Katosta roikkuva robottikärsä voi auttaa vanhuksia ja liikuntarajoitteisia
21.12.2011
Opiskelijat rakentavat projektikurssilla katosta roikkuvaa, norsun kärsän mallista robottia. Kattorobotti sopii hyvin esimerkiksi avustamaan vanhuksia tai liikuntarajoitteisia kodin askareissa.
Kattorobottihanke hyväksyttiin vuonna 2008 opiskelijaprojektiksi Teknillisen Korkeakoulun 100-vuotisrahaston MIDE-tutkimusohjelmaan (Multidisciplinary Institute of Digitalisation and Energy). Projekti jatkuu vielä ainakin vuoden 2012 ajan. Valmiina on jo rata, jota pitkin robotti liikkuu katossa, sekä robottikärsän ensimmäinen prototyyppi. Mielenkiintoista puuhaa on vielä paljon jäljellä, muun muassa kärsän jatkokehittelyä, robotin ohjaamisratkaisuja ja tekoälyn luomista.
Robottiprojektiin on osallistunut opiskelijoita Aalto-yliopiston eri korkeakouluista sekä vaihto-opiskelijoita ulkomaisista yliopistoista. Mukaan kaivataan osaajia myös tekniikan alan ulkopuolelta, esimerkiksi muotoilusta – koska robottia suunnitellaan käytettävän myös kotona, ei ole samantekevää, muistuttaako olohuoneen katosta roikkuva robotti kärsää vai lonkeroa.
Liikkuminen, painovoima ja energian riittävyys luovat teknisiä haasteita
Automaatiotekniikan emeritusprofessori Aarne Halmeen mielestä robotin liikkumiseen, painovoiman hyväksikäyttöön ja energian riittävyyteen liittyvät kysymykset tekevät kattorobottikonseptista teknisesti mielenkiintoisen.
 |
| Kuva: Robottikärsän prototyyppiä esitellään MIDE Demo Day -tapahtumassa. |
Lattialla liikkuvien robottien ohjelmointi on haastavaa, koska niiden täytyy pystyä väistämään esimerkiksi huonekaluja ja liikkuvia ihmisiä. Koska kattorakenteet ovat muuttumattomia, robotin liikkuminen katossa on helpommin suunniteltavissa. Liikkumiseen oli monenlaisia vaihtoehtoja hämähäkkimäisistä jaloista lähtien, mutta lopulta robotin liikkumisratkaisuksi valittiin ratakiskot.
Energian riittävyys on perusongelma itsenäisesti liikkuvissa roboteissa, koska niiden akkuja täytyy ladata usein. Kattorobottiprojektissa tämä ongelma on ratkaistu siten, että robotti ottaa energiaa suoraan katossa olevasta radasta, jota pitkin se liikkuu.
Koska painovoima on katosta alaspäin suuntautuvan liikkeen puolella, robotissa on mahdollista käyttää kevyempiä rakenteita. Robottikärsän onkin oltava mahdollisimman joustava liikkeiltään.
– Norsut käyttävät kärsäänsä taitavasti, mutta saman sulavuuden saavuttaminen robottikärsässä on suuri haaste, Halme kertoo.
Robotin on myös kyettävä hahmottamaan etäisyyksiä ja navigoimaan kolmiulotteisessa tilassa, jotta se esimerkiksi pystyy tarttumaan esineisiin.
Myös robotin ohjaamiseen tarvitaan joustavia ratkaisuja. Robotti voi suorittaa yksinkertaiset tehtävät itsenäisesti, mutta vaikkapa raskaita huonekaluja siirrettäessä käyttäjä voi ohjata robottia itse jonkinlaisella kaukosäätimellä.
Mielikuvitus asettaa rajat robottien käytölle
Kotiapuun tarkoitettuja robotteja kehitellään paljon ympäri maailmaa ja niitä tarvitaan yhä enemmän väestön ikääntyessä. Kattorobotista on apua voimaa vaativissa tehtävissä, sillä se voi esimerkiksi tarjota tukea liikuntarajoitteiselle henkilölle tuolista nousemiseen. Robotit sopivat myös kommunikointi- ja valvontatehtäviin: robotti voi esimerkiksi pitää yksin asuvaa vanhusta silmällä ja vaikkapa huomauttaa päälle unohtuneesta liedestä.
Roboteille voi olla tulevaisuudessa käyttöä myös sellaisilla ihmisillä, jotka eivät tarvitse erikoisapua. Kun kodin askareita delegoidaan robotille, kotitöihin yleensä kuluvan ajan voi käyttää johonkin mukavampaan. Aiempien tutkimusten mukaan ihmisen haluaisivat käyttää robotteja erityisesti kodin siivoustehtäviin.
– Esimerkiksi Japanissa on löytynyt markkinoita kotiroboteille, jotka toimivat ikään kuin hovimestareina: ne juttelevat omistajalleen ja tuovat pyydettäessä esineitä. Robottien käyttötarkoitukset ovat kulttuurisidonnainen asia, Halme kertoo.
Teksti: Anni Aarinen, Kuvat: Mikko Raskinen
Lisätietoa