Kirurgian tekniikka tulee kotitontille.

Tekniikka-palsta

Teksti: Kalevi Rantanen

Kirurgian tekniikka tulee kotitontille.

Julkaistu Tiede-lehdessä 10/2011

Kesämökin omistajan pitäisi toisinaan olla kahdessa paikassa yhtä aikaa. Mökillä pitäisi vetää vene rannalle, kerätä pudonneet lehdet tai lapioida lunta. Kesällä riittää puutarhanhoitoa ja ruohonleikkuuta. Aina ei kuitenkaan ole aikaa tai halua lähteä mökkireissulle.

Eivätkö insinöörit mitenkään saa keksityksi koneita, joita voi käyttää kotisohvalta?

Ovat keksineet. Tampereen teknillisen yliopiston ja VTT:n tutkimusprofessori Timo Määttä kertoo, että jo viitisentoista vuotta sitten Yhdysvalloista ajettiin Suomessa sijaitsevaa työstökonetta. Otaniemestä on ohjattu Avantin konetta, joka on tehnyt ulkotöitä Tampereella.

Joitakin koneita on jo markkinoillakin, esimerkiksi radio-ohjattavia ruohonleikkureita. Matka laboratoriolaitteista kuluttajatuotteisiin on kuitenkin pitkä, ja Määtän arvion mukaan tuotevalikoiman isoa laajentumista pitää odotella vielä vuosia. Mutta alkuun on siis päästy.

Etävehjettä ohjataan etänä

Etäoperoinnista puhutaan, kun käyttäjä ohjaa konetta työn aikana ainakin silloin tällöin. Automaattinen ruohonleikkurirobotti ei ole etäkone, vaikka se käynnistettäisiinkin etäältä. Oikea etävehje on ohjattavissa, vierestä tai maapallon toiselta puolelta.

Jos emme vaadi koneelta suurta liikkuvuutta, voimme ajatella itse kesämökkiäkin koneena, jota tarvittaessa etäkäytetään. Saunan voi panna lämpiämään, talon lämmityksen voi kytkeä päälle ja pois tai lämpötilaa muuttaa kännykällä tai tietokoneella.

Etäkameralla voi tarkkailla mökkiä. Murtovarkaan voi ainakin nähdä, vaikka ei muuten voisi tehdä mitään. Jos taas haluaa päästää hyvän naapurin sisään, oven sähkölukko avautuu kaupungista käsin.

Kirurgia mannertenväliseksi

Etäoperoinnin eksoottisia mahdollisuuksia havainnollistaa kirkkaimmin kirurgia. Jo noin kymmenen vuotta sitten tehtiin mannertenvälinen leikkaus. Kirurgit työskentelivät New Yorkissa ja poistivat sappirakon potilaalta, joka makasi Strasbourgissa.

Kirurgit käyttivät leikkausrobottia. Sen ohjaaja katsoo kolmiulotteista videota ja liikuttaa robotin käsivarsia. Ne työskentelevät ylivoimaisesti tarkemmin kuin ihmiskädet, ja periaatteessa on samantekevää, kuinka kaukana potilas on kirurgista.

Myöhemmin on rakennettu monenlaisia kirurgirobotteja. Esimerkiksi Carnegie Mellon -yliopiston "toukkakirurgi" HeartLander on viiden sentin mittainen. Laite menee rinnasta sisään ja ryömii kirurgin ohjauksessa sykkivän sydämen päällä. Menetelmän toimivuus on testattu sioilla.

Onnistuneista kokeista huolimatta saamme vielä odottaa etäleikkausten tuloa tavalliseen terveydenhuoltoon. Turvallisuustutkimukset vievät aikaa.

Kaivostyö valvomotyöksi

Kivet ovat vähemmän herkkiä kuin ihmiset. Kaivoksissa etäoperointi on edennyt jo puolikaupallisiin kokeiluhankkeisiin.

Perthissä Australian länsirannikolla kaivosyhtiö Rio Tinto käynnisti viime vuonna rautakaivostoiminnan ohjauskeskuksen. Sen työntekijät operoivat rautamalmin kaivu-, kuljetus- ja lastauslaitteita, jotka toimivat Pilbarassa 1 500 kilometrin päässä.

Ruotsissa etäoperointia hyödynnetään LKAB:n rautakaivoksessa Kiirunassa, Suomessa Inmet Miningin kupari- ja sinkkikaivoksessa Pyhäsalmella.

Nykyajan kaivostyöläinen yhä harvemmin jyristelee maan alla pora- ja lastauskoneiden kanssa. Tavallisesti hän tarkkailee valvomossa näyttöpäätteitä ja ajaa koneita sauvaohjainten avulla.

Näin työturvallisuus paranee ja työn kiinnostavuus lisääntyy. Henkilöstön värvääjä voi kertoa, että kaivostyö muistuttaa tietokonepelin pelaamista.

Suomelle sopiva ala

Insinöörit lupaavat, että työ tulee vielä jännittävämmäksi. Esimerkiksi suomalaiset tutkivat paljon virtuaalitodellisuuden hyödyntämistä etäoperoinnissa.

Yksi tärkeä sovellus on kansainvälisen fuusioreaktorin Iterin kunnossapito, joka on säteilyn takia hoidettava etäoperoitavilla koneilla. Videokuvaakaan ei välttämättä saada. Sen sijaan kohdetta seurataan erilaisin mittalaittein, ja tietokone rakentaa niiden avulla virtuaaliesityksen. Käyttäjä toimii auton tai lentokoneen käyttöliittymän kaltaisessa ympäristössä, kertoo Timo Määttä.

Etäoperoinnissa virtuaalitodellisuus tarkoittaa luotettavan ja tärkeän tiedon esittämistä käyttäjälle ymmärrettävässä muodossa, ei kyberavaruuteen rakennettua mielikuvitusmaailmaa. Joskus puhutaan lisätystä todellisuudesta. Silloin todelliseen kuvaan lisätään tietoa, joka ei näy pinnalle.

Käyttäjä saa tietoa monin tavoin, näön lisäksi vaikkapa tuntoaistilla. Esimerkiksi kaivoskoneen tärinä voidaan panna tuntumaan ohjaussauvassa.

Tällaisiin uusiin ja vaativiin järjestelmiin sopivia virtuaalitekniikoita hallitaan Määtän mukaan Suomessa hyvin.

– Suomi voisikin erikoistua näiden erikoistuotteiden kehittämiseen.

Etäkädenoikeutta turvakaukolla?

Teollisuuden erikoistuotteista syntyy uusia kuluttajasovelluksia, osa arvaamattomia, osa kauan sitten kuviteltuja. Puolalainen tieteiskirjailija Stanislaw Lem ideoi jo 1980-luvulla kaukoja. Ne olisivat etäohjattavia humanoidirobotteja, esimerkiksi kodinturvakaukoja.

Mökeilläkin kaukoille olisi markkinoita. On tylsää vain etäkatsella murtovarasta. Toista olisi toimia etärambona. Silloin tosin syntyy lakiongelmia. Millainen turvakaukon etäkäyttö on jo omankädenoikeutta, vai pitäisikö sanoa etäkädenoikeutta?

Palstan pitäjä Kalevi Rantanen on diplomi-insinööri, tietokirjoittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.

Lisää etätekniikan sovellusalueita– Pommien purku– Työ säteilyvaarallisessa ympäristössä– Toiminta avaruudessa– Toiminta syvällä meressä– Vaativat pelastustehtävät– Sotilassovellukset, kuten etäohjattavat taistelukoneet– Etäasennus– Etäkunnossapito