Professori Joni Pajarinen uskoo robottien tulevaisuuden potentiaaliin

Robotiikka ottaa nyt isoja askelia eteenpäin tekoälymenetelmien avulla. Näin uskoo syksyllä sähkötekniikan ja automaation laitoksella työnsä aloittanut professorimme Joni Pajarinen.

Mitä tutkit ja miksi?

Tutkin ja kehitän tekoälymenetelmiä liittyen erityisesti vahvistusoppimiseen, mikä on koneoppimisen muoto. Tutkin myös robotiikkaa ja tekoälyn yhdistämistä robotiikkaan. Uskon, että tulevaisuudessa robotit toimivat itsenäisemmin ja pystyvät toimimaan ympäristöissä, missä aikaisemmin robotteja ei ole ollut. Näistä esimerkkeinä robotit, jotka osaavat itsenäisesti siivota leluja, järjestää esineitä keittiössä, lajitella jätteitä tai nostaa puunrunkoja kuorma-auton lavalle. Imurirobotit ovat jo arkipäivää, mutta tulevaisuudessa robottien toimenkuvat voivat laajentua merkittävästi.

Jotta robotit pystyisivät toimimaan itsenäisesti haastavissa ympäristöissä, pitää robottien oppia suunnittelemaan toimintaansa. Toimintaa varten robotin on kerättävä tarvittava tieto, jotta ne voivat toimia hyvin ja suorittaa niille annettuja tehtäviä. Näin robotti voi toimia myös sellaisessa ympäristössä, mitä ei välttämättä ole suunniteltu etukäteen heitä varten tai ovat heille täysin tuntemattomia. Tutkimani menetelmän avulla robotti voi oppia toimintaa suoraan palautteesta. Robotti voi esimerkiksi oppia selvittämään kietoutuneita esineitä toisistaan pelkästään huomaamalla ja muistamalla, miten esineitä voi ja ei voi liikuttaa.

Miten sinusta tuli tutkija?

Olen aina ollut kiinnostunut tekoälymenetelmistä ja siitä, miten asiat toimivat. Olin jo valmistunut diplomi-insinööriksi ja työskentelin ohjelmistoyrityksessä, kun innostuin suorittamaan jatko-opintokursseja silloisessa Teknillisessä korkeakoulussa (TKK). Hieman myöhemmin aloitin väitöskirjan teon projektissa, jossa oli mukana myös koneoppimista. Väitöskirjan jälkeen siirryin robotiikkaan, koska halusin kehittää uusia menetelmiä, mutta samalla nähdä miten ne toimivat fyysisessä maailmassa.

Mitkä ovat olleet urasi huippuhetkiä?

Suurimpia saavutuksia ja huippuhetkiä ovat kehitetyt tekoälymenetelmät, jotka ovat olleet tehokkaampia kuin muut saman alan menetelmät sekä erilaiset robotiikkasovellukset.

Robotiikassa erityisen hienolta on tuntunut, kun on saanut jonkin uuden haastavan ja pitkään mietinnässä olleen ongelman ratkaistua. Useimmiten loppuratkaisu on alkuperäistä mietintöä yksinkertaisempi, mutta toimii hienosti.

Millaisia ominaisuuksia tutkijalta vaaditaan?

Tutkimustyö vaatii suurta uteliaisuutta, sillä se on uusien asioiden löytämistä ja uusien havaintojen tekemistä. Uusien asioiden löytäminen voi vaatia paljon vaivaa, ja siksi tutkijalta vaaditaan periksiantamattomuutta. Tutkimus vaatii mielipiteiden nopeaa muuttamista: pitää pystyä sopeutumaan aina uusiin tilanteisiin, kun odotukset eivät vastaakaan todellisuutta.

Useimmat tutkijat ovat hauskoja ja kertovat hauskoja vitsejä, mikä johtuu ehkä siitä, että asioita pitää pystyä tarkastelemaan monesta eri suunnasta ja pyörittelemään ratkaisuja mielessään. Tutkijat osaavat myös toimia hyvin muiden ihmisten kanssa, koska tutkimustyö on yhteistyötä.

Mitä odotat tulevaisuudelta?

Ala menee nyt todella kovaa eteenpäin sekä tekoälykehityksessä että robotiikassa. Viime aikoina tietokone on oppinut pelaamaan shakkia ja Go-peliä paremmin kuin ihmiset.

Toisaalta odotan, että robotiikassa ihmisen ja robotin yhteistoiminta tulee kasvamaan merkittävästi. Alalla on otettu edistysaskelia ja osoitettu, että robotit pystyvät toimimaan turvallisesti lähellä ihmistä. Pidemmällä tähtäimellä tekoälymenetelmät mahdollistavat itsenäisempiä robotteja, jotka pystyvät työskentelemään ja oppimaan ihmisten kanssa sen sijaan, että vain toteuttavat tiettyä käskyä. Robotiikan kehittyminen näkyy myös laitoksellamme, jossa meillä on käytössä Spot-neliraajarobotti. Spot kiipeää portaita, pystyy kulkemaan vaikeassa maastossa, kerää tietoa ympäristöstä ja toivottavasti tulevaisuudessa manipuloi esineitä. Robotiikan myötä kehittyvät myös autonomiset autot, jotka tulevat yleistymään ensin yksinkertaisissa olosuhteissa. Nämä näkyvät tulevaisuudessa ihmisten arjessa.

Suomen tekoälykeskus FCAI on valtakunnallinen tekoälyn osaamiskeskus, jonka ovat käynnistäneet Aalto-yliopisto, Helsingin yliopisto ja Teknologian tutkimuskeskus VTT. FCAI:n tavoitteena on kehittää uudenlaista tekoälyä, joka voi toimia ihmisen kanssa monimutkaisessa ympäristössä ja auttaa uudistamaan suomalaista teollisuutta. FCAI on yksi Suomen Akatemian lippulaivoista. Lisätietoa fcai.fi