Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulun seminaarissa 27.11.2013 hahmoteltiin robotiikan nykytilaa ja tulevaisuuden näkymiä Suomessa.
Business Insiderin mukaan Microsoftin perustaja Bill Gates uskoo robotiikan olevan seuraava maailman mullistava teknologia, jolla voi olla jopa yhtä suuri yhteiskunnallinen merkitys kuin tietokoneiden yleistymisellä.
– Euroopan unioni odottaa robotiikalta ratkaisuja esimerkiksi terveysalan, kestävän maatalouden ja logistiikan haasteisiin, kertoi älykkään robotiikan professori Ville Kyrki Aalto-yliopistosta.
Suomessa tarvitaan ristiinpölytystä
Suomen teollisuusrobotiikan tilasta on pääasiassa huonoja kuulumisia. Perinteisesti robotiikkaa hyödyntävät teollisuudenalat ovat vähentäneet robottiasennuksia. Uusia robotteja on otettu käyttöön aiempaa enemmän ainoastaan autoalalla ja lääketeollisuudessa.
– Suomi on ainoa teollisuusmaa, jossa robottien määrä pienenee, varoitti Suomen Robotiikkayhdistys ry:n hallituksen puheenjohtaja Jyrki Latokartano.
Hyvä uutinen on se, että robotiikkaan liittyviä tuotteita ja palveluita viedään Suomesta ulkomaille enemmän kuin tuodaan. Robottiyritysten on toimittava kansainvälisesti, sillä Suomen markkinat ovat robotiikan näkökulmasta kovin pienet.
Suomessa on paljon robotiikan osaamista ja lukuisia alan yrityksiä. Nyt tarvitaan verkottumista osaajien välillä sekä resursseja tutkimukseen ja tuotekehitykseen. Työ- ja elinkeinoministeriö työstää parhaillaan suomalaista robotiikkastrategiaa yhteistyössä alan asiantuntijoiden kanssa.
– Robotiikassa otetut edistysaskeleet hyödyntävät myös muiden teknologioiden kehitystä esimerkiksi antureiden alalla, ja toisin päin. Tätä voisi kutsua ristiinpölyttämiseksi, kuvaili professori Juha Röning Oulun yliopistosta.
Seuraavaksi palvelutalouteen
Ensimmäiset robotit otettiin Suomessa käyttöön 1970-luvun alussa. Robotiikka on sittemmin kehittynyt hitaasti mutta varmasti, pienin edistysaskelin.
Teollisuudessa robotit ovat pärjänneet hyvin. Tehtaat ovat tarkasti kontrolloituja ympäristöjä, joissa robottien on helppo työskennellä suunnitelmallisesti, omaan tehtäväänsä keskittyen.
Image may be NSFW.
Clik here to view.
Nyt robotiikka levittäytyy myös kotitalouksiin, terveydenhuoltoon ja palvelualoille. Ne ovat ympäristöinä jatkuvasti muuttuvia, jopa kaoottisia – hyvin erilaisia kuin ne, joissa teollisuusrobotit ovat tottuneet toimimaan. Roboteilta edellytetään uudenlaisia kykyjä.
Älyä ja oppimista
Palvelutehtävissä toimivan robotin on pystyttävä sopeutumaan ja reagoimaan ennalta tuntemattomiin tilanteisiin. Kaikkia muuttuvassa ympäristössä vastaan tulevia tilanteita ei voi ennakoida koodaamalla – eikä se olisi kannattavaakaan, jos vertaa tapahtuman todennäköisyyttä ja sen opettamiseen kuluvaa vaivaa.
Robottia voi opettaa monin tavoin, mutta parasta on, jos robotti kykenee oppimaan itsenäisesti. ZenRoboticsin tuotekehitysjohtaja Timo Taalaksen mukaan yrityksen jätteenlajittelurobotit kerryttävät itselleen tietoa ja osaamista kokemuksen kautta.
– Poimiessaan roskia robotti yrittää uudelleen sellaisia tartuntaotteita, jotka ovat aiemmin osoittautuneet toimiviksi, ja välttelee sellaisia, joista on epäonnistumisen kokemuksia. Työskennellessään robotti laskee todennäköisyyksiä ja arvioi aiemman kokemuksensa perusteella, mitä sen kannattaa tehdä, Taalas selitti.
Robotti tarvitsee älykkyyttä, jotta se osaa analysoida tilanteita ja tehdä itsenäisiä päätöksiä. Ei riitä, että robotti kerää yksinkertaisilla antureilla dataa, vaan sen pitää myös tulkita kokonaisuuksia datan pohjalta, reaaliaikaisesti. Esimerkiksi vahingon sattuessa robotin pitää tajuta, että se on mahdollisesti saanut vaurioita, ja päätellä, että sen kannattaa hankkiutua turvaan, jotta vältytään ongelman pahenemiselta.
Robotiikan hinta laskenee modulaarisuuden myötä eli kun robotteja voidaan koota mahdollisimman pitkälle standardisoiduista osista. Silloin osia voi käyttää monella eri tavalla useisiin eri sovelluksiin. Mitä vähemmän räätälöintiä ratkaisu vaatii, sitä edullisemmin se voidaan toteuttaa massatuotannon avulla.
Mallia luonnosta
Robotin ohjelmoinnissa siirrytään yksinkertaisten algoritmien kehittelystä biomimetiikan suuntaan, eli oppia ja inspiraatiota haetaan luonnosta ja ihmiskehosta. Esimerkiksi aivotutkimuksella on paljon annettavaa robotin kontrollialgoritmeille.
Hyönteiset ja liskot ovat olleet suuri inspiraation lähde erityisesti pienille roboteille. Aalto-yliopiston mikro- ja nanorobotiikan professori Quan Zhou kertoi, että tutkijat ympäri maailmaa ovat kehitelleet esimerkiksi seiniä pitkin kulkevia gekkorobotteja ja torakkamaisia robotteja, jotka selviävät vahingoittumattomina korkeista pudotuksista.
Pienimmät robotit ovat vain bakteerien kokoisia. Niille on paljon työmaata esimerkiksi solujen manipulointiin ja nanokokoonpanoon liittyvissä tehtävissä. Kun koko pienenee tarpeeksi, fysiikan lakien kuten painovoiman ja pintajännityksen merkitys muuttuu, mikä tarjoaa roboteille uudenlaisia mahdollisuuksia.
Työkaverina robotti
Roboteilla on tulevaisuuden työelämässä monenlaisia rooleja. Robotin on perinteisesti ajateltu olevan duunari, joka hoitaa sellaiset manuaaliset rutiinityöt, jotka ovat ihmisille puuduttavia, rankkoja tai jopa vaarallisia.
Image may be NSFW.
Clik here to view.
Tulevaisuudessa robotit suorittavat myös taitoja vaativia tehtäviä. Robotin käyttäminen on mielekästä, jos se hoitaa homman tarkemmin, huolellisemmin, tasalaatuisemmin, nopeammin ja edullisemmin kuin ihminen.
Kun robottien oppimiskyky kasvaa, niistä voi tulla ihmisen oppipoikia, joiden kyvyt kehittyvät tehtävän hoidossa vähitellen. Tulevaisuuden työelämässä on todennäköistä, että ihmiset ja robotit muodostavat jopa työpareja tai tiimejä, joissa ihmisten ja robottien kyvyt täydentävät toisiaan.
Terveydenhuollon alalta roboteille löytyy paljon tehtäviä niin hoitajien apureina kuin lääkäreiden työkaluinakin, diagnoosista aina kirurgiaan ja kuntoutukseen. Palvelurobotit voivat esimerkiksi tukea vanhuksia kotona asumisessa ja auttaa heitä kodin askareissa, jotta yhä harvempi joutuisi ennenaikaisesti laitoshoitoon. Roboteille on sosiaalisiakin tehtäviä esimerkiksi autististen lasten leikittäjinä.
– Robotit vaikuttavat siihen, miten työtä tehdään, ja antavat mahdollisuuden työelämän parantamiseen, Röning esitti.
Robotit vievät työpaikkoja, mutta synnyttävät ne uusiakin. EU arvioi, että vuoteen 2020 mennessä robotiikan kehitys tuo Euroopassa palvelualoille 140 000, robottivalmistajille 75 000 ja tavarantoimittajille 30 000 uutta työpaikkaa. EU27-maiden bruttokansantuotteeseen odotetaan 80 miljardin euron lisäystä.
Kun robotiikka kehittyy tarpeeksi pitkälle, on väistämätöntä, että robotit oppivat tekemään monet työtehtävät paremmin kuin mihin ihminen pystyy. Meidän ihmisten on keksittävä uusia tapoja, joilla voimme käyttää energiamme hyödyllisesti, ja sopeuduttava muuttuviin tilanteisiin vielä paremmin kuin ne.
Teksti: Anni Aarinen.
Artikkeli on julkaistu alunperin Sähkö & Tele -lehdessä.
Lue lisää:
- Älykkään robotiikan tutkimusryhmä
- Terveys- ja hyvinvointiteknologia on yksi tutkimuksen painopistealueista Sähkötekniikan korkeakoulussa.