Professorin tavoite: Tietoisista roboteista pelastajia ja ihmiskunnan perintö

Se alkoi keittiöstä. Pieni kansakoululainen Pentti Haikonen seisoi kotinsa lattialla Hämeenlinnassa 1950-luvulla ja hoksasi yhtäkkiä: olen olemassa.

– Ajattelin, että tässä koko hommassa on jotain outoa – minä olen tässä. Huomasin myös, että minulla on kaksi siskoa ja yksi veli ja olisin ihan yhtä hyvin voinut syntyä jonakuna heistä. Miksi olen syntynyt juuri minuna? Mistä olen tullut itseni sisälle? Miksi olen täällä? Olin kaikkein suurimman ongelman, olemassaolon filosofisen peruskysymyksen äärellä, Haikonen muistelee.

Tietokoneiden yleistyessä Haikonen alkoi ajatella, että niiden kautta voisi saada konkreettista tietoa kysymykseen vastaamiseksi.

– Ainahan voidaan puhua siitä, mistä tullaan ja mitä ollaan, mutta kokeellinen tutkimus ratkaisee. On tehtävä ajatteleva ja tunteva kone, joka tiedostaa itsensä, toimintansa sekä ympäristönsä niin kuin ihminenkin.

Tämän Haikonen uskoo onnistuvan matkimalla ihmisen aivoja.

– Mikroprosessoreilla toimivat robotit eivät sellaiseen pysty. Esimerkiksi Googlen kehittämiä robottiautoja ohjaa tietokone, joka ei tiedä, mitä se on tekemässä. Itse asiassa se ei edes tiedä, että on tekemässä jotain. Minusta tilanne on aivan kauhistuttava: systeemi, jolla ei ole mitään tietoisuutta, ajaa autoa ihmisten joukossa.

– Aivot sen sijaan eivät ole tietokone eivätkä pyöri millään ohjelmalla. Sellainen systeemi meidän on luotava. Helppoa toteutus ei ole, muutenhan tällainen robotti olisi jo tehty. Kansainvälisesti konetietoisuutta kuitenkin tutkitaan paljon.

XCR-1. Pentti Haikonen

Uusi robotti oppii ehdollistumalla

Suomessa alallaan ilmeisesti ainoan Haikosen tutkimus on saavuttanut äskettäin yhden hyvin konkreettisen tuloksen. Se on nimeltään XCR-1.

– Kyseessä on biologisesti inspiroitu, ilman mikroprosessoreja, ohjelmakäskyjä, digitaalista signaalia tai isompaan tietokoneeseen kulkevaa radio- tai lankayhteyttä toimiva robotti. XCR-1:n keinotekoinen neuroverkko havainnoi asioita ja laittaa robotin esimerkiksi liikkumaan ja puhumaan. Neuroverkkoja on toki ollut roboteissa aikaisemminkin, mutta tämä muistuttaa eniten ihmisen aivoja.

XCR-1:n neuroverkko on toteutettu mikropiirien ja erillisosien kaltaisilla tavallisilla elektroniikkakomponenteilla. Haikonen kertoo XCR-1:n pystyvän toteuttamaan tietoiselta robotilta vaadittavat vähimmäistoiminnot.

– Se liikkuu. Se pystyy etsimään vihreäksi ja siniseksi nimeämäni esineet, tarttumaan niihin ja irrottamaan otteensa niistä. Sillä on tuntoaisti, jonka avulla se tietää, milloin se koskettaa esineitä. Lisäksi se käyttää sisäistä puhetta eli selittää koko ajan ääneen, mitä se näkee, kokee ja tuntee.

Ehdollistumisen kautta robotti pystyy oppimaan erilaisia asioita. Esimerkiksi hyvän ja pahan käsitteistö on tullut sille tutuksi.

– Jos robottia lyö, se on tuntevinaan kipua. Jos sitä silittää, se kokee sen hyväksi. XCR-1 pystyy myös yhdistämään hyvän ja pahan kokemukset kohteisiin, mikäli ne esiintyvät yhtä aikaa. Jos robotti siis pitelee käsissään vaikka vihreäksi nimettyä esinettä samaan aikaan, kun sitä "lyö" – eli napauttaa kynällä –, se ei enää mene tuon kohteen luokse. Päinvastoin, se pakenee sitä kaikin tavoin. Tätä ominaisuutta ei ole ohjelmoitu, vaan se yhdistää asiat toisiinsa kuin pikkulapsi.

– Myöhemmin huomasin, että jo pelkkä pahaksi koetun kohteen nimen kuuleminen saa robotissa aikaan vastareaktion. Kun lausuin robotille "green" (vihreä), se avasi käsiään kuin hylätäkseen kohteen irrottautumalla siitä, vaikkei edes nähnyt koko kohdetta. Tämä eräänlainen "yäk"-reaktio yllätti, koska en ollut suunnitellut sitä.

Kun robotista kytkee virran pois päältä, se unohtaa kaiken kokemansa ja oppimansa.

– Robotin voisi tehdä myös niin, ettei se nollautuisi vaan muistaisi aikaisemmat tapahtumat sammuttamisesta huolimatta, mutta tässä vaiheessa tutkimusta se ei ole olennaista.

Vertaus kärpäseen ja kissaan

XCR-1-robottia ei Haikosen mielestä vielä voi oikeastaan kuvata tietoiseksi.

– En menisi niin pitkälle. Siinä on toteutettu periaatteita, joita teoriani mukaan tarvitaan tietoiseen laitteeseen, mutta ei se näin olemattoman pienellä ajatuspiirillä voi kovin tietoinen olla. Aikaisemmin mainittua kivun tuntemustakin voi epäillä: vaikka se pystyy sen raportoimaan ja käyttäytyy ikään kuin tuntisi kipua, sattuuko sitä muka oikeasti?

– Jostain tutkimus on kuitenkin aloitettava, ja XCR-1 selvittää monia peruskäsitteitä. Sikäli sen voisi myös ajatella olevan esimerkiksi kärpästä tai kissaa tietoisempi, että se käyttää sisäistä puhetta. Se selittää koko ajan, mitä sen päässä pyörii. Eivät kissa ja kärpänen niin tee, vaikka kissa ainakin on varmasti tietoinen eläin.

Haikonen kertoo, ettei täysin samanlaista robottia ole tehty missään muualla.

– Kaikki ovat olleet tavattoman paljon yksinkertaisempia tai mikroprosessoreilla rakennettuja. Mikroprosessoreilla pystyy toki jäljittelemään samat ja monimutkaisetkin jutut, koska ne toimivat miljoonien transistorien varassa, mutta todellinen tietoinen systeemi voidaan toteuttaa vain neuroverkolla. Neuroverkot ovat myös tehokkaampia. XCR-1:ssä esimerkiksi on ehkä vain alle tuhat transistoria kaikissa mikropiireissään, analoginen audiomuisti pois lukien.

Koska Haikonen ryhtyi rakentamaan XCR-1-robottia vuonna 2009, takana on jo useampia versioita ja piirikortteja.

– Seuraava askel voisi olla isompi robotti, jossa toteutettaisiin monia ominaisuuksia, joita XCR-1:ssä ei vielä ole. XCR-1:n liikuntakyky on esimerkiksi vielä aika vähäinen. Jos robotti ei fyysisesti pysty tekemään kovin monimutkaisia asioita, sen tietoisuuskaan ei voi olla kovin monimutkainen.

XCR-1:n motoriikkalohko. Pentti Haikonen

Robotit katastrofeja ja tartuntatauteja hoitamaan

Jos mietityttää, miksi tietoisia robotteja ylipäänsä kehitetään ja mitä hyötyä niistä voisi olla, Haikonen kehottaa kääntämään katseet Fukushiman ydinonnettomuuteen.

– Kun hyökyaalto vyöryi ydinvoimaloihin ja niiden rakenteet sortuivat, olisi pitänyt toimia nopeasti. Ihmiset eivät kuitenkaan oikein voineet mennä paikan päälle. Tietoiset robotit olisivat voineet siirtää kaatuneita palkkeja syrjään ja tiivistää vuotokohtia eli tehdä sen, mitä jouduttiin myöhemmin tekemään hankalasti muilla konsteilla. Homma olisi pelastettu sillä.

– Nykyään on toki jo olemassa kauko-ohjattuja robotteja, joita ohjaajat liikuttavat niihin asennettujen videokameroiden avulla. Ongelma on, että jos radioaallot eivät etene rakenteissa, robotin kauko-ohjaaminen radioteitse on mahdotonta. Etukäteenhän ei voida esimerkiksi tietää, missä kohdassa robotin eteen on kaatunut palkki eikä siten myöskään ohjelmoida robottia ohittamaan sitä. Robotin pitää itse ymmärtää tilanne ja osata kiertää esteet.

Pelastusrobottien lisäksi Haikonen nostaa esille hoivarobotit.

– Esimerkiksi SARS-epidemian yhteydessä kävi niin ikävästi, että hoitajat sairastuivat myös. Robotti sen sijaan ei sairastu ihmisten tauteihin.

– Myös vanhoille ihmisille suunnatuista seuralaisroboteista puhutaan, mutta oikea ihmiskontakti on totta kai parempi.

Haikonen esittää, että robotit voisivat toimia myös eräänlaisina sihteereinä.

– Ne eivät välttämättä olisi robotin vaan älypuhelimen näköisiä. Sisään rakennettu kamera katsoisi koko ajan ulkomaailmaan ja kaupungilla tuttuja tavatessa ne supattaisivat korvaan, kuka tämä ihminen on ja mihin juttu viimeksi jäi.  Robottisihteeri tekisi yhteenvedon puheista, ottaisi yhteyden tietokoneeseen ja tulostaisi tai välittäisi tietoja sähköpostilla. Päinvastoin kuin esimerkiksi internetissä suomesta englantiin kontekstia ymmärtämättä kääntävä käännösohjelma, se ymmärtäisi, mistä asioissa on kysymys.

Lopullisena päämääränä Haikonen pitää sitä, että robotti kysyisi samaa kuin hän itse kysyi itseltään keittiössä pienenä poikana: mistä olen tullut itseni sisälle?

– Kun robotti, jossa ei ole tietokoneohjelmaa ja johon tällaista kysymystä ei ole mitenkään ohjelmoitu, hoksaa kysyä sitä meiltä, ollaan asian ytimessä.

Kuvakaappaus Youtubesta. Youtube, Pentti Haikonen

Rahasta kiinni

Haikonen sanoo, ettei tiedostava robotti välttämättä ole kaukana tulevaisuudessa.

– Vanhalla tekniikalla näitä on jo yritetty tehdä. Yhtenä esimerkkinä on älypuhelimiin tarkoitettu Applen Siri-puheohjaus. Sirin kanssa voi "keskustella", ja se on löytävinään vastauksia.

Haikonen kertoo esittäneensä vastaavanlaisen idean Nokialle jo ollessaan yrityksessä töissä vuosina 1991–2009.

– Siellä kuitenkin ajateltiin, että jos jotain ei ole kolmen kuukauden kuluttua tuotteena, sitä ei pidä tutkia. Nyt nähdään, mihin tuollainen likinäköinen ajattelu johti.

– Nokian jälkeen robotit voisivat olla Suomessa seuraava alue, johon panostaa. Missään ei olla asian suhteen vielä kovin pitkällä, ja uuden teknologian alkuvaiheessa mukaan on helppo lähteä pienillä panostuksilla. Kun ala kypsyy, pitää maksaa valtavasti, että pääsee edes samalle tasolle kuin muut. Silloin Suomen kaltaisessa pienessä maassa juna alkaa olla jo mennyt.

Tutkijan näkökulmasta raha on tiukassa jo nyt.

– Loppujen lopuksi kaikessa on kysymys rahasta. Jos tähän oikeasti panostettaisiin, tietoinen robotti voisi olla markkinoilla viiden vuoden päästä. Valitettavasti konetietoisuuden tutkimukseen on hyvin vaikea saada rahoitusta.

"Jos se sekoaa, kytketään virrat pois"

Vaikka Haikosen mielestä robotit, jotka eivät näe, kuule ja havainnoi ympäristöään, ovat pelottavia, monen mielestä ajatus tietoisesta ja siten ehkä ihmiseen nähden ylivertaisestakin robotista voi olla pelottava.

– Tietysti. Mutta eikö sen pitäisi olla yhtä lailla pelottavaa, että toiset ihmiset ovat tietoisia eikä voi tarkkaan tietää, miten he ajattelevat? Itse en ymmärrä robottien pelkoa, onhan niissä aina virtakytkin – jos se sekoaa, kytketään virrat pois. Naapurissa asuvalta ihmiseltä ei voi katkaista virtoja, vaikka hän sekoaisi, Haikonen sanoo.

– Sitä paitsi työkaluja tehdessä tavoitteena on aina, että ne tekevät jonkin homman paremmin kuin ihminen, olkoon kyseessä sitten vaikka vasara tai saha. Robottikaan ei ole ihmiselle loppujen lopuksi muuta kuin työkalu. Siksi meidän tulee totta kai tehdä robotteja, jotka tekevät asiat paremmin kuin me itse.

Haikonen uskoo, että teollisuustyössä robotteja tullaan käyttämään yhä enemmän.

– On pakkokin, koska monet teollisuuden työt eivät oikein sovellu ihmisille. Niissä käsitellään vaarallisia aineita tai hyvin pieniä komponentteja. Esimerkiksi kännykän sisällä on murto-osan kokoisia osia, joita vain teollisuusrobotti pystyy laittamaan paikoilleen. Eivät robotit siis ole vieneet työpaikkoja, koska jos ei olisi robotteja, ei olisi kännyköitäkään, Haikonen sanoo.

Tulevaisuudessa tilanne voi muuttua.

– Jos oikein pitkälle katsotaan, niin robotit voivat tietysti viedä kaikki työpaikat, jos niin halutaan. Ikivanha unelmahan on, että ihmiset ovat herroja ja robotit tekevät kaikki työt. Kun ei ole mitään työtä, mitä ihminen tekisi, myös hallinto olisi robottien varassa. Ihmisestä tulisi joku, jota robottiherrat johtavat ja ruokkivat.

– Totta kai voidaan kysyä, tuleeko roboteille sitten jossakin vaiheessa mieleen kysyä, ovatko ihmiset ollenkaan tarpeellisia. Tämä on kuitenkin utopiaa, joka ei varmasti toteudu koskaan.

"Tietoisuus ihmiskunnan perintö maailmankaikkeudelle"

Robottien vallankumous sikseen – Haikosen mielestä on olemassa toinen, vielä "huikeampi" ajatus.

– Ihmiskuntahan tuhoutuu jossain vaiheessa, kun maapallo muuttuu asuinkelvottomaksi. Jos haluamme jättää jotain jälkeen itsestämme maailmankaikkeuteen, meidän pitää lähteä maapallolta pois. Ongelma on, että ihminen ei tahdo kestää avaruusmatkoja. Robotti voisi kestää ja korjatakin itseään matkan varrella.

Haikonen pohjustaa ajatusta maailmankaikkeuden synnyllä ja evoluutiolla.

– Maailmankaikkeuden kehittyminen on lähtenyt pienistä perushiukkasista. Niiden yhdistyessä eri tavoin on saatu alkuaineita ja ensimmäisiä soluja, elollisia olioita, kasveja ja eläimiä. Nyt ajatellaan, että ihminen olisi maapallon tärkein ja tietoisin olento; että biologia ikään kuin loppuisi ihmiseen eikä aivojen kyky ja tietoisuuden määrä tästä enää lisääntyisi, Haikonen sanoo.

– On ihmisen tehtävä tehdä muuta, parempaa, lisää. Evoluutiohan ei sinänsä ole mikään tekijä vaan nimitys prosessille, jossa toteutuu ilman kummempaa suuntaa se, mikä on mahdollista. Jatkumo ei-tietoisuudesta korkeampaan tietoisuuteen toteutuisi, kun avaruuteen lähetettäisiin tietoinen robotti. Ja nimenomaan tietoisuus on se perintö, jolla ihmiskunta voi jättää jälkensä maailmankaikkeuteen.

Kuvat: Pentti Haikonen, kuvakaappaukset Youtube (Pentti Haikonen ja Through the Wormhole, Discovery Science)