Robotti puetaan päälle
Ensi vuosikymmenellä robotit ympäröivät meidät. Ensimmäisenä niiden sisään vangitaan sotilaat ja vanhukset.
Robottitekniikka on jo yleistä tuotantolaitoksissa, mutta turvallisuus on rajoittanut sen rantautumista jokapäiväiseen elämäämme. Jo ensi vuonna Euroopassa liikuntarajoitteiset voivat kuitenkin kävellä robottien tukemana. Ohjaukseen ei tarvita sauvaa eikä kauko-ohjainta, vaan haarniska tunnistaa käyttäjänsä liikkeet ja myötäilee niitä antaen tarvittaessa lisävoimaa.
Ikääntyvä ihminen laitostuu nopeasti, jos hän ei pääse liikkumaan itsenäisesti. Esteiden ei tarvitse olla suuria. Korkea kynnys, liian kapea ovi tai jopa portaat ilman kaidetta lukitsevat vanhuksen kotiarestiin. Robottipuku palauttaa liikuntakyvyn tukemalla kävelyä ja tasapainoa. Osa puvuista osaa tukea jopa alaraajoista halvaantuneita.
Robottipukujen toinen kehityssuunta lupaa täysikuntoiselle käyttäjälle teräsmiehen voimat. Nopeinta kehitys on sotilaallisessa käytössä, jossa taistelijan kuormankantokyky ja kestävyys voidaan viedä yli äärirajojen. Yhdysvaltalainen sotilasteknologian tutkimuslaitos Darpa on rahoittanut tätä tutkimusta Furture Soldier -projektissa. Lähtökohtana on tulevaisuuden kaupunkisota, jossa raskaasti aseistettujen taistelijoiden pitää pystyä nousemaan portaita, hyppimään katoilla ja etenemään nopeasti kujilla.
Maastossa uudella tekniikalla tehostetut joukot voivat taittaa entistä pidempiä päivämatkoja ja kantaa mukanaan entistä enemmän ruokaa ja juomaa. Hieman tekoälyä lisäämällä puku voi myös kävelyttää haavoittuneen käyttäjänsä turvaan.
Tulevaisuudessa kolmas robottipukujen käyttäjäryhmä on pelastushenkilöstö, joka esimerkiksi korkean kerrostalon palaessa pystyy juoksemaan portaat ylös raskaankin sammutus- ja raivauskaluston kanssa. Lisäksi pukuja suunnitellaan vanhustenhoitajille potilaiden nostamiseen sekä kaivos- ja rakennustyöhön.
Vauhdilla maastoon
Robottipuvun ensimmäinen prototyyppi valmistui jo nelisenkymmentä vuotta sitten. General Electricin Hardiman voimisti käyttäjäänsä 25-kertaisesti, eli 700 kilon taakka keveni 30-kiloiseksi. Puku tosin painoi 680 kiloa ilman teholähdettä. Nykyiset mallit kulkevat repussa. Ne kiinnittävät edelleen vastaan tullessaan huomiota, mutta eivät enää näytä viritelmiltä.
Lockheed Martinin kehittämä Hulc (human universal load carrier) antaa käyttäjälleen täyden liikkumavapauden ja kykenee kantamaan 90 kilon kuorman. Käyttäjän selkä ei rasitu, sillä titaanista valmistetun kehikon kautta paino siirtyy suoraan maahan. Puvun rakenne sallii syvät kyykyt, ryömimisen ja nostot ylävartalolla.
Hulc painaa akkuineen 28 kiloa. Sen tehonkulutus on keskimäärin 250 wattia, ja kahdella akulla kävelee reippaasti kaksi tuntia. Huippunopeus on 15 kilometriä tunnissa. Erillisellä sähköaggregaatilla toiminta-aika voidaan pidentää kolmeen päivään.
Raytheon Sarcosin Xos-puku on monimutkaisuudestaan huolimatta ketterä. Se yllään voi potkia ja kopitella palloa, kiivetä portaita ja hakata nyrkkeilysäkkiä. Satakiloisia ammuslaatikoita voi kuormata väsymättä useita satoja. Puku on myös helppo kuljettaa paikkoihin, johon trukkeja tai muuta siirtokalustoa on hankala viedä, esimerkiksi katastrofialueelle.
Ajatuksen voimalla
Israelilainen Rewalk on alaraajahalvaantuneille suunniteltu robottipuku. Ranteessa olevalla kaukosäätimellä valitaan portaiden nousu, kävely tai istuutuminen. Puku analysoi ylävartalon liikkeitä ja käynnistää tai ylläpitää valitun toiminnan kävelykeppien ohjaamana.
14-kiloinen laite optimoi askeleen liikeradan, jotta akut kestäisivät mahdollisimman pitkään. Tavoitteena on, että laite toimisi koko päivän yhdellä latauksella. Sauvojen käyttö säästää energiaa ja helpottaa tasapainottelua. Laite myös tunnistaa kompastumisen ja pyrkii korjaamaan käyttäjänsä tasapainon. Jos Rewalk selviää kliinisistä testeistä, se tulee Euroopan markkinoille ensi vuonna.
Japanilaisen Cyberdynen Hal-5 (hybrid assistive limb) on jo vuokrattavissa Japanissa, ja Eurooppaan se on luvattu ensi vuodeksi. 23-kiloinen Hal koostuu robottiraajoista ja vyötärölaukusta, jossa on ohjausyksikkö ja akut. Laite kiinnitetään hihnoilla raajoihin, ja sitä ohjataan suoraan aivoilla.
Kun ihminen ajattelee liikettä, signaali lähtee hermojärjestelmää pitkin lihakseen. Lihaksien päälle ihoon liimatut anturit tunnistavat nämä signaalit ja siirtävät ne ohjausyksikköön, joka ohjaa puvun hydraulisylintereitä liikuttaen robottipukua lihasten tahdissa.
Alun perin Hal-5 kehitettiin Tsukucan yliopistossa vuoristoretkeilyä varten. Testeissä se on selvinnyt lumihangessa 4000 metrin korkeudessa. Silti yhtiö asettaa ulkokäytölle tiukat turvallisuusehdot.
Hengenvaarallinen kärpäslätkä
Robottipukujen suurin haaste on voimanlähde. 60-luvun lopussa valmistettu Hardiman vaati niin massiivisen generaattorien ja pumppujen järjestelmän, ettei puku olisi voinut toimia itsenäisesti. Nykyään valtaosa puvuista toimii akuilla. Polttomoottori takaisi pidemmän toiminta-ajan, mutta samalla se estäisi puvun käyttämisen sisätiloissa.
Käyttäjän teknisistä huolista suurin on tasapaino. Puku ei saa kampata käyttäjäänsä, muttei myöskään työntää jalkaa liian pitkälle. Esimerkiksi Hal-puvun repussa on sekä gyroskooppi että kiihtyvyysanturi tasapainoa varmistamassa.
Fyysisesti robottipukuun sidottu käyttäjä on koneen armoilla. Hardimania ei koskaan esitelty julkisesti siten, että myös jalat olisi kytketty päälle. Jo 25-kertaisesti voimistetuilla käsillä voi tehdä itselle paljon hallaa: kärpäsen on parempi antaa istua nenällä kuin läppäistä sitä.
60 wattia hyppysähköä
■ Viihdelaitteiden lisääntyminen tuottaa ikävää kaapelispagettia. Langaton verkkotekniikka on helpottanut ongelmaa hieman, mutta laitteiden sijoituksen määrää yhä pistorasia.
Intel on teknologiapäivillään esitellyt langatonta sähkönsiirtoa, ja nyt samaan rintamaan on liittynyt Sony. Syksyn Ifa-messuilla yhtiö välitti johdotta sähkön televisiolle.
Sonyn laite siirtää 60 wattia sähköä puolen metrin päähän 80 prosentin hyötysuhteella. Pidemmillä etäisyyksillä tarvitaan suurempi lähetin ja vastaanotin. Sony on kiertänyt rajoituksen kehittämällä passiivisen välitysyksikön, joka pidentää kantomatkan 80 senttiin hyötysuhteen heikentymättä.
Siirto perustuu magneettiseen resonanssiin eli siihen, että vastaanottava antenni ja lähetin värähtelevät samalla taajuudella. Sähköenergia siirtyy vain antennista toiseen, eikä edes niiden väliin asetettu metallilevy lämpene.
Eleohjaus ilman kameraa
■ Microsoftin tutkijat ovat kehittäneet uudenlaisen tavan ohjata tietokonetta eleillä. Järjestelmä mittaa ranteissa olevilla nauhoilla eri lihasten sähköisiä signaaleja ja tunnistaa niistä sormien liikkeet. Elektromyografia-anturit ovat riittävän herkkä tunnistamaan esimerkiksi nyrkkiin puristuksen ja sormien painamisen yhteen.
Kosketukseton eleohjaus mahdollistaa vaikkapa ilmakitaran soiton, mp3-soittimen ohjaamisen hölkätessä ja sähköisen reseptikirjan selaamiseen, kun kädet ovat taikinassa.
35 megabitin mokkula
■ Vuoden kuluttua kännykkäoperaattorit myyvät jo 35 megabitin sekuntinopeuksia. Nykyiset mokkulat toimivat hspa-tekniikalla, tuleva lte-radiotie (long term evolution) nostaa maksiminopeudet lähes 200 Mbps:ään. Tekniikan parasta antia on kuitenkin viiveiden kutistuminen samaan luokkaan kuin kiinteillä yhteyksillä.
Alkuvaiheessa lte on puhtaasti datansiirtoverkko, voip-puhe tulee mukaan myöhemmin.
Verkon tukiasemat ovat entistä älykkäämpiä. Uusi tukiasema osaa tehdä perusasetuksensa itse ja kysellä alueellaan olevilta kännyköiltä naapuritukiasemat. Kuormituksen tilapäisesti kasvaessa se voi myös pakottaa osan käyttäjiä toisen tukiaseman palveltavaksi.
Tukiasemien esittelytilaisuudessa Nokia Siemens Networksin radioverkkojen myynnin johtaja Kai Sahala vakuutti, että kaikki matkapuhelinverkot yhtyvät hspa:ta edullisempaan ja monipuolisempaan lte-tekniikkaan 2–3 vuoden kuluessa.
