Robotin käsi

Robotiikan mahdollisuudet tehdä palveluista vähemmän haavoittuvia äkillisesti ilmenevissä poikkeustilanteissa

Äkillisiä yhteiskunnan toimintaan vaikuttavia tilanteita voi ilmetä niin alueellisessa kuin globaalissakin mittakaavassa. Laajemman mittakaavan muutos voi olla esim. pandemian tai luonnonmullistuksen aiheuttama. Tästä ajankohtaisena esimerkkinä on SARS-CoV-2 –viruksen eli koronaviruksen aiheuttama pandemia. Keväällä 2010 puolestaan Islannissa sattunut tulivuoren purkaus keskeytti lentoliikenteen koko Euroopassa useiksi päiviksi. Alueellinen muutos voi johtua esimerkiksi inhimillisestä erehdyksestä tai vahingosta. Tällainen oli Nokian vesikriisi marraskuussa 2007, joka aiheutui, kun väärän venttiilin avaaminen päästi jätevettä vesijohtoverkkoon. Tilanteen ei kuitenkaan tarvitse olla näin dramaattinen vaan ongelma voi olla positiivinenkin, kuten vaikkapa sosiaalisen trendin aiheuttama kasvanut kiinnostus johonkin tuotteeseen. Esimerkkinä tästä mainittakoon karppaajien kasvanut kiinnostus voita kohtaan muutama vuosi sitten, jonka myötä voi loppui kaupoista.

Syitä vastaaviin poikkeaviin tilanteisiin voi olla monia. Yhteisenä nimittäjänä näillä on kuitenkin niiden äkillisyys, joka altistaa yhteiskunnan toiminnan haavoittuvuuksille. Yhtenä mahdollisuutena vähentää tätä haavoittuvuutta on robotiikan hyödyntäminen. Tässä blogikirjoituksessa esitetään konsepti päivittäistavarakaupan kassapalveluiden robotisoimiseksi. Seuraavat blogitekstit tulevat käsittelemään julkisia ja tuotannollisia palveluita  esimerkkien kautta. Ennen ratkaisuesimerkkejä määritellään kuitenkin mitä tarkoitetaan robotiikalla ja palveluilla.

Robotiikka

Robotiikalla on jo pitkä historia. Alun perin robotti-sana tarkoitti orjaa tai työläistä ja sen mukaisesti laitetta, joka korvaa ihmistyövoiman. Määritelmä on muotoutunut ja muotoutuu yhä jatkuvan teknologiakehityksen myötä. Yhden määritelmän mukaan roboteilla tarkoitetaan tietokoneohjattuja työkappaleita tai työvälineitä käsitteleviä, yleiskäyttöisiä koneita. Robotti on uudelleen ohjelmoitavissa suorittamaan erilaisia tehtäviä ja toimintoja. 2010-luvulla roboteilla on viitattu fyysiseltä rakenteeltaan monenlaisiin ohjelmallisesti liikkuviin laitteisiin, joihin usein liittyy ympäristön havainnointia ja sen mukaan toimimista. Robotiikalla puolestaan viitataan robottien suunnitteluun, valmistukseen ja käyttöön keskittyvään tieteeseen (Nurmi) Robotiikkaan katsotaan sisältyvän myös ohjelmistorobotiikan, joka nimensä mukaisesti käsittää sovelluksen tai ohjelmiston ilman fyysistä robottia.

Palvelut

Yrityksille, julkisille toimijoille ja asiakkaille palvelut näyttäytyvät eri tavoin ja eri roolien kautta. Osa toimijoista on palveluntuottajan roolissa; osa taas vastaanottamassa palvelua. Fyysisiin tuotteisiinkin ja niiden saatavuuteen linkittyy aina jokin palvelu. Jos esimerkiksi tuotteen saatavuus heikkenee, näkyy se myös palveluiden kautta. Tilastokeskus (Tilastokeskus) määrittelee palvelun seuraavalla tapaa:

Palvelut ovat sellaisen tuotannollisen toiminnan seurausta, joka muuttaa niitä kuluttavien yksiköiden olosuhteita tai edistää tuotteiden ja rahoitusvarojen vaihdantaa. Palvelut eivät yleensä ole erillisiä eriä, joihin voisi kohdistua omistusoikeuksia, ja yleensä palvelua ja palvelun tuottamista ei voi erottaa toisistaan. Palveluihin kuuluvat seuraavat erät:

  • Tuotannolliset palvelut
  • Huolto- ja korjauspalvelut
  • Kuljetus, matkailu ja rakentaminen
  • Vakuutus- ja eläkepalvelut sekä rahoituspalvelut
  • Muut liike-elämän palvelut
  • Henkisen omaisuuden käytöstä perityt maksut
  • Televiestintä-, tietojenkäsittely- ja tietopalvelut
  • Henkilökohtaiset, kulttuuri- ja virkistyspalvelut
  • Julkisyhteisöjen tuottamat tavarat ja tarjoamat palvelut

Kun tarkastellaan esimerkiksi koronaviruksen aiheuttamaa tilannetta edellä olevan määritelmän kautta, havaitaan vaikutukset lähes kaikkiin palveluiden eriin. Robotiikka tarjoaa työkalun vastata nopeasti toimintaympäristön kriiseihin. Robotiikan käyttöönotto sitoo aina myös uutta ihmistyövoimaa ja mahdollistaa robotin vapauttamien työvoimaresurssien uudelleen ohjaamisen palvelun toiminnan varmistamiseksi. Mitä mahdollisuuksia robotiikka voisi tarjota siis tällaisessa tilanteessa?

Tapausesimerkkinä päivittäistavarakaupan kassa

Kassan liukuhihna, jossa rabotit työskentelevät

Konseptimalli päivittäistavarakaupan kassalinjasta. Kuva: Janne Möksy

Kassatoiminnan keskeinen rooli on hyvin yksinkertainen: tunnistetaan tuote ja laskutetaan sen hinta asiakkaalta. Tunnistuksessa käytetään tänä päivänä pääosin saattomuistia, joka tunnistetaan optisesti viivakoodinlukijalla. Kassahenkilön tehtäväksi jää kohdistaa tuotekohtainen viivakoodi lukulaitteeseen ja mahdollisesti oikaista luentaa suurien rinnakkaistuotemäärien kohdalla. Osiltaan kassahenkilöt ovat jo korvautuneet itsepalvelukassoilla, joissa asiakas itse kohdistaa tuotteet lukijalle. Itsepalvelukassat ovat materiaalivirroiltaan kuitenkin ostoshihnoja hitaampia ja usein niiden käyttö on rajattu enimmäistuotemäärällä. Haasteena itsepalvelukassoissa on myös kaupan ja asiakkaan välinen luottamussuhde ja mahdollisuus näpistykseen.

Teollisuusautomaatiossa vastaavan tyyppisiä saattomuisteja hyödyntämällä on valvottu tuotannon materiaalivirtoja ja laatua jo pitkään. Tietylle viivakoodityypille räätälöityjen optisten lukulaitteiden tilalle on kehittynyt konenäköjärjestelmiä, jotka tunnistavat saattomuistit kuvapohjaisesti. Perinteisiin viivakoodiskannereihin verrattuna konenäköjärjestelmien etuina ovat niillä saavutettava hyvin suuri tunnistusnopeus ja häiriöherkkyys. Konenäköpohjaiset viivakoodinlukijat kykenevät tunnistamaan koodin puutteellisissa valaistusolosuhteissa, vahingoittuneesta koodista ja perspektiivivirheestä huolimatta. Tunnistettava artikkelit vilahtavat hihnakuljettimella konenäköjärjestelmän ohi pysähtymättä.

Nykyisten ostoshihnojen viivakoodiskannerit olisi mahdollista korvata konenäkölaitteistolla, joka tunnistaa hihnalla kulkevat tuotteet näiden orientaatiosta riippumatta. Asiakkaan vastuulle jäisi latoa tuotteet riittävän hyvin, siten että koodinluvun mahdolliset aukkokohdat vältettäisiin. Käytäntö muistuttaisi nykyisiä pullonpalautusautomaatteja. Erona olisi se, ettei tuotteita pyörittäisi rummussa ja tuotteiden läpivirtaus olisi huomattavasti tehokkaampaa.

Tunnistuksen jälkeen tuotteet pakattaisiin kestokasseihin robotin toimesta. Keskeisessä roolissa olisivat nykyaikaisimmat robottitarttujat, joiden joustavia sormia pystytään mukauttamaan vaihtelevien kappaleiden muotoon käyttöilmanpainetta ohjaamalla. Pakkaamisesta vastaisivat hyvin nopeatoimiset SCARA tai rinnakkaisvartiset robotit. Tupakka- ja veikkaustuotteiden ojentamisesta asiakkaalle vastaisivat yhteistyörobotit. Asiakkaan ikä tunnistettaisiin kuvapohjaisesti henkilöllisyystodistuksesta henkilön ikääntymistä mallintavia algoritmeja hyödyntäen. Toisaalta tupakka- ja alkoholituotteiden kertaluontoinen ostolupa voisi olla oma tuotteensa, jonka asiakas hankkii tähän soveltuvalta palvelutiskiltä. Resurssien tehostamiseksi tällaisena voisi toimia liha- ja kala- tai juustotiski. Kassoilta vapautuneen henkilöresurssin voisi kohdentaa näihin palveluihin.

Jätettyään huolella valitut ostoksensa kassan hihnalle, asiakasta vastassa olisi metroasemilta ja uimahalleilta tuttu puomi, joka avautuisi ostoslaskun maksusta. Portista kuljettuaan tuotteet olisivat valmiiksi pakattuina kestokasseihin helposti mukaan otettaviksi. Vaihtoehtoisesti kuljetuksesta voisi vastata mobiilirobotti, jonka asiakas kutsuisi parkkihallissa olevalle autolleen ostostapahtuman yhteydessä saamansa tunnisteen ja marketin paikallisverkossa toimivan mobiiliapplikaation avulla. Toimintamallin etuna on myös se, että ostoskärryjä ei tarvitse kuljettaa kaupan porttien ulkopuolelle, jolloin myös siivoustarve vähenee, kun ulkoa kulkeutuva lika ja kura siirtyvät enää asiakkaiden jalkineissa kaupan puolelle. Seuraavalla kerralla ostoksille tullessaan, tyhjät kestokassit palautettaisiin palautusautomaattiin uudelleen käytettäviksi panttia vastaan.

Kirjoittajat

Artikkeli on tuotettu RoboCountryside-hankkeessa.  Hanketta rahoittaa Euroopan maaseudun kehittämisen maatalousrahasto ja hankkeen toteutuksesta vastaa Jyväskylän ammattikorkeakoulu.

– Toni Pekkola, projektipäällikkö, projektiasiantuntija, Jyväskylän ammattikorkeakoulu, Hyvinvointiyksikkö
– Aleksi Nuora, projekti-insinööri, Jyväskylän ammattikorkeakoulu, Teknologiayksikkö

Lisätietoja hankkeesta: https://blogit.jamk.fi/robocountryside/ 

Lähteet

Nurmi, Timo. MOT Gummerus Uusi suomen kielen sanakirja. Sähköinen materiaali, viitattu 15.4.2020.
Tilastokeskus, palveluiden määritelmä: https://www.stat.fi/meta/kas/palvelut.html#tab2, viitattu 15.4.2020.