Kas, uusi esine! Mitenköhän se toimii? – Robotti voi oppia kokeilemalla

Kolmisorminen robottikäsi tarttuu kuulakärkikynään ja nostaa sen ilmaan tunnustellen sen painoa ja liikettä.  

”Tavaroiden kokeileminen on vähän kuin leikkiä”, professori Ville Kyrki sanoo. ”Samalla, kun robotti käsittelee sille uusia esineitä, se oppii niistä.”

Kun ihmiselle annetaan tehtäväksi valmistaa ruokaa vieraassa keittiössä, hän ei välttämättä aivan tarkkaan tiedä, miten siellä olevia laitteita ja välineitä käytetään. Vieras vedenkeitin tai mikroaaltouuni saattaa toimia hieman eri tavalla kuin vastaava kotoa löytyvä laite. Useimmilla meistä on kuitenkin jonkinlainen yleinen käsitys tavallisimpien keittiövälineiden ja -laitteiden toimintalogiikasta ja kokeilemalla opimme käyttämään vieraitakin esineitä varsin nopeasti.

Jotta roboteista voisi tulla osa jokapäiväistä elämää, myös niiden täytyy pystyä käsittelemään esineitä, joita niihin ei ole etukäteen ohjelmoitu. Interactive Perception-Action-Learning for Modelling Objects (IPALM) -tutkimushankkeen tarkoituksena on selvittää, miten robotit voisivat kokeilemalla oppia käyttämään niille uusia esineitä pelkän yleisen tason mallin avulla. Kyrkin tutkimusryhmä vastaa hankkeessa esineiden käsittelykykyjen, kuten tarttumisen, kehittämisestä.

”Robotit ovat jo varsin hyviä liikkumaan ja kuljettamaan tavaraa ympäriinsä. Ne eivät kuitenkaan osaa suhtautua siihen epävarmuuteen, jota esineiden manipulointiin eli käsittelyyn liittyy. Esimerkiksi T-paita ja tyyny muuttavat muotoaan, kun niitä nostaa tai tökkää sormella”, Kyrki selittää.

Kosketuksen kautta tapahtuva havainnointi mahdollistaa tarkempien mallien kehittämisen, joita robotti käyttää suunnitellessaan sille annetun tehtävän toteuttamista. Tällä hetkellä esineiden käsittelyn kautta tapahtuva oppiminen on yksi niistä kyvykkyyksistä, jotka roboteilta puuttuvat, jotta niitä voitaisiin käyttää esimerkiksi kodeissa.

”Kolmivuotisessa hankkeessa tehdään perustutkimusta, jonka tarkoituksena on kehittää robottien kykyä oppia esineistä ja niiden ominaisuuksista. Se on yksi niistä puuttuvista kyvyistä, joita robotti tarvitsee toimiakseen ympäristössä, jota siihen ei ole koodattu, mutta se ei suinkaan ole ainoa. Roboteilta puuttuu maalaisjärki, minkä vuoksi ne eivät pysty vastaamaan yllättäviin tilanteisiin. Varsinaiseen yleiskäyttöiseen kotiapulaiseen on siis vielä matkaa”, Kyrki sanoo.

Interactive Perception-Action-Learning for Modelling Objects (IPALM) hankkeessa ovat mukana:  Imperial College London (koordinaattori), Aalto, University of Bordeaux, Polytechnic University of Catalonia ja Czech Technical University.