Perinteisessä tekoälysovelluksessa maailma on pitkälti dataa. Fyysisessä tekoälyssä järjestelmän on sen sijaan yhdistettävä havainto, päättely ja toiminta todellisessa ympäristössä. Robotin täytyy tunnistaa kappale, ymmärtää sen sijainti ja asento, suunnitella liike sen luokse, tarttua siihen sopivalla voimalla ja reagoida muuttuviin tilanteisiin. Ihmiselle tällainen tehtävä voi kuulostaa yksinkertaiselta, olemmehan harjoitelleet sitä jo syntymästä lähtien. Fyysinen maailma on kuitenkin epätäydellinen ja jatkuvasti muuttuva, mikä tekee tehtävästä robotille erittäin haastavan. Tekoälyn täytyy tuottaa robotin turvallinen ja tarkoituksenmukainen toiminta myös tässä ympäristössä.
Tehtaissa teollisuusrobotit ovat toimineet jo vuosikymmeniä. Ne ovat nopeita, tarkkoja ja luotettavia, mutta niiden toiminta perustuu tyypillisesti tarkasti määriteltyihin tehtäviin ja ympäristöihin. Kun robotille on opetettu pisteet, liikeradat ja toimintalogiikka, se toistaa tehtävänsä väsymättä ja erittäin tehokkaasti. Tämä on kuitenkin vaatinut toimintaympäristön suunnittelua ja rakentamista juuri robotille sopivaksi.
Tulevaisuuden robottijärjestelmässä kaikkia tilanteita ei välttämättä tarvitse määritellä etukäteen. Järjestelmä voi havaita ympäristöään, tulkita havaintojaan tekoälymallien avulla ja mukauttaa toimintaansa tilanteen perusteella. Kun tähän yhdistetään ihmisen kaltainen humanoidirobotti, ihmiselle rakennettu ympäristö portaineen, ovineen, työkaluineen ja käyttölaitteineen voidaan ottaa käyttöön sellaisenaan. Fyysinen tekoäly ei automaattisesti tarkoita humanoidirobotin käyttöä, mutta se on tämän toiminnallisen haasteen äärimmäinen muoto.
Samalla robotin ohjelmoinnin luonne muuttuu. Yksittäisten liikkeiden ohjelmoinnin rinnalle tulee korkeamman tason tehtävien määrittelyä: mitä järjestelmän pitäisi saada aikaan vs. miten jokainen liike tehdään. Suuret kieli- ja multimodaaliset mallit tulevat osaksi kokonaisuutta, jolloin myös simulaation ja digitaalisten kaksosten merkitys kasvaa.
Teollisuudessa fyysinen tekoäly ei kuitenkaan korvaa nykyistä automaatiota. Tarkasti määritellyssä ja suurivolyymisessä tuotannossa perinteinen automaatio on edelleen voittamaton ratkaisu. Suurimmat mahdollisuudet voivat löytyä tehtävistä, joissa ympäristö tai tuotteet vaihtelevat ja joissa perinteisen automaation rakentaminen on yhä liian kallista tai jäykkää. Fyysinen tekoäly ja humanoidit valjastetaan juuri näihin tehtäviin. Esimerkiksi materiaalinkäsittely, sisälogistiikka, high-mix konepalvelu, kokoonpano, tarkastus sekä erilaiset ihmisen ja robotin yhteiset työtehtävät.
Generatiivinen tekoäly teki tekoälyn mahdollisuudet näkyviksi suurelle yleisölle. Fyysinen tekoäly voi tehdä saman robotiikalle. Muutos ei tarkoita sitä, että jokainen tehdas täyttyisi lähivuosina humanoidiroboteista, vaan merkittävä muutos tapahtuu järjestelmien toimintatavassa. Robotit ja muut koneet saavat vähitellen enemmän kykyä havaita ympäristöään, tulkita sitä ja mukauttaa omaa toimintaansa.
Tekoäly ei silloin enää ainoastaan käsittele kuvausta maailmasta. Se koskettaa maailmaa.
Kirjoittaja:
Topi Talvitie, M.Eng., AmO
Lehtori, teollisuusteknologia, TAMK.
Kommentit