Robotiikka ihmisten apuna

Facebooktwittergoogle_plusredditpinterestlinkedinmail

Teksti ja kuva: KIMMO VÄNNI

Robotiikka ja sen erilaiset käyttötavat esimerkiksi ikäihmisten hoidossa ovat herättäneet paljon keskustelua viime aikoina. Tekstissä robottitutkija Kimmo Vänni luo yleiskatsauksen erityisesti sosiaalisen robotiikan nykytilaan, erilaisiin ulottuvuuksiin ja robotiikan tulevaisuuden mahdollisuuksiin.

Robotin esiasteena ja ensiesiintymisenä voidaan pitää varhaista juutalaista tarinaa, jossa luotiin ihmisen avuksi savimies Golem (SJSU 2016). Tarinan mukaan Golem, jolle annettiin nimeksi Joseph, villiintyi ihmisen unohduksen vuoksi ja rupesi toimimaan omatoimisesti. Vastaavanlainen pelko on nähtävissä myös nykyään, kun keskustelemme ihmisiä avustavista roboteista. Myös kirjallisuus ja elokuvataide ovat vaikuttaneet vahvasti mielikuviimme käsitteestä robotti. Italialainen elokuvataiteen professori Gian Piero Brunetta on laatinut hyvän koosteen elokuvissa esiintyneistä roboteista aina mykkäfilmiajoista Terminaattoriin (2013). On kuitenkin syytä kyseenalaistaa, missä määrin science fiction -käsitykset robotiikasta ovat sovellettavissa robottiteknologian todellisuuteen ja tämänhetkisiin käyttömahdollisuuksiin.

Usein ihmisten kuulee kyselevän, mitä sitten tehdään, kun robotti ottaa vallan, eikä enää noudata ihmisten ohjeita. Pelkoon on helppo ratkaisu: katkaisemme robotista virran tai eliminoimme robotin tietoliikenteen prosessoreista toimilaitteille. Hieman karrikoiden voimme myös todeta, että odotamme, kun robotin akun tyhjenevät – eiväthän ne kuitenkaan kestä kuin parikymmentä minuuttia. Pelko robotin ”villiintymisestä” on kuitenkin istutettu ihmisen mielikuviin – ja onhan se varmasti mahdollista jollakin tasolla tulevaisuudessa, mutta sitä ennen robottiteknologian tulee kehittyä paljon ja myös robottien voimalähteiden eli akkujen tulee olla edistyneitä.

Omat kokemukseni robottien käytöstä ovat sen suuntaisia, että eivät ne aina toimi annettujen ohjeiden (koodin) mukaisesti, mutta eivät ne ole myöskään villiintyneet. Lisäksi Suomessa on lainsäädäntö, joka estää liikenopeudeltaan ja massaltaan vaarallisen robotin ja ihmisen yhteiselon. Yleisesti ihmisten keskuudessa käytettävien robottien massa, voima ja liikenopeudet ovat aika pieniä ja suuri osa ihmisten aktivointiin tarkoitetuista roboteista ei välttämättä liiku lainkaan. Nämä robotit tunnetaan käsitteellä sosiaaliset robotit.

Sosiaalinen robotiikka on verrattain uusi tutkimusalue, eivätkä sen parissa käytettävät termit ja käsitteet ole vielä täysin vakiintuneet. Sosiaalisesta robotiikasta käytetään usein käsitettä ihmiskeskeinen robotiikka, joka voi periaatteessa tarkoittaa mitä tahansa ihmisiin liittyvää robotiikkaa. Muita sosiaaliseen robotiikkaan liittyviä tai sosiaalista robotiikkaa sivuavia käsitteitä ovat avustava robotiikka, sosiaalisesti avustava robotiikka, emotionaalisesti avustava robotiikka, affektiivinen robotiikka ja interaktiivinen robotiikka. (Sosiaalisen robotiikan käsitteen täsmentämistä ovat edistäneet muun muassa Heerink et al. (2010), Tapus et al. (2007), Feil-Seifer & Matarić (2005), Fong et al. (2003) ja Dautenhahn (2007).)

Vaikka sosiaalisen robotiikan käsitettä on pyöritelty noin 15 vuotta, tutkijat eivät ole yksimielisiä siitä, mitä sosiaalisella robotiikalla tarkoitetaan – tai varsinkaan siitä, mikä ylipäätään on sosiaalinen robotti. Heerink on kirjottanut, että sosiaalisessa robotiikassa on kolme tekijää: robotti, käyttäjä ja niiden välinen interaktio, joka voi olla luonteeltaan myös sanatonta. Tämän määritelmän mukaan myös robotin tulee siis ymmärtää ihmisen kommunikointia ja muokata toimintansa sen mukaisesti.

Robottikeskusteluissa tulee toisinaan esille kysymys siitä, mikä on robotti. Voisiko esimerkiksi älypuhelimessa tai tablet-tietokoneessa toimiva avatar-hahmo olla robotti? Tähän kysymykseen on olemassa helppo määritelmä. Robotti on fyysinen laite, ja tietokoneen tai puhelimen näytöllä toimiva avatar-hahmo taas puolestaan on virtuaalinen agentti. Aikoinaan robotin määrittelyssä todettiin niinkin, että robotti sensoroi ympäristöään, käsittelee saamansa tiedon ja toteuttaa toiminnot toimilaitteidensa avulla. Tämän perusteella sosiaalinen robotti hämärtää perinteistä robotiikan käsitettä, mutta täyttää kuitenkin käsitteen ehdot. Sosiaalinen robotti ei välttämättä toteuta fyysisesti mitään pyyntöä – esimerkiksi avusta ihmistä tai tuo tavaroita – mutta se reagoi eli kommunikoi esimerkiksi liikkeellään, äänellään, valoillaan ja ilmeillään. Tutkimuslaitoksissa on ympäri maailman kehitelty erilaisia robotteja, joissa on hyödynnetty eri kommunikointitapoja.

Ihmisten keskuudessa toimivan robotin kehittäminen on haastava tehtävä verrattuna esimerkiksi teollisuusrobottiin. Ihmisten ilmeet, eleet ja tarpeet ovat hyvin erilaisia, joten robotin tulisi pystyä ymmärtämään ihmisten erilaisia ilmeitä ja osata tulkita ne oikein. Niinkin yksinkertainen asia kuin puheen ymmärtäminen saattaa olla robotille vaikeaa, jos robotilla ei ole riittävästi vertailudataa erilaisten puhujien äänestä ja sanojen ääntämisestä. Olen itse testannut tätä asiaa muun muassa NAO- ja Pepper-roboteilla ja rehellisesti voin todeta, että luonnollisen puheen ymmärtäminen on ainakin näiden halvempien robottien osalta vielä utopiaa.

Jotkut tutkijat ovat myös innostuneita ihmisten kasvonilmeiden pohjalta ihmisten emootioiden tulkitsemisesta robottien avulla, mutta reaaliaikaisten emootioiden tunnistaminen nykyisellä robottitekniikalla on erittäin haastavaa. Perusilmeiden, kuten ilon, surun, hämmennyksen ja vihan, tulkitseminen on jo mahdollista robotiikan avulla, mutta laajemman tunneskaalan tunnistaminen on vaikeaa, sillä roboteissa oleva kameratekniikka ja tiedonkäsittely eivät ole vielä riittävän kehittyneitä.

Ehkä vähän karrikoiden voisi kysyä, mihin robotti sitten pystyy ja mitä sillä voi tehdä. Itse olen päätynyt sellaiseen johtopäätökseen, että osalle ihmisistä riittää, että robotti on läsnä ja kykenevä tarvittaessa hälyttämään apua. Pieni osa ihmisistä toivoo, että robotti olisi kumppani, jonka kanssa voisi keskustella, pelata pelejä ja tehdä jotakin yhdessä. Todennäköisesti meidän mielikuvituksemme ei kuitenkaan vielä riitä ymmärtämään, mitä kaikkea robotin kanssa voisi tehdä tai mihin tarkoitukseen voisimme robottia käyttää. Mielikuvituksellinen erilaisten sovellusmahdollisuuksien kehittäminen onkin vielä puolitiessä.

Olenkin huomannut viimeisen seitsemän vuoden aikana, että vaikka robottiteknologia kehittyy jokaisella osa-alueella, ei robottien tuottamia palveluita ja sisältöjä – eli applikaatioita – ole kehitetty juuri lainkaan. Toisin sanoen teknologia on jo suhteellisen valmista, mutta robottien tuottamat palvelut ovat vielä heikkoja verrattuna esimerkiksi älypuhelimille olevaan sovellusohjelmien tarjontaan. Tähän vaikuttaa osaltaan se, että kuluttajien käytössä olevien robottien määrä on vielä vähäinen ja koko ekosysteemi on vielä kehittymätön, mistä hyvänä esimerkkinä käykin se, että harva ihminen ylipäätään tietää, mistä robotin voi hankkia ja millaisia robotteja on saatavilla. Jos joku haluasi tilata robotin, joka on vieläpä muokattu käyttäjän tarpeiden mukaisesti, haaste tulee olemaan vielä vaikeampi.

Vaikka robottimarkkinat ovat vielä vähäiset kotitalouksiin tarkoitettujen robottien osalta – pois lukien robotti-imurit, ruohonleikkurit ja muut vastaavat – tutkijat uskovat vakaasti, että muun muassa ikäihmisiä palvelevia robotteja tulee markkinoille jo lähitulevaisuudessa. Ne ovat luonteeltaan ”pilveen” kytkettyjä laitteita, jotka hakevat tarvittavia tietoja ja ohjelmasovelluksia palvelimilta silloin, kun robotin oma äly ei riitä toteuttamaan käyttäjän pyyntöjä. Pilvirobotiikka on jo arkipäivää ja joitakin sovelluksia on tehty, mutta kaupallisia sovelluksia on niukasti saatavilla. Odotamme kuitenkin innolla näiden pilvipalveluita hyödyntävien robottien käyttöönottoa ja tiedämme sen päivän koittavan, sillä suuret teknologiajätit, kuten Google ja Microsoft, ovat investoineet pilvirobotiikaan. Saattaa kuitenkin olla niin, että ikäihmiset eivät tule olemaan kiinnostava kohderyhmä robottivalmistajien ja ohjelmasovellusten tekijöiden näkökulmasta, vaan markkinointi suunnataan mahdollisesti nuorille ja teemana on viihdekäyttö.

Japanissa robottien hyödyntäminen ihmisten apuna on ollut erityisenä painopistealueena jo pitkään. Japanin kauppa-ja teollisuusministeriö (METI) on kirjannut strategiassaan, että kumppanirobottien kehittäminen on yksi tärkeimpiä teemoja japanilaiselle teollisuudelle 2000-luvulla. Japanilaiset tutkimuslaitokset ovat tehneet jo pitkään robottitutkimuksia, joissa on testattu robottien sosiaalista asemaa ja käyttöä yhteiskunnassa. Esimerkiksi ATR-instituutti Kyotossa ja Osakassa on tunnettu robotiikan kehittäjä, joka on tehnyt paljon tutkimusta robottien käyttämisestä ihmisten keskuudessa (ATR 2016). Myös japanilaiset yliopistot ja muut tutkimuslaitokset ovat edistyksellisiä robotiikan kehittämisessä. Tähän vaikuttaa osaltaan Japanin valtion panostus robottikehittämiseen.

Vastaavanlaista kehittämistä on tehty myös Etelä-Koreassa, jossa valtio tukee uuden teknologian tutkimusta, kehittämistä ja kaupallistamista. Robottiteknologian kehittäjien listalta ei voi myöskään unohtaa suuria amerikkalaisia tutkimuslaitoksia ja yliopistoja, kuten Carnegie Mellonia, MIT:tä tai Stanfordin yliopistoa.

Euroopassa ihmiskeskeisen sosiaalisen robotiikan kehittäjinä ovat aktivoituneet erityisesti italialaiset, ranskalaiset, saksalaiset ja englantilaiset tutkimuslaitokset. Myös Hollannissa ja Tanskassa on aktiivisia robotiikan tutkimuslaitoksia, ja yksittäisiä menestystarinoita löytyy myös Ruotsista. Suomessa ollaan sosiaalisen robotiikan osalta maailman ja Euroopan johtavia tutkimuslaitoksia jäljessä, mutta Suomessa on robotiikassa käytettävässä teknologiassa silti hyvä osaaminen. Keskustelin aikanaan Nokian tutkimuskeskuksen väen kanssa ja he totesivat, että heillä olisi ollut kaikki tarvittava osaaminen ja teknologia jo vuosia sitten tuottaa NAO:n kaltaisia, jopa edistyksellisempiä robotteja. Suomalainen teollisuus ei kuitenkaan ole ollut kiinnostunut ihmisten kanssa toimivien robottien kehittämisestä, koska markkinat ovat olleet pienet ja teknologialle on löytynyt muita kannattavia, ensisijaisempia hyödyntämiskohteita.

Maailma kuitenkin muuttuu, ja jossakin vaiheessa ihmisiä avustavat, sosiaaliset robotit saattavat kiinnostaa myös suomalaista teollisuutta. Se edellyttää kuitenkin vielä kasvavia robottimarkkinoita ja teknologisen ekosysteemin kehittymistä robotiikan saralla. Lisäksi tarvitsemme lisää hyvää tutkimusta, tutkimusrahoitusta ja tutkimusryhmien integrointia. Jotta robottimarkkinat kasvaisivat, tarvitaan myös sekä kysyntää markkinoilla että kriittistä keskustelua robottien hinnoista ja robottien hyödyistä, sillä kukaan ei ole valmis maksamaan kymppitonneja leluista, jotka toimivat silloin tällöin. Tämän asian on todennut myös muun muassa Newman (2013), joka kritisoi muutenkin nykyistä robotiikkakehitystä, joka mukailee liiaksi teollisuusrobotiikan kehittämistä. Vastaavanlaiseen tulkintaan ovat päätyneet myös Meng & Lee (2006), jotka toteavat, että perinteinen teollisuusrobotiikkaan sopiva lähestymistapa on soveltumaton ratkaisemaan esimerkiksi robotin käyttäjäystävällisyyden haasteita.

Tämän hetken puhuttavimpia aiheita ihmiskeskeisten, sosiaalisten robottien käyttöönotossa ovat erityisesti robottien hyväksyttävyys, käyttämisen eettisyys ja tietoturva. Osa sosiaali- ja terveysalan ammattilaisista esimerkiksi vierastaa vahvasti robotteja ja pitää robottien käyttöä hoidon apuna tai ikäihmisten viihtyvyyden lisäämisen välineenä epäeettisenä. Kriittisiä puheenvuoroja värittää pelko ikäihmisten hylkäämisestä ja työtehtävien automatisoinnista kasvottomaksi robotiikaksi. Osa sosiaali- ja terveysalan asiantuntijoista taas vastaavasti puoltaa robottien hyödyntämistä ja näkee niiden käytön työtä ja palvelua tehostavana toimintana. Tutkimustulokset robottien hyödyntämisestä sosiaali- ja terveydenhuollossa ovat kuitenkin vielä vajavaisia, eikä oikein ole olemassa hyviä, laajalla aineistolla tehtyjä tutkimuksia robottien hyväksyttävyydestä käytännössä, sillä suurin osa tutkimuksista on tehty pienillä aineistoilla ja tutkimukset on toteutettu laboratorioissa.

Robotin koon ja ulkonäön hyväksyttävyyttä on kuitenkin tutkittu paljon. Yksi tunnetuimmista raporteista on Morin kirjoittama essee vuodelta 1970, jossa todetaan, että eläinhahmon tyyppiset robotit hyväksytään hyvin, kuten myös terveen ihmisen näköiset robotit, verrattuna esimerkiksi zombien näköisiin robotteihin (Mori 2012). Tarjolla ei ole kuitenkaan pitkäaikaista käyttäjätutkimusta siitä, miten ihmiset kommunikoivat robottien kanssa esimerkiksi vuoden aikana. Omakohtaisesti voin sanoa, että aluksi robotti tuntuu mukavalta laitteelta ja sitä tulee testailtua ja käytettyä niin kauan, kunnes sen käyttämisestä tulee rutiinia, minkä jälkeen robotin käyttö ei jaksa enää yllättää tai kiinnostaa. Tästä syystä onkin robottien kehittämisessä syytä keskittyä tarkasti robottien kykyyn mukautua ja tuottaa uusia, yllätyksellisiä sisältöjä, jotka pitävät käyttäjät kiinnostuneina.

Otan viimeiseksi pohdittavaksi aiheekseni tietoturvan. Tämä asia askarruttaa myös jokaista internetin käyttäjää, sillä koskaan ei voi tietää, ovatko henkilökohtaiset tiedot turvassa vai eivät. Yhtä lailla robottien käyttäjät tiedustelevat, voisiko joku saada tietoonsa heidän henkilökohtaisia keskustelujaan robotin kanssa. Onhan tämä tietysti mahdollista, siinä missä mikä tahansa internetissä liikkuvan tiedon saaminen tai tietokoneen hakkeroiminen. Henkilökohtaisesti epäilen kuitenkin vahvasti, että henkilökohtaiselle robotille tulisi kerrottua kovinkaan paljon sellaisia arkaluontoisia asioita, joiden päätyminen toisten korviin aiheuttaisi käyttäjälle ongelmia. Todennäköisesti robotin kanssa keskustellaan samanlaisista asioista kuin sukulaisten, perheenjäsenten ja ystävien kanssa puhelimessa. Lopuksi täytyy vielä todeta, että joskus ihmetyttää, miksi ihmiset ovat äärimmäisen tarkkoja yksityisyydestään ja terveydestään juuri silloin, kun asiaan liittyy kanssakäyminen robotin kanssa – kuitenkin monesti samat ihmiset saattavat jakaa auliisti itsestään päivityksiä Facebookissa ja Twitterissä. Voisiko olla oikeastaan mukavaa, kun voisi kertoa samat asiat robotille ja pyytää tätä välittämään ne ”faseen”?

Viittaukset

ATR. 2016. http://www.atr.jp/index_e.html

Brunetta G.P. Robots in the cinema. The Role of Social Robotics in Current and Future Society. COST Event 2013, Brussels, Belgium. http://www.cost.eu/events/socialrobotics

Dautenhahn, K. Socially intelligent robots: Dimensions of human-robot interaction. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences 2007; 362(1480): 679–704

Feil-Seifer, D., Matarić, M.J.: Socially Assistive Robotics. In: ICORR 2005. Proceedings of the International Conference on Rehabilitation Robotics, Chicago, Illinois, pp. 465–468

Fong, T., Nourbakhsh, I., Dautenhahn, K. A survey of socially interactive robots, Robotics and Autonomous Systems 2003; 42(3-4):143–166.

Heerink M, Kröse B, Evers B, Wielinga B. Assessing Acceptance of Assistive Social Agent Technology by Older Adults: the Almere Model. Int J Soc Robot 2010;2(4):361-375

Mataric’ M, Okamura A, Christensen H. A Research Roadmap for Medical and Healthcare Robotics. In: A Roadmap for US Robotics. From Internet to Robotics; http://www.us-robotics.us/reports/CCC%20Report.pdf; retrieved 28 July, 2015

Meng Q, Lee M. Design issues for assistive robotics for the elderly. Adv Eng Inform 2006;20(2):171-186; doi.org/10.1016/j.aei.2005.10.003

Mori, M. The Uncanny Valley. 2012. IEEE Robotics & Automation Magazine. http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnumber=6213238

Newman, P. Patchy robotics industry growth doesn’t fit with aging population growth. 2013. Pergali. http://pergali.com/patchy-robotics-industry-growth-doesnt-fit-with-aging-population-growth/

SJSU. The Golem Legend. 2016. http://www.sjsu.edu/faculty/watkins/golem.htm

Tapus A, Mataric’ M, Scassellati B. The grand challenges in socially assistive robotics. Robotics Autom Mag IEEE 2007; 14(1):35-42

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *