У наредних месец и по дана биће завршена прва фабрика хуманоидних робота у Шапцу у којој ће се производити између 1.000 и 2.000 робота годишње. То је прилика да се подсетимо чувене „металне шаке“ која стоји у витрини Музеја науке и технике у Београду
Београд. Дорћол. Улица Скендербегова. У једној једноставној витрини Музеја науке и технике у Београду стоји метална шака. На први поглед не делује нарочито спектакуларно. Не светли, не говори, не одговара на питања и не изводи трикове какве очекујемо од робота 21. века. А ипак, управо та „машина“ представља један од најважнијих трагова времена у којем се Београд налазио на мапи светске роботике.
Поред ње, два егзоскелета, као из раних научнофантастичних филмова. Посетиоци пролазе, слабо заинтересовани. Тек понеки школарац покаже прстом и почне да се дошаптава са другарима. Али укупна пажња не траје дуже од неколико секунди.
ФОТО: Видоје МанојловићДанас, када свет са фасцинацијом прати развој хуманоидних робота, вештачке интелигенције и бионичких протеза, лако је стећи утисак да су све велике приче о роботици настајале у Силицијумској долини, Токију или неким другим далеким технолошким центрима. Међутим, један део те приче исписиван је и у Београду.
Када је почетком шездесетих година настала Београдска шака, роботика је још била млада научна дисциплина. У лабораторијама Института „Михајло Пупин“ и Електротехничког факултета, група домаћих истраживача покушавала је да одговори на питања која ће деценијама касније постати кључна за развој хуманоидних робота, бионичких протеза и савремених егзоскелета. Како машина може да „осети“ предмет који држи? Како да одржи равнотежу? Како да покрет постане природан, а не механички?
Одговоре баш на та питања тражили су Рајко Томовић, Миодраг Ракић и Миомир Вукобратовић, научници чији су радови оставили траг далеко изван граница наше земље. Док су се, шездесетих година прошлог века, многе земље тек упознавале са појмом роботике, домаћи научници већ су развијали вештачке шаке које су могле да хватају предмете, егзоскелете намењене особама са инвалидитетом и математичке моделе без којих би развој савремених хуманоидних робота био готово незамислив. Њихови радови објављивани су у најугледнијим светским часописима, цитирани у међународним истраживањима и праћени са пажњом у водећим лабораторијама света.
Тако је „наша“ Београдска шака постала део светске историје роботике, а Вукобратовићева теорија стабилног хода робота и данас се налази у темељима развоја хуманоидних машина.
Ово, међутим, није прича о изгубљеној слави нити о још једној пропуштеној шанси. Напротив. Ово је прича о томе како је настала једна од најзначајнијих научних школа које је Србија икада имала, какви су људи стајали иза ње и зашто њихово наслеђе, упркос свим променама кроз које је земља пролазила, ни данас није изгубило своју вредност.
Професор др Александар Родић, тренутно водећи домаћи стручњак у области роботике и доскорашњи руководилац Лабораторије за роботику у Институту „Михајло Пупин“, који је дао значајан допринос развоју хуманоидних робота, роботско-сензорских мрежа и интелигентних система, имао је прилику да директно сарађује са пионирима српске роботике.
За Српски недељник Компас он каже да је Београдска шака данас за нашу академску заједницу права научна реликвија.
– Ова бионичка шака се данас среће у свим светским уџбеницима из роботике под тим именом. Имену су кумовали странци и то нам даје за право да заиста сматрамо да је овај уређај био испред свог времена и у концептуалном (захваљујући проф. Рајку Томовићу) и у инжењерском смислу (захваљујући проф. Милану Ракићу). Другим речима, те 1963/1964. године по први пут је направљена биолошки–инспирисана роботска шака која је инжењерски била савршено испројектована од стране проф. Ракића који је био такође и изврстан инжењер а не само научник. Потоње верзије Београдске шаке биле су тестиране и у Хјустону али и у Француској на неколико медицинских института.
ФОТО: Компас/ИлустрацијаЧини се, ипак, да Томовић и Ракић у том моменту нису били свесни да раде нешто што ће ући у историју светске роботике. Како каже Родић, они су пре свега имали идеју да направе биолошки инспирисану протезу људске шаке, уређај који ће помоћи хендикепираним особама с ампутацијом овог дела руке.
– Мислим да тада нису били свесни да ће тај уређај, много касније, бити инспирација научницима и инжењерима који раде у области роботике. Године 2020. из Париза је код нас у Лабораторију за роботику Института „Михајло Пупин“ дошла ТВ екипа Канала 2 француске телевизије да сними секвенце филма о Београдској шаци. Они су правили емисију „Историја медицинских помагала“ од Египта до данас. У том филму, од неких 50 минута два минута су била посвећена Београдској шаци. Толико о актуелности и вредности овог изума Томовића и Ракића.
Професор Родић се једног од аутора „шаке“, професора Миодрага Ракића, радо сећа и као професора који је увек био спреман да своје знање несебично пренесе младим колегама.
– Проф. Ракић ми је био професор на Магистрарским студијама на ЕТФ-у у Београду, држао ми је предмет Линарни системи аутоматског управљања. Био је пријатан, интересантан предавач отворен за разговор и стручну дискусију и са нама млађим инжењерима – каже Родић.
С друге стране, академик Миомир Вукобратовић био је на први поглед строг професор, али ипак још отворенији према младим колегама.
– Мој учитељ и дугогодишњи руководилац Лабораторије за роботику, професор Вукобратовић, био је човек широког образовања, строг, али дружељубив и духовит. Знао је да „направи“ тренутак. Негде 90-их година, на дан дочека Нове године окупили бисмо се код њега у кабинету, нас тридесетак сарадника. Весеље је почињало тако што би академик извадио виолину (добро је свирао) и отпочели бисмо са староградским песмама. Након тога би се причале шале и анегдоте. Једном таквом приликом нам је открио тајну да се плаши лета авионом и објаснио је зашто. Он је, иначе, пре „Пупина“ радио у Војно-техничком институту у Жаркову на прорачуну динамике лета војних млазних авиона. Једном је летео на аеродром на Крку, који је иначе доста комплексан за слетање. У једном тренутку позове га стјуардеса, пошто је имала списак путника и знала је ко је Вукобратовић, да дође у пилотску кабину јер га зову пилоти. Кад је ушао, пилот га је кратко упитао да ли би он знао да спусти авион на писту, јер су неке команде у квару. Академик је био запањен питањем и објаснио им је да би он знао да испројектује авион, али да не зна да слети. На срећу, тај лет је успешно окончан, али је Вукобратовић од тог тренутка путовао искључиво возом или бродом.
Ипак, у њиховом односу наука је увек и читаво време била на првом месту, каже Родић.
– У то време имали смо канцеларије где се одвијао академски рад, рад на рачунарима и консултације и Прототипску лабораторију у којој је била сва електронска, хардверска и остала опрема. Ту су рађена тестирања, пробе, монтаже робота… Када би пројекат био у прогресу, радило се често и 24 сата нон-стоп, суботом и недељом. На зиду су биле окачене слике робота, табла за концепте, допунске лампе… У златно доба Лаборатија за роботику је бројала 30 људи, од тога је било 23 доктора наука. Било је ту разних струка: машински и електро инжењери, информатичари, математичари, механичари. Често смо имали и гостујуће истраживаче, најчешће из СССР-а и Јапана – каже он и додаје:
– Рад ноћу и викендом је био премиса да се запослиш у Лабораторији код Вукобратовића. Свако је морао да буде спреман да ради „под притиском“. То је створило заиста вредне и успешне научнике који су били признати и ван граница наше земље.
Ракић, Томовић и Вукобратовић били су, каже професор Родић, добро упознати са достигнућима својих колега из света, пре свега Руса и Јапанаца, али и Американаца.
– Знали су све захваљујући томе што су се амерички и јапански научници редовно јављали Вукобратовићу. Он је био почасни члан Јапанске инжењерске академије. Било му је чак понуђено да буде директор Агенције за роботику при НАСА али је он то одбио. Имао је визију да направи врхунски Центар изврсности у сопственој држави. Што се тиче проф. Рајка Томовића, он је био „велики менаџер“. На научном скупу у Дубровнику својевремено је успевао да окупи светску научну елиту у области аутоматике и биокибернетике.
Ипак, прототип Београдске шаке изазвао је веће изненађење у иностраним, него у домаћим научним круговима.
– Старије колеге причале су ми да у том моменту нико од наших научника није имао онај моменат: „Људи, направили смо велику ствар.“ Мислим да су то тада најпре изговорили странци који нису жалили ни времена ни новца да откупе неколико примерака ове шаке због тестирања у својим лабораторијама.
ФОТО: Видоје МанојловићДанас се много говори о вештачкој интелигенцији. Тадашња роботика заправо је била пионирски покушај да машина разуме свет око себе, али Родић објашњава да је све то било веома далеко од онога што данас знамо као вештачку интелигенцију.
– У почетку, ти први прототипови роботских уређаја нису били „паметни“ уређаји. Тада се сматрало да је роботика комбинација машинства и електротехнике, касније и кибернетике. Ти први роботи су били програмибилни манипулатори, нису имали могућности учења, закључивања и доношења одлука. Вештачка интелигенција је уведена у роботику тек 90-их година с развојем вештачких неуронских мрежа и Fuzzy логике који су омогућили роботима виши ниво интелигенције од претходног – објашњава он.
Према професору Родићу, златно доба роботике у бившој држави трајало је од 1970. до 1990. И чинило се да постоји реална шанса да наша земља развије озбиљну индустрију робота и аутоматизације. Међутим, то се није догодило.
– У то време било је од стратешког интереса да држава буде технолошки развијена и независна. То је била ствар међународног престижа и репутације државе у свету. Рецимо, тих 90-их година, осим роботике, Институт „Михајло Пупин“ био је међу пет држава у свету које су имале знања, кадрова и технолошке спремности да испројектују и направе дигиталне симулаторе млазног авиона, тенка, подморнице. То су били скупи пројекти али су изведени до краја и били су наш извозни програм. Мање-више све што је у то време рађено за потребе армије имало је велики подстицај државе. И роботика је у то времем била у том повлашћеном кругу. Први робот УМС-1 (Universal Manipulation System) је направљен 1978. године у Институту „Михајло Пупин“. Убрзо затим, направљени су већи манипулативни системи такође у лабораторији коју је предводио Вукобратовић. У Индустрији машина и алатки „Лола“ испројектован је и направљен први Лола робот који је предвиђен да ради у фабрици аутомобила „Застава“ у Крагујевцу. Овај златни период српске роботике трајао је све до 90-их када је прекинут грађанским ратом и санкцијама УН. То је дефинитивно прекинуло снажан развој, много сјајних научника и инжењера је напустило земљу – каже Родић и додаје:
– Ипак, једно вишегодишње знање и таленат нису ишчезли с ових простора. Млађи истраживачи су наставили традицију и данас имамо неколико центара изврсности који школују роботичаре и раде на истраживању и развоју код нас у Србији. То су: Универзитет у Београду (Електротехнички факултет, Машински факултет и Институит „Михајло Пупин“), Факултет техничких наука у Новом Саду, Универзитет у Нишу (Електронски и Машински факултет). У Крагујевцу и Чачку се такође изучава роботика.
Роботика у Србији, сматра Родић, није замрла већ се прилагодила новим условима рада и истраживања.
– Данас у Србији нема више од педесетак компетентних стручњака који се баве овом дисциплином. Од тога половина су академски радници, неки од њих афирмисани светски научници. Међутим, охрабрује чињеница да се у последње 2-3 године све више студената на техничким факултетима пријављује да слуша Роботику као предмет и Вештачку интелигенцију као комплементарну дисциплину. То нам даје наду да се из неког периода „ограничене хибернације“ можемо поново вратити на старе стазе успеха у роботици.
На питање о томе како би данас објаснио млађим генерацијама зашто су Рајко Томовић, Миодраг Ракић и Миомир Вукобратовић толико важни и шта би издвојио као њихов највећи допринос, професор Родић каже:
– Да… добро питање. Поред тога што су ови научници дали огроман допринос светској науци у области роботике, они су узор младим генерацијама и охрабрење да с пуним капацитетом крену у утакмицу с међународним роботичарима. Попут тенисера Ђоковића или кошаркаша Јокића, који својим именима утиру пут младим генерацијама, тако и сазнање да иза нас имамо Теслу, Пупина, Вукобратовића, Томовића, Ракића много значи за самопоуздање наших научника на светској научној сцени. Родић верује да би наши пионири роботике били одушевљени када би видели куда је роботика отишла, савремене хуманоидне роботе и експлозију вештачке интелигенције.
– Сигуран сам да би били би веома срећни јер би знали да ови хуманоиди данас ходају и трче захваљујући управо теорији и алгоритмима које су поставили наши уважени професори још 70-их година када су многи у свету учили из уџбеника које су писали наши научници. Прва стручна едиција (8 књига) из роботике штампана је код Спрингера 90-их. Превођена је на многе језике. Из њих су учили многи данас познати светски научници из роботике. Ова едиција се и дан-данас штампа, јер представља основе ове науке.
ТРИ ЕПОХАЛНА ДОПРИНОСА НАШИХ НАУЧНИКА
Најнапреднија светска решења у области роботике заправо су директно пресликана визија Београдске школе роботике из шездесетих и седамдесетих година, каже др Жељко Деспотовић, руководилац Центра за роботику и мехатронику Института „Михајло Пупин“ Универзитета у Београду.
– Наслеђе професора Рајка Томовића, Миодрага Ракића и Миомира Вукобратовића унутар Института није постало заборављени део историје. Оно и данас живи и чини један од најзначајнијих темеља на коме почива Центар за роботику и мехатронику. Некада пионирска Београдска школа роботике, данас је у ствари модерни научноистраживачки центар који се развија у правцима роботике и мехатронике. Ова друга се бави управљањем механизмима и представља деликатни спој машинства и електронике, премда се обе области преплићу или чак допуњавају у најбољем могућем смислу.
Лично сам имао част да као студент учим из књига професора Рајка Томовића, да будем студент професора Миодрага Ракића на основним студајма на ЕТФ-у и на крају да будем блиски сарадник, али и студент професора и академика Миомира Вукобратовића на докторским студијама. Сви они су значајно утицали и трасирали мој научноистраживачки развојни пут, као и пут других колега из „старије генерације“, који су некада били запослени у Центру за роботику, али и у Лабораторији за мехатронику, а мисија нас који смо сада остали као „последњи мохиканци“, јесте у ствари да њихово наслеђе преносимо младим колегама који полако, уз нас преостале, стасавају у озбиљне и врхунске истраживаче у обе поменуте области.
ФОТО: Уступљена фотографијаВи сте у Институт дошли почетком деведесетих. Да ли се међу млађим истраживачима још говорило о људима који су поставили темеље хуманоидне роботике?
– Међу нама, младим инжењерима и истраживачима и те како се говорило о Београдској шаци, егзоскелетима, „антропоморфном“ ходу, хуманоидним роботима и тзв. “тачки нула момента” (ЗМП), али и о осталим достигнућима Београдске школе роботике. И не само да се говорило, већ су се интензивно проучавала тадашња реализована и објављена решења, али и разматрала ради додатног побољшања и унапређења. Такође, доступност литературе и објављених публикација је била на изузетно виском нивоу, а пошто тада није било јаких рачунара и брзог интернета, доста времена смо проводили у Библиотеци Института, која је у то време била једно од стецишта памети, размене искустава младих истраживача, а била је и једна од најопремљенијих у погледу литературе у тадашњој држави.
Шта је, по вашем мишљењу, највећи допринос Томовића, Ракића и Вукобратовића светској науци – оно што ће остати важно и за наредне векове?
– Највећи и најтрајнији допринос професора Томовића, Ракића и академика Вукобратовића светској науци јесте у ствари промена филозофије и математичког начина или кода који су они осмислили да машине, мехатронички механизми и роботи комуницирају са физичким светом и људским телом. Технологија, хардвер, чипови и софтвер су променљива категорија и мењају се страховито рапидно, али по мени се, назависно од њих, издвајају три епохална доприноса нашег научничког трија, који ће остати дуго упамћени, чак и током наредних векова:
Вукобратовићев допринос
Тачка нула момента – Zero Moment Point (ZMP). За сто година, роботи ће вероватно изгледати као људи, а можда ће имати и неке друге покрете и маханизме које данас не можемо ни да замислимо. Међутим, докле год се ти роботи буду кретали са стопалима у простору гравитационог поља, они ће морати да користе Теорију тачке нула момента (ЗМП). Допринос нашег уваженог академика и тима научника којим је он руководио и са којима је радио на том проблему јесте тај што су они открили природни закон двоножног хода и преточили га у језик математике и у крајној инстанци решили проблем баланса који је природа еволуционо решавала током милиона година.
Томовићев и Ракићев допринос
Пре него што је дигитални рачунар уопште постао доминантан, Рајко Томовић је са Миодрагом Ракићем кроз Београдску шаку доказао да машина не мора да „мисли“ централним мозгом да би извршила сложену радњу. Они су увели концепт вештачког рефлекса и децентрализованог управљања. Данас, када смо сведоци употребе вештачке интелигенције, враћамо се заправо њиховој идеји да робот мора да учи из директног контакта са окружењем. Идеја да шака сама „зна“ како да држи неки предмет, а да централни процесор о томе не добија стотине компликованих једначина, јесте концепт или пут који ће трасирати савремену бионику у предстојећем периоду.
Можда и највећи допринос ова три човека, поред техничког и инжењерског, јесте дубоко етички. У времену „Хладног рата“ када је свет развијао роботе за војну индустрију, Београдска школа роботике је развијала роботе који би помагали болесницима, непокретним особама и инвалидима. У ствари, развијени су први активни егзоскелет на свету и прва бионичка протеза не да би заменили човека, већ да би га излечили и усправили. Тај хумани приступ, где је технологија имплементирана у службу људског достојанства, заувек ће бити златни “мото” и стандард како модерне медицине и биокибернетике, тако и саме роботике.
ФОТО: Видоје МанојловићКада би данас неки студент први пут чуо причу о Београдској шаци, шта би га највише изненадило?
– Говорим из свог професорског искуства на докторским студијама ЕТФ-а. Данашњег студента технике, који је одрастао на паметним телефонима, микрочиповима и ChatGPT-у, у причи о Београдској шаци највише би изненадила чињеница да је тај уређај имао способност прилагођавања облику предмета, а да у себи није имао ни један једини дигитални чип, процесор, програмски код нити рачунарску меморију.
Данас се подразумева да роботом управљају рачунари са имплементираним програмским језицима као што су Payton или C, C++. Београдска шака из 1963. године је била заснована на аналогном управљању и чистој механици, дакле нагињала је можда чак више ка мехатроници. Рајко Томовић и Миодраг Ракић су створили систем који је преко аналогних сигнала и механичких система полуга самостално препознавао који предмет рука хвата (јаје, оловку, лопту или коцку). Шака је имала неку врсту уграђене „механичке интелигенције“, односно облик предмета је сам диктирао како ће се прсти шаке склопити.
Студенти би се вероватно изненадили сазнањем да је овај изум завршио у култном филму Попај (1980) са Робином Вилијамсом, где је коришћен као рука научника, али и да је директно инспирисао изглед бионичке руке Лука Скајвокера у Ратовима звезда. Неоспорна је чињеница да су амерички и јапански научници долазили у Београд како би видели комад пластике, гуме и жица који савршено хвата предмете. Па ето, можда је то и највеће „отрежњење“ за сваког ко мисли да иновације долазе само из Силицијумске долине или МИТ-а.
