Autor:
Martti Reinet

Karl Kruusamäe sillutab teed inimese ja roboti võimalusterohkele koostööle

Tartu Ülikooli robootika kaasprofessor Karl Kruusamäe on oma teadustöös pühendunud inimeste ja robootika koostöö arendamisele. Loe intervjuud, mis ilmus Forte ja Eesti ülikoolide uues rubriigis „Tunne teadlast“.


Nimi: Karl Kruusamäe
Amet: robootika kaasprofessor
Peamised tegevussuunad: inimese ja roboti koostöö, autonoomne robootika, haridusrobootika
ETIS-e profiil: Karl Kruusamäe | CV (etis.ee)


Milline on praegu käsil olev uurimisteema ja miks on sellega tegelemine oluline?

Mul on korraga käsil mitu uurimisteemat, millest enamik on ühel või teisel moel seotud inimese ja roboti koostoimimisega. Toon kolm konkreetsemat näidet: haridusrobootika, inimese ja roboti koostöö ning sotsiaalne robootika.

Haridusrobootika. Robootika kui kehastunud tehisaru viimaste aastate plahvatuslik areng on kasvatanud nõudlust inimeste järele, kes oskavad roboteid luua, arendada ja juhtida. Et pakkuda neile inimestele haridust, oleme Tartu Ülikoolis loonud uuenduslikke haridustehnoloogilisi lahendusi, mis muudavad robootikaoskuste omandamise kergemaks ja kättesaadavamaks.

Üks näide on haridusrobot Robotont, mis aitab õpilastel ja tudengitel õppida robootikaga seotud põhitõdesid ja robotite rakendamisega seotud tehnilisi oskusi. Robotonti eristab paljudest teistest haridusrobotitest see, et sellega seotud praktilised töövõtted, nt roboti programmeerimine, hõlmavad täpselt neid vahendeid, mida kasutatakse paljudes robootikat ja muid autonoomseid süsteeme arendavates ettevõtetes nii Eestis kui ka mujal maailmas. Selle tulemusena on õpitud oskusi lihtne töökeskkonda üle kanda.

Image
Karl Kruusamäe ja robot Robotont
Karl Kruusamäe hoiab käes Tartu Ülikooli teadlaste ja üliõpilaste loodud õpperobotit Robotont (autor: Martti Reinet)

Inimese ja roboti koostöö tootmises. Roboteid on tööstuses kasutatud pikka aega eesmärgiga inimene täielikult tootmisest välja jätta. See aga tähendab, et valdkonnad, kus automatiseerimine on keeruline või liiga kulukas, on jäänud kaasaegsetest tehnoloogilistest lahendustest suuresti kõrvale ning seal tehakse palju ära jätkuvalt ainult inimtööjõuga.

Nüüdseks on jõutud tõdemusele, et automaatsüsteem võiks toimida ka koostöös inimesega, et lõigata korraga kasu nii inimese kui ka masina tugevatest külgedest. Sellist lähenemist kutsutakse nimega Tööstus 5.0 ja selle üks aluspõhimõtteid on inimkeskne tootmine. Selleks arendame töörühmaga lähiaastail Ida-Viru õiglase ülemineku fondi rahastuse toel piirkonnas tootmist hõlbustavaid andmepõhiseid meetodeid, lähtudes tööstussektori vajadustest. Samuti veame eest robootika õppe- ja teadustöövõimaluste loomist Tartu Ülikooli Narva kolledžis.

Image
Karl Kruusamäe Narvas seminaril
Narva kolledžis võiks 2025. aastaks olla robootikalabor, mis pakub kõrgtehnoloogilist õppekeskkonda üliõpilastele, töötingimusi teadlastele ning võimaldab teenusena katsetada ettevõtetele vajalikke rakendusi, rääkis Kruusamäe Narvas koostööseminaril (autor: Kaja Karo)

Meie laboris uuritakse, kuidas tagada inimese ja roboti sujuv ja ohutu koostöö nii, et mingit ülesannet täitev inimene ei peaks õppima lisaks roboti juhtimist. Selleks kasutame näiteks liitreaalsust (ingl augmented reality), mille abil saame luua personaalseid poolvirtuaalseid maailmu, et muuta inimese ja roboti vaheline suhtlus ladusamaks. Liitreaalsuses suhtlevad inimene ja robot omavahel visuaalsete lisasignaalidega, mis on nähtavad ainult sellele inimesele, kes kannab liitreaalsusprille.

Sotsiaalne robootika. On ülesandeid, mille täitmiseks ei jagu meil ühiskonnas piisavalt kvalifitseeritud inimtööjõudu ja mis võivad olla seotud ka väga inimlike ülesannetega, nt vanurite hooldus või laste sotsiaalsete oskuste arendamine. Siin võivad meile tulla appi sotsiaalsed ehk inimkaaslejarobotid.

Juba mõnda aega oleme toetanud Tartu Ülikooli lastekliiniku arste ja psühholooge, et kasutada inimeselaadseid roboteid laste suhtlusoskuste arendamisel. Robotid aitavad sel viisil leevendada ekspertide puudust. Teisalt on robotite kasutamisel näha positiivset mõju ka teraapia tulemuslikkusele: tagasihoidlik laps võib roboti juuresolekul kergemini avaneda.

Et toetada paremini sotsiaalse robootika arengut Eestis ja mujal, alustasime hiljaaegu tudengiprojektiga Semubot, mille eesmärk on luua Eesti esimene humanoidrobot. Semubot on täielikult avatud robotplatvorm, mis tähendab, et igaüks võib endale selle joonised alla laadida ja ise roboti kokku panna, samuti seda oma vajaduste järgi ümber ehitada.

Image
juhendatavad ja Karl
Karl Kruusamäe juhendatavad, vastsed bakalaureusekraadi omanikud Kristjan Madis Kask ja Kaur Kullamaa koos Tartu Ülikooli üliõpilaste loodava sotsiaalse humanoidroboti Semubotiga, millele Kristjan Madis ehitas käe ning Kaur lõi tarkvara ja elektroonika (autor: Martti Reinet)

Mis on teie teadusvaldkonnas seni suurimat ühiskondlikku mõju avaldanud saavutus?

Robootika mõju ühiskonnas on keeruline üle hinnata. Tänu robotitele on suurenenud heaolu Lääne ühiskonnas ja meil on võimalik teha toiminguid, mis võiksid olla inimesele eluohtlikud. Näiteks saame saata roboteid avakosmosesse ja teistele planeetidele või uurida ja kõrvaldada demineerimisel ohtlikke olukordi. Esimesed robotid loodigi vajadusest käsitseda radioaktiivseid materjale.

Ükskõik kui lihtne või keeruline mõni robot ka ei tundu, selle toimima saamiseks on olnud vaja teha märkimisväärseid edusamme paljudes teadusvaldkondades. Robotite kere loomisel on vaja teadmisi materjalitehnoloogiast, et leida konkreetse ülesande jaoks täpselt õigete omadustega materjalid. Robotite juhtimiseks kasutatakse keerukaid algoritme ja tehisaru, mis nõuab põhjalikku teadustööd matemaatikas ja informaatikas. Selleks, et algoritmid ja tehisaru saaks robotit juhtida, on tarvis pidevat arvutustehnoloogia ja kiipide arengut, mis omakorda tähendab pidevat füüsika, elektroonika ja materjalitehnoloogia piiride kompamist. Üha enam räägime robotitest ka sotsiaalsetes rollides, mistõttu peavad selle valdkonnaga ühinema üha enam ka sotsiaal- ja humanitaarteadlased, et aidata meil mõista, milline on robotiseeritud ühiskond, mis on roboti roll ja mis mõju võib olla inimeste ja robotite ühisel tegutsemisel.

Image
Robotondi generatsioonid
Robotontide erinevad generatsioonid. Esimene tont valmis aastal 2018 ja viimane versioon kannab auväärt tiitlit 3.0 (autor: Eva Mõtshärg)

Kui mõtlete Eestis või maailmas toimuvale, siis mille üle Te kõige enam südant valutate?

Tehnoloogiahuvilisena soovin alati, et tehnoloogiast oleks inimestele kasu. Ent mitte alati pole tehnoloogiat kasutatud inimeste hüvanguks ja halbade kavatsuste korral võib see osutuda väga ohtlikuks. Ma ei usu, et lahenduseks on tehnoloogilise arengu tõkestamine, aga loodan, et tehnoloogia abil leiame lahendused, mis võimaldavad igaühel tunda end turvaliselt ja osana ühiskonnast ning et see kõik ei tule privaatsuse kadumise arvelt.

Kuidas jõudsite teaduseni ja mis teid teaduse juures köidab?

Teaduseni jõudsin juhuslikult. Koolilapsena ei mõelnud ma, et minust saab kindlasti teadlane, kuigi väljavaade töötada ülikoolis tundus mulle sümpaatne juba põhikoolis. Siiski oli mul teatav aukartus teadlaste ees ja ega ma kunagi ei uskunud, et võiksin olla üks neist. Ülikooliõpingute ajal tundus aga ühel hetkel juba päris loogiline ja jõukohane astuda doktorantuuri ning liikuda sealt omakorda sammhaaval edasi. Teaduse juures köidab mind tegutsemine inimteadmiste piiril: siin on kõik võimalik.

Millise teadustöö tulemuse üle olete eriti uhke?

Kindlasti olen uhke oma päris esimeste pehmerobootikaga seotud teadustulemuste üle. Minu töö oli luua sellise liikumismehhanismiga robot, mis suudab iseenda asendi ära tunda. Et robot saaks stabiilselt liikuda, on vaja eraldiseisvaid tajureid, mis paigutatakse roboti sisse ja tuvastavad roboti või mõne tema osa liikumise kiiruse. Pehmerobootikas aga kasutatakse robotite liikumapanemiseks nutikaid materjale, mis suudavad kuju muuta. Mu teadustöö eesmärk olid leida mooduseid, kuidas tuvastada nendesamade nutimaterjalide abil roboti liikumine, ilma et eraldiseisvaid seadmeid oleks vaja. Sedasi saaksime hõlpsamini luua imepisikesi roboteid, mis mahuvad näiteks ujuma veresoone sees.

Image
Veiko Vunder Karl Kruusamäe ja tudengid
Robootika suuna ühed peamised eestvedajad Karl Kruusamäe ja robotitehnoloogia lektor Veiko Vunder (vasakult teine) koos arvutitehnika üliõpilastega. Raimo Köidami (keskel tumesinises) bakalaureusetöö tulemusena välgutab Robotont nüüd leede. (autor: Martti Reinet)

Praegu tunnen palju rõõmu meie haridusrobootika edusammude üle, sest näeme nii Eestis kui ka mujal maailmas, et Robotondi platvormist on noorte robootikaoskuste edendamisel päriselt kasu. Lisaks oleme viimastel aastatel palju pingutanud, et võimaldada autonoomsete robotite kiiret loomist – sel teemal on kohe-kohe valmimas ka üks doktoritöö, millel on potentsiaali aidata teadlastel ja tehnoloogiaettevõtetel hõlpsamini inimkeskseid roboteid luua.

Mida soovite oma teadustöös veel korda saata?

Mul ei ole kindlaid eesmärke, mida kindlasti järgmiseks teha. Küll aga soovin, et käimasolev töö nii haridusrobootika, inimkeskse tootmise kui ka sotsiaalse robootika vallas jõuaks edukate tulemusteni. Ja küll uued proovikivid veerevad ise minu akadeemilisele rajale.

Ajakirjanike vestlusring

Keerukate teemade selgitamisel on teadlased ajakirjanikele väga oodatud partnerid

Kaasprofessor Alar Jänes hoidmas TÜ keemia instituudis komplekteeritud tsink-ioon-hübriidsuperkondensaatori prototüüpi

Kuidas rahuldada inimkonna kasvavat energiavajadust?

Digiõppe kursus - Tartu Ülikool

Valminud on uus õppija töölaud