tam ir jāvelta ļoti daudz laika, lai partneri ideju spētu saprast, redzētu tajā komerciālu potenciālu, mērogojamību un citas būtiskas nianses,» norāda A. Ņikitenko. LIAA programmas finansējumu 300 tūkstošu eiro apjomā RTU pētniekiem šim projektam izdevies piesaistīt, piedaloties konkursā otro reizi.

Meklē partnerus

Astoņi RTU zinātnieki un studenti pie šī projekta strādās trīs gadus, un tā gaitā taps aparatūras un programmatūras komplekss, kas būs integrējams industriālās uzkopšanas iekārtās, pārvēršot tās par sadarboties spējīgiem robotiem ar zināmu autonomiju, kas nozīmē, ka robots pats saviem spēkiem nevarēs nomainīt dažādus šķidrumus – mazgāšanas līdzekļus un ūdeni, tas būs jādara cilvēkam, līdz ar to tā būs pārraugāma autonomija, klāsta A. Ņikitenko. «Šobrīd tīrīšanas procesā, ko veic uzkopšanas ierīce, viens cilvēks vada mašīnu, bet otrs tai staigā līdzi ar birsti, jo tā nespēj iebraukt un iztīrīt visus stūrus, turklāt tā nespēj nodrošināt, ka uz grīdas nepaliek ūdens, kas ir bīstami uz pulētām virsmām sabiedriskās telpās, jo cilvēki var gūt traumas, bet jaunā tehnoloģija būtiski samazinās uzkopšanas procesā iesaistītā personāla skaitu,» viņš stāsta. «Tirgus pētījums rāda, ka šobrīd Eiropā ir aptuveni 1,5 miljoni rūpniecisko tīrīšanas iekārtu, kas nozīmē, ka kāda neliela valsts, kā, piemēram, Igaunija, nodarbojas tikai un vienīgi ar uzkopšanu. Tie ir ļoti lieli izdevumi. Mūsu aplēses liecina, ka trīs līdz piecos gados mūsu piedāvātais risinājums ļautu tos samazināt pat divas reizes,» teic RTU pētnieks.

Šobrīd vēl nav zināms, cik robotizētās iekārtas būs iespējams saslēgt vienotā sistēmā, līdz šim RTU pētniekiem ir izdevies saslēgt sešas. Ar laiku programmatūra ļaus saslēgt daudz lielāku skaitu uzkopšanas ierīču, lēš A. Ņikitenko. To varēs izmantot ne tikai telpu uzkopšanā, bet arī, piemēram, loģistikas uzņēmumi noliktavu pārvaldības sistēmās, lauksaimniecībā – ieviešot barības pārvaldības robotus kūtīs vai datu savākšanas robotus siltumnīcās. «Datorzinātnē ir grūti reģistrēt intelektuālā īpašuma tiesības un definēt komercializējamo vienību, tāpēc bieži tas tiek darīts nevis tradicionālajā veidā, kad tiek pārdots patents vai licence, bet sadarbībā ar uzņēmumiem, realizējot pētniecības projektus. Tā kā datorzinātne attīstās ļoti strauji, bieži vien gaidīt uz patentu pusotru līdz divus gadus ir nepieļaujami ilgi. Nereti tiek veikta apsteidzošā publikācija, kurā tiek publicēts kāds algoritms, paņēmiens vai metode ar nosacījumu, ka neviens, izņemot pašus idejas autorus, to nedrīkst realizēt,» klāsta pētnieks. Šobrīd notiek sarunas par RTU zinātnieku izgudrojuma ieviešanu ražošanā ar lielākajiem industriālo iekārtu ražošanas uzņēmumiem – Nilfisk (Dānijā), Numatic International (Lielbritānijā), Stolzenberg un Columbus (Vācijā) u.c.

Projektu daudz

Komercializācijas projektu ietvaros LIAA sniedz atbalstu tehniski ekonomiskās priekšizpētes veikšanai, komercializācijas stratēģijas sagatavošanai, rūpnieciskajiem pētījumiem, eksperimentālajām izstrādnēm, dalībai starptautiskajās izstādēs, kontaktbiržās, konferencēs (semināros) ārvalstīs, individuālās vizītēs un dalībai LIAA organizētajos nacionālajos stendos un tirdzniecības misijās. Tāpat RTU zinātnieki saņems atbalstu rūpniecisko īpašumtiesību nostiprināšanā – izgudrojuma patentu pieteikumu sagatavošanā, reģistrācijā un spēkā uzturēšanā, komercializācijas piedāvājumu sagatavošanā, tostarp ekspertu piesaistē komercializācijas piedāvājuma virzīšanai tirgū un ekspertu piesaistē licences un citu intelektuālā īpašuma nodošanas līgumu sagatavošanai. Kopējais LIAA atbalsts RTU pētnieku ideju komercializācijai ir 1,8 miljoni eiro, atbalstīti ir vēl četri šīs augstskolas projekti. RTU zinātnieki turpina attīstīt nulles enerģijas tehnoloģiju farmācijas uzņēmumu notekūdeņu attīrīšanai no īpaši noturīga organiska piesārņojuma, kas radīta Funkcionālo materiālu tehnoloģiju zinātniskās laboratorijas vadošā pētnieka Andra Šutkas vadībā. Savukārt RTU Vides aizsardzības un siltuma sistēmu institūta zinātnieki izstrādā dabisku termoiepakojuma materiālu no Latvijā plaši pieejama skuju koku zaleņa un tehnoloģiju omega-3 eļļas ieguvei no biodegradējamiem citu ražošanas nozaru atkritumiem, izmantojot mikroorganismus. Šo projektu zinātniskie vadītāji ir RTU Vides aizsardzības un siltuma institūta direktore Dagnija Blumberga un profesors Ivars Veidenbergs. Savukārt Materiālu un konstrukciju institūta vadošais pētnieks Kaspars Kalniņš un viņa komanda izstrādā tehnoloģiju augstas stiprības polimēra un stikla šķiedras hibrīda pavedienu 3D printeriem. Šīs idejas pamatā ir zināšanu un iestrādņu pārnese no iepriekš īstenota projekta, kas pierādīja, ka termoplastiska stikla šķiedras hibrīdauduma konstrukcijas var aizstāt šobrīd tradicionālus tērauda risinājumus automobiļu ražošanas nozarē.