Kentaurit loikkaavat satukirjoista todellisuuteen, kun ihmiset tekevät jotakin tarunhohtoista - lentävät Marsiin. Hevosen alaruumiista ja ihmisen yläruumiista koostuva olento auttaa ihmistä töissä vieraalla planeetalla.
"Tavallaan tässä projektissa on vähän science fictionia mutta tämän tarkoituksena on löytää rajat, mikä on scifiä ja mikä mahdollista", automaatiotekniikan tutkija Seppo Heikkilä selittää.
Heikkilä valmistelee väitöskirjaa astronautin ja robotin välisestä yhteistyöstä Euroopan avaruusjärjestö ESA:lle. Tavoitteena on selvittää, millä tavalla ihminen voisi tehokkaasti hyödyntää robotteja vieraan planeetan ja Kuun kamaralla.
"Koska laitteet ja tilat avaruuslennoilla on suunniteltu pääasiassa ihmistä varten, tulisi myös robotin olla mahdollisimman ihmisen kaltainen pystyäkseen toimimaan samassa ympäristössä tehokkaasti."
TKK:lla järjestetyssä avaruusrobotiikan kansainvälisessä symposiumissa esiteltiin muun muassa Yhdysvaltojen avaruusjärjestö NASA:n vuodesta 1998 alkaen kehittelemän Robonautin ja TKK:lla vuodesta 1998 kehitellyn WorkPartnerin kykyjä, joita tarvittaisiin 20-30 vuoden päästä koittavilla Kuu- ja Mars-lennoilla.
Robotit ovat vielä hyvin kömpelöitä, puhumattakaan niiden valmiudesta ottaa käskyjä vastaan tai itsenäisestä toimintakyvystä. Ihmiset ovat kuitenkin paksuissa avaruuspuvuissaan vielä kömpelömpiä, kun planeetta vaihtuu maasta Marsiin. Siksi robotit voisivat tehdä niitä asioita, joita me ihmiset teemme maapallolla.
Robotti hoitaisi tulevaisuudessa monia töitä avaruuspukuista astronauttia nopeammin, turvallisemmin, laadukkaammin ja halvemmin. Ihmisten lähettäminen vieraalle planeetalle on monimutkaisempaa kuin robottien lähettäminen.
Marsissa tai Kuussa robotti tekisi geologista kenttätutkimusta, asentaisi erilaisia mittalaitteita ja kommunikaatioverkkoja sekä tekisi huolto- ja tarkastustöitä tukikohdassa. Itsestään se ei tehtäviin kuitenkaan pysty.
"Täysin autonomista robottia ei saada lähitulevaisuudessa", Heikkilä toteaa. "Aina ne tarvitsevat ihmisen apua. Robotti voi löytää ongelman muttei tiedä, mitä ongelmalle pitäisi tehdä."
Tiedon välittyminen robotin ja ihmisen välillä on Heikkilän haaste. "Jotta yhteistyö olisi mahdollisimman helppoa, kommunikaation tulisi olla sujuvuudeltaan mahdollisimman lähellä ihmisten välistä kommunikaatiota."
Ihmiset viestivät keskenään puheella ja eleillä. Robotin kanssa ihminen voi viestiä myös esimerkiksi näppäimistön tai osoittimien kautta. Näppäimistö voisi olla esimerkiksi astronautin avaruuspuvun hihassa.
"Suuri kiinnostuksen kohteeni on se, onko robotin kanssa järkevää käyttää luonnollista kieltä vai keinotekoista kommunikaatioita. Tämä tieto olisi avuksi astronautin ja robotin välistä kommunikointia suunniteltaessa", Heikkilä kertoo.
Kehitettävää riittää valtavasti erityisesti kommunikaation tehokkuudessa ja robotin liikkumisnopeudessa. "Jos tehtävän selittämiseen menee enemmän aikaa kuin astronautilta sen tekemiseen, robotti on turha."
TKK:n WorkPartnerilla, jota Heikkilä nimittää kentauriksi, on neljä pyörillä varustettua jalkaa. Robotti pystyy sekä ajamaan että kävelemään niillä. Robotin liikkuminen on itsenäistä, ja se pystyy esimerkiksi kiertämään tai ylittämään esteitä. Sen yläruumiissa on kaksi viisi nivelistä käsivartta, joiden päissä olevilla sormilla se voi tarttua esineisiin ja siirrellä niitä. Sillä on päässään myös näkökyky, jolla se pystyy analysoimaan ympäristöä.
Robottia voi ohjata puheella, tietokoneella, viittomalla ja visuaalisilla merkeillä. Heikkilä testaa kaikkien viestintätapojen toimivuutta.
Robotti ymmärtää vain tietyt ennalta määrätyt komennot sekä niihin liittyvät parametrit. "Jos löytää uuden kohteen, pitää pystyä luomaan sille esimerkiksi uusi nimi, jotta siitä pystytään puhumaan. Jos sanoo robotille ´Vie pallo tuonne!´ se ei ymmärrä vaan kysyy tarkennusta", Heikkilä kuvailee.
Kommunikaatiossa pitää määritellä aina myös todennäköisyys. Esimerkiksi puheentunnistus etsii aina mahdollisimman todennäköisesti vastaavia sanoja, minkä vuoksi pitää määritellä, kuinka epätodennäköisiä käskyjä robotti alkaa vielä toteuttaa.
Väitöskirjahanke alkoi vuoden 2008 alussa ja päättyy 2010 lopussa. Hankkeen huipennukseksi WorkPartner viedään ESA:n avaruuskeskukseen Hollantiin noin 8 x 8 metrin kokoiselle Marsin pintaa muistuttavalle alustalle suorittamaan tehtäviä, joita robotilla olisi oletettavasti edessä punaisella planeetalla.
Marsin valloitus ei ole kovin ajankohtainen tavoite. Seuraavaksi vuoden 2011 lopussa planeetalle lähetetään Mars Science Laboratory -mönkijä, jonka on määrä tutkia planeetan asuttavuutta ja elämän edellytyksiä. Ennen kuin ihmistä voidaan paikalle lähettää, sinne on pystyttävä lähettämään robotteja, jotka kykenevät valmistelemaan ihmisen asuttavan tukikohdan.
Janne Luotola
