ÜLEVAADE: Milline on robotite tulevik?
Igal juhul tasub meil tähele panna Pisa Sant’Anna ülikooli teadlase Paolo Dario Tallinna robotikonverentsil öeldud sõnu: kui robotiteadlased ise ei usu, et nad suudavad palju korda saata, ei usu seda ka keegi teine. Mida robotiteadlased usuvad ning millised projektid on oma ala tippudel teoksil?
Robottehnoloogia vallutab Marsi ja avakosmose
Oma osa on robotitele (ning maapealsete robotite tarbeks arendatavale tehnoloogiale) ette nähtud nii USA kosmoseagentuuri NASA Marsi-programmi kui ka kosmosesse rajatavate teleskoopide juures. Niisiis satuvad robotid tulevikuski inimese jaoks praegu huvitavaima planeedi pinnale, et sealt elu otsida, ja ka miljonite kilomeetrite kaugusele avakosmosesse.
Tänavu novembri- või detsembrikuus alustab Marsi poole teed järjekordne kulgur-uurimisjaam Mars Science Laboratory, lühema nimega Curiosity (Uudishimu). Kui kõik hästi läheb, saab sellest suur samm telerobootikas. Samamoodi nagu kunagi Kuule jõudmiseks vajalikust kosmosetehnoloogiast võib ka Marsi vallutamise soovist välja kasvada nii mõndagi, mille eest teadus pikaks ajaks tänu võlgu jääb. «Robottehnoloogia on tänaseni peamiseks planeetide uurimise võimaldajaks,» selgitab pikka aega NASAs robootika alal töötanud doktor Antal Bejczy Tallinna robootikakonverentsil.
Curiosity juures on uueks küsimuseks, mis tuleb robottehnoloogiat kasutades lahendada, õigesse paika maandumine. Kuna Marsi atmosfäär on Maa omast palju hõredam, peab enne planeedi pinnale jõudmist kiiruse vähendamiseks liikuma selles võimalikult kaua, see tähendab, et atmosfääri peab sisenema nurga all. Seejärel avaneb langevari, eraldub osa kosmosesõidukist ning käivituvad pidurdusraketid. Viimaks, kui lendobjekt on jõudnud täpselt õige (Maa peal ette määratud paigani), kus kulgur Marsi pinnale jõudma peaks, lastakse see trosse kasutades lendkraanalt alla. Kuna maandumiskoht on täpselt ette teada, suudetakse tõenäoliselt vältida järske tõuse-langusi ja muid ebasoovitavaid olusid.
James Webbi teleskoop, seevastu, vaatab meie naaberplaneedist hoopis kaugemale. Robottehnoloogiaga seondub hiigelteleskoop eelkõige seetõttu, et peab end oma pooleteist miljoni kilomeetri pikkuse teekonna käigus ise lahti voltima. Nimelt ei mahu 6,5meetrise läbimõõduga peegliga ning tenniseväljakusuurust päikesepaneeli kasutav teleskoop avatuna kosmoselaevale. End ise «ehitav» kosmosemasin on midagi sellist, mida vähemalt sellisel skaalal seni veel kasutatud pole. Küll aga on see Bejczy sõnul tähelepanu vajav uurimissuund, millel on tulevikku.
Meditsiinis jäävad robotid tööriistadeks
Kumb on parem – kas tavaline kirurgia või robotkirurgia? Nii võidakse mõelda. Kosmosetehnoloogia kõrval pikka aega ka meditsiinirobotitega tegelenud Bejczy arvates on taoline küsimusepüstitus täiesti vale.
Robotitehnoloogia on tema arvates lihtsalt miski, mis võib anda kirurgiale senisest paremad tööriistad. Palju kasu on sellest nii meedikutel kui ka patsientidel. Masinad aitavad inimese vigu parandada, näiteks kui väga väikeses mõõtkavas töötades võib käe värisemine operatsiooni tulemuse rikkuda ja vastupidi – väga väikeses mõõtkavas töötamine toob kaasa käe värisemise, võib abi olla täpsest robotkäest, mis imiteerib väiksemas mõõtkavas kirurgi poolt suuremana tehtavaid liigutusi.
«Seadmete väljatöötamisel on vaja meedikute ja robootikute koostööd,» rõhutab Bejczy. Roboteist nähakse abi ka arenenud riikide aina vananeva elanikkonna eest hoolitsemisel, need aga võivad – kuigi ei pruugi – olla hoopis teistsugused robotid.
«Pehmed» robotid võtavad võimu
Mida tähendab pehme robot? Kas tõesti midagi selles mõttes pehmet, nagu on kaisukaru või kiisupoeg? Nagu selgub Zürichi ülikooli tehiselu labori (kas ei kõla ulmeliselt!?) teadlase Rolf Pfeiferi optimistlikust ettekandest – muuhulgas tõesti ka seda. Aga veel kasutatavad need tehistegelased liikumisel sujuvaid ning paindlikke liikumismehhanisme (mis oma olemuselt meenutavad lihaseid) ja nad suhtlevad ümbritsevaga sujuval, «pehmel», emotsioone sisaldaval viisil.
«Robootikas on aeg hakata mõtlema suurelt,» kuulutab Pfeifer. Kui tööstuslikud robotid töötavad tehiskeskkonnas, mille omadused on selgelt reglementeeritud, ning saavad neis kindlaksmääratud keskkondades kenasti hakkama, siis «pehmed» robotid, tulevikumuusika, peaksid suutma tegutseda ettearvamatutes oludes, olema midagi evolutsiooni käigus välja arenenud organismide sarnast, suutes ellu jääda kiirete muutuste, suure ebakindluse ning piiratud infohulga juures.
Pealegi usub ta, et küllap kolivad «pehmed» robotid hiljem ka tööstusesse, mis praegu «mittepehmete» robotite pärusmaa. Põhjuseks see, et tooted, mida luua soovitakse, ei pruugi olla täpipealt ühesugused. Kui robotid suudavad harjuda suuremate erinevustega kui praegu, tähendab see, et neile saab anda keerulisemaid ülesandeid.
Kuigi kaugeltki mitte kõik inimkonna leiutised ei ole inspiratsiooni saanud loodusest, usub Pfeifer, et tulevik on bioinspireeritud tehnoloogia käes – vähemalt selles osas, et tuleviku «pehme» robot on kergesti kohastuv, robustne ja mitmekülgne. Liikumisfunktsioon ning «mõistus» peavad moodustama ühtse terviku, nii nagu on loomadel, robot ei saa enam olema masin, kes liigub vastavalt sellele, mis tema ümber toimub.
Igale eurooplasele oma robotkaaslane!
Mai lõpus esitleti Budapestis projekti «Robotkaaslased kodanikele», mille pealkiri võib küll tunduda ulmelisena, kuid mille Euroopa tulevikutehnoloogiate programm võib aidata teoks teha. Euroopa komisjon on juba alates 1989. aastast toetanud teadlasi, kes töötavad n-ö kaardi valgetel aladel. Kokku jagatakse alates tänavusest vähemalt kahele ulmelisele projektile kokku sada miljonit eurot, järgmise kümne aasta jooksul seega juba miljard eurot. Osale sellest rahast kandideerib Pisa Sant’Anna ülikooli teadlase Dario juhitav kodanike tarbeks robotite loomise projekt.
Itaalia ülikooli teadlase sõnul on ideaalne kodanikele tuge pakkuv robot justkui nõudepesumasin: odav, töötab siis, kui tahad, ning on lihtsasti kasutatav. Euroopa elanikkond vananeb ning üha enam leidub neid, kellel pole vanaks jäädes kedagi, kes nende eest hoolitseks. Näiteks siin võiks kaaslasroboteil oma koht olla.
Kuidas kaaslasrobotid luuakse? Dariol on selleks prioriteedid paigas. Ta ütleb, et selle asemel, et kasutusele võtta rohkem mehhatroonikat, tuleb kasutada rohkemat kui mehhatroonikat. Moore᾽i seadus ütleb, et umbes iga kahe aasta järel kahekordistub protsessoris transistoride arv. Dario aga kuulutab: Selle asemel, et rakendada rohkem Moore᾽i, tuleb kasutada rohkemat kui Moore᾽i. Lahenduseks võivad siinkohal olla memristorid ehk elektriskeemide elemendid, mis suudavad «mäletada» oma viimase takistuse väärtust ka pärast neid läbinud elektrivoolu katkemist. On isegi öeldud, et memristor pakub teadlastele muuhulgas võimaluse tehisaju loomiseks.
Inimese kombel liikuv robot vajab palju mõistust ja energiat
Oussama Khatib Stanfordi ülikoolist usub, et parim mudel humanoidroboti jaoks on inimene. Seejuures ei tule aga kopeerida mitte liigutusi, mida tehakse, vaid strateegiaid. Miks haarame näiteks kohvitassi kätte just nii, nagu seda teeme? Inimese füsioloogiline struktuur on vägagi keeruline ning Khatibi sõnul kulutame iga oskuslikult sooritatud pingutuse tegemiseks võimalikult vähe energiat. Niisiis – kohvitassi haaramine nii, nagu seda teeme, on ühelt poolt tulemuslik, teiselt poolt ei nõua meilt suuremat pingutust kui vaja.
Peale tõeliste robotite on inimese ja loomade liikumise eripärade uurimiseks kasutada ka virtuaalseid roboteid, st robotite arvutimudeleid. Neist on ühelt poolt abi tõeliste tulevikurobotite loomisel, teiselt poolt aga saab virtuaalsete robotite põhjal tehtud järeldusi ära kasutada inimeste juures. Näiteks saab järeldusi teha selle kohta, milline tehnika oleks ühel või teisel spordialal optimaalseim.
Kahel jalal liikumine on loomulikult keeruline – robotite puhul kulub ainuüksi tasakaalu säilitamiseks hulganisti nii arvutiressurssi kui energiat. Seepärast võivad paljud iniminspireeritud robotite loojad alustada ülakehast: olulised on manipuleerimine ning interaktsioon.
Tallinnas peeti tipptasemel robotikonverentsi
Jaanipühade eel peeti Tallinna tehnikaülikoolis rahvusvahelist robootikakonverentsi
International Conference of Advanced Robotics, mis keskendus robootika uute võimaluste ja tulevikusuundade tutvustamisele. Teadaolevalt maailma vanima, 15. korda toimunud teaduskonverentsi korraldajaks oli TTÜ Biorobootika Keskus. Varem on konverentsi peetud nii Euroopas, Põhja-Ameerikas kui Aasias.
Jälgi Forte uudiseid ka Twitteris!