Bude svět robotů stále i světem lidí?

Přímo na úpatí hory Fudži v obci Ošino stojí obří žluté haly. Nemají žádná okna, uvnitř je černočerná tma. Ti, kteří v těchto halách japonského výrobce robotů Fanuc Robotics pracují, totiž ke své práci žádné světlo nepotřebují. Roboti tu vyrábí další roboty. Až nápadně to připomíná úvod vizionářské divadelní hry R. U. R. Karla Čapka, v níž na odlehlém ostrově v továrně Rossum’s Universal Robots odvádějí v podstatě veškerou práci roboti a kde v kanceláři ředitele Domina mimo jiné visí plakáty s hesly jako „Nejlacinější práce: Rossumovi roboti“ nebo „Chcete zlevnit svoje výrobky? Objednejte si Rossumovy roboty“.

Na rozdíl od Čapkova ostrova nežije ve „vesnici“ Ošino jen šest lidí. Obyvatel je tu přes osm tisíc a výrazná část z nich pracuje právě pro Fanuc. Doba, kdy roboti zastanou drtivou většinu lidských činností, jak to popsal ve svém dramatu Čapek, zatím nenastala. Rychle se ale blíží. Výrazný pokrok na poli výpočetní techniky z posledních dekád nás přivedl na práh doby plné inteligentních počítačových systémů, které zvládnou donedávna nepředstavitelné.

Je jedno, ze kterého konce se začne. Ať už jde o data, 3D tisk, nebo stále propracovanější automatizační systémy či klasické roboty. Čtvrtá průmyslová revoluce je jedinečná právě proto, že se v ní prolíná tolik prvků naráz. „Nejde o pouhou digitalizaci průmyslové výroby. Je to komplexní systém změn spojených s řadou lidských činností, zdánlivě s průmyslovou výrobou nesouvisejících,“ upozorňuje prezident Českomoravské elektrotechnické asociace Jiří Holoubek.

Robot už dnes není jen svým způsobem neohrabané mechanické zařízení. Stále častěji jde o digitální systémy, které dokážou na základě množství dat pracovat a rozhodovat rychleji, přesněji a efektivněji než člověk. Software v továrně řídí přísun součástek pro konkrétní výrobek, inteligentní semafory zmírní dopravní zácpu a vaše lednička si v e-shopu sama objedná váš oblíbený sýr, když jeho zásoby docházejí.

To není sci-fi, je to realita, kterou jen zatím málokdo z nás může doopravdy zakusit. Jenže to se velmi rychle změní s tím, jak vývoj technologií neustále zrychluje. Do deseti let budou továrny bez oken, jako jsou ty v japonském Fanucu, naprosto běžné, stejně jako chytré ledničky. Svět robotů a počítačů není otázkou příštího století, mění naši každodenní realitu a rok od roku toho umí víc. „Digitální technologie budou pro intelektuální zapojení lidí znamenat stejnou revoluci, jakou znamenal vynález parního stroje pro jejich fyzické nasazení,“ tvrdí americký ekonom Andrew McAfee, spoluautor knihy Druhý věk strojů.

Tentokrát se ale revoluce dotkne nás všech. Všechna povolání, která jsou založena na opakování, na vyhodnocování velkého množství dat, analýze a rutině, jsou ideálním prostorem pro automatizované systémy. Alespoň to tvrdí oxfordští vědci Carl Benedikt Frey a Michael Osborne ve své rozsáhlé studii Budoucnost zaměstnání.

Studie předkládá rozsáhlý seznam povolání, mezi kterými nechybí ani finanční sféra. K ohroženým povoláním totiž patří i daňoví poradci, obchodní zástupci, burzovní makléři nebo třeba odhadci cen nemovitostí a úvěroví analytici.

Změny přinese i 3D tisk neboli takzvaná aditivní výroba. Když bude možné takřka kdekoli cokoli vytisknout, zmizí některé tradiční výrobní oblasti, sklady a distribuční centra. Zapotřebí nebudou ani nekonečné kolony kamionů nebo přepravních kontejnerů: vize výroby přímo v místě potřeby daného zboží by znamenala dramatickou změnu. Naprostou většinu dnešních povolání by už nemuseli zastávat lidé.

Plíživý nástup

Balení dárkových balíčků na míru je typicky činností, kterou provádí u výrobních linek lidé. Jenže už před několika lety úspěšně vyzkoušela v praxi firma Gillette plně automatickou balicí linku, kde každé dárkové balení přesně „vědělo“, jaké výrobky do něj patří. Na výrobní lince si krabice robotovi řekla „dej do mě mýdlo a pěnu na holení“, druhá za ní si zrovna tak řekla třeba o holicí strojek či jiný výrobek. Když zrovna neměl robot daný výrobek k dispozici, krabice se k němu později v balicím procesu vrátila pro doplnění. Takto vznikaly zcela individualizované dárkové balíčky, které byly připraveny k expedici k zákazníkům doslova bez zásahu ruky člověka. Přesně tak má fungovat výrobní linka budoucnosti.

Jenže tento příklad není záležitostí posledních týdnů. Systém, na jehož vývoji pracoval mimo jiné i profesor Vladimír Mařík, dnes ředitel Českého institutu informatiky, robotiky a kybernetiky při ČVUT v Praze, je starý zhruba jedno desetiletí a vznikl na půdě univerzity v Cambridge.

Roboti dnes podobným způsobem fungují v továrnách na výrobu automobilů, letadel i v potravinářském průmyslu. A hledají si cestu do dopravní infrastruktury, samotných automobilů, energetiky nebo zdravotnictví. K tomu se přidávají nové metody výroby, jako je 3D tisk, analýza velkých dat, a sílí také otázka kybernetické bezpečnosti. Nic z toho nejsou mladé disciplíny, jen se dostáváme do situace, kdy jsou všechny tyto prvky mezi sebou mnohem více propojené a fungují rychleji než dřív. Pro ekonomiku to bude znamenat výraznou změnu.

Chytré všechno

V moderní továrně by měl sám výrobek vědět, v jakém stadiu dokončení je. Jedině tak si totiž bude moct s inteligentními systémy v továrně domluvit co nejefektivnější průchod celým výrobním procesem. V praxi například umí výrobní linka automaticky poznat konkrétní vyráběný vůz a ten si prostřednictvím svého robota objedná od ostatních systémů továrny dodávku dílů na pás včas tak, jak je zrovna potřeba. V případě, že díl chybí, vrátí se vůz k danému robotu později nebo před sebe dovede pustit jiné modely, které součástku nevyžadují.

„V pozadí výrobního procesu může paralelně fungovat počítačový program, kde je každý výrobek reprezentován určitým kusem kódu, robotem.

Tento robot komunikuje s dalšími programy a vyjednává s nimi postup prací a celý průchod výrobním procesem. Výrobek přitom v sobě nemusí mít ani žádný čip, jen s ním digitálním systémem továrny putuje virtuální robot,“ vysvětluje fungování chytré továrny Vladimír Mařík.

Zatímco dnes většinou něco takového plánuje za pomoci softwaru člověk, nové chytré systémy již umí kompletní logistiku výrobního procesu vyřešit bez zásahu lidského faktoru. Vzniká tak méně zmetků a chyb, výrobky jsou kvalitnější a výroba rychlejší.

Podobně se zásadně promění doprava. Jednotlivé prvky dopravní infrastruktury, jako jsou semafory, kamery, digitální dopravní značení a další, budou propojeny a s tímto celkem budou komunikovat i jednotlivé automobily. Pokud například dojde k nehodě na některé křižovatce, chytrý systém sám bez zásahu dispečera přenastaví ostatní řídicí prvky tak, aby auta jela jinudy a nehoda co nejméně zpomalila provoz. Umělá inteligence dokáže díky ohromnému množství dat perfektně předvídat dopravní špičku a část aut tak může odklonit včas na jinou trasu, aby zabránila přetížení některých cest.

„Města chtěla být dříve autonomní, pro řízení dopravy měla ve velíně své vlastní servery. Dnes ovšem uvažují jinak, pro stejný úkol si pronajmou virtuální ústřednu na serverech dodavatele a ušetří tím náklady. K takovému řešení mohou mít přístup aplikace pro chytré telefony a tablety, na nich lze přímo sledovat stav dopravy a uživatel s patřičným oprávněním může například zasahovat do řízení, aniž by musel sedět někde na dispečinku,“ vysvětluje podobu dopravních řešení blízké budoucnosti Vladimír Kulla, šéf vývojového a prototypového centra společnosti Siemens v Praze. Později by už ani člověk nemusel sledovat aktuální varování, počítač v (jeho bezpilotním) autě se s ostatními prvky systému dorozumí sám a oznámí jen řidiči jinou trasu.

V samotných městech se zatím chytrá dopravní infrastruktura prosazuje pomalu, ale například v přístavu v německém Hamburku tento koncept, nazvaný smart city, tedy chytré město, funguje už dnes. Kamiony (zatím tedy jejich řidiči) mají instrukce, kdy a kam přesně zajet. Robotický systém tu řídí kompletní logistiku přístavu tak, že auta ani lodě zbytečně nečekají. Kapacita přístavu se má díky tomu do roku 2025 zdvojnásobit, aniž by se rozrostla jeho plocha, provozní náklady mají do sedmi let klesnout o sedmdesát procent.

Chytrý může být i zdravotnický systém. „Tak, jako software plánuje výrobu, může systém plánovat také vyšetření a zdravotní úkony u pacienta. Software například bude vědět, že pacient musí během roku absolvovat tři různá vyšetření v určitém sledu, sám se spojí s počítačem dotyčných specialistů a vyjedná termín. Pacient pak jen dostane informaci, kdy a kam se má dostavit. Pokud například lékař onemocní, systém vše automaticky přeplánuje. Totéž platí třeba při zdravotních komplikacích u pacienta,“ vysvětluje Kulla možný dopad digitálního řízení na zdravotnický sektor.

Pomocí chytrých algoritmů se dá například plánovat distribuce a výroba léků, optimalizovat vytížení lékařů nebo obsazenost nemocnic. Roboti, kteří jednou budou provádět za člověka operace, jsou tak jen případnou špičkou ledovce.

Výroba bez odpadu

Právě ve zdravotnictví začíná hrát velmi důležitou roli také další prvek nové průmyslové revoluce. Tím je aditivní výroba, častěji známá pod označením 3D tisk. Nejde ani v nejmenším jen o nedokonalá malá zařízení, ze kterých se taví neúhledný plast.

Už dnes se na 3D tiskárnách vyrábí například umělé končetiny či ortézy na míru nebo anatomické modely, které pomohou naplánovat a natrénovat průběh operace u konkrétního pacienta. „Existují ovšem i pokročilejší aplikace titanových komponent jako tělních implantátů vyrobených přímo na míru pacienta z dat z CT. Ve fázi vývoje jsou také kloubní implantáty se speciální porézní strukturou. Do této struktury po instalaci implantátu proroste kost, a tak dojde ke vzájemnému spojení,“ představuje možnosti 3D tisku v medicíně Radek Vrána z Ústavu konstruování brněnského VUT.

V průmyslu se metoda 3D tisku využívá zatím především k rychlé, jednoduché a hlavně levné výrobě prototypů, maket a modelů. 3D tiskárny umí vytvořit složité tvary, aniž by přitom vznikal odpad drahocenného materiálu, který se používá na finální výrobky. Co možná nejvíc snížit odpad je ale natolik lákavá věc, že postupně nabývá na významu už i při samotné finální výrobě. Zatím je ovšem aditivní produkce kovových součástí relativně drahá a náročná. Pro výrobu sériových dílů se tak využívá zatím hlavně v leteckém a vesmírném průmyslu, kde jde o desítky nebo stovky kusů dílů. Například Airbus už tiskne některé díly pro letadla na 3D tiskárnách. „Je to ideální technologie. Pokud dojde k nějaké změně parametrů, dá se výroba okamžitě přenastavit,“ vysvětluje Daniel Adam ze společnosti MCAE Systems, která technologii 3D tisku dodává například pro mladoboleslavskou Škoda Auto. Potenciál pro další rozvoj je však stále obrovský. Tím, jak se díky dalšímu vývoji zrychlí 3D tisk, bude jeho cena ještě nižší a stane se tak masově využitelným i v dalších oblastech. Lákavé na něm je třeba i to, že vytištěné díly mohou být velmi lehké, což například u aut umožní podstatně snížit spotřebu paliva.

Aditivní výroba také rozšíří možnosti přípravy výrobků na míru. Již dnes si lze objednat třeba mobilní telefon s krytem dle představy zákazníka, automobilky nabízí největší počet příplatkových prvků v historii, zákazníci si mohou vozy více přizpůsobit svému vkusu i po stránce vzhledu. Například trojčata z kolínské továrny TPCA mají o 10 procent více dílů, kterými se od sebe mohou lišit, než v předchozí generaci. Tento trend ještě výrazně zesílí, už dnes se automobilky často chlubí tím, že žádný vyrobený vůz vlastně není stejný.

Změní se i způsob, jakým si zákazníci auta kupují. „Auto si v budoucnu už nepůjdeme koupit do autosalonu, ale doma u počítače si ze všech možných součástek sestavíme vůz ‚na míru‘. Jakmile potvrdíme objednávku, roboti automobilky ji sami zanalyzují a automaticky vyšlou požadavky dodavatelům a samotné chytré továrně. Tam roboti vůz sestaví a bez lidské pomoci bude následně automobil doručen zákazníkovi. Také sklady a servis budou fungovat zcela automaticky pomocí čipů, senzorů a napojení na chytré roboty,“ nastiňuje svět, jak bude vypadat za pár let, analytik České spořitelny Radek Novák.

Tento příklad ovšem ukazuje, že zdaleka ne všechny výrobky na míru budou vznikat aditivní metodou, s většinou si poradí právě roboti v továrnách, kterým nebude vadit, že každý výrobek se skládá z jiné sady součástek. 3D tisk však dává prostor například i pro opravy a úpravy přímo u zákazníků. Sklad náhradních dílů může být minulostí: když se něco rozbije, bude stačit digitální model, 3D tiskárna a surový materiál. Také opotřebované součástky nebude nutné měnit, stačí na 3D tiskárně nanést novou vrstvu materiálu. Aditivní metody se prosazují i ve stavebnictví. Namísto cihly k cihle a panelu k panelu se tak možná domy budou skládat z dílů vytvořených aditivními metodami ze speciálních materiálů. Čínská firma Zhuoda Group takto před nedávnem postavila dům za pouhé tři hodiny. Na místo přivezla jednotlivé bloky vytištěné z jí vyvinutého materiálu, který se skládá z průmyslového a zemědělského odpadu. Tisk a příprava modulů zabraly 10 dní.

Jenže celý tenhle pěkný digitální nový svět má jeden velký háček. Veškeré řízení čím dál složitějšími a chytřejšími počítačovými systémy, práce s takzvanými velkými daty i větší propojení téměř všeho se vším totiž představuje obrovské bezpečnostní riziko a ideální prostředí pro nejrůznější útoky.

Před nedávnem například skupina hackerů ukázala, jak mohou přes internetové připojení ovládnout obyčejný osobní automobil. Počítačově zdatný sousedův syn se tak třeba brzy bude moct nabourat do chytré ledničky u vás doma a objednat „za trest“ hromadu jídla navíc. Ochránit svět robotů tak bude zásadním úkolem a vzkvétajícím byznysem blízké budoucnosti.

Někdy je řešení relativně jednoduché, v řadě případů se dají zapojit vcelku jednoduché pojistky. „Třeba řídicí jednotka na křižovatce ví, jak daná křižovatka vypadá, a rozsvěcuje signály podle toho, jak je naprogramovaná nebo jak jí řekne řídicí systém.

Pak je tu ale ještě speciální karta, která není nikam připojena a která zajišťuje jakousi základní zálohu. Ta nikdy nedovolí, aby na křižovatce svítila ve všech směrech zároveň zelená,“ vysvětluje základní způsob ochrany komplikovaných systémů Vladimír Kulla. Tradičně se taková řešení používají například na železnicích a podobné principy pojistek jsou i v dalších oblastech.

Ale tenhle způsob zálohy nepůjde ani zdaleka použít vždy a všude. „Všechna chytrá zařízení, roboty a jejich systémy je potřeba ochránit před útoky,“ nastiňuje situaci Ivo Němeček, generální ředitel Cisco v Česku. Přitom často půjde o velmi jednoduchá zařízení, různé senzory a jednoúčelové přístroje, které nelze zabezpečit například složitým bezpečnostním softwarem. Právě tyto relativně nechráněné prvky by se mohly stát výchozím bodem pro útoky na firemní infrastrukturu nebo domácí řešení. „Síť proto musí být rozdělena do mnoha částí, musí být jasně rozlišeno, ve které se nachází potenciálně nebezpečnější zařízení a která část má naopak spolehlivě vysokou úroveň zabezpečení. Bezpečná část pak musí umět rozpoznat přicházející útok zvenčí a ideálně by měla být schopna se s ním sama vyrovnat,“ říká Němeček.

Tomu, že roboti nahradí člověka ve většině pro něj dnes obvyklých pracovních činností, se nelze vyhnout, jde o vývoj, který nelze zastavit. Roboti tak budou vyrábět, starat se o dopravu i o samotné lidi. Ti již nebudou stroji na výrobu hromady věcí, měli by se vrátit zpět ke své lidskosti. Jen si na to budou muset zvyknout a přizpůsobit se tomu. Hlavně nesmíme zlenivět jako lidstvo v Čapkově dramatu. Válka robotů a zničení lidstva je jedním z častých námětů románů a povídek autorů vědecko-fantastické literatury. Těch autorů, kteří si často nedovedli představit, co všechno dnes dovede robot za člověka dělat. Musíme se tedy snažit, aby se stejně, jako se mýlili v případě využití robotů, mýlili i v těchto chmurných vizích.