Kaj je skupno funkcionalnim električnim stimulatorjem, ki jih uporabljajo v rehabilitaciji delno hromih oseb, in Goru – prvemu slovenskemu industrijskemu robotu? Pri njihovem razvoju je sodeloval prof. dr. Uroš Stanič, ki je za svoj pionirski prispevek na tem področju lani prejel Puhovo nagrado za življenjsko delo.

»Ko smo prišli do robotizacije dela, sem za sabo že imel šolo v rehabilitaciji hromih. Zato sem čutil poseben privilegij, da sem lahko pomagal razvijati robota, ki bo preprečeval poškodbe. Ko se te enkrat zgodijo, človeka težko popraviš. Robotizacija dela je bila humano dejanje,« poudarja zdaj upokojeni znanstveni svetnik Instituta Jožef Stefan.

Dr. Stanič je svoje dolgoletno raziskovalno-razvojno delo posvetil funkcionalni električni stimulaciji (FES) hemiplegičnih pacientov in bistveno prispeval k razvoju celotne družine stimulatorjev, njihovi validaciji v klinični praksi in industrijski proizvodnji. »Zgodbo je sicer začel Lojze Vodovnik, ki je ustanovil Laboratorij za medicinsko tehniko in biokibernetiko na Fakulteti za elektrotehniko. Njega imamo za avtorja funkcionalne električne stimulacije, funkcionalna je zato, ker delno hromim vrača gib. Smo pa s Kliniko Golnik razvijali tudi stimulator dihanja,« pripoveduje dr. Stanič.

»Vodovnik je zamisel o stimulatorjih prinesel na IJS. Takrat je bilo tam osnovna naloga načrtovanje krmiljenja nuklearnega reaktorja, saj je tudi Jugoslavija razvijala atomsko bombo. Program so leta 1968 ukinili. Seveda je šlo pri električni stimulaciji za povsem drugačne električne napetosti, signalčki so bili v milivoltih.«

Dr. Stanič in ljubljanska skupina soavtorjev so bili v obdobju 1970–2002 na področju raziskav, razvoja produktov in prenosa tehnologije stimulatorjev v industrijo med vodilnimi na svetu. »V 70. letih smo bili edina skupina v Evropi, na tem področju je delovalo še nekaj ameriških skupin, Japonci se takrat še niso prebudili,« se zasmeje.

»Ko sem pregledoval, zakaj smo bili med najboljšimi, sta izstopali predvsem naša interdisciplinarnost in velikost skupine. Več kot sto ljudi se je s tem ukvarjalo, v ekipi so bili zdravniki, veterinarji, fizioterapevti, kirurgi, inženirji. Zdravniki so se pritoževali, da mi delamo znanost, od katere pa za vsakdanjo terapijo niso imeli nič. Še zdaj se spomnim, kako sva se z Vodovnikom o razvoju področja pogovarjala v Houstonu. Vedel je, da imam na IJS podporo in dostop do delavnic. Odvrnil sem mu, da bomo za vsak stimulator naredili skupino strokovnjakov s fakultete in z IJS. Tako smo naredili stimulator za odpiranje roke, za dvigovanje padajočega stopala in univerzalni stimulator. Ta ni bil funkcionalne narave, so ga pa intenzivno uporabljali v rehabilitaciji za krepitev mišic.«

»Ozaveščanje javnosti o pomenu robotizacije smo potrebovali, ker smo morali preprečiti odpor proti robotizaciji industrijske proizvodnje. Družbo moraš pripraviti na novosti.« FOTO: Črt Piksi

Ne le dober, tudi lep

Novi FES-stimulatorji so v primerjavi s prejšnjimi rešitvami bistveno izboljšali kakovost življenja pacientov z oteženim gibanjem, olajšali so delo zdravnikov in fizioterapevtov ter zmanjšali stroške zdravstvenih storitev. »Zelo pomembno je bilo tudi, da fizioterapevti niso imeli preveč zapletenega dela za namestitev. Je pa bil naš dosežek pomemben predvsem za paciente. Samo pomislite, česa vsega ne bi mogli, če bi imeli eno roko hromo, ali kako bi hodili, če bi vlekli stopalo za seboj,« opominja dr. Stanič.

Vendar vrhunska tehnologija včasih ni dovolj, zato so jo izboljšali še z lepim oblikovanjem. »Elektroniko smo naredili, potem pa je vodja delavnic opozoril, da bo naprava nameščena na človeku in da je pri tem pomemben tudi videz. Na pomoč smo poklicali Davorina Savnika, oblikovalca znamenitega Iskrinega telefona. Pričakoval je, da bomo elektroniko še močno zmanjšali, a je bila velikost omejena na baterijo. Uspelo mu je narediti stimulatorje lepe. Izdelal je rumene za odpiranje roke, ki so bili usločeni, da so se prilegali telesu. V rehabilitacijo je tako prinesel optimizem, svetlobo, sonce,« poudarja prof. Stanič in dodaja, da je Savnik za izdelek dobil številne oblikovalske nagrade, več let je bil stimulator tudi razstavljen v muzeju moderne umetnosti v New Yorku.

Primer odličnega sodelovanja med znanostjo in industrijo

Izdelavo stimulatorjev je prevzelo podjetje Gorenje Medical, kupovali so jih tudi v tujini, med drugim v Skandinaviji. Uspeh je odmeval tudi onkraj velike luže, ZDA so takrat financirale osnovne raziskave, pojasnjuje Stanič.

»To je dober primer, kako je treba delati in kakšno mora biti sodelovanje med znanostjo in industrijo. Najprej je seveda nujno, da si med prvimi v znanosti, še bolje je, če si kar prvi, treba je izdelovati inovativno tehnologijo, za izvedbo je treba zbrati najboljše strokovnjake, ne smeš pa pozabiti še na druge vidike, kot sta oblikovanje in tudi predstavljanje inovacij javnosti,« pravi Uroš Stanič. »Leta 1981 je Milan Ljubić posnel dokumentarni film Človek zmaguje, o funkcionalni električni stimulaciji, za katerega sva jaz in Tadej Bajd napisala scenarij. Sošolec v glasbeni šoli Jani Golob pa je o tej temi napisal glasbo za pihalni kvintet. Vrhunskih proizvodov ne moreš narediti sam kot tehnik ali inženir. Za vrhunskost potrebujemo interdisciplinarnost. Mi smo sodelovali z zdravniki, psihologi, oblikovalci. Vse to je bila za inženirje fantastična učna ura, ko smo lahko opazovali delo fizioterapevtov v rehabilitacijskem centru Soča, da smo videli, kaj pacient potrebuje, in smo potem s svojim inovativnim pristopom to realizirali.«

»S primarijko Ružo Aćimović Janežič na Soči sva bila prava partnerja. Zanimivo je bilo, da sem ji lahko predlagal karkoli. Imeli smo povsem svoje ideje, takrat ni bilo zgledov iz tujine. Vendar je na koncu vedno odločal konzilij. Tudi zame je bilo delo o gibanju človeka in stroja izjemna šola, kako delati kot vodja in del tima, kako moraš imeti podporo. Stimulatorje so nato na Soči intenzivno uporabljali v dnevni terapiji, iz vsega nabranega znanja smo razvili tudi Ljubljansko šolo funkcionalne električne stimulacije, za katero je učbenik napisal Tadej Bajd s sodelavci. Predlagal sem, da organiziramo tudi konferenco v Ljubljani. Res smo imeli tako najboljšo metodo kot tehnologijo, ki je bila še najbolj priročna pa tudi najlepša.«

»Osnova za oblikovanje robota ali programa z umetno inteligenco bi moralo biti védenje, kaj ljudje sploh potrebujejo.« FOTO: Črt Piksi  

Dr. Stanič je tako pomembno prispeval k prenosu inovacij in tehnologije v industrijo in medicino. Bil je tudi pobudnik in soustanovitelj Mednarodnega združenja za funkcionalno električno stimulacijo s sedežem v Kaliforniji, ZDA. Organiziral je ustanovitev slovenskega tehnološkega Centra za analizo in sintezo gibanja IJS, ki je združil funkcionalno stimulacijo gibanja in robotizacijo v novo celovito raziskovalno področje z visokim potencialom za industrializacijo in prenos znanja v medicino.

Goro, Riko, Roki in druščina

Dvojčka prototipov industrijskega robota Goro1

Uspehi pri rehabilitaciji gibanja hromih bolnikov so bili osnova za naročilo Gorenja za razvoj prvega slovenskega industrijskega robota Goro1. Generalni direktor in ustanovitelj Gorenja Ivan Atelšek je bil izredno zadovoljen z delom biokibernetikov na IJS, saj je Gorenje čez noč zaslovelo kot proizvajalec visokotehnoloških medicinskih naprav, kar je povečevalo tudi ugled njihove bele tehnike, se spominja sogovornik. »Poklical me je in predlagal, da tudi avtomatiki odseka za avtomatiko in biokibernetiko IJS začno razvijati projekte za Gorenje. Sodelavca Gorenja Lojze Žnidarčič in Viktor Vaupot ter sodelavca IJS Pavel Oblak in Tone Čižman so skupaj obšli proizvodne obrate in med drugim predlagali razvoj industrijskega robota za emajliranje štedilnikov.«

»Delo na emajlirni liniji je bilo težaško. Delavke so osem ur stale ob njej in obrizgavale sestavne dele štedilnikov z redko blatno mešanico emajla. To pomeni, da so bile osem ur v blatnem in mokrem delovnem okolju. Da bi se tega rešile, so zanosile ali pa odšle. Njihova fluktuacija na tem delovnem mestu je bila velika, zato je bila kakovost emajliranja slaba.«

Gorenje torej ni začelo proizvajati industrijskih robotov zaradi dolgoročnega strateškega načrta robotiziranja proizvodnje, temveč je bila poglavitni razlog ukinitev težkega, zdravju škodljivega delovnega mesta. Kot nadaljuje, so se z direktorjem dogovarjali, da bi v dveh letih izdelali robota. »Upal sem se mu oporekati in obljubil sem, da ga bomo naredili v enem letu. To pa zato, da bomo takoj začeli delati, ne pa da se bomo eno leto izgovarjali, da imamo še veliko časa. Poleg tega sem predlagal, da bi naredili dva prototipa industrijskega robota Goro1 (Gorenje robot številka 1), ker je pri tako zahtevnih projektih bolje imeti rezervo. In ta nerojeni robotek me je očitno slišal, kajti med prvim testiranjem mu je robotska roka s pištolico za nanašanje emajla počila in odpadla. K sreči smo imeli še njegovega dvojčka.«

Robota Goro1 sta bila izdelana leta 1979, poskusno je linija začela obratovati leto kasneje, 1981. Odziv slovenske in jugoslovanske javnosti je bil ogromen. Kot dodaja dr. Stanič, so se zavedali, kako pomembno je pri uvajanju novosti, kakršni so bili roboti v industriji, ki so jih ljudje imeli za kradljivce delovnih mest, s tem vseskozi seznanjati javnost. »K delu smo povabili tudi družboslovce, zato nam je projekt tudi tako dobro uspel. Vsak teden so v dnevnem časopisju objavili več člankov, s katerimi so slovensko javnost seznanjali s prednostmi uvajanja industrijskih robotov v proizvodne linije. Nekateri konstruktorji so se hudovali nad to odločitvijo, češ da le trošimo sredstva, pa sem jim mirno odvrnil, da naj pa inženirji vsak dan napišejo članek o robotih in robotizaciji. Tega takrat tehnični strokovnjaki večinoma niso znali, smo pa ozaveščanje javnosti o pomenu robotizacije potrebovali, ker smo morali preprečiti odpor proti robotizaciji industrijske proizvodnje. Družbo moraš pripraviti na novosti, javnosti je bilo treba razložiti, da je roboti ne bodo nadomestili. Pri projektu so znova sodelovali interdisciplinarni strokovnjaki s številnih drugih področij, denimo ekonomisti so računali, v kolikem času se povrne investicija. Dokler so tudi delavci želi sadove robotskega dela, ni bilo težav. Delovna obremenitev se je zmanjšala, preprečevali smo potencialne zdravstvene poškodbe, povečala se je konkurenčnost proizvodov in povečal se je dobiček podjetij.«

Umetna inteligenca naj bo v korist človeka

V delih znanstvene fantastike živijo tako ideje o idealističnem svetu, ko vsa težka dela namesto nas postorijo roboti, ki po zakonih robotike Isaaca Asimova ne smejo škodovati človeku ali človeštvu, kot seveda bolj zlovešče ideje, da nas bodo stroji nadvladali in nas na koncu tudi podjarmili. Zadnje mesece, ko spremljamo bliskovit razvoj programov, ki temeljijo na umetni inteligenci, je premislek, ali in kako bomo kot družba vzpostavili mehanizme za nadzor kakovosti in varnosti teh novih močnih orodij, nujen.

Uroš Stanič še pravi, da roboti nikoli ne bodo mogli povsem nadomestiti človeka. FOTO: Črt Piksi  

Kaj dr. Uroš Stanič, pionir robotike, meni o umetni inteligenci? »To je lahko zelo močno orodje. Moramo ga uporabljati v korist človeka, naše civilizacije in narave. Ta nam omogoča, da bomo še nekaj časa tu. Bolj ko se oddaljujemo od zemlje, bolj zaostajamo. Ekološki problemi so posledica tudi tega, da nimamo stika z naravo. Ko smo mi bili otroci, smo imeli njivice in smo kopali, razumeli smo, kaj je narava. Stroji, umetna inteligenca, vse to bi moralo biti prijazno in srčno, tudi glave nam ne smejo zaspati, umetna inteligenca je lahko nevarna v napačnih rokah,« opozarja in dodaja, da sicer ni poznavalec področja. »Vendar menim, da bo umetna inteligenca vedno le toliko inteligentna, kolikor so inteligentni njeni ustvarjalci in uporabniki. Delala bo po nekih vzorcih.«

Uroš Stanič še pravi, da roboti nikoli ne bodo mogli povsem nadomestiti človeka. »Le ljudje imamo spomin, izkušnje, talent, roboti tega ne bodo nikoli imeli. Oni zmorejo le hitrost pri obdelovanju podatkov. Vsekakor pa bi moralo biti osnova za oblikovanje robota ali programa z umetno inteligenco védenje, kaj ljudje sploh potrebujejo.«