Terve, robotit

Ensi vuosikymmenen on arvioitu olevan robotiikan kehitykselle samanlaista aikaa kuin 1980-luku henkilökohtaiselle tietokoneelle. Ja mitenkäs tämä liittyy kunnallispolitiikkaan?

Tekniset vempaimet vaikuttavat paljon siihen, miten elämme, asumme ja työskentelemme. Pc:n lisäksi autot, kännykät ja internet ovat jo muuttaneet maailmaa.

Robotiikassa on nähtävissä kehitysportaita. Ensin tehtiin paikallaan pysyviä, lyhyttä ohjelmoitua toimintoa toistavia robotteja, esimerkiksi teollisuusrobotteja. Sitten on tullut itsenäisesti liikkuvia ja jonkin verran ympäristöön reagoivia robotteja. Laajimmalla ovat levinneet pölynimurirobotti Roomba ja ruoholeikkuurobotit.

Seuraava vaihe on uusien käskyjen ottaminen vastaan toiminnon aikana. Vielä tällä asteella robotit ovat kokonaisuuksina suunniteltuja ja toteutettuja, jolloin samat ohjelmoinnin ja hardwaren ongelmat joudutaan ratkomaan useaan kertaan. Tunnetuimpia näistä ovat lelukoira Aibo, ihmisen hahmoinen Asimo ja terapiarobotti, kuutti Paro.

Tietokoneiden kehitys ampaisi vauhtiin, kun niistä tuli modulaarisia. Sekä ohjelmointi että kokoonpano yksinkertaistuivat, samaan tapaan kuin autojenkin tuotanto. Uuden aallon lipunkantaja on Legon MindStorms NXT, rakennussarja, josta voidaan koota kulloinkin haluttu laite ja johon voidaan liittää muita yleisen standardin mukaisia lisäosia.

Seuraavat askeleet

Automatisoinnin perussääntö on, että jos ihmistyö voidaan periaatteessa automatisoida, tämä tulee jossain vaiheessa kannattavaksi. Robottien ja ihmistyön hintasuhde puolittui 1990-99 ja uudelleen 1999-2006. Työvoimapulan uhka on ilmeinen, joten intressi robottien hyödyntämiseen kasvaa.

Kunnissa hoitotyöstä selviäminen edellyttää ihmistyön osuuden vähentämistä. Joitain virtuaalirobotteja on jo käytössä; näillä tarkoitan ohjelmistoja, jotka toimivat ihmisen tapaan. Eniten tähän mennessä on kehitetty keskustelevia terapiaohjelmia, joissa rima on asetettu siihen, että asiakkaan ei pitäisi pystyä erottamaan, onko toinen osapuoli ihminen vai tietokone. Rima on ylittynyt.

Oman terveyden hallintaan on olemassa "digikaveri" eli tietokonehahmo, joka antaa neuvoja ja kommentoi ja jonka kanssa voi tehdä sopimuksen esimerkiksi ruokailutottumusten muuttamisesta tai tupakoinnin vähentämisestä. Kaverille kerrotaan tuloksista, ja tämä joko kehuu tai kannustaa. On myös todettu, että tietokoneohjelma saa totuudenmukaisempia vastauksia kuin lääkäri kyseltäessä potilaalta arkaluonteisista aiheista.

Ihminen hyväksyy robotit, jotka toimivat ja reagoivat johdonmukaisesti; suhtautumisessa on vähän samaa kuin vuorovaikutuksessa lemmikkieläinten kanssa. Robotin ei tarvitse näyttää ihmiseltä, mutta sillä tulisi olla ilmeitä. Sairaaloiden lastenosastoilta löytyy mm. Paro- ja Huggable-robotteja. Nämä hylje ja nalle toimivat lasten lemmikkeinä, joita ei allergisenkaan tarvitse varoa.

Ihmiselle syntyykin helposti tunnesiteitä robotteihin. Suurin osa edellä mainitun Roomban omistajista on antanut sille lempinimen. Laboratorio-oloissa huomattiin, että ihmiset pyrkivät miellyttämään Kismet-robottia, joka oli ohjelmoitu empaattiseksi. Yhdysvaltojen sotilaille Irakissa on muodostunut vastaavasti tunnesiteitä Talon ja Packbot-robotteihin.

Itse asiassa robotti ei saa muistuttaa liiaksi ihmistä. Antropomorfiset robotit ja androidit näyttävät herättävän vastenmielisyyttä. Tätä kutsutaan "kuolemanlaakso"-problematiikaksi, liian lähellä ihmistä mutta kuitenkin aavemaisesti erilaisia.

Leikkauksissa käytetään jo robotiikkaa; mm. 800 da Vinci-robottia on sairaaloissa. Laitetta ohjataan, mutta se varoo silti itsenäisesti tekemästä virheitä. Kirurgi ei juuri pysty leikkaamaan sykkivää sydäntä, mutta MIRO pystyy.

Potilas saattaa joutua hoitoon etäälle omasta lääkäristään, mutta konsultointia ja sairaalakierrostakin varten löytyy Doctor Robot, joka antaa videoyhteyden omalääkäriin.

Potilaan nostaminen ja siirto on hoitotyön vaikeita tehtäviä, etenkin lihavuuden yhä levitessä. Niitä varten on sekä nostavia että päälle puettavia robotteja.

Kotona robotti voi olla henkilökohtainen avustaja, se voi seurata potilaan elintoimintoja, sen avulla voi pyytää apua. Se pystyy tuomaan videoyhteyden omaisiin tai kunnan palveluihin. Tulevaisuudessa robotti voi ottaa monimutkaisempiakin asiointi- ym. tehtäviä; tällä hetkellä kärkisaavutus on astianpesukoneen tyhjentämiseen pystyvä robotti.

Fysioterapiassa robotin erityiskyky on harjoittaa liikkeitä täsmällisesti ja väsymättä. Espoossakin on jo käytössä robotti, joka liikuttaa jäseniä nivelleikkauksen jälkeen, jotta nivelen toimintakykyä säilyisi.

Alle kouluikäisille liikuntaesteisille lapsille on kehitetty joystick-ohjattu robotti, jonka avulla voi oppia ympäristöään ja korvata oman liikkumisen oppimiskehitystä. Neliraajahalvaantuneille voidaan antaa aivoilla ohjattavia laitteita, ml. eksoskeletonit, ja amputoiduille hermo-ohjattuja robottiraajoja. Apinat osaavat niitä jo kokeiltaessa käyttää, mikseivät sitten ihmisetkin.

Tietotekniikka antaa mahdollisuuden ratkaista onghelmia uudella tavalla. Pyörätuoli voi kiivetä portaita ja tarvitsee vain kaksi pyörää. Tai oikeastaan yksi pallokin riittää.

Ihmistä paremmat

Robotit saavat lisäarvoa siitä, että ne voivat olla langattomasti yhteydessä nettiin ja käyttäjän kännykkään sekä lukea viivakoodeja ja rfid:tä. Ne voivat myös pitää yhteyttä toisiinsa ja toimia yhdessä koordinoidusti. Robotin kuulo ja hajuaisti voidaan rakentaa paremmiksi kuin ihmisellä, ja se voi nähdä pimeässä.

Robotti pystyy haluttuun tarkkuuteen toimissaan, ja se voidaan rakentaa voimakkaaksi. Valmiina on tonnin taakan nostamiseen pystyvä, joskin liikuntakyvytön robotti. Lelukaupasta löytyy jo itsenäisesti toimiva lentokone, joka havaitsee esteet infrapunailmaisimin.

Robotti voi työskennellä vuorokaudet ympäriinsä eikä tarvitse valoa eikä niin kovin paljon lämpöäkään. Se voi toimia vaarallisissa ympäristöissä ja tehtävissä. Robotti voi olla pieni, esim. käärmerobotti pelastustöihin raunioissa.

Robottia ei tarvitse ohjata erityisillä laitteilla, vaan myös puheohjaus on mahdollinen. Luonnollisella puheella ohjattava autonavigaattori on jo markkinoilla.

Voimanlähteiden kehitys on ollut pullonkaula. Akkujen rinnalle ovat tulleet polttokennot, ja kemiallisten lihasten kehitys etenee. Robotti voi toimia myös perinteiseen tapaan verkkovirtaan johdolla yhdistettynä.

Ohjelmoinnissa keskeisiä haasteita ovat puheentunnistus, eleiden ja ilmeiden sekä mielialan tunnistaminen. Robotin pitää tunnistaa myös ympäristö vahinkojen välttämiseksi ja ihmisten turvallisuuden vuoksi.

Robottien ohjelmoinnissa ei ainoa menetelmä suinkaan ole koodin kirjoittaminen. Robotit voidaan ohjelmoida opetettaviksi tai itsestään oppiviksi. Hakukoneiden puolella pyritään lisäämään järkeä hakuihin; hakurobotin tulee ymmärtää konteksteja. Tämä ominaisuus on aikanaan robottien käytössä.

Listaa sovelluksista

1. Tuotanto
- voimaa tarvitsevat sovellukset
- epäterveellisessä ympäristössä työskentely
- toistuvat työvaiheet
- täsmällisyyttä vaativat työvaiheet; myös visuaalisen kontrollin käyttö; teurastamotyö, pakkaaminen, lajittelu, kakkujen leikkaaminen (tarkkuus tuo säästöä), rikkaruohojen poistaminen, hedelmien ja marjojen poiminta
- yksilöllinen massatuotanto: erehtymättömyys tilatuista kombinaatioista
- pistehitsauksen korvaaminen laserhitsauksella nopeuttaa, mutta edellyttää linssien ja peilien oikeaa sijoittelua
- robotti voi itse vaihtaa työvaiheen mukaan tehtäväkohtaisia tartuntaelimiä ja työkaluja

2. Toimistotyö
- siivous, viherkasvien kastelu
- sisäilman laadun seuranta
- heuristiikka: luovuuden houkuttelu esiin

3. Koulutus
- opetusrobotit
- simulaatiot

4. Palvelut
- asiakaspalvelut: lipunmyynti, pankkipalvelut, opastus, esittelyt
museon etäkäyttö; ei turvallisuusongelmia
- siivous, ruohonleikkuu (museoon ja rakennustyömaalle ei siivousrobotti vielä vähään aikaan kelpaa)
- keittiötyö, ruuanvalmistus

5. Koti ja viihde
- seuranpito- ja viihderobotit
- virtuaalinen puheohjattu hovimestari: rakennuksen toiminnan seuranta ja turvallisuus; muistissa pidettävät asiat; tiedonhankintayhteydet internetiin
- baarimikko
- tekstiilihuolto, siivous, astianpesu, pöydän kattaus, ruuanvalmistus
- imurointi
- monet kehittelyversiot ohjelmoidaan tuottamaan viihdettä, esim. Toyotan Partner Robot soittaa viulua
- palvelurobotit: pyörillä liikkuvat, hakevat tavaroita, käyttävät laitteita, soittavat puhelimella

6. Logistiikka
- autopilotit: automaattiohjaus, yhteydenpito muihin ajoneuvoihin, taloudellinen ajo, optimaalinen reitinvalinta ja kulutus; lyhyemmät turvavälit nostavat väyläkapasiteettia
- rakennuksen sisäiset tavarakuljetukset: postinjako, tarvikehuolto, ruokapalvelu, lääkkeiden jakelu; reseptilääkkeiden keräily; pesulalähetysten keräys ja jakelu

7. Valvonta, poliisi ja puolustusvoimat
- liikkuva kameravalvonta ja etävalvonta
- robotti ei voi ottaa kiinni, mutta kyynelkaasua, pippurisumutetta ja oksennuttamista se voi käyttää
- tankkimaiset, aseistetut robotit
- robotit tiedusteluun ja yhteydenottoon esim. panttivankitilanteessa
- tuhatjalkarobotit miinoja räjäyttämään
- lentävät tiedustelurobotit
- heitettävät (1 kg) tiedustelurobotit
- millibottiryhmät tiedusteluun (verkottuneet spesialisoituneet pikkurobotit)
- esteiden ylittämiseen kykenevä käärmeeksi yhdistyvä millibottijoukko
- eksoskeletonit
- kuljetusrobotit

Mikä on vaikeaa

Odotukset ovat joskus ylittäneet sen, mihin kehitys on pystynyt. Robotiikassa vaikeita asioista ovat
päätöksenteko, puheen sisällön ymmärtäminen, toiminta ensi kertaa ilmenevissä tilanteissa, ihmisenkaltainen liike, inhimillinen vuorovaikutus, pitkä toiminta-aika ja muiden turvallisuus robotin liikkuessa. Viimeksi mainitun hoitamisesta kuntoon tulee myös haitta: ulkopuoliset varmasti yrittävät härnätä robottia, joka on ohjelmoitu varovaiseksi.