Grasp Sense: Tutkijat opettavat robotteja tarttumaan

7.5.2018
Kosketus ja tarttuminen on yllättävän monimutkainen prosessi. Siksi nykyiset robotit ovat siinä vielä kömpelöitä. Psykologi Jukka Häkkinen ja tekniikan tohtori Jussi Hakala ovat kehittäneet kuvantamismenetelmän ihmiskosketuksen mittaamiseen.

– Kun ihminen tarttuu johonkin, tapahtuu tietoisuuden tason alapuolelle todella monimutkainen laskelma siitä, miten kaikkia lihaksia prosessissa tarvitaan, mitä rataa niitä ohjataan ja millä voimakkuudella. Psykologiassa näitä aivomekanismeja on tutkittu paljon, sanoo vastuullinen tutkija, psykologi Jukka Häkkinen Helsingin yliopistosta. Hän on toinen Grasp Sense -menetelmän kehittäjistä.

Grasp Sensen avulla mitataan ihmisen kosketuksen esineen pinnalle jättämää jälkeä lämpö- ja syvyyskameroiden avulla. Näin syntyvää kosketusdataa voidaan hyödyntää esimerkiksi robotiikassa. Robotit ovat vielä tällä hetkellä huonoja tarttumaan ja koskettamaan, mikä on haaste esimerkiksi logistiikka- ja hoivarobottien kehittämisessä.

– Robotin pitää tietää tarkalleen objektin kolmiulotteinen rakenne, materiaali ja painon jakautuminen, kun taas ihminen pystyy tarttumaan intuitiivisesti. Tavoitteena on ihmisen taitojen siirtäminen robotille, sanoo Grasp Sensen toinen kehittäjä, tutkijatohtori Jussi Hakala. Hän on tutkinut kolmiulotteista kuvantamista ja näyttötekniikkaa.

Robotiikan ongelmat liittyvät siihen, pysyykö esine robotin kädessä ja toisaalta siihen, ettei robotti murskaisi sitä. Tämä näkökulma tulee entistä tärkeämmäksi, kun mietitään tulevaisuuden hoivarobotteja.

– Silloin otteen pitää olla miellyttävä ja varma ja luottamusta herättävä, Häkkinen sanoo.

Idea lähti silmänliikkeiden mittaamisesta

Häkkisen aikaisempi Suomen Akatemian tutkimusprojekti liittyi silmänliikkeiden mittaamiseen tarttumistehtävien aikana.

– Tutkin, miten erilaiset tarttumistehtävät vaikuttavat silmänliikkeiden suuntautumiseen. Silmänliikkeissä puhutaan "just in time" -ohjautumisesta, eli kerätään juuri sitä tietoa, mitä tarvitaan seuraavan 500 millisekunnin aikana, Häkkinen sanoo.

Sen pohjalta syntyi idea mitata myös sitä, mitä ihmiset tekevät käsillään tarttumistehtävien aikana.

– Videopohjaiset menetelmät eivät ole tarpeeksi tarkkoja, joten ensin ajattelin käyttää sormiväriä, Häkkinen naurahtaa.

Myöhemmin hän sai ajatuksen kosketuksen jättämästä lämpöjäljestä ja siitä, että menetelmälle voisi olla useita sovelluskohteita.

Apuna myös käyttöesineiden muotoilussa ja sairaalahygieniassa

Robotiikan lisäksi Grasp Sense -menetelmää voisi soveltaa erilaisten käyttöesineiden muotoilussa. Kosketusdatasta on hyötyä, kun tuotteen pitää olla käytettävyydeltään miellyttävä, ergonominen ja tarkka.

Häkkinen kertoo, että kattoon asennettuna tekniikalla voisi tehdä mallinnuksia myös esimerkiksi sairaalahygienian tarpeisiin. Lämpökameroiden avulla voitaisiin mallintaa kosketusintensitiivisimmät pinnat, jolloin puhtaanapito helpottuisi ja tehostuisi.

Yhteystiedot:

Verkkosivu: graspsense.com
Vastuullinen tutkija Jukka Häkkinen, jukka.hakkinen@helsinki.fi, puh. 0504839483
Tutkijatohtori Jussi Hakala, jussi.h.hakala@helsinki.fi
Projektipäällikkö Kaisu Sutinen, kaisu.sutinen@helsinki.fi

Video: Helena Hiltunen

Lue lisää aiheesta: Terveys