Robotin mallipohjaisen teleoperoinnin turvallisuus

Teleoperointi tarkoittaa manipulaattorin, esimerkiksi robotin käsivarren, kauko-ohjaamista hallintalaittein, jotka usein muistuttavat rakenteellisesti itse manipulaattoria. Mallipohjaisessa telerobotiikassa toimii ohjausosana tietokoneella oleva robotin malli, johon voidaan sisällyttää myös robotin oheislaitteet. Mallipohjainen teleoperointi on kehittyneen etäohjelmoinnin eli off-line-ohjelmoinnin laajennus ja sisältää etäohjelmointiominaisuuksien lisäksi reaaliaikaisen ja interaktiivisen ohjaus- ja takaisinkytkentäyhteyden ohjaustietokoneen ja robotin välillä. Teleoperointi on askel robottien tehokkaaseen käyttöön. Tuotannossa olevia robotteja voidaan ohjata valvomosta, jolloin ohjelmien luonti, lataus, käynnistys ja tuotannon valvonta tapahtuu kaukokäyttöisesti ja tietokoneen välityksellä. Teleoperoinnin avulla voidaan robottia käyttää työtehtäviin, joissa ympäristö on ihmiselle epämiellyttävä, vaarallinen tai jopa mahdoton. Teleoperointi parantaa itse operaattorin turvallisuutta, mutta synnyttää uusia turvallisuusriskejä, jotka kohdistuvat robotin luona työskenteleviin henkilöihin, mikäli järjestelmä on samanaikaisesti paikallisessa käytössä.Tämän projektin keskeisenä tavoitteena oli tunnistaa mallipohjaisen teleoperoinnin turvallisuuteen liittyvät tekijät ja määritellämallipohjaisen teleoperoinnin turvallisuusvaatimukset. Hankkeessa rakennettiin teleoperointiyhteys TTKK:n työaseman ja VTT:n tiloissa sijaitsevan robotin välille, lyhyen etäisyyden yhteys VTT:n työaseman ja robotin välille, sekä yhteys TTKK:n ja Kentuckyssa Yhdysvalloissa sijaitsevan Louisvillen yliopiston robotin välille. Oleellisia turvallisuusnäkökohtia tarkasteltiin koko tietoyhteys-, laite- ja ohjelmistokehityksen ajan ja turvallisuutta parantavat ominaisuudet pyrittiin yhdistämään kehitettyyn järjestelmään. Telerobotiikkaa suunniteltaessa joudutaan tekemään runsaasti valintoja ja käytännön päätöksiä, jotta haluttu turvallisuustaso saavutettaisiin. Vaikeutena on mm. standardoinnin pitäytyminen perinteisissä ja koetelluissa ratkaisuissa. Uusiin tekniikkoihin liittyvien seikkojen ratkaiseminen vanhan tekniikan ohjeilla on usein hankalaa. Standardit pyrkivt kuitenkin jättämään auki tekniikan kehityksen mukanaan tuomat uudet ratkaisut. Siksi näiden luotettavuus ja turvallisuus on erikseen osoitettava. Hanke osoitti, että telerobotiikan turvallisuusratkaisut ovat saavutettavissa jo nykytekniikalla. Välittömästi näkyvissä olevat kaupalliset sovellukset voidaan turvallisuuden puolesta huolellisesti suunniteltuina ottaa käyttöön hyvinkin nopeasti.