Miten tekoälyä sovelletaan robotiikassa

Tekoälyn ansiosta robotit voivat nykyään oppia, sopeutua ja tehdä päätöksiä itsenäisesti ilman ihmistä tai ennalta ohjelmoituja ohjeita. Tekoälyä hyödyntävät robotit on varustettu algoritmeilla, joiden avulla ne pystyvät analysoimaan ja ymmärtämään ympäristöstään saatuja tietoja ja ryhtymään asianmukaisiin toimiin. Näitä algoritmeja voidaan ajatella analogisina ihmisen aivojen kanssa, jotka tulkitsevat aisteista saatua tietoa, etsivät kuvioita ja tuottavat tuloksia. Puheentunnistuksen ja luonnollisen kielen käsittelyn avulla tekoäly voi myös mahdollistaa robottien vuorovaikutuksen ihmisten ja muiden koneiden kanssa.

Tekoäly robotiikassa on kiehtova ala, joka yhdistää kaksi toisiinsa liittyvää tieteenalaa, tekoälyn ja robotiikan. Tavoitteena on luoda tekoälyrobotti, joka pystyy päättelemään, oppimaan, havaitsemaan ja tekemään päätöksiä – tehtäviä, jotka tyypillisesti edellyttävät ihmisälyä. Tekoälyssä kehitetään ohjelmistoja ja algoritmeja koneiden älykästä käyttäytymistä varten, kun taas robotiikassa keskitytään robottien suunnitteluun, rakentamiseen ja käyttöön. Yhdistettynä ne muodostavat robottitekoälyn, jossa robottijärjestelmiä parannetaan tekoälyteknologioilla parempien valmiuksien ja automaation aikaansaamiseksi, jolloin ne pystyvät suorittamaan monimutkaisempia ja itsenäisempiä tehtäviä.

Tekoälyä käytetään robotiikassa monin eri tavoin riippuen robotin lajista, tehtävästä ja tavoitteesta. Tyypillisiä robotiikan tekoälyn käyttökohteita ovat muun muassa seuraavat:

Tietokonenäkö

Visuaalisen tiedon, kuten kuvien ja elokuvien, analysointi ja ymmärtäminen on tämän tekoälyn haaran painopiste. Robotit voivat tietokonenäön avulla mitata etäisyyksiä, syvyyksiä ja mittasuhteita sekä havaita ja tunnistaa esineitä, kasvoja, eleitä ja maisemia ympäristössään. Tietokonenäkö on ratkaisevan tärkeä navigoinnin ja esteiden välttämisen sekä esineiden tunnistamisen, seuraamisen ja manipuloinnin kaltaisissa tehtävissä.

Koneoppiminen

Tällä tekoälyn osa-alueella keskitytään sellaisten algoritmien kehittämiseen, jotka pystyvät oppimaan datasta ja kokemuksesta ilman nimenomaista ohjelmointia. Koneoppimisen ansiosta robotit voivat nyt toimia parhaalla mahdollisella tavalla, sopeutua uusiin olosuhteisiin ja ratkaista asioita, jotka ovat liian monimutkaisia tai dynaamisia perinteisille lähestymistavoille. Tietojen ja palautteen laadusta ja saatavuudesta riippuen koneoppimisessa voidaan käyttää valvottuja, valvomattomia tai vahvistusoppimisen lähestymistapoja. Koneoppiminen on hyödyllistä esimerkiksi luokittelussa, klusteroinnissa, regressiossa, poikkeamien havaitsemisessa ja valvonnassa.

Luonnollisen kielen käsittely

Luonnollisen kielen käsittely ja luominen, mukaan lukien puhe ja teksti, kuuluvat tähän tekoälyn osa-alueeseen. Luonnollisen kielen luomis-, tulkitsemis- ja kääntämismenetelmien avulla robotit pystyvät kommunikoimaan ihmisten ja muiden koneiden kanssa. Luonnollisen kielen käsittelyä tarvitaan esimerkiksi keskustelujärjestelmissä, tiedon louhinnassa, tunteiden analysoinnissa ja ihmisen ja robotin välisessä vuorovaikutuksessa.

Syväoppiminen

Tämän koneoppimisen haaran aiheena ovat keinotekoiset neuroverkot, jotka koostuvat useista toisiinsa linkitetyistä solmupisteistä ja jotka pystyvät oppimaan monimutkaisia ja epälineaarisia kuvioita valtavista tietomääristä. Syväoppimisen avulla robotit voivat suorittaa tietokonenäköä, puheentunnistusta, kuvantunnistusta ja luonnollisen kielen käsittelyä koskevia tehtäviä, jotka edellyttävät korkean tason abstrahointia ja yleistämistä. Verkon suunnittelusta ja tarkoituksesta riippuen syväoppimisessa voidaan käyttää myös konvoluutio-, rekursiivisia tai generatiivisia neuroverkkoja.

Tekoäly ja robotiikka tarjoavat yhdessä lukuisia mahdollisuuksia ja vaikeuksia teknologian ja yhteiskunnan kehittämiselle tulevaisuudessa. Tekoälytaidot omaavat robotit voivat suorittaa toimintoja, joihin ihminen ei kykene, kuten avaruustutkimusta, sotilasoperaatioita ja hengenpelastusta. Tekoälyllä toimivat robotit voivat kuitenkin aiheuttaa myös vaaroja ja moraalisia ongelmia. Ne voivat esimerkiksi korvata ihmistyövoimaa, aiheuttaa onnettomuuksia tai herättää eettisiä ja moraalisia huolenaiheita vastuullisuuden ja vastuun osalta. Tämän vuoksi tekoälyä käyttävien robottien kehittämistä ja käyttöä on ohjattava laeilla ja ohjeilla, jotka takaavat näiden laitteiden turvallisuuden, luotettavuuden ja oikeudenmukaisuuden sekä ihmisoikeuksien, ihmisarvon ja arvojen säilyttämisen.