Robotin parhaat ystävät

Vuonna 2028: robotit tekevät ruokamme, vievät työpaikkamme ja ajattelevat itse. Älyrobottien vallankumouksen etulinjassa ovat Suomen nuorin tohtori Tuomas Lukka ja Raptorin ex-jäsen Jufo. Olisitko uskonut?

Case: Aivojen mallintaminen.

Location: Laskennallisen tekniikan laboratorio Otaniemessä vuonna 2007.

Harri Valpolan johtama ryhmä on juuri onnistunut mallintamaan tietokonesimulaatiolla ihmisen pikkuaivot ja koodaamaan pikkuaivojen toimintaa säätelevän algoritmin. Seuraavaksi he haluavat kokeilla tekoälyä käytännössä – roboteilla.

Tämä tieteistarina jatkuu vähintäänkin absurdisti, kun siihen liitetään Juho Peltomaa. Se samainen Raptorin JuFo III, joka toi 1990-luvun alussa suomenkielisen huumoriräpin valtakuntaamme. Entä miten tähän liittyy Suomen nuorin tohtori Tuomas Lukka, joka tutki Harvardissa kolmen vuoden stipendillä kiinalaista Go-lautapeliä?

Katutason konttori Korkeavuorenkadulla Helsingissä. Neljä ikkunaa kadulle päin. Niistä kolmessa komeilee lelurobotti. Yksi niistä pitää muovikädessään tyhjää Dom Pérignon -pulloa. Jep, tämä se on. Robotiikkayritys Zendroidin päämaja.

Valkoiseen lyhythihaiseen kauluspaitaan ja tummiin farkkuihin pukeutunut rastatukkainen Peltomaa tulee vastaan 75-neliöisen avokonttorin ulko-ovelle ja huolehtii, ettei missään näy Zendroidin asiakkaita paljastavia dokumentteja. Zendroidin bisnesidean hän kuitenkin paljastaa. Yritys kehittää robotteihin teknologiaa, jonka avulla ne pystyvät tekemään jotain roboteille ennen näkemätöntä, esimerkiksi manipuloimaan pehmeitä ja epämääräisten muotoisia esineitä.

“Osa keisseistämme on niin jännittäviä, että olisi sama, jos sanoisin, että teemme lentokoneisiin tekoälyä, jolla ne voisivat laskeutua automaattisesti.”

Käytännössä Zendroid pyrkii mallintamaan tietokoneelle ihmisaivot ja koodata niiden toimintamallit algoritmeiksi sekä siirtää ne robotteihin. Kuulostaa korkealentoiselta, mutta algoritmilla tarkoitetaan yksinkertaisesti ohjesarjaa, jonka avulla jokin asia saadaan tehdyksi. Pelkistettynä algoritmeja ovat myös kirjahyllyn kokoamisohjeet tai pastaresepti.

Zendroid tuottaa tällä hetkellä esimerkiksi energia- ja kaivosyhtiöille sekä elintarvikealan toimijoille robotinohjaussoftaa sekä erilaisia optimointialgoritmeja.

“Nyt jos liukuhihna siirtyy puoli senttiä, tyypillinen teollisuusrobotti haroo tyhjää tai sen joutuu vähintään ohjelmoimaan uudestaan. Pyrimme ratkomaan tällaisia ongelmia. Emme pidä sanasta haaste, haasteet ovat liian helppoja”, Peltomaa naureskelee.

Viisi ihmistä työllistävän Zendroidin päätuote on Zenbrain – robotinohjausjärjestelmä, joka saa robotin adaptoitumaan ympäristöönsä. Järjestelmä sopeutuu muuttuviin tilanteisiin reaaliaikaisesti.

“Samalla tavalla kuin ihmislapset oppivat. Eivät nekään sammuta itseään opetellakseen juuri kokemansa asian.”

Robottien tekoälykkyydestä seuraa asiakasyrityksille suoraa taloudellista hyötyä, Zendroidille bisnestä.

“Nykyiset robotit ovat kastemadon älykkyyden tasolla. Tähtäämme siihen, että 3–5 vuoden kuluttua ne ovat tyhmän linnun tasolla.”

Tee Se Itse -aivot

Vuosi sitten perustettu Zendroid kaupallistaa TKK:n akatemiatutkija Harri Valpolan tutkimuksia. Valpolalla on jo 15 vuoden kokemus aivotutkimuksesta.

“Jotkut tutkijat ronkkivat aivojen solukalvoja petrimaljassa, toiset tutkivat tekoälyä laskennallisesti. Harrissa yhdistyvät molemmat puolet”, Peltomaa kertoo.

Valpolan vastuulla onkin pitkän tähtäimen tutkimus. Lähtökohtana on se, että luonto on luonut ihmisaivojen osat tietyssä järjestyksessä. Evoluutio on päättänyt, mikä aivojen osa olisi missäkin kehitysvaiheessa tarpeellinen. Ja Valpola rakentaa tekoälyä samassa järjestyksessä. Ensimmäisenä työn alla olivat pikkuaivot, jotka koordinoivat esimerkiksi tarkkuutta vaativien liikkeiden hienosäätöä.

“Meillä on käsissä teknologiaa, jonka voi tuotteistaa juuri nyt. Maailmalla on paljon tekoälyfirmoja, jotka tähtäävät siihen, että 3–5 vuoden päästä heillä on jotain hyödynnettävää. Ne hakevat hädissään riskirahaa, räpiköivät ja huomaavat, ettei tämä onnistunutkaan.”

Suurin osa toiminnasta rahoitetaan jo tulorahoituksella. Alkuun auttoi Tekesin perustamislaina. Koko osakekanta on omissa käsissä, ja riskirahaa Zendroid ei ole vielä edes hakenut markkinoilta.

“Jos saamme toimittua tulorahoituksella, niin emme edes tarvitse riskirahaa. Liikevaihto on vaatimatonta vielä tänä vuonna, mutta vuonna 2009 sitä saattaa voida hyvällä omallatunnolla sanoa jo bisnekseksi.”

2000-luvun it-huumassa uudet yritykset satsasivat näyttävyyteen. Vaikka idea oli vasta paperilla, riskirahaa virtasi kassaan. Se näkyi kaiken muun ohella myös sisustuksessa. Neljä kuukautta vanhassa Zendroidin toimistossa uuden aallon kuplabisneksestä ei ole tietoakaan.

“Nämä tuolit olivat femman kappale Kierrätyskeskuksessa”, Peltomaa kertoo ja taputtaa punakankaista tuolia kokouspöydän ääressä.

Ikean valkoiset hyllyköt olivat toimistossa jo sinne muuttaessa ja viihtyvyyden lisäämiseksi Peltomaa asensi tyttöystävänsä isän kanssa 50 neliötä aaltopeltiä seinille. Pellit maksoivat 600 euroa.

Työpäivän aikana stereoissa soi niin skeittipunk, klassinen ja freejazz kuin Piazzollan tangotkin. Perällä on lukunurkkaus, jonka lattialle on kasattu tusinan verran punaisia tyynyjä. Vastapäätä on vanha jääkaappi, jonka kansi on vuorattu punaisella sametilla.

”Hugh Hefner -jääkaappi. Saimme sen Ääri-Saloselta ja Känni-Oksaselta. Muista laittaa nimet lehteen”, Peltomaa hihkuu.

Jääkaappi on syönyt kymmenen olutta, pari siideriä ja tuoremehua. Todennäköisesti parin viikon takaisten Guitar Hero -bileiden jäljiltä.

“Tosin päähuomion juhlissa saivat esitelmät kardinaaliluvuista, mahtavuusluokista ja havaitsemisesta kvanttifysiikassa.”

Peltomaa haluaa vielä mainita, että paikalla oli myös hyvännäköisiä naisia, vaikka kyseessä oli teknologiafirman bileet. Ja yksi heistä oli saapunut paikalle juuri esitelmien takia.

“Äläkä koske jääkaapin takaosan ritilöihin, niistä tulee palovammoja”, pöytään istuutunut Lukka neuvoo.

Mutta tietokoneet ovat ajan tasalla ja työtuolit sellaiset, joilla voi istua tarvittaessa pidempääkin päivää.

“Vaikka otamme bisneksen todesta, tarkoitus on pitää myös hauskaa. Yllätin itseni yhtenä darralauantaina ajattelemasta, että olisipa jo maanantai, että pääsisi töihin. Minulla on mukavaa myös kotona, mutta tämä kuvaa sellaista työympäristöä, jota haluan kehittää”, Peltomaa sanoo ja saa Lukalta hyväksyvän nyökkäyksen.

Suomen nuorimman tohtorin, Lukan, tehtävänä Zendroidissa on koodata valmiiksi algoritmeja, jotka Valpola on pystynyt puristamaan aivoista.

“Pohdin, miten robotin saa tekemään tiettyä asiaa. Simuloin halutun ympäristön, jossa fyysinen robotti yrittää tehdä jotain. Katsomme, onnistuuko se. Jos onnistuu, samaa asiaa kokeillaan käytännössä”, Lukka kertoo.

Mobiiliyhtiö Hybrid Graphicsin markkinointijohtajan paikalta Zendroidiin siirtynyt Peltomaa vastaa taas asiakaskontakteista.

“Harri ja minä olemme turhan rauhallisia bisnespuolelle, Jufo pystyi tuomaan tähän meininkiä”, sanoo Lukka ja hieraisee nenän alla olevia Dali-viiksiään.

“Minulla on tapana lyödä asioita nopeasti pakettiin. En kauheasti pelkää virheitä. Minusta on turha naamioida perusbisnesmiestä, koska en sellainen ole”, Peltomaa toteaa.

Erottuminen on tärkeää – myös robottiteollisuudessa.

“Ei tarvitse vaikuttaa tylsältä vaikuttaakseen asiantuntevalta. Persoonallisuudet pitää nähdä vahvuutena. Ei Tuomas todellakaan ole standardijampan näköinen viiksineen, mutta se on hyvä siinä, mitä se tekee.”

Kyse on vielä enemmän kuin rakettitieteestä. Peltomaan pitää pystyä yksinkertaistamaan asioita niin, että asiakaskin ne ymmärtää.

“Siinä käytän ÄO-eroamme hyväkseni. Jotta Tuomas saa esiteltyä uuden tuoteideansa minulle, hänen pitää karistaa pois krumeluurit, koska se ei muuten mahdu päähäni. Kun tieto teknologiasta on siirretty päähäni, niin se alkaa olla jo lähellä markkinointimateriaalia. Kiteytyminen tapahtuu luontevasti silloin, kun nero kertoo ääliölle. Se on tehokas työkalu”, Peltomaa hymyilee.

Lukka tarkentaa, että kaikki asiat pystyy selittämään maalaisjärjellä.

“Ei ole yhtään ihmistä, joka osaisi oikeasti käsitellä kovin monimutkaisia asioita. Sen takia kaikki vaikeimmatkin asiat, jotka ihmiset ovat kehittäneet, pohjautuvat loppujen lopuksi aika yksinkertaisille palasille, jotka vaan laitetaan yhteen.”

Robotti joka kotiin

“Meille on täysin sama, onko kyseessä 20 sentin korkuinen jodlaava viihderobotti vai 12 000 kiloa painava robottirakennelma. Kunhan se on tarpeeksi monimutkainen, jotta se tarvitsee älykästä kontrollointia”, Peltomaa toteaa.

Zendroid suunnitteleekin jo yli 10 000-kiloiseen robottiin teknologiaa. Samaa toki tekevät useat muutkin robotiikkayritykset. Maailmalla on käytössä jo yli miljoona teollisuusrobottia, ja vuosittain niitä syntyy lisää yli 120 000. Japanin robottiliiton mukaan robotiikkateollisuus on jo kuuden miljardin euron bisnes, ja sen arvioidaan nelinkertaistuvan seuraavien 20 vuoden aikana.

Mutta miltä näyttää robotiikan tulevaisuus? Terminaattori-elokuvilta? Transformersilta? Isaac Asimovin kirjoilta? Bill Gates kirjoitti vuosi sitten robotiikan olevan samassa tilanteessa kuin tietokoneet vuonna 1975. Isoilla yrityksillä oli huoneen kokoisia tietokoneita, mutta kukaan ei tiennyt, mitä tehdä niillä.

“Ymmärrettiin, että on käsissä sellainen keksintö, joka tulee mullistamaan elämää, mutta spekuloinnit siitä miten, olivat todella hölmöjä”, Lukka sanoo.

Mutta robottibisnes on räjähtämässä. Pelkästään viihderobotit myyvät miljoonia, vaikka niissä ei ole vielä edes tekoälyn rahtuakaan.

“Japanilaiset ovat hulluina Robo One -ohjelmaan, jossa laitetaan robotteja taistelemaan toisiaan vastaan ja robotiikan rakennussarjat myyvät nyt enemmän kuin koskaan”, Lukka sanoo.

Teollisuusrobottimarkkinat ovat kasvaneet tasaista 20 prosentin vuosivauhtia, mutta tulevaisuudessa palvelurobotit ovat niitä, jotka tulevat mullistamaan niin markkinat kuin arjenkin. Esimerkiksi Toyota julkaisi puoli vuotta sitten tiedotteen, jossa he lupaavat marssittaa vuonna 2010 markkinoille joka kodin robotin.

“En usko, että kyseessä olisi vielä niin sanottu älykäs robotti, mutta signaaleita kehityksestä tulee joka puolelta. Etelä-Koreassa pitäisi olla vuonna 2013 joka kodissa robotti. Se on ministeriön määräys”, Peltomaa toteaa.

Kilpailu on kovaa, kuten oli 1980-luvulla tietokoneiden merkkiherruudesta. Vai kuka muistaa vielä Sinclair- tai Spectrum-merkkejä?

“Enemmän kuin kilpailu, kyseessä on kilpajuoksu. Kaikilla on hirveä kiire löytää se oikea avainjuttu”, uskoo Lukka.

Mutta Zendroidissa se ei tarkoita unettomia öitä työpaikalla.

“Teemme mahdollisimman vähän pitkiä, yli kahdeksan tunnin työpäiviä. Katson sen epäonnistuneeksi projektisuunnitteluksi ja aikataulutukseksi, jos näin joutuu tekemään. Jonkun on aina syytä pyytää anteeksi, jos toinen joutuu olemaan 18 tuntia päivässä töissä. Sellaisilla päivillä on kiva machoilla nuorempana, mutta siinä ei ole mitään järkeä”, Peltomaa toteaa.

“Erityisesti tällaisessa luovassa työssä, jossa pitää pystyä laittamaan iso määrä asioita mentaalisesti paikalleen rakennelmaksi ja käsitellä niitä. Ei se onnistu väsyneenä”, Lukka jatkaa.

Mutta millä aikaskaalalla ja millä tavalla älyrobotit valtaavat arkemme?

“Onko meillä taskussa kännykän paikalla robotti, jonka voi pistää kioskille hakemaan Cokista vai onko sängyn päiväpeite robotti, joka ryömii paikalleen?” Peltomaa pohtii.

“Voin keksiä, että asuntoni seinät voisi maalata vähän punertavammalla sävyllä. Ja robotti maalaa seinän vaikka joka päivä. Kun robotit alkavat pärjätä tässä ympäristössä, se muuttaa ihan kaiken”, Lukka jatkaa.

Mutta nämä ovat pelkkiä spekulaatioita. Robottien mahdollisuuksia on yhtä vaikea pohtia kuin 1970-luvulla sitä, että tietokoneet menisivät matkapuhelimiin.

“Yli kolmen vuoden päähän menevä spekulointi on vastenmielistä, koska on liian todennäköistä, että veikkaus menee täysin väärin”, Peltomaa toppuuttelee.

No, mitä kehitystä on odotettavissa kolmen vuoden sisällä?

“En usko, että niin lyhyessä ajassa tulee vielä mitään järkevää – tiskaavaa robottia tai robottia, joka pystyisi tekemään kotihommia”, toteaa tutkimusjohtaja Valpola.

Arkielämäämme tai työpaikkojen katoamiseen robotit eivät muutamassa vuodessa vielä juurikaan vaikuta. Tosin maataloustöissä robottien käyttäminen saattaa yleistyä nopeastikin.

“Esimerkiksi mansikanpoimintarobotti on mahdollinen kolmen vuoden säteellä”, Valpola sanoo.

Mutta mikä sai Peltomaan ja Lukan innostumaan juuri tekoälyn kehittämisestä?

“Ehkä ympyrä on sulkeutunut. Rakentelin jo pienenä ihmisen kokoisia robotteja ja luin kaikki Keravan kaupunginkirjaston sci fi -kirjat”, Peltomaa kertoo.

Lukka taas opetteli englanninkielen lukemalla hyllyllisen äitinsä sci fi -kirjoja

“Ensimmäisten joukossa oli The Moon is a harsh mistress. Se kertoo tekoälystä.”

Kun Jufo tapasi Lukan

Jufo

• 1971: Syntyy Hyvinkäällä.
• 1989: Perustaa Raptori -yhtyeen.
• 1993: Maahantuo Taiwanista tietokoneita Suomeen.
• 1995: Perustaa Hyvinkäälle Link-ravintolan, jossa voi kokeilla virtuaalikypäriä.
• 1996: Valitaan mainostoimisto SEK & GREYn AD:ksi nuorisohaussa. ”Silloin ei ollut koulutusta alalle. SEK &GREY-ta pidettiin mainonnan korkeakouluna.”
• 1999: Siirtyy kännyköihin grafiikkajärjestelmiä suunnitelleen Hybridiin Graphicsin markkinointijohtajaksi.
• 2004: Haastattelee Hybridille uusia työntekijöitä. Yksi heistä on Tuomas Lukka.
• 2006: Nvidia ostaa Hybridin 30 miljoonalla eurolla. Peltomaa oli Hybridin pienosakkaana.
• 2007: Tuomas Lukka pyytää Zendroidiin. ”Olin jo ajatellut lähteä runoilija-kalastajaksi Norjaan.”

13.6.07 Zendroid Ltd. perustetaan.

• 2007: Zendroid tarvitsee markkinoinnin ammattilaista, Lukka soittaa Jufolle. ”Jufo oli tehnyt hyvää työtä Hybridissä ja sai pienen yrityksen näyttämään massiiviselta organisaatiolta.”
• 2006: Hybrid myydään, siirtyy TKK:lle tutkimaan Harri Valpolan kanssa tekoälyn mallintamista.
• 2004: Palkataan Hybrid Graphicsin kehitystiimiin.
• 1999: Tutkijana Jyväskylän yliopistossa.
• 1996: Tutkii Harvardissa kiinalaista Go-lautapeliä kolmen vuoden stipendillä.
• 1995: Väittelee fysikaalisesta kemiasta tohtoriksi Helsingin yliopistosta.
• 1992: Aloittaa 17-vuotiaana yliopisto-opinnot.
• 1974: Syntyy Turussa.

Tuomas

Robottien vallankumous

• 2009: Robotit voivat suorittaa hakutehtäviä muuttumattomassa kirjastoympäristössä.
• 2018: Kokkirobotit yksityiskoteihin.
• 2018: Robotit suorittavat jotain leikkauksia sairaaloissa.
• 2022: 30 prosenttia kotitalouksista ja yrityksistä käyttävät älykkäitä robotteja, jotka aistivat ympäristöään, tekevät päätöksiä ja oppivat.
• 2030: Robotit pystyvät suoriutumaan ihmisen tasolla suurimmasta osasta manuaalisia tehtäviä.
• 2034: Robotit suorittavat suurimman osan kotitöistä.
• 2035: Ensimmäiset täysin autonomiset robottisotilaat toiminnassa.
• 2045: Singulariteetti: Robotit osaavat rakentaa ihmistä älykkäämmän laitteen, joka taas pystyy rakentamaan itseään älykkäämmän laitteen ja niin edelleen.
• 2055: Tuhat dollaria maksavan tietokoneen prosessoriteho on yhtä suuri kuin kaikkien ihmisten aivoilla yhteensä.

Lähde: Wikipedia – Timeline of the future in forecasts.

Tekoälyn evoluutio

1. Pikkuaivot

Vaikutusalue: toiminta

”Pikkuaivot ovat yksi aivojen vanhimmista osista, sillä koordinaatiota ja tasapainoa on tarvittu maailman sivu. Pikkuaivojen mallinnuksen avulla saamme robotin liikkumaan.”

2. Aivokuori

Vaikutusalue: järki

”Aivokuorta tarvitaan korkeampiin aivotoimintoihin, esimerkiksi päättelyyn ja merkitysten ymmärtämiseen.”

3. Tyvitumakkeet

Vaikutusalue: tunteet

”Olemme hiljattain lisänneet robotille myös yksinkertaistetun tyvitumakkeiden mallin, jonka avulla robotti pystyy alkeelliseen luovaan ongelmanratkaisuun ja oppii yrityksen ja erehdyksen kautta.”

4. Hippokampus

Vaikutusalue: muisti

”Aiomme myöhemmin mallintaa myös hippokampusta, jonka tehtävä on muistaa yksittäisiä tapahtumia.”