Robottien ohjelmointi helpottuu, osat halpenevat ja raja-aidat kaatuvat – miltä sitten näyttää ihmisen tulevaisuus?

Robotti ei valita, väsy eikä tylsisty. Se pystyy toistamaan samaa tehtävää loputtomasti. Sana robotti tuleekin tsekinkielisestä sanasta robota, joka tarkoittaa maaorjuudessa raatamista.

Robotti ei kuitenkaan osaa soveltaa. Siinä, missä ihminen pystyy päättelemään ja improvisoimaan, nauloja poimimaan ohjelmoitu robotti ei opi itsekseen poimimaan esimerkiksi marjoja. Pystyykö robotti siis korvaamaan ihmisen?

Tekniikan tohtori Antti Hietasen mukaan teollisuuden tulevaisuudessa siintää kaksi mahdollista näkymää.

”Toinen ovat niin sanotut dark factoryt, pimeät tehtaat, joisssa robotti pyörii yksinään tarvitsematta edes valoja. Toinen taas se, että ihminen ja robotti työskentelevät yhdessä, jolloin idea on yhdistää parhaat puolet molemmista.”

Hietasen väitöskirja Computer Vision for robotics: Feature Matching, Pose Estimation and Safe Human-Robot Collaboration tarkastettiin Tampereen yliopistossa tammikuussa. Siinä hän kehitteli robottien kykyä tunnistaa esineitä, arvioida niiden asentojen muuttumista ja varoa samassa tilassa työskentelevää ihmistä.

”Tehtaissa työskentelevät robotit ovat yleensä aitojen takana niin, ettei niiden luokse edes pääse. Me pyrimme poistamaan aidat, jotta ihminen voi tulla lähelle työskentelemään.”

Hietasen ryhmä kehitteli yhteistyötä muun muassa luomalla turvallisuusalueen, joka muuttui robotin liikkeiden mukaan. Jos ihminen ylitti alueen rajat, robotti pysähtyi automaattisesti.

Eräässä kokeessa taas ihminen ja robotti kokosivat yhdessä dieselmoottoria. Robotti piti huolen painavista osista, ihminen taas pienistä ja tarkkuutta vaativista.

”Tulevaisuudessa robotti voisi tehdä ne tylsät ja raskaat työt, ja ihminen vieressä ohjata sen toimintaa.”

Satasen silmillä

Robotin kyky havaita ympäristönsä muutoksia on turvallisuuden ydinasioita. Hietanen käytti tutkimuksessaan robotin silminä usein Kinect-sensoria, jonka Microsoft kehitti alun perin Xboxin ohjaimeksi. Kinect heijastaa näkymättömän laserpisteverkon, josta lukee kohteiden etäisyyden ja sitä kautta pelaajan kehon liikkeet. Pelaamiseen ei tällöin tarvita lainkaan kädessä pidettävää ohjainta.

”Kinect oikeastaan räjäytti koko 3d-tutkimuksen. Se maksoi sata euroa, kun aikaisemmin syvyyskameraan jouduttiin laittamaan monta tuhatta euroa.”

Tutkimuksessa käytettiin myös lidar-sensoria, joka puolestaan määrittää etäisyyksiä lähettämällä valoimpulssin ja mittaamalla sen palaamisaikaa. Myös valotutkina tunnetut lidarien hinnat liikkuvat tällä hetkellä viidestäsadasta kymmeniin tuhansiin euroihin, mutta laitteet kestävät sadetta ja suoraa auringonpaistetta. Siksi niitä käytetäänkin robottien lisäksi itsestään ajavissa autoissa.

”Lidar-sensorien valmistajia on yli sata ja alalla on hirveä kilpailu.”

Paitsi että robottien osat halpenevat, myös niiden käyttö helpottuu. Väitöskirjaa varten tehdyissä tutkimuksissa Hietanen ohjelmoi ja ohjasi robotteja tavallisella läppärillä.

”20 vuotta sitten ohjelmointi oli vielä paljon hankalampaa. Nykyään kaikkialla puhutaan roboteista, ja varmaan siksi niistä on tullut helpommin lähestyttäviä. Ei tarvita mitään vuosien koulutusta, vaan ne on tosi helppo ottaa haltuun.”

Lopulta robotti tulee kotiin

Tylsien työtehtävien nakittaminen vieressä surisevalle robotille on kuitenkin vielä jokseenkin kaukainen unelma. Yhteistyön turvallisuus on edelleen kehittelyn tarpeessa.

”Robotit ovat painavia, ne on tehty metallista ja saattavat liikkua tosi lujaa. Myös yhdessä suoritetut tehtävät itsessään voivat aiheuttaa vaaratilanteita. Esimerkiksi tässä moottorin kokoamisessa käsitellyt osat olivat todella raskaita ja teräviä.”

Teollisuus on robottien helpoin käyttökohde, koska siellä ympäristöä voi kontrolloida. Toimiakseen turvallisesti robotin pitää kuitenkin sekä nähdä ympärilleen että ennakoida, mitä seuraavaksi voi tapahtua. Se ei ole kaikkialla yhtä helppoa.

Hoivaroboteista puhutaan paljon, ja seuraa pitäviä ro[1]botteja on testattu jo suomalaisissakin hoivakodeissa. Varsinaista raskasta hoitotyötä tekevät robotit, jotka esimerkiksi nostaisivat tai taluttaisivat vanhuksia, eivät kuitenkaan ole kovin lähellä tulevaisuudessa.

”Hoivarobottibisnes tulee olemaan todella iso. Ihmiskunta vanhenee koko ajan, eikä tarpeeksi hoitajia välttämättä löydy. Nämä ovat kuitenkin paljon hankalampia toteuttaa, koska hoivakodeissa robotit joutuisivat navigoimaan erittäin dynaamisissa ympäristöissä, joissa ei ole oikeastaan mitään rajoitteita.”

Hietanen uskoo silti, että hoivarobotit tulevat aikanaan, ja myös niiden kanssa rinta rinnan henkilökohtaiset avustajarobotit. Kotona robotti pystyisi esimerkiksi siivoamaan ja laittamaan ruokaa.

”Suuri kysymys on, miten robotteja opetetaan ennakoimaan kaikki mahdollinen, mitä ihminen meinaa tehdä. Koti on ympäristönä muutenkin arvaamaton. Varsinkin, jos siellä on pieniä lapsia. Mutta se on se ultimaattinen tavoite, jolla on oikeasti suurta merkitystä ihmiskunnalle.”