Yläkuvassa NASA:n RTG:llä eli ydinparistolla varustettu "Curiosity"-luotain

Robotit sekä tekoäly tulevat mullistamaan liikenteen ja avaruustutkimuksen

Kimmo Huosionmaa B.Sc., BBA

Autonomiseen toimintaan pystyvä auto on aina välillä ollut puheenaiheena , kun esimerkiksi robotiikasta puhutaan. Kun keskustellaan autoista, jotka kuljettavat ihmisiä ilman kuljettajaa, niin silloin tietenkin pitää huomioida sellainen asia, että tuollaisen robottiauton tietokoneiden pitää kyetä havainnoimaan sekä huomioimaan useita muuttujia, jotta automaattiohjaus kykenee kuljettamaan autoa kaupungissa. Tuolloin automaattiohjauksesta vastaavan tietokoneen pitää voida huomioida esimerkiksi punaiset liikennevalot, yllättäen eteen tulevat ihmiset sekä tietyöt, jotta tuollainen robottiauto ei ajaisi esimerkiksi kaivantoon.

Se että robotti kykenee toimimaan autonomisesti Marsissa ei tarkoita, että se kykenisi turvallisesti toimimaan kaupungeissa tai ylipäätään liikenteessä ilman, että ihminen puuttuu sen toimintaan. Jos puhutaan siitä, että 1000 kg painoinen henkilöauto liikkuisi kadulla ilman kuljettajaa, niin silloin tilanne on hieman toinen, kuin jonkun uutamia satoja grammoja painavan UAV:n kohdalla. Tietenkin UAV eli nanohelikopteri voi lentää siihen liitetyn kännykän GPS-paikantimen avulla vaikka kuinka mutkikkaita reittejä, koska GPS-laite havainnoi myös vertikaalisia pisteitä, ja tuon takia nanohelikopteri voi tehokkaasti katsoa esimerkiksi talojen katoille, ja toimia muutenkin ihmisen apuna.

Tuolloin kännykän tietokone antaa oman laskentatehonsa tuon UAV:n käyttöön, ja se että tuo laite ei törmää taloihin johtuu siitä, että GPS on niin tarkka paikantaessaan tuota välinettä, että kyseinen piste voidaan asettaa paikkaan, missä ei ole taloja, ja jos tarkasti ajatellaan, niin silloin tietenkin voidaan huomioida, että tuon robotin reitti koostuu vain joukosta karttakoordinaatteja, joiden kautta se sitten lentää. Ja törmäys taloon estetään siten, että tuon laitteen vertikaaliset pisteet asetetaan siten, että se lentää aina talojen välissä. Tuolloin pitää huomioida se, että siviilikäyttöön tarkoitettujen GPS-laitteiden CEP (Circular Error Probability) on muistaakseni 30 metriä, jolloin tietenkin tuon luotaimen pitää pysyä tarpeeksi kaukana talojen seinistä, jotta se ei niihin törmäisi kesken lennon.

Tietenkin laki sanoo jotain kotirauhasta ja ihmisten kuvaamisesta, joten ne asiat pitää sitten myös huomioida, jos tuollaisen laitteen aikoo hankkia, ja tietenkin myös lentoturvallisuuteen on kiinnitettävä huomiota. Jos henkilö itse aikoo tällaisen UAV:n tehdä, niin koelento pitää suorittaa esimerkiksi jossain hallissa, mistä tuota helikopteri ei pääse pakoon. Nämä välineet voivat kuitenkin toimia monissa tehtävissä aina viranomaisen suorittamasta alueen tutkimisesta kukkien kasteluun ja pizzojen viemiseen asiakkaille. Mutta kun puhutaan 1000 kg henkilöauton liikkumisesta kaupungilla, niin sen riistäytyessä hallinnasta on tuho paljon suurempaa kun jos muutamien satojen grammojen painoinen UAV riistäytyy ihmisen ohjauksesta.

Nykyaikainen hajautettu tietojenkäsittely kuitenkin auttaa tällaisia ajoneuvoja toimimaan tehokkaasti, eli ne voivat olla nettiyhteyden päässä tietokone keskuksesta, jonka avulla tuollainen ajoneuvo sitten voi tehostaa oman tietokoneensa toimintaa. Robottiajoneuvoja on jonkin verran käytössä esimerkiksi asevoimilla sekä ydinturvallisuudesta vastaavilla viranomaisilla , jotka käyttävät niitä tiedustelutehtävissä, mutta normaalissa liikenteessä ne eivät kuitenkaan ole menestyneet ainakaan toistaiseksi. Kuitenkin esimerkiksi NEST (Nuclear Emergency Search Team) käyttää robotteja jatkuvasti esimerkiksi ydinjätevävarastoissa sekä muissa korkeasti radioaktiivisissa tiloissa, missä ihminen ei voisi työskennellä kuin muutamia minuutteja kerrallaan. Asevoimien käyttämissä robottiajoneuvoissa on nimittäin sellainen ominaisuus, että ne eivät itseasiassa ole täysin autonomisia robotteja, vaan kehittyneellä radio-ohjauslaitteella varustettuja puoliksi autonomisia laitteita.

Nämä välineet toimivat samaan tapaan kuin esimerkiksi mars-mönkijät, joiden liikkuminen perustuu siihen, että sen ympäristöstä luodaan laserilla kolmiulotteinen kuva, ja sitten ajoneuvon kuljettaja ajaa tuon pätkän simulaattorissa, jolloin virtuaalinen liikerata tallennetaan tuon laitteen muistiin. Sen jälkeen radioteleskooppi ottaa yhteyttä tuohon mars-mönkijään, joka ajaa reitin itsenäisesti. Toki tuossa mönkijässä on käytössä kehittynyt tekoäly ja inertianavigaatiolaite, joka tietenkin helpottaa sen toimintaa. Luotaimen inertia eli hyrränavigaatiolaite toimii siten, että mönkijän kamera kääntyy jotain maamerkkiä, ja sitten se lukittuu siihen. Tämän jälkeen tuo robotti etenee kohti maamerkkiä, jonka kuva on tallennettu robotin tietokoneen muistiin.

Laitteistoa kutsutaan nimellä DSMAC (Digital Scene-Matching Area Correlation). Sen toiminta perustuu siihen, että tuo kameran asento tallennetaan robotin muistiin sen ottaessa kuvan kyseisestä maamerkistä. Sitten hyrrälaite pitää sen lukittuna tähän maamerkkiin, ja jos maamerkki jostain syystä katoaa näkyvistä tai eteen tulee onkalo, jollainen syntyy hiilidioksidin purkauksen yhteydessä, niin silloin luotain osaa ajaa reitin takaisin. Nämä mars-luotaimet eivät ole ainoita lajissaan, vaan niiden avulla on ajateltu myös tutkia Kuuta, maapallon tulivuoria, merenpohjaa, ja selvittää radioaktiivista laskeumaa. Merenpohjaa tutkiva robotti kuitenkin pitää muotoilla siten, että sen runko kestää veden paineen, ja jos niissä on RTG-laitteen, niin tuollaiset robotit voivat tutkia syvän meren pohjaa jopa vuosien ajan. Kuitenkin tästä on vielä pitkä matka siihen, että robottitaksi tulee omalle kotiovellemme hakemaan meitä töihin. Robottien kehittyminen on kuitenkin paljon muutakin kuin pelkkiä tietokoneita sekä GSM-datayhteyksiä. Mars-robotit toimivat myös testausvälineinä tulevaisuudessa Jupiteriin lähetettäville vastaaville laitteille. Noiden laitteiden toiminnan pitää olla täysin varmistettua, koska matka Jupiteriin kestää vuosikausia.

Kyseiset luotaimet tullaan laskemaan tuon planeetan jäisille kuille kuten Europa-kuuhun , ja ne sitten etsivät sieltä esimerkiksi leviä ja muita alkeellisia elämänmuotoja. Mars-lentoon verrattuna Jupiteriin lähetettävät kojeet tulevat olemaan paljon kehittyneemmällä sekä monipuolisemmalla tekoälyllä, joka mahdollistaa myös sen, että luotain sitten kykenee myös korjaamaan itsensä, koska jos Jupiterin kuussa toimiva luotain sattuu hajottamaan yhden pyöristään tai jotain muuta odottamatonta sattuu tapahtumaan, niin silloin on tärkeää, että tehtävä voi jatkua. Tuolloin voisi olla niin, että luotaimen mukana kulkee toinen robotti joka sitten esimerkiksi vaihtaa sen osia, ja korjaa mikropiirien liitoksia, jos luotain sattuu kolhimaan itseään. Eihän kukaan halua, että vuosikausia kestänyt operaatio päättyy alkuunsa, kun luotain sattuu ajamaan Europa-kuun pinnassa olevaan avantoon. Kun luotain liikkuu esimerkiksi Europa-kuun pinnalla, niin sen eteen saattaa tulla sellainen tilanne, että sen alla oleva jääpeite pettää, jolloin sen pitäisi voida kyetä lentämään.

Jos Europalla olisi kaasukehä kuten Titanilla, niin juttu tehtäisiin luotaimeen kiinnitetyillä roottoreilla, joka voidaan kiinnittää sen pyörien keskelle, jolloin se voisi kääntää ne puhaltamaan alas, ja lentää pois vaara-alueelta. Toisin sanoen nuo roottorit on asennettu vanteiden keskelle, ja niitä pyöritetään sähkömoottoreilla. Kun luotain lähtee lentoon, niin sen pyörät käännetään alaspäin, jolloin roottorit nostavat sen ilmaan.

Tai sitten ne voisivat sijaita sen pohjassa, jolloin luotain voisi nousta ilmapatjan päälle, ja liikkua myös vedessä tai pikemminkin leijua veden päällä. Syy miksi tuolloin kannattaa pitää pyörät alaspäin käännettynä on se, että jos luotain kohtaa vaikka tuosta hiilivetymerestä kohoavan tapin, niin silloin sen pohja ei vahingoitu. Europa-kuun kaltaisessa paikassa tietenkin on käytössä nestettä eli vettä, jota voidaan höyrystää valokaarella, ja tuolla tavoin luotain kykenee myös lentämään paikasta toiseen. Tuollainen tekniikka tietenkin kiehtoo ihmisiä kautta maan, koska sen avulla voidaan luoda ”lentäväksi autoksi” kutsuttu VTOL-kone. Lentävä auto on termi mikä tarkoittaa kulkuneuvoa, joka kulkee sekä maanteitä että lentää ilmassa. Kyse on oikeastaan myös hyvin halvoista ilmailuvälineistä , joiden hinta olisi henkilöauton luokkaa, mutta kyseisten välineiden valmistamista ja käyttöä rajoittaa lainsäädäntö, eli niitä lentävällä henkilöllä pitää olla lentolupakirja, ja sen takia ne eivät ole vielä olleet muuta kuin prototyypin asteella.