Robottijärjestelmillä

Robottijärjestelmillä tarkoitetaan toisiinsa integroitujen laite- ja ohjelmistokokonaisuuksien kokonaisuutta, jolla voidaan suorittaa tehtäviä autonomisesti tai puoliksi autonomisesti. Järjestelmä yhdistää mekaaniset rakenteet, toimilaitteet, sensorit sekä ohjaus- ja päätöksentekojärjestelmät. Sen toteutus voi olla yksittäisessä työkalupisteessä, tuotantolinjalla tai liikkuvana kokonaisuutena, kuten automatisoidussa varastossa tai palvelurobottina.

Keskeisiä komponentteja ovat mekaaniset osat (manipulaattorit, gripperit, kuljettimet), toimilaitteet (moottorit, pneumaattiset ja hydrauliikkajärjestelmät), sensorit (kokoelma kuten visio- ja etäisyyssensoreita), sekä ohjaus- ja ohjelmistokerrokset (rajapinnat, päätöksenteko, tilanhallinta, käyttäjärajapinnat). Järjestelmä käyttää myös ohjelmistoa tehtävien suunnitteluun, tekoälyperusteista päätöksentekoa sekä ohjausta reaaliajassa. Turvallisuus ja tietoturva ovat olennaisia, erityisesti ihmis- ja kone-välisten vuorovaikutusten yhteydessä.

Arkkitehtuuri voi olla modulaarinen ja skaalautuva, usein käyttämällä robottiohjelmistoalustoja (kuten seuraavan sukupolven robottipään ja sen sovellusalustojen kerroksia). Kehitysprosessissa käytetään simulointia, digitaalista kaksosta ja testausympäristöjä sekä standardeihin perustuvaa validointia ennen käyttöä tuotannossa.

Sovelluskohteita ovat teollisuusautomaation tuotantolinjat, logistiikka ja varastointi, sekä palvelurobotit terveydenhuollossa, kotitalouksissa, maataloudessa ja tutkimuksessa. Standardit ja säädökset, kuten ISO 10218 (teolliset robotit) ja ISO/TS 15066 (yhteistyörobotit), ohjaavat turvallisuutta, yhteentoimivuutta ja suorituskyvyn arviointia. Haasteina ovat turvallisuus, varkauden ja tunkeutumisen riskit, kyberturvallisuus sekä kustannustehokkuus ja järjestelmän ylläpito. Tutkimus suuntautuu tekoälyn, reunalaskennan ja pilvipalveluiden hyödyntämiseen sekä robottijärjestelmien modulaarisuuden ja standardoinnin parantamiseen.