Despre robotică și inteligență artificială
Invitat:
Dr. Lucian Bușoniu, membru corespondent al Academiei Române
Inginer specialist în automatică, învățare automată și robotică
Autor:
dr. Cătălin Mosoia
Prof. dr. ing. Lucian Bușoniu este inginer, specialist în automatică, învățare automată și robotică. Membru corespondent al Academiei Române (2025) și membru al Secției de știința și tehnologia informației. Șef de promoție al Universității Tehnice din Cluj-Napoca (2003), doctor în automatică „cum laude” al Universității de Tehnologie din Delft (2005-2009), cercetător postdoctoral la Delft University of Technology, Olanda, și la Institutul Național Francez de Cercetare în Științe și Tehnologii Digitale din Lille (2009-2011). La vârsta de 36 de ani a obținut abilitarea în ingineria sistemelor (2015), iar din 2018 este profesor la Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca. Coordonează grupul de cercetare în Robotică și Control Neliniar, fondat în anul 2013, care a pus bazele învățării prin recompensă pentru control în România. Printre realizările din domeniile sale de cercetare – inteligența artificială și învățarea automată pentru control în sisteme neliniare, necunoscute și stohastice – se află: dezvoltarea unor tehnici de învățare prin recompensă pentru cazul în care modelul este necunoscut, tehnici de planificare și control neliniar pentru modele cunoscute și combinații ale celor două pentru situația în care modelele sunt parțial cunoscute; tehnici de control în sisteme în rețea și multiagent. Robotica, principalul domeniu în care a aplicat aceste metode, a constituit tema interviului care urmează.
Cătălin Mosoia: Cum s-a dezvoltat pasiunea dumneavoastră pentru robotică?
Lucian Bușoniu: Cred că un motiv esențial a fost influența pe care avut-o asupra mea, în perioada adolescenței, literatura de ficțiune științifică și serialul de televiziune Star Trek. Un alt moment definitoriu a fost atunci când unul dintre profesorii de matematică din anii liceului mi-a sugerat să urmez studiile universitare în Automatică. De atunci, lucrurile au decurs firesc.
„...lansarea unui apel de proiecte pentru Tinere Echipe, care s-a potrivit perfect cu planurile mele de a reveni în țară – acest proiect a fost finanțat, ceea ce mi-a permis să încep activitatea de cercetare pe baze solide și, mai mult decât atât, criteriile stricte de eligibilitate ale apelului mi-au semnalat faptul că valoarea științifică este apreciată în România. […]
Consider că am făcut alegerea corectă și le sunt recunoscător tuturor persoanelor și instituțiilor care au contribuit în acest sens. În aceeași perioadă cu mine au revenit în țară și alți colegi din mai multe domenii, care au adus un plus real de valoare în mediul academic românesc, specialiști cu care colaborez și în prezent.”
Cătălin Mosoia: Traiectoria dumneavoastră profesională de excepție are printre repere Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca, Delft University of Technology din Olanda, Institutul Național Francez de Cercetare în Științe și Tehnologii Digitale din Lille și Centre de Recherche en Automatique de Nancy, Franța. Ce anume v-a determinat să reveniți în țară la Departamentul de Automatică al Universității Tehnice din Cluj-Napoca?
Lucian Bușoniu: Au existat trei factori esențiali: primirea călduroasă din partea Departamentului de Automatică și a Universității Tehnice din Cluj-Napoca și doresc să-l menționez aici, în mod special, pe profesorul Liviu Miclea; apoi, lansarea unui apel de proiecte pentru Tinere Echipe, care s-a potrivit perfect cu planurile mele de a reveni în țară – acest proiect a fost finanțat, ceea ce mi-a permis să încep activitatea de cercetare pe baze solide și, mai mult decât atât, criteriile stricte de eligibilitate ale apelului mi-au semnalat faptul că valoarea științifică este apreciată în România; în al treilea rând, colaborările mele cu laboratoarele de cercetare din Delft și Nancy, s-au dovedit fundamentale pentru cariera mea, care, de atunci, continuă prin articole comune, granturi câștigate și studenți coordonați în comun.
Consider că am făcut alegerea corectă și le sunt recunoscător tuturor persoanelor și instituțiilor care au contribuit în acest sens. În aceeași perioadă cu mine au revenit în țară și alți colegi din mai multe domenii, care au adus un plus real de valoare în mediul academic românesc, specialiști cu care colaborez și în prezent.
Cătălin Mosoia: La Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca ați pus bazele grupului de cercetare în Robotică și Control Neliniar pe care îl coordonați de la înființare. Investigațiile științifice din cadrul acestui grup au condus la punerea bazelor învățării prin recompensă pentru control. Despre ce este vorba?
Lucian Bușoniu: Învățarea prin recompensă (reinforcement learning, în limba engleză) este un cadru de învățare automată din inteligența artificială care permite învățarea, prin interacțiune, a modului optim de a acționa în probleme care evoluează în timp. Mai exact, avem o entitate care evoluează în timp și pe care o putem influența prin acțiuni. La fiecare pas de timp, un semnal numeric de recompensă evaluează performanța imediată – de exemplu, 1 dacă sarcina este îndeplinită la acel pas, și 0, dacă nu; sau o recompensă mai mare pe măsură ce distanța față de o poziție-țintă scade.
Învățarea prin recompensă ne permite să identificăm dintr-o colecție de date o lege de acțiune în funcție de starea curentă în așa fel încât să putem optimiza performanța (recompensa) cumulativă pe termen lung. În control, entitatea pe care o influențăm este un sistem dinamic, precum un robot, iar acțiunile sunt semnalele către actuatori, cum ar fi cuplurile motoarelor.
Cătălin Mosoia: Cercetările dumneavoastră au condus la dezvoltarea unor tehnici cu diverse aplicații în robotică. Vă rog să ne oferiți câteva exemple de aplicații ale acestor tehnici.
Lucian Bușoniu: Aplicația cu cel mai mare impact ecologic și social este, probabil, căutarea și cartografierea robotică a deșeurilor subacvatice, pentru care am dezvoltat o serie de metode în cadrul proiectelor europene SeaClear și SeaClear2.0. Pe lângă încercările efectuate în mediul subacvatic real, am testat variante avansate ale acestor metode și în laborator, pentru echipe de roboți tereștri sau mixte (roboți aerieni și tereștri).
O altă aplicație este o strategie de învățare prin recompensă pentru asistență automată oferită de un scaun rulant inteligent, astfel încât utilizatorii să nu obosească prea mult, dar, în același timp, să facă suficientă mișcare – această aplicație a fost dezvoltată în colaborare cu laboratorul LAMIH (Laboratoire d’Automatique, de Mécanique et d’Informatique industrielles et Humaines) din Valenciennes, Franța.
Am început recent și un proiect numit SkAIGreen care își propune dezvoltarea unui sistem autonom de drone capabil să identifice și să localizeze specii-indicator care reflectă biodiversitatea pajiștilor – folosind rețele neurale și învățarea profundă din inteligența artificială, împreună cu metode de control activ automat al dronelor. Folosind acest tip de control, dronele vor căuta automat speciile-indicator și își vor ajusta traiectoria de zbor în funcție de observațiile anterioare, în așa fel încât să obțină o monitorizare mai rapidă, mai ieftină și mai obiectivă decât cea realizată manual de către botaniști.
Cătălin Mosoia: Ce reprezintă Academia Română pentru dumneavoastră?
Lucian Bușoniu: Alegerea mea ca membru corespondent al Academiei Române reprezintă două lucruri: mai întâi, o formă de recunoaștere a carierei mele, pe care o apreciez profund; în al doilea rând, ocazia de a continua să contribui cu o mai mare autoritate academică la cercetarea și educația din România.
15 noiembrie 2025