No kala on ilus, väga ilus, kui vaadata voolujooneline,  sätendav läikiv. See ei ole ainult ilus kala on ka minu meelest väga rahustav vaadata,  kui kuskil on akvaarium, sa võid nagu lõpmatuseni vaadata  seda kala, see on selline nagu vaataks vett  või tuld või midagi, jäädki vaatama, kuidas kalad ujuvad. Väga elegantsed. Tänases saates räägime tõepoolest kaladest,  kuid mitte neist siin Tallinna lähistel asuvas kalafarmis kasvavatest,  vaid nende forellide järgi. Maarja Kruusmaa juhitavas Tallinna tehnikaülikooli  biorobootikakeskuses loodud tehiskaladest kalarobotitest,  kes samuti sulpsu lüüa armastavad. Kui te lastel lasete joonistada näiteks roboti,  ütlete lapsele, et ole hea, joonista mulle robot  siis 90 protsendilise tõenäosusega ta joonistatud sellise  pea ja kahe käe ja kahe jalaga eluka ja enamasti,  kui vaadata selliseid roboteid, mis päriselt on olemas,  siis võib-olla see Honda simo robot, mis kahe jalaga käib  ja alati president tervitab on kõige rohkem  selle laste ettekujutuse moodi, milline robot peab olema. Ehk võib ka teisipidi vaadata, et Honda robot on tehtud just selleks,  et vastata sellele inimesele. Tavapäraselt oleme harjunud roboteid ette kujutama selliste  kõrgtehnoloogiliste raudmeestena, kuid kalarobotid on  nendest masinatest sootuks erinevad. Nende valmistamiseks kasutatakse pehmeid elastilisi  materjale ja ümaraid jooni mis muudab nende liikumise  selliste inimkujuliste robotite omast täiesti teistsuguseks. Robotid, mida meie teeme, on erinevad klassikalistest  robotitest selles mõttes, et nad ei ole kõvad,  vaid nad on pehmed ja paindud. Tavalised inimesed ei kujuta ette, et robot on mingisugune pehme,  karvane või nätske asi, aga biorobotika keskuse kompetents  väga palju on füüsikas ja mehaanikas ja arvutitehnikas just  selle osa peal, mis puudutab pehmete kehade mõõtmist,  modelleerimist, arvutit. Nagu keskuse nimigi ütleb, biorobootika on osaks pehmete  robotite loomisest bioloogia, mis kirjeldab,  kuidas elusolendid on ehitatud miks on osadel tugev skelett  ja teistel jäika luustiku vähe näiteks allveel omadel just  veealuse silmas osa keskuse tööst käiki sest ehitatakse robotkalu. Seega lisaks terminile biorobootika võib kasutada teistki allveerobootika. Alve robootika on selline asi, et ma soovitan kõikidel  inimestel tegeleda millegi muuga ausalt öeldes sest. Vaadake vee all midagi ehitada on 10 korda raskem kui  ehitada õhus. Mina arvan, et isegi kosmoses asju ehitada on lihtsam,  sest vähemalt midagi leki ja vett ei lähe sisse. Allveerobootika kõige suurem probleem on vesi. Vesi tuleb igalt poolt sisse ja need inimesed,  kes teevad alvetöid ja teavad, mida see tegelikult tähendab. Kui te tahaksite samasuguse roboti ehitada,  mis töötaks maa peal, siis teil kuluks 10 korda vähem  ressursse selleks umbes lii palju lihtsam on neid asju teha,  ega midagi katki ei lähe. Aga vee alla neid panna niimoodi, et nad seal korralikult liiguvad,  on päris raske. Kolme aasta vanuses TTÜ biorobootika keskuses on robotkalad  suudetud vees edukalt vastu pidama panna. Tegemist on kogu maailma mastaabis unikaalsete seadeldistega,  mis suudavad neid ümbritsevat keskkonda analüüsida  ja selle kohta teavet saata. See kala siin praegu ujub seisvas vees ja tõenäoliselt ta  sealt väga palju mingisugust informatsiooni ei saa sellest veest,  mis tema ümber on, tal on peal, siin peas on väikesed augud  ja need väikesed augud on rõhuandurid, ehk ta tunneb veeru. Kui ta on seisvas vees ja liiguta siis ainukene informatsioon,  mis ta saab, seal on tegelikult tema enda keha liikumisest. Et tegelikult me võiksime öelda, et kui see kala paneb  silmad kinni ja kui ta ennast niimoodi seal liigutab,  siis tegelikult ta saab aru, kuidas ta liigutab sellega,  et sest rõhu rõhuanduritest saab informatsiooni vastu. Nii et teisisõnu ka öelda, et see robot oskab isegi mõelda Väga raske öelda, kas see robot oskab mõelda  või mitte, sellepärast et me võime öelda täiesti kindlasti,  et tal on refleksid. Meie kalad tunnevad reaalselt midagi, meie kalad tunnevad,  et midagi nende ümber toimub. Näiteks meie kala oskab aru saada, et kui ta on veevoolus  ja see veevool juhtub olema ühtlane siis ta saab aru,  kumb põsk on temal vastutuult nii-öelda vastuvoolu  ja ta oskab oma keha niimoodi pöörata, et ta täpselt vaatab  sellele poole, kust vesi voolab. Just selle väljaselgitamine, mida robotkalad tunnevad,  ongi keskuse uuringute peamine eesmärk. Ühe praegu käimasoleva vaatluse raames püütakse aru saada,  kuidas ja miks reageerivad kalad veekeeristele. Meie uurime praegu sellist fenomeni Looduses on teatud kohtades tekkivad sellised perioodilised  keerised kus. Keerised tulevad objekti taga teatud kindla sagedusega välja  ja bioloogid on märganud, et sellised kohad on kalade jaoks  väga huvitavad. Millegipärast kalad armastavad sellistes kohtades istuda  kaua aega ei ole aru saadud, mille pärast,  aga ilmselt on põhjus selles, et sellistes kohtades olemine  aitab neile vähem energiat kulutades ujuda. Ja kuidas see täpselt toimub, bioloogid ka ei saa aru,  et kas nad kasutavad selleks oma seda küljejoont,  mis tunneb keeriseid või see on puhtalt passiivne,  et nende kehal tunneb, et seal on hea olla,  nagu sina lähed ja seisad, oled ka seal,  kus sa vähem ära väsid, et lihtsalt sa tarvitad vähem  hapnikku ja sa saad sellest kuidagi aru,  eks. Aga meie, see robotkala aitabki selgesti,  et milles see fenomen tegelikult on? Pidevalt jälgitakse ka erinevate materjalide omadusi vees. Siin on meil näiteks erinevad sabad tehtud sellesama kala  jaoks ja kõik need saba on erinevate materjali omadustega. Erinevad materjalid erineval määral, salvestavad energiat  ja hajutavad energiat. Ja nüüd, kui kala ennast liigutab, siis ta kulutab energiat  oma musklitega, et ennast liigutada. Ja mida see energia teeb, kui ta mööda seda Saba liigub, on erinevate materjaliomaduste puhul erinev  ja hästi huvitav on teada seda, kui palju kala kulutab  energiat ja palju, ta lihtsalt sõltub sellest  või usaldab oma keha. Et see energia käib seal edasi-tagasi, ilma et ta peaks  üldse mitte midagi tegelema. Ma ehitan maailma paremat robotkala. Milline on siis maailma kõige parem robotkala  või milline peaks olema maailma parim robotkala? See on, see on küll üks keeruline küsimus. Robotkalade puhul on palju erinevaid omadusi,  mis. Mis, mis teevad roboti heaks näiteks võime kiiresti liikuma hakata,  kiirendus, võime manööverdada hästi kitsastes tingimustes. Ja näiteks võime hästi efektiivselt pikka maad ujuda. Mind minu uurimistöös huvitab eeskätt, et sellise robotiga ehitamine,  mis oleks üheaegselt hästi manööverdusvõimeline,  suudaks hästi kitsastes tingimustes ümber pöörata  ja ka ujuks pikki maid efektiivselt. Kui kaugel te sellest ideaalkalast olete praegu? Siiamaani olen ma tegelenud simulatsioonide tegemisega  sest need on odavamad kui päris kalaehitamine. Aga. Eitan ka prototüüpi esimest prototüüpi. Simulatsioonides ma saan hästi. Väikse vaevaga muuta kalakehakuju. Ja seda, kus asuvad Liigesed. Sabas, ja ja panna sellise kala liikuma ja ennustada,  kui kiiresti see liigub ja millise energiakuluga. Juba valmis ehitatud robotkalade energiataset saab mõõta  konkreetsete eksperimentide abil keskuse suurtes akvaariumides. Siin me oleme loonud sellise kontrollitava hüdrodünaamilise keskkonna. Kus me saame muuta voolukiirust ja sisestada siin erinevaid  objekte ja siis tekitada nii-öelda kontrollitud turbulentsi. Ja põhimõtteliselt me teeme oma robotkaladega katseid siin,  et, Meil on võimalik mõõta kalale mõjuvaid jõude erinevas suunas. Samuti seda jõudu, mida kala ise tekitab ja,  ja jälgida veevoolu ümber selle kala, et milline vool seda tabab. Jälgida kõiki neid voolustruktuure keeriseid  ja vaadata siis kuidas kala seal hakkama saab. Siin nüüd ongi üks konkreetne katse meie,  aga ta on pandud ujuma vees ja vaatame, kuidas,  kuidas vesi. Voolab selle kala ümber ja kuidas see kala  siis tekitab, kui eriseid, et sellest saab  ka arvutada välja jõu, mida kala rakendab. Kuna vesi on läbipaistev, siis niisama vett filmides ei näe midagi. Selleks oleme pannud spetsiaalsed osakesed sinna vette  ja valgustame neid laseri laseriga tekitatud valguslehega. See on selline hästi õhuke leht, et põhimõtteliselt nagu  lihtsalt üks kiht on nähtav. Ja ja kaameraga siis filmi me pealtpoolt. Ja selle süsteemi abil võime. Suudame mõõta veevoolu kiirust, suunda ja jälgida  siis kõike, mis seal toimub. Andurid need siis täpselt on, mida nende abil saab jälgida. Põhimõtteliselt saab nendega jälgida veevoolu,  et paneme nad kala külje peale, et et emuleerida päris kalal  olevat küljejoont. Küljejoon on siis see osa kalast või kala kehas,  mis on ta nagu infoallikas. Jah, et ta suudab veevoolu ja rõhkude erinevusi sellega üles korjata,  kui need andurid välja näevad. Kes nad on sellised pisikesed Üsna nõrgad, et näpuga ei ole mõtet katsuda. Ja need on siis seal kala, kala nii-öelda aju sisse pandud. Jah, peale signaalide võimendamist, need lähevad edasi aju,  mis peaks siis kontrollima kala liikumist nende alusel. Mis pärast need anduritelt saadav informatsioon on oluline? See on informatsioon keskkonna kohta, et,  et kala peab tundma ja aru saama oma keskkonnast  ja seetõttu ei ole nagu variant, et peab mingisuguseid  andurid panema. Kui palju neid andurid siis ühel robotkalal on? Noh, robotkalal tuleb neid vähem, et päris kala on see külje  joones ikka neid sadu. Aga robotkala tuleb jah, võib-olla mingisugune kümmekond,  aga kui palju selle kala sees on üldse elektroonikat? Hulka, et korralik arvuti on sisse ehitatud  ja siis veel hunnik analoogelektroonikat,  et et suhelda nende anduritega ja muude Asjadega kui suur see arvuti No umbes nagu mobiiltelefonis midagi sarnast. Ta peaks nagu seda kala ka juhtima vastavalt  selle anduritelt tulnud signaalidele et otsuseid vastu võtma,  et kuhu pöörata ja mida teha. Nagu päris kalamees kohe. Jah, niisugune see töö meil on. Siin sees on siis esiteks mootor. Siis siin ülekandemehhanism, mis, mis selle mootori  liikumise muudab saba liikumiseks. Siin on toitelektroonika. Siin on see juhtelektroonika, mis suhtleb arvutiga  ja lõuanduritega ja juhib mootorit. Ja siis siin sees on veel. On need rõhuandurid ise siit paistavad ja  siis on raskus, millega me paneme selle. Kala ujuvuse õigeks, see kala on valmistatud kasutades  uusimaid tehnoloogiaid, et et see pea on valmistatud,  kasutades kiirvalmistamise tehnoloogiat,  mis on meil tehnikaülikoolis olemas. See keskmine osa on siis freesitud CC freesiga. Mis kala järgi see robot on tehtud? Robot on tehtud forelli järgi, et see kuju on täpselt  kujutab endast forelli, geomeetriat. Ja ja see on see, mida me püüame jäljendada. Miks forell on? Forelli oleme me valinud sellepärast, et forellid  ja lõhed on sellised kalad, mis suudavad. Just kasutades seda küljejoont, mida me püüame kopeerida,  oma efektiivsust kõige rohkem tõsta, et et lõhed näiteks  suudavad tuhandeid kilomeetreid ujuda vastuvoolu,  ilma, et nad sööks. Ja, ja nende liikumine on äärmiselt efektiivne. Seetõttu oleme me just eeskujuks võtnud forelli  ja lõhe. Võib ka öelda, et see saba on siin tark osa selles kalas,  et et tegelikult see saba on. Tehtud selliselt, et nagu ma seletasin, et kasutades ühte  mootorit on võimalik saavutada samasugune liikumine,  mida päris kala tekitab, kasutades tervet hulka lihaseid. Et kui nüüd valida õiged saba, materjali omadused  ja õige kuju siis siis see saba materjal tekitab  selle liikumise. Et nii, me ei pea kasutama palju mootoreid  või palju erinevaid Täitureid, et samasugust liikumist tekitada. See saba on tehtud dilikon materjalist. Et põhimõtteliselt. Kasutame selliseid silikoone, mis on, mida on võimalik  valada vormi ja on väga lihtne erinevaid kujusid nendest teha. Pehmed robotid nõuavad ka teistsugust lähenemist mehaanikale. Voolujoonelisem kuju vajab enam dünaamilisust  ja et mootorid on üldjoontes kandilised,  rasked ja suured, püütakse pehmetele robotitele luua  nii-öelda kunstlihaseid. Me tegeleme selle materjali uurimisega, et karakteriseerida  seda materjali ja kasutada seda sensori ja täiturina. Kunstlihas on võib-olla natukene eksitav nimetus sellele materjalile. Päris lihased töötavad sedasi, et, et seal sees libisevad  aktiini ja mü filamendid ja toimub kontraktsioon lihase lühenemine. Kuid see, mida kunstlihaseks siin ekslikult nimetatakse,  see. Elektripinge mõjul see leht lihtsalt paindub. Et see on põhimõtteline erinevus. Tööpõhimõttes tegelikult ei ole tegu üldse uue tehnoloogiaga,  et see materjal leiutati aastal 91 92 ja teda on arendatud  üha paremaks ja paremaks. Sellest ajast saadik, et selle materjali põhilised probleemid,  eriti algusaegadel, olid. Hästi kõrge energiatarve, et see vool, mis  selle materjali juhtimiseks vajalik on, see oli hästi kõrge. Kuid. Viimastel aastatel on seda materjali arendatud  ja need vajalikud voolud ja selle materjali energia tarve on  oluliselt vähenenud. Võib-olla selle materjali eelised nii-öelda harilike  täituritega võrreldes on. Kerge skaleerimine, et seda põhimõtteliselt saab kääritega  lõigata ükskõik millisesse kujusse parasjagu vaja on. Kuigi enamus jutuajamisi biorobootikakeskuses töötavate  teadlaste vahel on eesti keeles, käib selle 25 liikmelise  grupi töö inglise keeles. Uuringud, mida tehakse, on ju rahvusvahelised koostöö käib  teiste maailma teaduskeskustega ning osaletakse mitmetes suurprojektides. Lisaks saab nii keskusesse palgata teadlasi mujalt maailmast. Praegu on meeskonnas Hiina, Brasiilia ja Venemaa teadureid. Mehaanikainsener Hadi Helau on Liibanonist. Doktorikraadi sai ta Pariisis Sorboni ülikoolist. Robotkalade valmistamiseks kasutatud materjalidele on leitud  teisigi rakendusi. Näiteks avastati, et neist saab teha inimese  või looma kehaosade jäljendeid, mille peal noored kirurgid  võivad praktiseerida. Me oleme osalised kahes Euroopa projektis,  mis tegelevad robotkirurgiaga ja meie tegelikult teeme neid  kunstlike inimesi, ehk siis tegelikult kunstnikke,  kõhuõõsi, mille peal kirurgia robotid saavad harjutada enne seda,  kui nad pivad harjutama loomade peale näiteks  või veel vähem inimeste peale. Aga paistab, et need samad fantoomi, mis me teeme,  sobivad ka tegelikult hästi meditsiinitudengite õpetamiseks,  meil on koostöö Ida-Tallinna keskhaiglaga,  kus neid on juba kasutatud biopsia praktikas. Siis meditsiinitudengid saavad sealt nende peale harjutada,  kuidas võtta koe proovi ja miks need asjad head on? Sellepärast et. Arstide õpetamine on kallis ja traditsioonilised viisid,  kuidas arste õpetada, siis tehakse kas loomkatseid  või siis praktiseeritakse inimeste peal ja need mõlemad  viisid on tegelikult väga kallid, kuidas harjutada,  loomulikult, iga arstitudeng peab selle faasi läbi tegema. Aga enne seda ta võiks harjutada mingisuguse nii-öelda  simulaatori peal, nagu piloodid harjutavad,  kui teda lastakse tegelikult tegelikult looma  või inimest lõika. Ja mida paremad on need fantoomid, seda odavam on tegelikult meditsiinitudengil. Seda esimest faasi läbi. Kui siit edasi mõelda, et inimkudede laadseid materjale  laboris juba valmistatakse, siis on ehk võimalik varsti  valmis ehitada ka päris inimesele täiesti sarnane robot,  kel lihased ja nahk otsekui Eesti parimas ulmefilmis. Hukkunud alpinisti hotell. Me ei ole inimesekujulise robotiga tegelenud,  võib-olla sellepärast, et sellega tegelevad  nii paljud kõik, kes tahavad saada robootika teadlaseks,  mõtlevad, oh, ma helistan ehitada humanaid roboti,  aga mingisugune asi see mingisuguse aja selliselt tüdineb ära,  seda on nii palju ümberringi. Ja. Inimrobot ei ole valmis, aga iga teadlane tahab endale  valida sellise uurimisobjekti, kus tal on mingisugust lootust,  millegi läbimurde, mis ka läbi tulla, välja tulla. Aga humanoid robootikas on tegelikult nii palju hästi  tugevaid gruppe juba, et seal minna ja trügida sinnasamasse  kohta ütelda, mina ka mina ka mina ka ilmselt ei ole kõige targem,  vähemalt minule oma uurimisobjekti valides. Niisiis ikkagi kalad, kelle aju on väike,  kuid kelle puhul on hämmastav, kuidas nad oskavad vees  ülimalt ebastabiilses keskkonnas hakkama saada  ja liikuda isegi kõige targemad inimesed seda järgi teha ei suuda. Ja siit lähebki küsimus selles, et äkki see ei olegi ajus,  et ta suudab, vaid äkki ongi selles asi,  kuidas ta tehtud on, kuidas tema keha tehtud on. Ta ei peagi üldse mõtlema. Ta on iseenesest tabiilne juba vees. Ja üks hüpotees, millega me üritamegi tegeleda siin  ja sellele vastust leida, on kui stabiilne. Kui hästi me suudame ujuda ka siis, kui me ennast üldse juhi  või minimaalselt juhime? Kui väikeseks me saame oma aju teha, et me siiski suudaksime  midagi mõistlikku ellu jääda sellises keskkonnas,  sest vesi on ju nii ebastabiilne keskkond,  et midagi ebastabiilsemat on raske ette kujutada. Inimesi on alati huvitanud see, et mis osa meie kehal  ja mis osa on meie mõistusel, kuidas, kas,  kas me saaksime niimoodi teha, et võtame keha üldse ära,  meil oleks ainult mõistus, kas me siis niimoodi saaksime  olemas olla ja eksisteerida või siis vastupidi,  et kui meil oleks ainult keha ja mõistus ei ole,  mis me sellisel juhul saame teha või mis on nagu ühe  või teise olulisus? Meie meie eksistentsi juures või mis on primaarne,  kas vaim või, või kehalisus ja uurides seda,  et kuidas me saame liikuda minimaalse energiatarbega  minimaalse juhtimisega lihtsalt sellepärast,  et meil on keha olemas, annab tegelikult hästi huvitavaid vastuseid. Siin me võime ka näiteks surnud kala ujuma panna ülesvoolu  teatud ajaks, sellepärast et tema keha lihtsalt niimoodi tehtud. Et keerised hakkavad teda edasi liigutama. Ja see näitab meile, et tegelikult see, milliseks meie kehad  on disainitud, on väga-väga oluline. Kui meie, kui me ei elaks mitte maal või elaksime näiteks  puu peal siis tõenäoliselt meie lihased,  meie kõõlused, meie luud oleksid mingisuguse teiste  materjali omadustega. Ma olen selles täiesti kindel. Kuu peale oleks evolutsioon meid teistsuguseks arendanud  just sellepärast, et siis peab meie aju vähem tööd tegema  ja me saame seda juhtimist nagu kehale niimoodi allhanke  korras välja anda, et mine tegele sellega. Ma ei taha selle peale mõelda, kui ma üleval,  kui ma seisan püsti, siis võib-olla mitte ükski neuron ei  tulista minu kehas või mõni üksik, võib-olla sellepärast,  et minu keha omadused ise tegelevad sellega,  et selliseid alumisi funktsioone Tõesti, robotkaladest rääkides võib kalduda  ka filosoofiasse, kuid bioloogidel on nende jaoks väga  praktiline roll. Nad aitavad uurida, kuidas reaalsed kalad üldse ujuvad. Looduses elavat kala ennast on raske uurida. Talle ei saa anda käsklust, et ta hoiaks ühte uime paigal  ja teist liigutaks. Robot saab sellest käsust hästi aru. Sellisel. Mehhanismil nagu see on, on siin täiesti oma selline turu ni olemas. Kõik need valverobotid, mis siiamaani on ehitatud,  on tegelikult hästi suured ja nad on jäigad  ja nendega ei saa minna sellistesse kohtadesse,  kus sul on vähe ruumi, kus sul on vaja kiiresti manööverdada. Ja teine probleem on see, et need suured robotid on  ka hästi kallid. Kui me suudaksime teha selline, mis ühest küljest on hästi lihtne,  hästi odav, mille poole me pürgime ja samas efektiivne  ja hea manööverdusvõimega, siis me saaksime töötada  sellistes keskkondades, kus praegu allveerobotid töötada ei saa,  näiteks seal järvedes, jõgedes, tiikides,  ranniku meres, seal, kus on lained kuskil kivide vahel,  näiteks laeva vrakkus sellistes kohtades,  kus sa ei taha oma kallist robotit saata,  tõenäoliselt sellepärast, et ta ei tule sealt mitte kunagi  tagasi või ta lihtsalt ei mahu sinna ära. Aga kui samas vaadata, siis need keskkonnad on just sellised,  kus inimesel on väga tihti vaja minna ühel  või teisel põhjusel. Ja need, kes juba lähevad sellistesse kohtadesse,  kas siis pääste otsimistöödeks, alve,  keskkonnamonitooringuteks või midagi, nende töö on  tegelikult väga raske. Kui seda õnnestuks kuidagi automatiseerida,  siis inimesed üldiselt on selle üle väga õnnelikud. Selleks, et saaksime robotkalade abil veealust ilma uue  pilguga vaatama hakata, on oma suure panuse andnud Tallinna  tehnikaülikooli biorobootika keskuses tehtav kogu maailma  mastaabis unikaalne töö. President Toomas Hendrik Ilves tunnustas tänavu professor  Maarja Kruusmaa tööd valgetähe teenetemärgiga.
