Článek
Návštěvníci zábavního parku Avengers Campus v kalifornském Disneylandu zažívají okamžiky, které do té doby znali pouze z filmových pláten. Přímo nad jejich hlavami se do výšky přesahující dvacet metrů vymršťuje postava v ikonickém červenomodrém kostýmu Spider-Mana. Bez viditelných lan, bez záchytných popruhů a bez jakékoliv opory provádí složité akrobatické vruty, salta a hrdinské pózy. Nejde však o špičkového gymnastického šampiona ani o odvážného kaskadéra. Ve vzduchu se vznáší Stuntronic – jeden z nejpokročilejších autonomních humanoidních robotů na světě, kterého vytvořili inženýři a výzkumníci ze sekce Walt Disney Imagineering.
Příběh tohoto technologického zázraku se začal psát kolem roku 2018. Představitelé zábavních parků Disney čelili dlouhodobé výzvě: jak přivést k životu superhrdiny z komiksů a filmů Marvel tak, aby diváci dostali stejně dynamickou a dechberoucí show, jakou znají z kin.
Od dřevěného klacku k autonomnímu hrdinovi
První prototyp celého projektu nepůsobil ani trochu jako komiksový hrdina. Výzkumný tým pod vedením inženýrů Tonyho Dohiho a Morgana Popea začínal s velmi jednoduchým mechanickým konceptem. Zařízení dostalo výstižné pojmenování „Stickman“. Šlo o poměrně strohý robotický objekt ve tvaru písmene Z, který se skládal ze tří článků spojených klouby. Celková délka dosahovala přibližně 215 centimetrů, což odpovídá rozměrům dospělého člověka s rozpaženýma rukama.
Hlavním cílem Stickmana bylo otestovat základní fyzikální principy v praxi. Vědci z Disney Research se zaměřili na využití zákona zachování momentu hybnosti. Zjišťovali, zda může stroj vymrštěný do vzduchu korigovat svůj pohyb, měnit orientaci a ovládat rotaci pouze tím, že sklápí, krčí nebo roztahuje své jednotlivé části.
Stickman byl vybaven základními laserovými snímači vzdálenosti, akcelerometry a gyroskopy. První testy ukázaly obrovský potenciál: mechanická tyč dokázala během letu vyhodnotit svou polohu a provést dokonale načasované salto. Tím byl položen základ pro vývoj humanoidního robota generace Mk1 a následně finální verze Stuntronic, která se stala hvězdou v Avengers Campus.
Jak stroj myslí během šedesátinásobného letu
Stroj váží přibližně 43 kilogramů (95 liber) a jeho konstrukce je sestavena z kombinace lehkých materiálů vytištěných na 3D tiskárnách, odolných hliníkových slitin, sofistikovaných mikroprocesorů, servomotorů a desítek senzorů.
Na rozdíl od běžných zábavních atrakcí, které fungují na základě pevně naprogramované dráhy a vodících kolejnic, je Stuntronic během svého letu ve výšce přes 20 metrů plně autonomní. V momentě, kdy opustí odpalovací zařízení, spoléhá výhradně na své palubní senzory a výpočetní jednotku.
Gyroskopy a akcelerometry neustále měří náklon, rychlost rotace a orientaci v prostoru. Laserové dálkoměry vrhají paprsky směrem k zemi a zjišťují aktuální výšku robota nad povrchem.
Palubní počítač přijímá data ze snímačů a v reálném čase propočítává potřebné pohyby. Robot přesně ví, v jakém okamžiku musí přitáhnout kolena k hrudníku, aby zrychlil rotaci pro přemet, nebo kdy naopak rozpažit paže, aby zpomalil.
Stuntronic dokáže plynule kombinovat různé prvky – od jednoduchých vrutů až po pětinásobné zpětné salto s přitaženýma nohama. Výsledek působí neskutečně plynule a živě, jako by letící postava skutečně vědomě ovládala své tělo.
Kulišácký podvod na diváky
Ačkoliv je letová fáze robota technickým majstrštykem, vývojáři čelili od samého počátku zásadnímu problému: Jak zajistit, aby 43 kilogramů těžká konstrukce plná citlivé elektroniky bezpečně přistála?
Při dopadu z dvacetimetrové výšky na tvrdou zem by se rozbil jakýkoliv robot, bez ohledu na to, jak pokročilý software využívá. Vytvořit mechanické nohy, které by dokázaly takový náraz utlumit a ustát čisté přistání před očima diváků, bylo s využitím současných technologií prakticky nemožné. Inženýři proto ve spolupráci s kreativním týmem pod vedením Dana Fieldse vymysleli geniální scénické řešení, kterému interně začali říkat „robotický sendvič“.
Celá show probíhá následovně. Na střeše se před návštěvníky objevuje živý herec v kostýmu Spider-Mana. Vtipkuje s davem, předvádí akrobatické kousky, dělá hvězdy a komunikuje přes reproduktory hlasem herce Toma Hollanda.
V určitém momentě živý Spider-Man odchází do skryté části budovy, aby nabral rychlost. V tu chvíli vystřelí ze speciálně navrženého výkonného katapultu robotický dvojník. Ten přeletí obrovským obloukem nad celým sektorem parku, kde dopadne za vysokou zeď přímo do masivní záchytné sítě.
Téměř okamžitě pak z druhého konce střechy vybíhá opět živý herci. Pokračuje v představení a mává nadšenému davu. Díky tomuto plynulému přechodu divák podlehne iluzi, že sledoval jediného superhrdinu, který právě předvedl takřka nemožný fyzický výkon.
Dokonalost byla na škodu
Jedním z nejzajímavějších zjištění během vývoje bylo chování robota při prvních kompletních testech. Když tým Disney Imagineering předvedl kreativnímu vedení první úspěšné skoky, robot předváděl technicky naprosto dokonalá, matematicky přesná salta.
Jenže reakce kreativců byla kupodivu negativní: pohyb byl až příliš dokonalý.
Spider-Man v podání Marvelu není chladný stroj ani profesionální atlet – je to mladý středoškolák Peter Parker, který své schopnosti stále tak trochu objevuje, bývá zbrklý, občas ztratí rovnováhu a do svých skoků vkládá mladickou energii a lehký chaos. Dokonalá rotace robota působila nepřirozeně a odtažitě.
Inženýři proto museli přehodnotit svůj přístup. Namísto toho, aby programovali nejefektivnější a nejčistší fyzikální dráhu, začali do algoritmu zanášet drobné odchylky, rozhození rukou, mírně „nejisté“ pohyby a prvky, které simulovaly zbrklou akrobacii. Teprve když robot začal ve vzduchu působit neforemně a lidštěji, získala show tu správnou atmosféru.
Nahradí humanoidní roboti kaskadéry ve filmu?
Úspěch Stuntronics v zábavním parku okamžitě vyvolal diskuse napříč filmovým průmyslem. Nabízí se totiž otázka: Pokud dokáže robot bezpečně létat ve výškách a předvádět složité akrobatické kousky, znamená to konec pro lidské kaskadéry u filmu?
Odborníci z oboru i samotní kaskadéři se shodují, že k nahrazení lidí nedojde, ale technologie může výrazně změnit způsob, jakým se akční scény připravují. Bobby Holland Hanton, dlouholetý kaskadér herce Chrise Hemswortha (představitele Thora), vyjádřil z této technologie nadšení.
Upozornil na to, že při přípravě náročných filmových scén tráví kaskadéři celé týdny testováním skoků a pádu. Tělo při tom trpí a dochází k opotřebování kloubů a vysokému riziku zranění. Pokud by mohl prvotní náročné fáze testování kaskadérských kousků odpracovat odolný robot, lidé by nastupovali až na finální, vyladěné záběry.
Lidský prvek je navíc pro film nenahraditelný kvůli hernímu výrazu, emociálnímu náboji a drobným detailům, které dělají filmového hrdinu uvěřitelným. Stuntronics tak nepředstavují hrozbu pro lidskou práci, ale spíše revoluční nástroj, který zvýší bezpečnost na natáčení a umožní režisérům realizovat vizuální nápady, které byly dosud nerealizovatelné.
