Az ember tervez, a gép végez

Kiberfizikai rendszerek. Az elsőre ijesztőnek és idegennek hangzó kifejezés mögött komoly tartalom és lehetőség rejlik. A kiberfizikai rendszerek az ipar, a közlekedés, az egészségügy, a gyártás és a társadalom számos egyéb területén   integrálják a folyamatokat és irányításukat. Informatikai szempontból a folyamatokat kísérő hatalmas mennyiségű adathalmaz on-line rögzítését és feldolgozását, illetve az eszközök kommunikációját lehetővé tevő struktúrák létrehozását jelenti. A FIEK keretében ebben a témakörben is folyik kutatást. Erről Dr. Kovács János egyetemi docenst kérdeztük.

Mi az a kiberfizikai rendszer? 

Az elmúlt években számos fogalom jelent meg és épült be a köztudatba. Ilyen például a felhő (cloud), a dolgok internete (internet of things - IoT), beágyazott rendszer (embedded system - ES), mesterséges intelligencia - MI, (Artificial Intelligence – AI) vagy az egyre többet emlegetett Ipar 4.0. Az informatika fejlődése tehát egyre inkább a komplex megoldások irányába mutat. Ennek egyik eredménye a „kiberfizikai rendszerek” – cyber-physical systems, CPS – fogalom megjelenése. A CPS fejlesztése egy olyan feladat, ahol a magas szintű ember-gép együttműködés létrehozása a lényeg, amelyben a gépek kiszolgálják az embert. 

 

Mi a célja a fejlesztésnek?

Az alprojekt feladata, hogy célirányos kutatásokat végezzen, és a kutatás eredményeit felhasználva piacképes CPS-termékek prototípusát fejlesszen ki. Ezzel szeretnénk elérni, hogy régiónkban a SZE meghatározó szerepet töltsön be a CPS rendszerekre épülő ipar-egyetem együttműködés terén. Az általunk megcélzott elsődleges kutatási terület a gépi látás. Ehhez a területhez kapcsolódó közvetlen cél a prototípusok esetében a szerszám nyomkövető (a tervezett megoldás még nem létezik), a gerincfúró robot (a meglévőknél olcsóbb eszköz), az autonóm logisztikai kiszolgáló egység (univerzális, új megoldás), a vagyonvédelmi rendszer kidolgozása és megvalósítása. Továbbá a termékekhez kapcsolódó, a kutatás eredményeit képező, szabadalmaztatandó megoldások, publikációk, TMDK-dolgozatok, szakdolgozatok és diplomamunkák, PhD-disszertációk elkészítése. 

 

Mit sikerült eddig elérniük, hol tart a folyamat?
Begyűjtöttük valamennyi háttérinformációt, melyek majd a mesterséges intelligencia tanulási folyamatában lesznek fontosak. Úgy is mondhatnám, hogy a mesterséges intelligenciát átvitt értelemben előbb be kell ültetni az általános iskola padjába, majd érettségizik és egyetemet végez, mert az MI sem akadémiai oklevéllel születik. Feltártuk és elemeztük a gépi látás szakirodalmát. A gépi látás meghatározó az egész projekt szempontjából, mivel a vizuális szenzorok használata alapvető a megvalósítani tervezett termékeknél. A későbbi feladatok közé tartozik több kamera képének összeolvasztása, együttes kezelése, melyhez szükség van az egyes kamerák által rögzített képeken található referenciapontok azonosítására. Továbbá az így kinyert információ alapján a pozíció meghatározása, a távolság és az arányok vizuális becslése, azonosító minták felismerése és a képek minőségének felmérése, javítása (például zajszűréssel). Ezidáig terv készült az optikai vizuális detektáláson alapuló módszerekre. Meghatároztuk a megvalósításhoz szükséges hardver eszközök, a kültéri navigáció és lokalizáció során a mérési adatokat biztosító hardver elemeket.

 

Az iparban talán a szerszámkövetés lehet a legérdekesebb.

A tervezés alatt álló nyomkövető szenzorrendszer méréseire, tanítására már megkezdődött egy robotkar alapú tesztkörnyezet fejlesztése. E folyamat megkezdéséhez referencia mérések végzése történt piacon kapható inercia modul alkalmazásával. A kapott adatok és technikai paraméterek alapján jelenleg a mérési folyamat és szenzorok valós pontosságának meghatározására szolgáló matematikai modell kialakítását követően a saját tervezésű szenzorrendszerrel is megkezdődnek a mérések és tanítások.