Bivši FSB-ovac pisao je o dronovima i dobio nagradu za najbolji europski doktorat
Prije nekoliko mjeseci do nas je stigla vijest da je u konkurenciji 28 doktorskih disertacija obranjenih prošle godine, doktorat iz robotike Teodora Tomića, bivšeg studenta zagrebačkog Fakulteta strojarstva i brodogradnje, proglašen najboljim u Europi. Razvijanje metoda kojim bi letjelice mogle inteligentno reagirati na sile koje na njih djeluju, područje je kojim se Tomić bavio u svom doktoratu. Iako kasnije nego što smo planirali, s ovim smo mladićem, koji unazad dvije godine živi i radi u američkoj Silicijskoj dolini, porazgovarali o ovom zavidnom akademskom uspjehu.
Teodor Tomić na dodjeli nagrade | foto: privatna arhiva
Za tu godišnju nagradu, koja nosi ime po Georgesu Giraltu, pioniru robotike u Europi, ove se godine prijavilo 28 doktorata iz cijele Europe. Oni idu kroz tri runde ocjenjivanja, a na kraju se petero finalista pozove na Europski robotičarski forum, gdje svaki od njih drži predavanje, započinje naš telefonski razgovor Teodor Tomić, doktor inženjerskih znanosti.
On je, naime, za svog još uvijek mladog života, u svibnju pokupio vrijedno priznanje najboljeg europskog doktorata iz područja robotike. Konkurenti su bili jaki, prvo mjesto dijeli s kolegom iz Italije, a ovim je uspjehom, govori nam, pozitivno iznenađen.
U središte je svog doktorata Tomić postavio problem koji mu se čini sve zanimljivijim – kako letjelicama (dronovima) omogućiti da osjete kontakte i vjetar istovremeno, odnosno, kako će letjelice osjetiti dodir i razlikovati ga od vjetra.
Može li se letjelica u području katastrofe navigirati bez GPS-a?
Put do nagrađenog doktorata trajao mu je sedam godina, a to ga je dugo razdoblje obogatilo i gomilom iskustava. Presudna su mu, ističe, bila iskustva koje je prikupio još u ranim dvadesetima.
– Put do ideje za temu doktorata duža je priča. Završio sam strojarstvo na zagrebačkom FSB-u, a već sam za studentskih dana radio u jednom startupu, gdje sam se bavio regulacijom letenja. S vremenom sam se prijavio na posao na Institutu za robotiku i mehatroniku pri Njemačkom centru za zrakoplovnu i svemirsku tehnologiju blizu Munchena (op. a. DLR, njemačka NASA). Ondje je bila jedna grupa koja se bavila letjelicama, a konkretno smo radili na autonomnoj navigaciji bez GPS-a, prepričava naš sugovornik svoj angažman koji je prethodio izradbi doktorata.
Kako roboti za snalaženje u prostoru moraju prvo znati gdje se nalaze u svijetu (op. a. navigacija), dronovi za navigaciju prvenstveno koriste GPS. Ako ih želite poslati negdje gdje signal nije kvalitetan, primjerice u šumu ili zatvoreni prostor, potrebno je koristiti vizualnu navigaciju, odnosno kamere. Kako pak to zahtijeva puno procesorske snage, s ekipom je znanstvenika Tomić radio na razvijanju učinkovitih algoritama; onima koji mogu raditi na slabijim računalima, a istovremeno voditi do letenja.
Razvijajući svoje znanje u području regulacije letenja, tad je naš sugovornik došao do ideje izrade letjelice koja osim vida ima i osjet dodira.
– Ideja je bila napraviti letjelicu koju možete poslati u područje katastrofe da na primjer, nađe ljude. Da bi to mogla napraviti, mora znati gdje se nalazi i kamo treba ići. Tim sam se, dakle, bavio na DLR-u, priča nam.
Izazovno je u toj nakani, dodaje, to što letjelica mora funkcionirati bez obzira na vanjske poremećaje ili turbulencije koje sama stvori. Neke prepreke, primjerice prozore, veoma je teško prepoznati kamerama ili laserima, pa bi se u kompleksnom prostoru letjelica mogla zabiti u iste. Stoga osjet dodira, odnosno detekcija sudara, poboljšava robusnost autonomnih letjelica, ističe.
Ostvario inteligentno reagiranje, a razmišljao i o letjelici bez senzora
Tijekom nekoliko godina rada na spomenutim projektima, ovaj je sad doktor inženjerskih znanosti naučio mnoge stvari o robotici. Od eksperimenata, problema i drugih tema o kojima je bilo riječi na Institutu, izrodila se tema doktorata.
– Jedna od stvari koja me potom zainteresirala bila je činjenica da letjelica koja se navigira kamerama ne vidi prozore pa se u njih može zabiti, kao što sam već istaknuo. S druge strane, ptice imaju osjet dodira kojim to osjete. No, ni kod letjelica to nije prezahtjevno ostvariti. Iskombinirao sam stoga metode poznate za industrijske robote i manipulatore pa došao do prvog koraka – inteligentnog reagiranja na sudare u stvarnim uvjetima kod vizualne navigacije, detaljno prepričava Tomić.
Još se jedna stvar u tom smislu može postići – letjelica može manipulirati fizičkim svojstvima, primjerice pitanje je kako će ona reagirati kad ju gurnete. Kompleksno objašnjenje za autoricu ovih redaka, sugovornik je pokušao pojednostaviti.
– Fundamentalno pitanje doktorata je bilo kako razlučiti dvije sile; silu vjetra koja djeluje na letjelicu i dodir. Dakle, čovjek gura letjelicu dok letjelica nešto radi istovremeno s vjetrom. Taj problem je zanimljiv jer područje manipulacije iz zraka (op. a. robotskom se rukom manipulira nekim predmetom) poprima sve veći interes istraživačke zajednice, naglašava Teodor.
Budući da je želio postići da letjelica ima što manje hardvera i senzora, u doktoratu se zapitao kako ju napraviti bez dodatnih senzora, primjerice senzora vjetra. Zanimljivo, za potrebe svog rada Tomić je razvio letjelicu kako bi razvio taj algoritam. Uz to, metode koje je usavršavao tijekom doktorata primijenio je na raznim tipovima dronova.
Primjenjuje razvijene metode
Još važnije, primjenjuje ih i sada, u Silicijskoj dolini u sjevernoj Kaliforniji. U ondašnjem startupu Skydio radi već dvije i pol godine, a paralelno s tim Tomić djeluje kao postdoktorand na Tehničkom sveučilištu u Münchenu kod svog mentora, prof. Haddadina.
– Dosta sam stvari iz doktorata implementirao u proizvode u firmi u kojoj sad radim; dronovima Skydio R1 i nadolazećem Skydio 2. Estimacija vanjskih sila, vjetra, kontakt i vjetar, sve je to u letjelici. Tako ona postaje robusnija u slučaju zabijanja u prepreke ili slijetanja. Idealno to ljudi ne bi ni primijetili jer se to događa “ispod haube”, no sve je to rezultat razvijenih metoda. Letjelica u tom slučaju, ukratko rečeno, razumije sile te bolje razumije okolinu, zaključno će Teodor Tomić.
