perjantai 6. joulukuuta 2013

Miten Suomi saataisiin nostettua esim. robotiikan alueella uudelle tasolle?

 Tämä tuore artikkeli herätti blogaamaan pitkästä aikaa myös tänne blogiin.

Google and robots: The future just got a lot closer
Don't look for an Android-powered Wall-E anytime soon, but Google's recent move toward robotics signals a big momentum shift getting under way.


Liityin NAO robotti kehittäjäohjelmaan noin 3 vuotta sitten ja seurannut ko. teollisuuden kehittymistä kehittäjän että myöhemmin myös bisneksen näkövinkkelistä. 3 vuotta sitten vain harva tiesi (tai kiinnitti huomiota) robotteihin Suomessa. Siinä kohtaa olisi pitänyt olla jo useita yrityksiä syntynyt / olla syntymässä että Suomessa olisi jotain toivoa pärjätä globaalissa kilpailussa tällä areenalla. Uskoisin että jopa paljon ihailemani ranskalainen yhtiö Aldebaran Robotics joka NAO robottia kehittänyt pitkään kohtaa haasteita kun peliin tulee nyt Googlen kaltaiset toimijat ja shoppailevat robottifirmoja. Ellei sitten NAO ilmesty kohta Applen, Googlen tai jonkun muun shoppailulistalle.

Suomen robottiviikon järjestäjät ovat tehneet erinomaista työtä että robotit saatiin eri tasoilla myös Suomessa tietoisuuteen (eduskunta, päättäjät jne.). Nyt ihmiset tietävät roboteista mutta puheiden sijaan pitäisi alkaa tekemään. Siinä olisi mielestäni sitä paljon kaivattua robottistrategiaa. Mikä on syy että on vain muutama robotiikka-alan firma Suomessa ja vielä vähemmän esim. palvelurobotiikkaan erikoistuneita? Vastaus on aika simppeli. Osaaminen ja pääoma. Osaaminen karttuu vain tekemällä ja työskentelemässä vuosia yrityksissä jotka tekevät tuotteita jotka kilpailevat korkean teknologian kansainvälisillä markkinoilla.

Suomen peliteollisuus on hyvä esimerkki. Kesti liki kymmenen vuotta Rovion ja Supercellin menestyksen taustalla olevilta henkilöitä kerryttää se osaaminen, kokemus ja teknologiset assetit jota tarvittiin. Se ei tapahtunut suinkaan siinä muutamassa vuodessa kun esim. Supercell yhtiönä perustettiin. Korkeaa teknologiaosaamista vaativilla aloilla osaaminen ja kokemus ei vaan kumuloidu nopeasti vaikka kuinka haluaisi.

Nyt kysymys kuuluukin miten Suomi saataisiin nostettua esim. robotiikan alueella uudelle tasolle? Asiasta tiedottamisen ja tiedon jakamisen rinnalle tarvittaisiinkin jotain aivan uutta.

Robotiikan saralla Suomessa softapuoli olisi melkein se pakollinen mistä aloittaa koska hardware alustojen rakentaminen on ilman osaamista ja isoja pääomia haastavaa. Samaan aikaan teknologiajätit kuten Google tekee yo. jutun kaltaisia liikkeitä. Toisaalta voidaan heittää kysymys onko riittävä jos Suomessa tehdään ainoastaan softaa/sovelluksia roboteille vai pitäisikö Suomessa kehittää rautaa/platformia ja/tai olla mukana globaalin ekosysteemin kehityksessä? Jos pitäisi niin alkaa olemaan todella kiire koska käytännössä peli on jo kansainvälisille jättiläisille menetetty. Puhelimia voi jo suomalainenkin startup firma tilata tehtaasta Kiinasta brändättynä. Robotteja ei, joten melkoinen haaste varsinkin pienille firmoille ilman isoja pääomia edes lähteä leikkiin.

Robotiikka on vain yksi korkean teknologiaosaamisen toimiala jossa Suomessa tämä tilanne. Sattumalta olen vain tämän toimialan kehittymistä lähempää seurannut. Osaamista ei oikein ole mutta puhutaan paljon ja kerrotaan / jaetaan tietoa mitä maailmalla tapahtuu. Ehkä olisi maailman tapahtumien tiedottamisen sijaan aika katsoa kotipesään ja alkaa Suomessakin tekemään jotain konkreettista myös robotiikan saralla?




perjantai 19. lokakuuta 2012

CloudRobo

CloudRobo on mielikuvituksen luoma startup yritys jonka perusajatuksena on lähteä rakentamaan pilvipalveluna toimivaa ratkaisua joka toimii liityntänä koneiden, robottien ja ihmisten välillä käyttäen esimerkiksi sosiaalisen median palveluita. Ideana on että palvelun avulla voidaan hajauttaa ja jakaa dataa, tehtäviä ja robottien käyttäytymisiä. Samalla voidaan yksinkertaistaa niin tehtävän antaminen kuin sen suorittamiseen tarvittavien tehtäväsarjaohjeiden kysyminen. Peruslähtökohta on että rajapinta toimii luonnollisella kielellä. Näin esimerkiksi robotti voi tehtävän tai kysymyksen sen ihmiseltä puheesta tunnistaessaan välittää sen sellaisenaan eteenpäin jos ei ymmärrä.

Yksi lisähaaste tämänhetken roboteissa on että äärimmäisen monimutkainen mekaniikka, lukuisat anturit jne. jotka vaativat jo ihan perusasioissa kuten kävelyssä todella paljon suorituskykyä. Näinollen esimerkiksi ihmisestä hyvinkin yksinkertaisten tehtävien suorittaminen (esim. ota pallo käteen) ja kaikkien eri tehtävien tallentaminen ja suorittaminen paikallisesti on sula mahdottomuus. Toinen merkittävä asia on että ei ole olemassa vielä tapoja millä robotit voisivat "opettaa" toisiaan hajautetusti toteuttamaan tehtäviä. Asiaa ei helpota se että kaikilla eri robottialustoilla on oma ohjelmisto, rauta ja mekaniikka joten yksinkertainen tehtävä joudutaan toteuttamaan ja ohjelmoimaan jokaiseen alustaan erikseen. 

Pääasiasiallisen kommunikaatio robottien ja ihmisten välillä tapahtuu nykyään esimerkiksi puheen ja kuvan/videon tunnistuksen ja tekstistä puheeksi syntetisaattorin avulla. Tämä on kommunikaatiotapana aika rajallinen ja toisaalta esimerkiksi robotille annettujen tehtävien pitää olla pitkälti ennaltaohjelmoituja. Tämä on jo itsessään melkoinen haaste saada robotti nopeasti tekemään hyödyllisiä asioita missä vain ympäristössä ja milloin vain. Yksi haastavin osa-alue onkin saada ihmisten ja robottien välinen kommunikaatiokynnys ja monimutkaisiin tehtäviin liittyvät haasteet madallutettua. Tässä tärkeässä roolissa toimii luonnollisen kielen analyysi ja pilvessä tapahtuva ihmisille, muille roboteille ja pilvilaskentaan perustuva hajautettu tehtävien prosessointi.

Tässä peruslähtökohtia kehitettävälle palvelulle

- perustuu avoimeen lähdekoodiin ja avoimiin rajapintoihin

- itse palvelun kuin myös esim. tehtävien tekemiseen ja ratkaisuun liittyvien ohjelmakoodien kehitystyö toteutetaan hajautetusti esim. Githubia käyttäen

- robotit voivat kysyä palvelusta ohjeita tehtävien suoritukseen abstraktilla tasolla (esim. "miten laitan astian koneeseen?" ja liittää mukaan esim. kuvan, dataa ympäristöstä jne.)

- ihmiset pystyvät esimerkiksi sosiaalisen median kautta lähettämään "koti"-profiiliin kautta robotille tehtävän "Imuroi olohuone"

- palvelu tulkitsee luonnollisen kielen viestit ja riippuen onko kyseessä käsky vai tehtävän kysely antaa kuittauksen että tehtävä mennyt eteenpäin tai vastaavasti antaa ohjeet ko. robotille sen ymmärtämällä kielellä ohjeet/ohjelmakoodin kuinka kyseinen tehtävä pitää suorittaa

- esimerkiksi käyttäytymisten kuvaamiseen palvelun pitää tallentaa ja hallita ne sisäisesti käyttäen avoimia ja yleisten standardien mukaisia kieliä ja ohjelmistokomponentteja (esim. http://www.ros.org). Riippuen robottialustasta tai laitteesta joka ohjeita kysyy, annetaan sen alustan mukainen ohjelmakoodi.

- robotit pystyvät tallentamaan palveluun tietoa ympäristöstään esimerkiksi ultraäänellä ja/tai mittatiedoilla kartoitetun toimintaympäristönsä, videota/valokuvia, mittaitetoja jne. Näin kaikki tieto on valmiiksi siellä prosessoitavaksi.

- palvelun pitää toimia niin yritys kuin kotiympäristöissä toimivien robottien ja sosiaalisten työkalujen kanssa yhteen

- palvelun pitää robottien lisäksi samaan palvelualustaan pohjautuen tarjota mahdollisuus tehdä toteutuksia/rajapintoja esim. kiinteistö/taloautomaatioon. Eli esim. Facebookin avulla voisit laittaa "Koti"-profiilille pyynnön laittaa saunan päälle. Tämä lienee vain uusi versio aikanaan sms:lle keksitystä use casesta josta taisi syntyä hitti ;-)

Vaikka yritys on mielikuvitusta niin on tässä tarkoitus saada aikaan jotain ihan oikeastikin. Heti kun aika sallii niin ajatukseni on NAO robottia hyödyntäen rakentaa mahdollisesti muiden asiasta kiinnostuneiden kehittäjien kanssa prototyyppi konseptista johon kuuluu palvelinratkaisu, liityntä sosiaaliseen mediaan ja itse robottisovellus jolla yksinkertaisia asioita voidaan toteuttaa. Idea on kuitenkin suunnitella arkkitehtuuri niin että prototyyppi olisi mahdollisimman vähän alustariippuvainen ja samaa voisi testata esim. jo olemassaolevien kotiautomaatiojärjestelmien kanssa.

tiistai 14. helmikuuta 2012

Matka robottien valmistuksen ihmeelliseen maailmaan

Nyt tuli pitkästä aikaa hyvä syy kirjoittaa tänne blogiini kun viime viikolla yksi pitkäaikainen haaveeni toteutui ja pääsin tutustumaan miten robottien mekaniikkaa, elektroniikka ja ohjelmistoja valmistetaan. Matka ei ollut puhdas tutustumismatka vaan samalla sain vaihdettua robotille uuden sukupolven pään sekä rikkoutuneen laturin. Eli kehittäjäohjelman jäsenenä olin myös asiakkaana roolissa käymässä. Pään vaihtaminen tarkoitti tehokkaampaa prosessoria, kahta HD kameraa silmissä, kehittyneempi puheentunnistus jne. Tarkempia teknisiä yksityiskohtia kiinnostuneille löytyy täältä: http://aldebaran-robotics.com/en/Discover-NAO/nao-datasheet-h25.html

Sisäänkäynnissä vastaanotti tällainen seinänkokoinen kollaasi kuvia. Tähän kuulemma kerätään kaikenlaisia kuvia NAO roboteista ja yrityksen ihmisistä niiden kanssa. Hauska idea.


Vastapäiselle seinälle oli kerätty palanen NAO robotin historiaa. Merkittävä vaihe oli kun kuvan vanhassa autossa istuva versio NAO:sta valittiin robo soccer cupin viralliseksi robottialustaksi ja se korvasi Sony Aibon. Lisätietoa historiasta täältä: http://en.wikipedia.org/wiki/Nao_%28robot%29


Allaolevat ensimmäiset prototyypit muistuttivat lähinnä monia robotteja joihin törmäsin Tokion matkallani noin vuosi sitten ja josta kirjoitin tänne. Onkin siis mielenkiintoinen yksityiskohta että ranskalainen yritys valmistaa nyt robotteja joita huippuyliopistot mukaanlukien Tokion yliopisto hankkivat nyt opetuskäyttöön. Honda Asimoa ja muita alunperin tutkimuskäyttöön suunniteltuja robotteja ei tiettävästi ole tulossa laajempaan käyttöön. Kuulemma Asimoa ei ole edes olemassa hirveän montaa kappaletta, niitä ei voi ostaa  ja sen pääasiallinen käyttötarkoitus lienee toimia esim. myymälöiden avajaisten vetonaulana Tokiossa. Tämän kuulin eräältä aiemmin Tokiossa asuneelta ja NAO kehittäjäohjelmassa mukana olevalta kaverilta, joka juuri muutti Pariisiin Aldebaran Roboticsille töihin. Hän ei muuten ollut ainoa tapaamani henkilö visitiillä, joka oli siirtynyt harrastuksen myötä yhtiön palvelukseen. Robotiikassa ja NAO:ssa on vain yksinkertaisesti jotain maagista vetovoimaa...


Kun pääsin sisään minut vastaanottivat ao. herrasmiehet, jotka osallistuvat nimenomaisesti NAO kehittäjäohjelman pyöritykseen. Yksi kavereista (Akim joka vastaa kehittäjäyhteisön yhteydenpidosta) oli mukana myös UK:ssa pidetyssä kehittäjätapaamisessa. Kannattaa lukaista heidän juttunsa tapaamisesta täältä http://www.davesnowdon.com/blog/uk-nao-developers-meeting Tuolla on kiinnostava osa tuo Nao Store jota minullekin esiteltiin. Eli käytännössä samanlainen kauppapaikka NAO robottien sovelluksille on syntymässä (tai on jo rajoitetusti kehittäjäohjelman käytössä) kuin esim. mobiilisovelluksille. Tätä onkin hyvin mielenkiintoista seurata miten kehittyy. Idea on saman tyyppinen mobiilisovelluksissa että julkaiset ohjelmasi, johon tarvitaan sitten hyväksyntä/verifiointi ennen julkaisua.



Uusi tuttavuus oli Karotz (http://www.karotz.com) niminen pöydällä istuva jänis joka kytkeytyy nettiin. Aldebaran Robotics osti kyseisen yrityksen/tuotteen viime syksynä. Nähtäväksi jää alkaako NAO juttelemaan pöytäjäniksen kanssa ;-)


Romeo on mielenkiintoinen 140cm korkea seuraavan sukupolven humanoid robottiprojekti josta tietoa löytyy täältä.


Kiertokäynnin jälkeen ei voi muuta kuin ihmetellä miten monimutkainen ohjelmisto, mekaniikka ja elektroniikka saadaan niin hienosti paketoitua toimivaksi kokonaisuudeksi. Vierailu tuntui todellakin matkalta tulevaisuuteen. Tämän jälkeen ei ole enää vaikea ymmärtää mitä tulemme lähivuosina robotiikan ja tekoälyn kehityksessä näkemään. Toinen kysymys onkin ehkä kuinka valmiita me ihmiset olemme robottien näinkin nopeaan tulemiseen. Lopuksi minulla jäi jonkin aikaa keskustella asiantuntijoiden kanssa pilvirobotiikasta, robotin viestintä/ohjelmointi rajapinnoista ja mitä tulevaisuus tuo tullessaan. Maltan tuskin odottaa ;-)

Lopulta hotellilla sain NAO:n heräämään taas henkiin joten reissu oli tältäkin osin varsin onnistunut.

tiistai 27. syyskuuta 2011

Robotteja Tokiosta ja maailmalta

Tarinani alkaa visiitistä robottikauppoihin Tokioon viime syksynä. Olin silloin juuri tehnyt alustavan päätöksen liitttyä NAO kehittäjäohjelmaan ja hankkia NAO-robotin. Idea oli vielä varmistua mikä on kuuminta hottia missäs muualla kuin Japanissa - robotiikan ihmemaassa. Kun tarjoutui mahdollisuus lähteä käymään Tokiossa niin luonnollinen kohde oli Akihabara ja siellä robottikaupat jotta näkisi mikä tarjoama siellä oli. Tässä muutama kuva, joista keskimmäinen oikeastaan antaa kuvan yleisimmistä humanoidi robottimalleista. Hinnat ovat muutamasta sadasta eurosta tuhansiin euroihin ja ovat siis siten jo kuluttujan ulottuvilla. Valitettavasti nämä eivät kuitenkaan läheskään niin kehittyneitä kuin esim. NAO ja muut vielä toistaiseksi tutkimuskäyttöön tarkoitetut henkilökohtaiset robottialustat.





Suuri kotimarkkina on roboteissa ehkä ollut myös Japanin kompastuskivi maailmanmarkkinoita silmälläpitäen. Robotit on rakennettu puhtaasti sisämarkkinaa varten. Robotti ja servorakennelmia on ollut jo toistakymmentä vuotta, jopa silloin kun itse asuin 2000-luvun vaihteessa siellä. Haasteeksi vain näiden japanilaisten alustojen käytöstä on tehnyt se että PC työkalut niiden ohjemointiin, simultointiin jne. on löytynyt vain ja ainoastaan japaninkielisinä. High-end robottien puolella on toki Japani ollut edelläkävijä Honda Asimo, jne. roboteilla. Kuluttajapuolella tuttuja nimiä on toki mm. Sony Aibo koira joka sittemmin kuopattiin.

Maailmalla on ja syntyy koko ajan uusia henkilökohtaisen robotiikan robotteja/alustoja ja tässä kerättynä joitakin. Alla olevat neljä ensimmäistä esimerkkeinä kalliimmasta ja kehittyneestä päästä. Täydentelen sitä mukaa kun uusia tulee. Saa myös vinkata ;-)

Aldebaran robotics - NAO 
Tästä  ja sen ominaisuuksistakirjoitin aiemmassa blogikirjoituksessa
n. $4200 (pelkkä torso) - n. $16000

Hanson Robotics' - RoboKind
Täysin uusi markkinoille tullut humanoidi robotti. Perustuu avoimeen lähdekoodiin ja hinnat välillä $8.500 - $14.750. Erikoisuutena pehmeästä materiaalista tehdyt kasvot ja liikkuvat silmät jotka tekevät siitä hyvin "elävän" näköisen.  http://hansonrobokind.com/the-robot/

Robotis - Darwin-OP
Täysin avoin alusta (rauta ja ohjelmisto). Hinta n. $12000. Tarkempaa speksiä ja muuta löytyy täältä  http://www.robotis.com/xe/darwin_en

Kumotek 
VisiON 4G Advanced Humanoid Robot n. $44000
http://www.kumotek.com/products/humanoid.htm



Edullisempia hinnaltaan enemmän kuluttajille suunnattuja ja saa jo verkkokaupasta ja hyllyltä ainakin Japanissa.


Kondo - KHR-sarja
Edullisempia japanilaisia KHR-3HV, KHR-2HV(n. $1400) jne.   http://www.kondo-robot.com/EN/

Robotis Bioloid
Oikeastaan rakennussarja monenlaiseen n. $900  http://en.wikipedia.org/wiki/Robotis_Bioloid

RoboBrothers RoboPhilo
n. $500 http://www.robophilo.com/live/en/index.php


Kumotek KT-X-sarja
Alkaen n. $1300 http://www.kumotek.com/products/humanoid.htm


Vstone Robovie

Robovie-M version 3 n. $3000 http://www.vstone.co.jp/english/


Kyosho Manoi
Kyosho-Manoi AT01 n.€1500 http://www.kyosho.com/jpn/products/robot/at01/at01.html


tiistai 20. syyskuuta 2011

Onko henkilökohtainen robotti muutakin kuin kävelevä tietokone?

Yksinkertaisimillaan voisi ajatella että "kävelevä tietokone" on vähintäänkin minimitaso mitä henkilökohtainen robotti tulevaisuudessa tarjoaa. Eli se voi täysin itsenäisesti liikkua huoneesta toiseen ja tuoda ihmisille uudenlaisen "käyttöliittymän"erilaisiin työn ja kodin palveluihin. Tätä tukee puheentunnistus/tekstistä-puheeksi toiminteet, konenäkö, interaktio fyysisesti ympäristön kanssa, automaattinen navigointi/ympäristön kartoitus, infrapuna/ultraäänitutkat jne.

Vaikka esimerkiksi NAO robotti on pienikokoinen niin se on pakattu täyteen kehittynyttä tekniikka ja ei siis ole pelkkä kävelevä tietokone. Mikä parasta tämä mahdollistaa sen että se voi ilmaista itseään aivan toisella tavalla kuin tietokone. Käyttäytyminen, ilmaisu ja interaktio ovatkin hyvin lähellä sitä miten ihmiset toimivat joka tuo täysin uuden ulottuvuuden. Paljon prosessointi tehosta meneekin liikkeen, puheen jne. ohjaamiseen. On kuitenkin ilmeistä että tehoa tulee jatkuvasti lisää ja tämän lisäksi henkilökohtaiset robotit pystyvät toimimaan hajautetusti niin että se voi ladata erilaisia käyttäytymisiä verkkoon ja jakaa suoraan verkkoon esim. toisille roboteille tai tietokoneille. Lisäksi paljon erilaisia monimutkaisempia tehtäviä kannattaakin hajauttaa verkkoon prosessoitavaksi. Aivan vastaavalla tavalla kuin tietokoneiden sovellukset ovat siirtyneet verkkoon ja verkottuneet. Tämä on siis täysin luonnollinen kehitys myös henkilökohtaisen robotiikan saralla.

Keräsin tähän alle hieman tietoa mitä kaikkea tekniikka NAO robottiin on pakattu:
  • Korkeus: 57cm
  • Paino: 4,3kg
  • Autonomisuus: 90 minuuttia jatkuvaa toimintaa (tähän on tulossa latausasema johon NAO hakeutuu automaattisesti kun akut vähenee loppuaan)
  • Vapausasteita (DOF = degrees of freedom): 25
  • CPU: x86 AMD Geode 500 MHz päässä, toinen vartalossa
  • Käyttöjärjestelmä: Linux
  • Yhteensopivat käyttöjärjestelmät: Windows, Mac OS, Linux
  • Ohjelmointikielet: esim. Urbi, C++ , Python
  • Näkö: Kaksi CMOS 640×480 kameraa
  • Kuulo: Neljä mikrofonia
  • Ultraääni(tutka) etäisyystunnistukseen
  • Kaksi infrapunalähetintä sekä vastaanotinta
  • 9 kosketustunnistinta - päässä, käsissä ja jaloissa
  • 8 painetunnistinta
  • Monta tapaa ilmaista itseään: äänisyntetisaattori, LED valot ja kaksi laadukasta kaiutinta
  • Verkkoyhteydet: Ethernet, Wi-Fi
Alla videossa NAO heräilee päivän rankkoihin koitoksiin kuten esim. aiemman blogaukseni artikkelissa jonka videossa se olisi halunnut olla imurirobotti.


Mikäli kiinnostaa vilkaista minkätyyppisiin käytännön henkilökohtaisten robottien hyötysovelluksiin tutkimusta tehdään ympäri maailmaa niin täältä löytyy tuore artikkeli aiheeseen: http://www.willowgarage.com/blog/2011/09/19/back-school-pr2




sunnuntai 11. syyskuuta 2011

Henkilökohtaiset robotit. Tulevaisuus ja mahdollisuudet


En ole aivan selvillä kuinka paljon opetusta, tutkimusta, käytännön sovelluksia ja toimivia yrityksiä henkilökohtaisen robotiikan alueella Suomessa on. Tämä oli yksi syy miksi päätin perustaa blogin aiheen ympärille. Vaikuttaisi kuitenkin vähäisellä tutustumisella että niin yhdistys, opetus kuin yritystoiminta on melkolailla puhtaasti teollisuusrobotiikan alueella. Tämä on sinänsä mielenkiintoista sillä maailmalla henkilökohtaisten robottien tutkimus ja kehitys on ollut pitkään jo nopeimmin kehittyviä uusia alueita. Ja nyt todella nähdään jo paljon käytännön sovelluksia. Koska tutkimuspaperit ja muut lähteet mistä vielä tähän asti on aiheeseen voinut tutustua, ovat hyvinkin teknisiä ja aiheeseen vihkiytymättömälle huonosti aukeavia - yritänkin tuoda asioita blogissa kansantajuisemmin esille.

Henkilökohtaisen robotin määritelmä

Mikä sitten henkilökohtainen robotti on? Teollisuusrobotteihin verrattuna oleellista on kuinka robotti palvelee yksittäisen ihmisen tarpeita ja robotin käyttöön ei tarvita robotiikan asiantuntijaa kuten esim. teollisuudessa. Eli tavallaan robotin "käyttöliittymä" on kehitetty nimenomaan tavallisen ihmisen kanssa toimintaan tavallisissa ympäristöissä. Tähän liittyy oleellisesti myös mekaniikka, fysiikka ja robotin ulkonäkö jotka auttavat niitä soveltumaan ja toimimaan paremmin ihmisten. Sovellusalueita henkilökohtaisessa robotiikassa löytyy sekä työelämässä että arkisissa askareissa. Vain mielikuvitus on rajana.

Sovelluskohteita

Konkreettisena esimerkkinä erityisesti perheen arkea merkittävästi helpottavasta sovelluksesta on pyykin tai astioiden pesu. Vielä jokin aika sitten tällainen oli lähinnä scifiä, mutta täältä löytyvä ja yli miljoona kertaa ladattu video osoittaa että hyvin perustavaa laatua oleviin arjen ja työn sovelluksiin on olemassa jättimäinen tarve ja kiinnostus: http://www.willowgarage.com/blog/2011/06/06/solving-laundry-uc-berkeley

Tällä hetkellä robotit ovat hinnaltaan vielä niin korkeita että aivan heti niitä ei nähdä ihmisten kodeissa ja työpaikoilla henkilökohtaisina avustajina. Esim. ylläolevassa videossa ollut robotti maksaa satoja tuhansia dollareita. Viimeaikoina yksikköhinnat ovat kuitenkin alkaneet pudota merkittävästi ja kun saavutetaan riittävä massatuotannon aste tulevat yksikköhinnat putoamaan nopeasti ja radikaalisti. Nimenomaan ihmisten normaalia elämää ja arkea tukeville sovelluksille on suuri tilaus.

Sovelluskohteita on hyvin paljon ja tässä muutamia:
- ikääntyvien ihmisten auttaminen kotioloissa
- lasten opettamisessa, leikeissä ja esimerkiksi autismin hoidossa on saatu hyviä tuloksia nimenomaan robotiikan avulla
- koska robotiikka on hyvin laaja-alainen, se on erinomainen opetuksen täydentäjä jo ihan peruskoulutuksesta lähtien ja soveltuu lisäksi mihin vain teknisen alan opetukseen
- henkilökohtaiset assistentit toimistoympäristössä
- etäläsnäolo työssä. Ajatus kuulostaa ehkä scifiltä mutta tätä testataan jo toimisto-olosuhteissa.
- jne.

Henkilökohtaisen robotiikan tuleminen

Henkilökohtaisten tietokoneiden aikakausi alkoi 80-luvun alussa, jota seurasi internet ja mobiiliteknologian aikakausi. Robotiikka saattaakiin olla seuraava merkittävä teknologinen vallankumous ja teollisuudenhaara. Tämän kehityksen kiihtymistä saattaa kuitenkin olla rajoittamassa esim. korkeat hinnat, lakitekniset haasteet ja robotiikan avoimuus (open robotics). Näihin liittyen löytyikin hyvä englanninkielinen tuore haastattelu (Ryan Calo / Standford yliopisto):

http://surprisinglyfree.com/2011/08/16/ryan-calo/

Lisäksi Ryan Calon julkaisemassa artikkelissa kuvataan tarkemmin avoimen robotiikan merkitystä koko teollisuudelle ja arvioidaan kehityssuuntia http://papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=1706293

Yhteenvetona haastattelusta poimittuja henkilökohtaiseen robotiikkaan liittyviä tulevaisuudenkuvia/haasteita:
  • avoimet alustat mahdollistaisivat nopeamman kehityksen ja liikkeelle lähdön
  • tällä hetkellä ollaan henkilökohtaisessa robotiikassa suurinpiirtein samassa vaiheessa kuin 70-luvun lopulla henkilökohtaisen tietokoneen kehityksessä
  • jo vuonna 2015 henkilökohtaisen robotiikan liiketoiminta olisi arviolta 6 miljardin dollarin suuruinen
  • vastuu- ja lakitekniset kysymykset saattavat olla yksi merkittävin haaste. Suljetuissa tuotteissa/järjestelmissä vastuukysymykset eivät ole epäselviä, mutta avoimissa modulaarisesti rakennetuissa robotiikan sovelluksissa tämä saattaa olla haaste. Robotiikassa kuitenkin verrattuna esim. PC teollisuuteen saattaa aiheuttaa fyysisiä vahinkoja ympäristölle ja ihmisille. Jopa ajatusta robottivakuutuksesta kuten autoilla jo on, on väläytelty.
  • teollisuuden toimijoiden pitäisi aloittaa nopeasti standardointi ja jaettuun sekä avoimeen infrastruktuuriin liittyvien asioiden yhteensovittaminen

Miksi robotiikkaa ja tekoälyn soveltamista olisi hyvä aloittaa opettamaan jo peruskoulussa?

Jotta Suomen kilpailukyky säilyisi tulevina vuosikymmeninä erityisesti teknologian saralla pitäisi opetukseen saada integroitua sisään matematiikan, tieteen ja teknologian sisältöä ja osaamista. Vaikka robotiikka saattaa alkuun kuulostaa eksoottiselta oppiaineelta, tarkemmin tarkasteltuna se tarjoaa luonnollisen pedagogisen lähestymistavan nimenomaan ongelmalähtöiseen oppimiseen, konkreettista käsin oppimista ja yhteistyön tekemistä ryhmissä. Se lisää oppilaiden kiinnostusta eri teknisiin osa-alueisiin kuten mekatroniikkaan, elektroniikkaan, sovellettuun matematiikkaan, ohjelmistotekniikkaan jne. Robotiikka aineena kehittäisi tietoa ja osaamista nimenomaan älykkäiden tulevaisuuden informaatioteknologioiden ymmärtämisessä. Nämä teknologiat tulevat olemaan interaktiivista, multimodaalista (monta käyttöliittymää kuten puhe, liike jne.), mukautuvia ja autonomisia. Teknologia ei ole enää mikään "nörttien" ja poikien hiekkalaatikko vaan pitäisi olla enemmänkin kansalaistaito. Jo nyt robotiikka ja tekoäly ovat löytäneet tiensä tutkimuslaitoksista osaksi ihmisten arkea esim. imurirobottien muodossa. Harva myöskään ajattelee enään että itseasiassa niinkin arkipäiväinen asia kuin jokainen Google haku käyttää monimutkaisia algoritmeja jotka toteutettu nimenomaan soveltaen tekoälyä ja monimutkaista tapaa indeksoida tietoa ja tulkita luonnollista kieltä.

Miksi henkilökohtainen robotiikka ei ole saanut suurempaa roolia suomalaisessa yhteiskunnassa, yritysmaailmassa ja tutkimuksessa?

Tätä olen kovasti miettinyt kun olen toistakymmentä vuotta seurannut aktiivisesti kehitystä mitä maailmalla tapahtuu. Mielestäni yksi kaikkein haastavin asia on että osaajista on pulaa ja pääasiassa yritykset, yliopistot ja osaajat ovat keskittyneet nimenomaan teollisuuden robotiikan ja tekoälyn sovelluksiin. Robotiikka on myös hyvin haastava ja monialainen alue opiskella joka vaatii huipputason opetusta. Aiheeseen perehtyvän pitää pystyä ymmärtämään ja hallitsemaan alueita: luonnollisen kielen prosessointia, kybernetiikkaa, kognitiiviset järjestelmät,  psykologiaa (kognitiivinen, käyttäytyminen jne.), automaatiotekniikka, mekaniikka, elektroniikka, ohjelmistotekniikkaa, tekoäly jne. Tämän lisäksi on puuttunut robotiikan sovellusten kehittämiseen niin tutkimus, opiskelu kuin harrastupuolelle sopivia alustoja robotiikkaan. Tai ne mitkä ovat olleet, ovat olleet pääasiassa lasten lelukäyttöön tarkoitettuja tai täysin suljettuja kuluttajatuotteitta kuten imurirobotit tai ruohonleikkurit. Myös korkeat hinnat robotiikan alustoissa ovat varmasti estäneet kehitystä. Uskon vahvasti että nyt alkaa syntymään enenevässä määrin valmiiksi paketoitua ja avoimia alustoja jonka ympärille uusi ekosysteemi kehittyy ja tässä kehityksessä vain taivas on rajana.

Tutkimusta ja toimintaa kotimaassa ja ulkomailla

Keräsin tähän aiheesta kiinnoistuneille robotiikan tutkimukseen ja muuhun aiheeseen liittyviä linkkejä, josta hyvä lähteä liikkeelle.

Ranskalainen NAO robotin kehittäjä
http://aldebaran-robotics.com/

NAO robottiin liittyvä blogipostaus joka herätti minut, jossa Tokion yliopisto ostaa ranskalaiselta yritykseltä robotteja. Maailmankirjat menivät tältä osin sekaisin.
http://www.robots-dreams.com/2010/10/university-of-tokyo-selects-aldebaran-nao-robot.html

Vähän yksityiskohtaisempi kuvaus miten NAO:a käytetään Tokion yliopistossa opetukseen:
http://www.best-of-robotics.org/icra2011workshop/templates/default/media/Takano_Nakamura_Robotics_education_with_NAO.pdf

NAO kehittäjäohjelma
http://developer.aldebaran-robotics.com/

Microsoft Robotics (alemman linkin takaa kattava kokoelma robotiikan alan yrityksiin maailmalla)
http://www.microsoft.com/robotics/
http://www.microsoft.com/robotics/#FindPartner

Stanford AI laboratory
http://ai.stanford.edu/

MIT Computer Science and Artificial Intellingence Laboratory
http://www.csail.mit.edu/

MIT Personal robotics group
http://robotic.media.mit.edu/

The rise of personal robots. Cynthia Breazeal - Director of MIT Personal robotics group TED talk video
http://www.youtube.com/watch?v=eAnHjuTQF3M

The Robotics Institute at Carnegie Mellon University - Personal Robotics Lab
http://personalrobotics.ri.cmu.edu/

Cornell University, personal robotics
http://pr.cs.cornell.edu/


Suomen tekoälyseura
http://www.stes.fi/index.php

Neokybernetiikka Aalto-yliopisto
http://neocybernetics.com/suomeksi/

Aalto yliopisto automaatio-ja systeemitekniikan laitos
http://autsys.tkk.fi/Opinnot



tiistai 6. syyskuuta 2011

Singulariteetti on lähellä, vai onko?

Jos kuulet ensimmäistä kertaa sanan singulariteetti niin älä huolestu. Jos olet kuullut termin astrofysiikan yhteydessä niin singulariteetti ei tässä blogissa tarkoita sitä. Singulariteetilla tarkoitankin teknologista singulariteettia, jossa tietyssä pisteessä teknologisin keinoin ylitetään ihmisäly jolloin syntyy ns. "superäly". Termistä laajemmin löydät tietoa esim. täältä http://en.wikipedia.org/wiki/Technological_singularity . Mikäli olet kiinnostunut aiheesta enemmän niin suosittelen lukemaan Ray Kurzweilin teoksen "The Singularity is Near" http://www.singularity.com/

Syy miksi valitsin blogin nimeksi juuri singulariteetti on se, että mielestäni singulariteetti kuvaa erittäin hyvin sitä minne teknologinen kehitys on meitä viemässä ja matka on todellakin kohti tuntematonta. Tämän blogin aiheena onkin kaikki tulevaisuuden teknologoihin liittyvä jossa robotiikka ja tekoäly ovat olennaisessa roolissa. Koska olen itse konkreettisten asioiden ihminen niin tarkoitus on myös pitää blogia seuraavissa kappaleissa kerrotun NAO robotin edesottamuksista kuvien, videoiden ja kokeilujeni pohjalta.

Koska robotiikan terminologia ei ole oikein suomenkieleen vielä vakiintunut, ei yleisesti tiedossa ja joidenkin termien kohdalta on vaikea löytää käännöksiä, niin otankin tavaksi laittaa sulkuihin englanninkielisen termin.

Kimmoke lähteä kirjoittamaan tätä blogia syntyi hankittuani keväällä NAO nimisen robotin ja päästyäni mukaan sen kansainväliseen kehittäjäohjelmaan. Olen jo toistakymmentä vuotta seurannut mitä robotiikan saralla tapahtuu maailmalla ja Suomessa tuntuu että on vain harvoja yrityksiä ja harrastajia jotka ovat robotiikkaan keskittyneet. Suomessa toimivat yritykset ovat pääasiassa keskittyneet erilaisiin teollisuusautomaatio sovelluksiin. Tämä on myös koulutussuunta jota itsekin opiskelin aikanaan.  Aivan uudenlaiset mahdollisuudet ovat kuitenkin tulossa henkilökohtaisen robotiikan (personal robotics) sovelluksissa, telemaattisessa läsnäolossa (telepresence) , telemaattisessa olemassaolossa (teleexistence) jne.. Tämän lisäksi tuntuu että harrastustoiminta aiheen ympärillä ainakin Suomessa on keskittynyt pääasiassa esim. taistelurobotteihin joissa järjestetään kilpailuja jne. Uskon kuitenkin että erityisesti henkilökohtaisen robotiikan alueella on ihan huikea määrä sovelluskohteita joita emme vielä osaa edes kuvitella.

Vaikka olen seurannut robotiikkaa läheltä jo Japanissa asuessani toistakymmentä vuotta sitten niin yllätykseksi ensimmäisen todella vakuuttavan ja kehittyneen NAO robotin toi saataville ranskalainen http://www.aldebaran-robotics.com/. He toimittivat Tokion yliopistoon viime vuoden lopulla toistakymmentä NAO robottia joka herätti mielenkiintoni. http://www.robots-dreams.com/2010/10/university-of-tokyo-selects-aldebaran-nao-robot.html Kun ranskalainen yritys toimittaa Tokyon yliopistoon opetuskäyttöön robotteja niin silloin on maailmankirjat sekaisin ja jotain aivan mullistavaa syntynyt. Ja kehitystä pitkään seuranneena voin sanoa että näin olikin. Tästä intoutuneena lähdinkin tutustumaan miten pystyisin NAO robotin hankkimaan. Kaikki aikaisemmat robotiikan kokeilut olivat perustuneet lähinnä ohjelmoitaviin logiikoihin jne. Onneksi yritys oli juuri aloittanut kehittäjäohjelman johon haettiin maksimissaan 200 kehittäjää ympäri maailmaa. Verkossa tehdyn ohjelmointi ja tekniikkakokeen jälkeen minut hyväksyttiin ohjelmaan mukaan.
http://www.aldebaran-robotics.com/en/Solutions/For-Development/developer-program.html
On erittäin hienoa ja upea mahdollisuus olla mukana kehittämässä aivan mullistavaa aivan uudessa teollisuudenhaarassa ja samalla oppia tekoälysovelluksista ja robotiikasta aivan uudella tavalla. Onkin ennustettu että robotiikka on pc ja mobiiliaikakauden jälkeen suurin yksittäinen koko maailmaa mullistava teknologinen murros. Imurirobotit ovat vasta alkusoittoa....onkin siis mielenkiintoista seurata olemmeko jo matkalla kohti teknologista singulariteettia ja odottaako se jo kulman takana.

Ensimmäinen projektini NAO:n parissa tullee olemaan suomenkielen tekstistä-puheeksi (text-to-speech) tuen käyttöönotto joka näyttäisikin olevan ihan oma projektinsa koska oletuksena kielet ovat englanti ja ranska. Alustavan selvittelyn pohjalta uuden kielen liittäminen onkin vähän isompi harjoitus.

NAO onkin hieman ehtinyt turhautumaan odotellessaan että oppii puhumaan suomea ja koittaa kovasti keksiä hyödyllistä tekemistä josta video alla ;-)