Na počátku každé úspěšné inovace je dobrý nápad. I když zdaleka ne všechny nakonec uspějí, mohou pomoct jiným lidem k nalezení dalších dobrých nápadů. Svým výběrem zajímavých českých inovací chceme dokázat, že o nápady a lidi s chutí je realizovat není nouze ani v naší zemi.
Chytré zabezpečení domácnosti
Projekt Angee odstartoval na začátku minulého roku, kdy Tomáš Turek a jeho tým začali vyvíjet autonomní systém zabezpečení domácnosti. Má jednoduché ovládání a nastavení, jehož bezpečnostní funkce nevyžadují interakci uživatele.
"Jako milovníci technologií sledujeme různé novinky ve světě a snažíme se prolnout své technologické vědomosti se znalostí toho, jaké problémy lidé chtějí řešit. Díky novým nástrojům, jako je crowdfunding, 3D tisk nebo třeba miniaturizace procesorů a různých snímačů, se i start-upy dnes mohou věnovat hardwarovým projektům. Chceme nabídnout řešení, které bude využívat technologie způsobem, jenž nebude lidi obtěžovat − například zadáváním PIN na klávesnici nebo telefonu," vysvětluje Tomáš Turek.
Srdcem celého systému je válcová krabička s otočnou kamerou, mikrofonem a reproduktorem umístěná v interiéru. Tu doplňují bezdrátové snímače na oknech a dveřích napájené bateriemi a připojené pomocí Bluetooth.
S vnějším světem, respektive servery, na které se ukládají nahraná data, je Angee propojená přes domácí síť wi-fi. Zařízení je možné ovládat mobilní aplikací, na jejímž vývoji spolupracuje společnost Cleevio.
Pokud do domu nebo bytu vstoupí nezvaný návštěvník, Angee ho svojí kamerou automaticky neslyšně sleduje a pošle upozornění na předem definované adresy, v budoucnu možná i policii. Fotky či video pachatele je možné použít pro jeho identifikaci.
Rozpoznání členů domácnosti probíhá automaticky prostřednictvím jejich mobilních telefonů, případně hlasem. Oba způsoby je možné pro vyšší zabezpečení i kombinovat.
Zařízení v každodenním životě nevyžaduje žádnou interakci s majitelem. Pokud ztratíte telefon nebo se vám vybije, systém se při vašem příchodu zeptá na bezpečnostní heslo," říká Tomáš Turek.
O trendech v chytrých technologiích a příkladech chytrých řešení
v Česku i zahraničí se dozvíte na konferenci Smart World, kterou vydavatelství Economia pořádá 3.5. 2016 v prostoru La Fabrika v Praze. Přihlásit se můžete zde.
Bezpečnostními funkcemi ale využití Angee nekončí. "Přemýšleli jsme, jak systém využít i v době, kdy je majitel doma. Díky rozpoznávání hlasu a připojení na internet je možné jej využít i k objednávání služeb typu Uber či donášky jídla, vyhledávání informací, přístupu k diářům a e-mailům, ovládání domácnosti a podobně. Chtěli bychom postupně upravovat a přidávat další funkce podle preferencí zákazníků," vysvětluje Turek.
Klíčovou otázkou je i zabezpečení. Zařízení nahrává video pouze v době, kdy dojde k narušení zabezpečení, nebo když si to uživatel přeje. Je možné jej využít i pro streamování domácích akcí či telekonference. Data se přenášejí zabezpečeným protokolem SSL na servery Amazonu, což je podle Turka v současnosti nejbezpečnější dostupné řešení. Pokud uživatel kameru nevyužívá, otočí se její čočka automaticky ke zdi.
Turkova firma Day One má za sebou úspěšnou crowdfundingovou kampaň na serveru Kickstarter, v níž se podařilo vybrat přes půl milionu dolarů.
Díky tomu bude moct firma ve druhém čtvrtletí 2016 rozjet sériovou výrobu v Číně. Na celosvětovém trhu se má Angee objevit v říjnu.
Palivo z odpadu
Technologie pomalého termického rozkladu (PTR) je efektivní a zároveň ekologicky šetrný způsob, jak odpadní hmoty přeměnit na palivo. Využít lze různé druhy organických hmot, například biomasu, tedy zemědělský odpad, tříděný komunální odpad, pryžový materiál, pneumatiky, plasty, ale i kontaminované zeminy nebo kaly z čističek odpadních vod. Ty se v reaktoru při teplotě do 550 °C pomalu (řádově hodiny) bez přístupu vzduchu rozkládají na určitý typ plynu, oleje a pevné uhlíkaté složky.
"Všechny produkty pomalého termického rozkladu je možné využít jako paliva. Poměr plynné a kapalné složky je možné regulovat, obě využíváme jako palivo pro naši kogenerační jednotku, která vyrábí teplo a elektřinu. Pevnou složku je možné využít jako palivo pro kotelny a teplárny," vysvětluje Marek Beneš, předseda představenstva firmy Hedviga Group.
Ta tuto technologii vyvinula a vlastní i příslušný evropský patent a řadu průmyslových vzorů.
Ohřev reaktoru je elektrický, přeměna probíhá bez přístupu vzduchu, takže vlastní reaktor neprodukuje žádné škodlivé emise. Součástí technologie je i kogenerační jednotka Voptra, vyvinutá ve spolupráci se státním podnikem VOP CZ. Ta dokáže přímo spalovat plynnou i kapalnou složku vystupující z reaktoru a produkuje emise srovnatelné s klasickou kogenerační jednotkou na zemní plyn. Energetická bilance celého zařízení je výrazně pozitivní, podle typu vstupního materiálu spotřebuje na vlastní provoz zhruba 10 až 15 procent elektrické energie a produkuje i teplo.
Velkou výhodou je mobilita technologie. "Celé zařízení je modulární a jednotlivé moduly jsou instalované v námořních kontejnerech. Instalace je tak velmi rychlá a variabilní," popisuje Marek Beneš. Snadno se dá sestavit zařízení s potřebným výkonem přesně na míru, navíc lze nainstalovat i v místě, kde se odpad nachází.
Typické využití technologie PTR vidí Marek Beneš především při likvidaci komunálního a dalšího odpadu organického původu, který zbude po recyklaci. Využít ji lze i na likvidaci různých typů biologického odpadu, při které vznikne dále v zemědělství využitelný uhlík. Technologie ale zlikviduje třeba i kal z čističek odpadních vod, který obsahuje těžké kovy a zbytky léků.
V současnosti je v Česku v provozu jediné, testovací zařízení v Novém Jičíně. Kvůli chybějící legislativě ale zatím výstavba dalších není možná.
"Kvůli přístupu našich úřadů jsme se rozhodli postavit pilotní projekt za hranicemi a v současné době dokončujeme instalaci na kraji Londýna, v Rainhamu, v nízkoemisní zóně. Připravujeme také projekty pro Maďarsko. V Polsku a na Slovensku se mění legislativa, bohužel naše ministerstvo životního prostředí se dosud nerozhodlo, jak se k této technologii postavit. Dodnes ani nevíme, jaké emise může jednotka v Česku produkovat, ani za jakou cenu se bude vykupovat přebývající elektřina," vysvětluje Marek Beneš.
Po uvedení londýnské jednotky do provozu očekává Beneš zájem zákazníků z celého světa. "Jen ve Spojeném království máme dnes desítku zákazníků, kteří čekají pouze na předvedení technologie v provozu. Jednáme s investory přímo z londýnského City a věřím, že po úspěšném spuštění pilotní instalace se zakázky jen pohrnou.
Bohužel kromě Česka, kde je již dnes zájem starostů veliký, ale stavět tu nemůžeme," uzavírá Beneš.
Robot pro záchranu životů
Robot RUDA má sloužit záchranářům jako podpůrný, částečně autonomní prostředek pro hledání osob v závalu či pod lavinou. Jeho základem je modulární robotická platforma s různými senzorickými systémy pro detekci přítomnosti osob, a to i za překážkou. Robot má pásový podvozek a je poháněný dvěma výkonnými elektromotory. Jeho hmotnost dosahuje až 120 kilogramů podle výbavy a šířka je ve variantě pro závaly 80 centimetrů včetně pásů, aby projel i běžnými dveřmi.
"Na korbu se připevňují různé funkční moduly podle aktuálních požadavků, uprostřed je výsuvný sloupek s přehledovou kamerou. Vpředu je pak umístěna stereokamera a lidar (obdoba radaru, ale místo rádiových vln používá laser, pozn. red.), které se využívají k navigaci a lokalizaci.
Tělo robota je osazeno různými snímači, jako je akcelerometr, ultrazvukový a infračervený snímač vzdálenosti, gyroskop či inklinometr, a je vybaveno i GPS lokátorem a kompasem pro práci v terénu," doplňuje popis robota Filip Orság z Fakulty informačních technologií VUT v Brně, zástupce vedoucího řešitelského týmu zodpovědný za konstrukci.
Zajímavým prvkem je i využití bioradaru a georadaru pro automatizované vyhledávání osob, ale šanci na nalezení osoby v neznámém prostředí výrazně zvyšují i další senzory, jako je termokamera, citlivý mikrofon, lavinový vyhledávač a další. Robot se ovládá bezdrátově, energii mu dodávají baterie. Pokud je to možné, lze využít k napájení kabel. Dokáže pracovat i v autonomním režimu s využitím lokalizace, tvorby map a navigace v neznámém prostředí. Díky tomu, že většina prvků je dekontaminovatelná, může v některých konfiguracích pracovat i ve znečištěném a zamořeném prostředí.
"V přední i zadní části jsou místa pro moduly přídavných zařízení, které lze na sebe vrstvit. Vybavení je možné přizpůsobit konkrétnímu nasazení, případně i vyvinout moduly pro specifické účely," vysvětluje Filip Orság.
Nápad vznikl již v roce 2010, kdy ministerstvo vnitra vyzvalo k podávání návrhů projektů v programu bezpečnostního výzkumu pro potřeby státu. Martin Drahanský, vedoucí současného vývojového týmu, přišel s myšlenkou automatizovaného zařízení pro asistenci záchranným složkám. Na konstrukci robota spolupracovali informatici i s odborníky a studenty z brněnské strojní fakulty.
"Snažili jsme se konstrukci navrhnout dostatečně odolnou a robustní a zároveň co nejlevnější. První návrhy byly hotové zhruba v roce 2011, o rok později již začala výroba jednotlivých dílů a vývoj softwaru. V roce 2014 již probíhalo testování a ladění systému," popisuje vznik robota Filip Orság.
Náměty na další inovace v Brně mají, ale momentálně jsou limitujícím faktorem finance. "Vývoj robotických systémů není levný a škola sama si jej nemůže dovolit. Hledáme proto partnera, s jehož pomocí bychom vývoj dokončili již pro konkrétního zákazníka," vysvětluje Orság. Po mnoha konzultacích řešitelského týmu se zástupci bezpečnostních složek se dnes zdá, že praktické využití robota se posune i trochu jiným směrem. Velký zájem o něj totiž projevili pyrotechnici − především díky jeho masivní konstrukci a rozšiřitelnosti, která umožňuje upravit jej přímo pro konkrétní úkol.
Termokamera pro drony
Workswell Thermal Vision Pro je unikátní systém pro přenos, uložení a zpracování radiometrických (teplotních) dat určený pro bezpilotní letecké systémy či drony.
Kombinuje kameru snímající ve viditelném i infračerveném spektru a umožňuje zobrazovat data na displeji rádiového ovladače v reálném čase.
Data, tedy radiometrické video či fotografie a fotografie z digitální kamery, se ukládají v kamerách, záznam lze spustit na dálku prostřednictvím ovladače.
"Systém je možné použít ve dne i v noci, vidí skrz mlhu, hustý kouř a částečně i skrz vegetaci. Může nahrávat teplotní radiometrická data ve formě videa a snímků. Záznamy se dají následně upravovat pomocí našeho softwaru Workswell CorePlayer," vysvětluje Jan Sova, ředitel společnosti Workswell. Ta se specializuje na vývoj a kompletní dodávky termografických systémů.
Systém se skládá ze dvou částí − kamerového krytu, obsahujícího digitální kameru a kvalitní termokameru s rozlišením 640 x 512 pixelů, vysokou citlivostí 0,05 °C a teplotním rozsahem -14 až 550 °C, a řídicí jednotky s integrovanými digitálními vstupy pro ovládání pomocí rádiového ovladače.
"S termovizními systémy pro drony jsme začali jako jedni z prvních na světě. Drony schopné unést podobné zařízení jsou komerčně dostupné poměrně krátce, a když jsme zaznamenali poptávku od zákazníků, pustili jsme se do vývoje. Ukázalo se, že žádná z kamer na trhu není pro dron vhodná, obtížná by byla montáž i ovládání. Systém jsme tedy vyvinuli z dostupných komponent sami. Termovize na klasických vrtulnících nejsou žádnou novinkou, ale letová hodina v současnosti stojí zhruba tolik, co celý letový den dronu," popisuje Jan Sova.
Operátor může během letu přepínat mezi třemi obrazovými módy. Jde o režim zobrazení pohledu ve viditelném spektru (fotografie), pohledu termokamery (termovizní snímek − termogram) a takzvaný alarmový mód. V termovizním módu se zobrazuje aktuální termovizní snímek s informací o rozložení povrchových teplot. Lze nastavit různé obrazové palety, teplotní rozsah či automatické vyhledávání a zobrazit maximální a minimální teploty v reálném čase a další parametry. Alarmový mód umožňuje nastavit hraniční teploty a díky tomu nalézt pouze objekty (místa) s vyšší nebo nižší teplotou, než je nastavena. To je klíčové pro bezpečnostní a průmyslové aplikace. Mód digitální kamery zobrazuje oblast ve viditelném spektru pro lepší orientaci ve sledované situaci, která na termogramech nemusí být zcela jasná.
Systém je vhodný pro mnoho aplikací, kde buď není možné měřit teplotu ručními termokamerami, nebo je to obtížné či zdlouhavé. Jde například o diagnostiku kvality fotovoltaických článků rozlehlých ploch elektráren, zjišťování závad na plášti výškových budov, vyhledávání úniků z podzemních horkovodů, inspekce skládek nebo pátrání po osobách či zvěři. Vhodný je i pro použití při ostraze objektů, v archeologii a zemědělství.
Operátor ovládá celý systém z bezpečné vzdálenosti se stejným uživatelským komfortem, jako by používal ruční termokameru.
"Kromě univerzit zaměřených na přírodní vědy a průmyslových podniků mezi naše zákazníky patří i policie a hasiči, byť zatím ne ti čeští. Časté je i využití zařízení k tepelným auditům budov a zejména střech, nebo k auditům solárních elektráren, kde se vadné články projevují zvýšenou teplotou. U nich se dá inspekce s naším systémem zkrátit z původních dvou dnů zhruba na dvě hodiny," vysvětluje Jan Sova.
Termografický systém pro drony již dnes tvoří zhruba pětinu tržeb firmy a její majitel očekává, že se tento podíl bude dále zvyšovat. "V současné době dokončujeme vývoj další verze systému, která bude kompaktnější, lehčí a levnější. Do budoucna se chceme více zaměřit na vývoj vlastních produktů s vyšší přidanou hodnotou," dodává Sova.
"Dobití" elektromobilu za půl minuty
BattSwap je plně automatický systém výměny baterie v elektromobilu, představuje nejrychlejší způsob doplnění energie.
Řidič přijede ke stanici a aniž by vystoupil z auta, za půl minuty odjíždí s nabitou baterií. Baterii ukrytou ve středovém tunelu podlahy auta zařízení zespodu automaticky uchopí, odpojí a spustí do šachty pod vozem. Ze zásobníku vyjede baterie nabitá a podobným způsobem se automaticky připojí do vozu.
Celý proces vyvinutý společností Battswap trvá zhruba 30 sekund.
"Základní verze disponuje zásobníkem na pět baterií, díky modulární konstrukci můžeme rozšířit kapacitu až na 25 baterií. Ty se nabíjejí přímo v zásobnících," říká Radek Janků, zakladatel a ředitel společnosti Battswap, která je registrovaná ve Spojených státech.
Jeden modul, tedy zásobník s pěti bateriemi, může obsloužit 50 až 100 elektromobilů v okolí. Baterie totiž v typickém provozu není třeba měnit denně, navíc nabíjení trvá jen několik hodin.
"Naše zařízení nabízí nejrychlejší výměnu baterie ze všech známých konceptů a je i nejlevnější. Pro tento systém je možné upravit i některá současná auta se spalovacím motorem, primárně je ale určený pro výrobce nových elektromobilů, kteří s ním budou počítat již při návrhu vozidla. Umístění baterie ve středovém tunelu auta je optimální jak z hlediska velikosti a kapacity baterie, tak i konstrukce a tuhosti skeletu. Toto řešení pojme baterie s energií zhruba 50 kilowatthodin, což vystačí zhruba na 300 kilometrů dojezdu," vysvětluje Radek Janků.
Systém výměny baterie má i Tesla nebo Renault, ale kvůli vysokým nákladům jsou obě technologie na okraji zájmu zákazníků. Zájem automobilek naopak Radek Janků zaznamenal v Číně.
"Důvod je jednoduchý. V městských aglomeracích je ovzduší natolik znečištěno dopravou, že oni prostě řešení najít musí, a ne jako v Evropě nebo USA, kde jsou elektromobily jen trendovou záležitostí.
Čína je proto vedle Kalifornie náš primární trh. Růst počtu elektrických aut je spojený s rozvojem měst. Navíc se trend nyní rychle ubírá směrem k elektroautům, která řídí robot. Takzvaná autonomní auta už lidé ve městech nebudou vlastnit, ale budou je využívat jako službu přes mobilní aplikaci. Náš systém je pro autonomní auta ideálním řešením. V současnosti máme funkční prototyp a směřujeme k sériové výrobě. Jednáme s výrobci elektromobilů o koupi našeho konceptu, který je chráněn patentem," popisuje Janků.
Nejnovějším úspěchem firmy je navázání spolupráce s Evropskou vesmírnou agenturou, s kterou chce Janků společně vyvíjet software pro řízení sítě výměnných stanic. Ten by měl zvládnout komunikaci s auty i stanicemi a řízení dodávek nejlevnějšího elektrického proudu. Síť stanic by měla zároveň fungovat jako obří akumulátor energie pro vykrývání energetických špiček.
"Například v Číně jedna velká elektrárenská společnost provozuje výměnné stanice a vlastní i baterie. Uživatelé si koupí auto bez baterie, což je mnohem levnější než třeba auto se spalovacím motorem, a baterie si potom pronajímají.
Je to výhodné jak pro zákazníky, tak pro poskytovatele," dodává Janků.
Jako vizionář věří, že elektromobilita je již velmi blízkou budoucností a BattSwap by mohl revoluční změny urychlit. Systém výměny baterií ale není jediným bodem jeho zájmu.
"Zajímá mě vývoj umělé inteligence pro autonomní elektromobily. Chci aby se auto samo umělo vymotat v úzkých uličkách například v Římě, nebo aby si umělo zkrátit cestu přes pole. To je náš další cíl," uzavírá Janků.
5 českých inovací, které mají šanci dobýt svět
5 českých inovací, které mají šanci dobýt svět
