Trialoogi toimetaja
Inimese ja masina koostöö ei ole enam tulevikuunistus – see sünnib siin ja praegu. Robotid ulatavad teraapias abikäe, virtuaalsed kaksikud võtavad koha sisse tehastes ning teaduse ja igapäevaelu vaheline piir muutub iga päevaga üha hägusamaks.
„Eesmärk pole asendada inimest, vaid luua nutikaid tehiskaaslasi, kes teevad elu lihtsamaks ja ohutumaks,” ütles TalTechi tööstus virtuaal- ja liitreaalsuse labori juht, professor Vladimir Kuts.
TalTechi Tööstusliku virtuaal- ja liitreaalsuse labor pakub muljetavaldavalt mitmekesist teenuste valikut. Laboris saab integreerida digitaalseid kaksikuid, juurutada robootikasüsteeme ning arendada konkreetsetele olukordadele ja klientidele kohaldatud virtuaal- ja liitreaalsusrakendusi. Teenused ei piirdu üksnes tööstussektoriga – lahendusi luuakse laiemalt ja paindlikult eri valdkondadele.
Kui inimkujuline robot kolib koju
Kutsi laboris küpseb projekt, mille eesmärk on liita humanoidrobotid ehk inimkujulised robotid meie igapäevaeluga. Tulevikus soovitakse toetada piiratud toimetulekuvõimega inimesi.
Esialgu ei testita roboteid siiski veel päris kasutajate kodudes, vaid katsed viiakse läbi Tallinna Tervishoiu Kõrgkooli töötajate ja tudengite peal. Kuts rõhutab, et on oluline tõsta kas haigusest, vanusest või mõnest muust tegurist pärsitud füüsilise võimekusega inimeste elukvaliteeti. „Praeguse plaani järgi on robotid 1.35 meetri pikkused, nad liigutavad käsi ja jalgu, suudavad reageerida keskkonnale, ning mis kõige olulisem – õpivad pidevalt juurde.“
Oluline on, et roboteid ei programmeerita otse, vaid nende oskused arenevad virtuaalkeskkondades. Robotid ei õpi mitte otse koodi kirjutades, vaid omandavad oskusi masinõppe abil – tehisintellekti haru, mille süsteem teeb tuhandeid katseid ning täiustab end neist saadud järelduste põhjal. Virtuaalkeskkond pakub roboti „ajule“ lõputult harjutamisvõimalusi: seal saab ta katsetada eri liigutusi, ajastusi ja reaktsioone, analüüsida ja optimeerida neid enne, kui oskused kantakse üle roboti füüsilisse kehasse.
Nii saavutatakse kiire areng, ilma et kulutataks reaalseid masinaid või võetaks asjatuid riske. „Kujutage ette, et inimene, kelle käed hästi ei tööta, paneb ette virtuaalreaalsuse prillid ja kätte spetsiaalsed kindad ning juhib enda keha asemel roboti keha. Robot hindab kõigepealt, kui edukalt on inimene oma füsioteraapiaharjutusi sooritanud – alles seejärel ulatab ta abikäe teisteks tegevusteks. Siin on tegu koostööga, mitte asendamisega.“
“Kujutage ette, et inimene, kelle käed hästi ei tööta, paneb ette virtuaalreaalsuse prillid ja kätte spetsiaalsed kindad ning juhib enda keha asemel roboti keha. Robot hindab kõigepealt, kui edukalt on inimene oma füsioteraapiaharjutusi sooritanud – alles seejärel ulatab ta abikäe teisteks tegevusteks. Siin on tegu koostööga, mitte asendamisega.”
TalTechi virtuaal- ja liitreaalsuse labor – ion nnovaatiline keskkond, kus virtuaal- ja liitreaalsuse lahendused kohtuvad masinõppe ja robootikaga, muutes ideed praktilisteks rakendusteks. Foto: Vladimir Kuts
Virtuaaltehas ja digitaalsed kaksikud
Kuigi humanoidid toovad revolutsiooni tervishoidu ja kodudesse, leiab veelgi suurem muutus aset tööstuses. Tehnoloogia areng ei tähenda enam mitte ainult roboteid liinil – vaid ka seda, et enne kui ükski masin reaalses maailmas tööle pannakse, saab terve tehas valmis ja testitud.
Selleks kasutatakse digitaalsete kaksikute tehnoloogiat. Kogu tootmisliin – robotid, konveierid, detailid ja protsessid – luuakse kõigepealt virtuaalses keskkonnas. Seal saab katsetada, kuidas erinevad masinad omavahel suhtlevad, millised takistused võivad ette tulla ja kuidas neid lahendada. „Füüsilised masinad võivad olla teineteisest kaugel, aga virtuaalmaailmas saavad nad kokku ja töötavad justkui ühe süsteemina. Nii näeme juba enne seadmete ostmist, kas nad omavahel sobivad, kuidas nad käituvad ja kas neid on üldse otstarbekas integreerida.“
„Füüsilised masinad võivad olla teineteisest kaugel, aga virtuaalmaailmas saavad nad kokku ja töötavad justkui ühe süsteemina. Nii näeme juba enne seadmete ostmist, kas nad omavahel sobivad, kuidas nad käituvad ja kas neid on üldse otstarbekas integreerida.“
Kui mõni masin või liigutus ei tööta virtuaalses keskkonnas piisavalt efektiivselt, viiakse sisse parandused, testitakse uuesti ja alles seejärel kantakse uuendused üle reaalsesse tehasesse. See säästab raha, aega ja ressursse. „Enam pole vaja raisata kalleid masinaid ega inimtunde, selleks et hiljem avastada, kuidas mõni asi ei tööta,“ rõhutas Kuts.
Masinõpe võimaldab virtuaalsetes tehastes järjest paremini ennustada, millised seadmete kombinatsioonid toimivad efektiivselt, ning pakkuda optimaalseid seadistusi. „See on pidev tagasisidesilm – virtuaalmasinad õpivad, annavad infot, selle põhjal tehakse muudatusi, ning nii liigumegi samm-sammult targema tootmise poole,“ selgitas Kuts.
Sellise lähenemise mõte pole ainult optimeerida tootmist, vaid muuta ka uute seadmete kasutuselevõtt sujuvamaks ja inimsõbralikumaks. „Me loome liideseid, milles inimene ei pea oskama keerulisi programmeerimiskeeli – piisab hääle-, žesti- või puudutusepõhisest suhtlusest.“
Virtuaalkeskkonna abil saab inimene TalTechi laboris digikaksiku kaudu kaugjuhtida seadmeid ja katsetada protsesse ohutult ja paindlikult. Foto: Vladimir Kuts
Inimene masinate kõrval
Robootika areng tekitab eriti humanoidide kontekstis omajagu ärevust: kas masinad võtavadki inimesed üle? Kuts lükkab selle hirmu tagasi. Tema sõnul ei kao inimene tööstusest kuhugi, muutub vaid tema roll – ta liigub lihtsatelt ja rutiinsetelt ülesannetelt keerukamatele, otsustust nõudvatele töödele. „Tööstus 4.0 eemaldas inimesed rutiinsete tööde juurest. Tööstus 5.0 toob nad tagasi – aga nüüd liituvad inimesed loovate partneritena,“ ütles ta.
“Tööstus 4.0 eemaldas inimesed rutiinsete tööde juurest. Tööstus 5.0 toob nad tagasi – aga nüüd liituvad inimesed loovate partneritena.”
Eriti oluline Kutsi hinnangul on selline naasmine vanemaealiste töötajate puhul, kes ei pruugi omandada keerulist programmeerimiskeelt. Labor loob liideseid, mis võimaldavad neil töötada oma kogemuse ja loogikaga, mitte tehnilise oskuse najal.
Kuts usub, et inimest läheb alati vaja – ka siis, kui robotid muutuvad targemaks ja võimekamaks. „Keegi peab neid roboteid hooldama, õpetama, arendama. See ei ole maailma lõpp, vaid uue algus.“
Ta toob paralleeli robottolmuimejatega: „Kui robottolmuimeja võtab sinu kodus tolmu, siis kas see tähendab, et sa oled töö kaotanud? Ei – see tähendab, et sa ei pea seda ise tegema ja saad pühenduda millelegi olulisemale. Sama kehtib humanoidide kohta.“
Lisaks kodudesse ja tehastesse mõeldud koostöörobotitele näeb Kuts humanoididel suurt potentsiaali ka tuleviku kriisiolukordades. Sellised robotid saavad minna sinna, kuhu inimene ei tohiks – näiteks aladele, kus on gaasileke või kõrge kiirgustase. Nad saavad vahetada tööriistu, tegutseda täpselt ja kiiresti, ilma et seataks ohtu kellegi elu.
Eesti labor, maailma lava
TalTechi virtuaalreaalsuse laboris tehakse tööd, mis jõuab rahvusvahelistel konverentsidel alles täna lavale. „Juhtisin roboteid virtuaalreaalsuse kaudu juba seitse aastat tagasi. Kui nägin eelmisel aastal, kuidas sama praktikat esitleti kui tipparendust, sain aru – me pole kunagi olnud arengust maas, vaid pole lihtsalt osanud oma teadmisi piisavalt nähtavaks teha,“ ütles Kuts.
Ta rõhutab, et Eesti teadlased on rahvusvaheliselt väga kõrgel tasemel, kuid tihti jääb vajaka ressursist ja julgusest end maailmale näidata. Samas ei saa mööda vaadata Hiina hinnakonkurentsist: „Hiina humanoidrobotid maksavad tihti kümme korda vähem kui Euroopa omad. Seetõttu kasutame teadustöös nende platvorme – mitte ideoloogilistel, vaid praktilistel põhjustel.“
Kutsi sõnum on selge: kui Euroopa soovib robootika arengus kaasa rääkida, peab ta ise rohkem tootma, investeerima ja nähtaval olema.
“Juhtisin roboteid virtuaalreaalsuse kaudu juba seitse aastat tagasi. Kui nägin eelmisel aastal, kuidas sama praktikat esitleti kui tipparendust, sain aru – me pole kunagi olnud arengust maas, vaid pole lihtsalt osanud oma teadmisi piisavalt nähtavaks teha.”
Humanoidrobotid pole enam ulme, vaid reaalsus – samamoodi võivad tulevikus meie igapäevaellu jõuda ka robotkoerad, pakkudes tuge ja seltsi. Foto: Vladimir Kuts
Kommentaar: Kristo Timberg, Hansab AS tegevjuht
Endise Chemi-Pharmi tegevjuhi Kristo Timbergi sõnul sai koostöö TalTechi tööstus virtuaal- ja liitreaalsuse laboriga alguse Horizon2020 projektist, mille fookuses oli autonoomsete siselogistika-robotite kasutuselevõtt väikestes ja keskmise suurusega tootmisettevõtetes. Kuna Chemi-Pharm rajas samal ajal uut tehast, kasutati projekteeritud 3D-mudeleid selleks, et luua detailne digitaalne kaksik, mille abil mängiti hiljem läbi protsesse ja hinnati seadmete tasuvust.
Koostöö laboriga oli Timbergi sõnul sujuv ja sisuline – labori spetsialistid aitasid lahendada probleeme, töötasid välja katsekeskkondi ning toetasid digikaksiku rakendamist virtuaalreaalsuses. Tulemuseks oli mitmekülgne õppimiskogemus ja väärtuslik panus tehase arendamisse. „Digikaksiku toel mängisime virtuaalreaalsuses läbi erinevaid tööprotsesse, tänu millele avastasime mitmeid detaile, mida saime ehituse käigus korrigeerida – näiteks kitsaid liikumisteid või ebamugavaid hoiustamiskohti,“ tõdes Timberg.
Tema hinnangul on TalTechi tööstus virtuaal- ja liitreaalsuse labori teenustest kõige rohkem kasu väikestel ja keskmise suurusega tootmisettevõtetel, mis soovivad katsetada uusi tehnoloogiaid, kuid ei pruugi suuta seda iseseisvalt teha. „Ilmselt on kasutusjuhtumeid sama palju, kui kujutlusvõime lubab välja mõelda,“ märkis Timberg.
