Tapahtumat ja yritykset
Field Robot Event

Field Robot Event 2018 -peltorobottikilpailu — LazerMaizer töissä

Aalto-yliopiston opiskelijajoukkue osallistui jälleen viime kesänä jokakesäiseen peltorobottikilpailuun, joka tällä kertaa pidettiin DLG:n peltopäivien yhteydessä Pohjois-Saksassa, Bernburgissa. Kilpailun järjesti DLG yhteistyössä Hohenheimin maatalousyliopiston kanssa. Kilpailuympäristönä oli tuttuun tapaan maissipelto, jossa itsenäisesti toimivien robottien tuli tehdä erilaisia tehtäviä autonomisesti.
Timo Oksanen
Kuvassa kokonaiskilpailun voittanut MaizeRunners.

Tämän vuoden kilpailussa robottien paremmuutta mitattiin neljässä tehtävässä, joista kaksi ensimmäistä oli tuttuun tapaan navigointia maissirivien välissä. Ensimmäisessä tehtävässä robottien tuli ajaa jokainen rivi, ja mikäli robotti eksyi reitiltä, se piti pysäyttää kaukopainikkeesta ja juosta kantamaan robotti takaisin viimeiseen oikeaan paikkaan. Tämän jälkeen kaukopainikeesta sai laittaa suorituksen jatkumaan. Toisessa tehtävässä maasto oli hieman haastavampi, pellolla oli halkaisijaltaan 35 mm kiviä ja käännökset piti tehdä tietylle riville.

Kolmas ja neljäs tehtävä liittyivät rikkakasvien mekaaniseen torjuntaan. Kolmannessa tehtävässä maissirivien väleissä oli muutamia pesäkkeitä kahta "rikkakasvia" ja robottien piti tunnistaa missä ne ovat ja kumpaa lajia on enemmän. Rikkakasveja emuloitiin punaisilla ja sinisillä golftiillä joita jokaisessa pesäkkeessä oli yhteensä kymmenen, mutta suhdeluku vaihteli. Jotta yleisö saattoi olla varma oikeasta toiminnasta, robottien piti töötätä kerran punaenemmistöisen pesäkkeen ja kaksi kertaa sinienemmistöisen pesäkkeen kohdalla. Neljännessä tehtävässä sama teema jatkui, nyt robottien tuli tunnistuksen lisäksi "täsmätuhota" rikkakasvit haluamallaan tavalla. Kuitenkaan multaa ei saanut liikuttaa, joten maata siirtävät äkeet ynnä muut muokkauskoneet eivät olleet sallittuja. Pisteitä sai onnistuneista rikkaruohojen maastarepimisestä ja pellon päähän kuljetuksesta. Miinuspisteitä tuli, jos toimilaite yritti kerätä sellaisesta paikasta missä pesäkettä ei ollut – arvostelu oli siis kokonaisvaltainen tarkkuus ja toimenpiteen tehokas onnistuminen.

Freestyle-tehtävässä joukkueet saivat esitellä muita robotin osaamia taitoja, ja tuomaristo arvosteli suoritukset perustuen agronomiseen merkitykseen, teknologiseen vaikeustasoon ja suorituspisteisiin.

Aalto-yliopiston joukkue

Aalto-yliopiston opiskelijoista koostunut suomalaisjoukkue aloitti uuden robotin suunnittelun tammikuussa 2018. Automaatiotekniikan ja koneenrakennuksen opiskelijat joutuivat suunnittelemaan robotin pitkälti oletuksiin perustuen, sillä säännöt julkaistiin vasta huhtikuun alussa.

Uudessa robotissa voimansiirto suunniteltiin valmiisiin vetoakseleihin, joista tehtiin nelipyöräohjaus. Sähkömoottoreiden ja servo-ohjauksen toteutus oli haastavaa saada riittävän pieneen pakettiin, ja lisäksi sopivien renkaiden löytäminen kesti aikansa. Autonomisen ajamisen ohjelmisto perustui kahteen laserskanneriin, inertiamittayksikköön, kameroihin ja odotmetriatietoon, mutta GPS:ää ei käytetty. Väylätekniikka oli aiempaa yksinkertaisempi: tällä kertaa ISOBUS-tietoliikenne ohitettiin ja kaikki laitteet kytkettiin keskitetysti keskustietokoneeseen.

Aalto-yliopiston LazerMaizer- robotti osallistui onnistuneesti kaikkiin tehtäviin. Ensimmäisessä tehtävässä robotti sijoittui viidenneksi, toisessa neljänneksi, kolmannessa kolmanneksi ja neljännessä viidenneksi. Yhteensä kilpailuun osallistui 14 robottia. Kokonaiskilpailun voitti Tanskan teknillisen yliopiston (DTU) MaizeRunners joukkue, toiseksi tuli Überlingenin lukiolaisten joukkue ja kolmanneksi sijoittui Karlsruhen teknillisen yliopiston joukkue. LaserMaizer oli jaetulla neljännellä sijalla.

Design Award

Suorituskykytehtävien lisäksi järjestettiin topAgrar-lehden sponsoroima "Design Award" kilpailu, jossa lehden edustajat arvioivat kokonaisvaltaisesti robottien suunnittelua – ei pelkästään ulkomuotoa vaan toiminnallisuutta, huollettavuutta ja muita maanviljelijälle tärkeitä näkökulmia. Aalto-yliopiston LazerMaizer robotti voitti tämän erikoispalkinnon, perusteluina oli yksinkertainen ja modulaarinen rakenne, helppo huollettavuus ja hyvät maasto-ominaisuudet.

Kilpailun Freestyle-bonustehtävässä joukkueet saivat robottien taitoja muissa tehtävissä. Freestyle demoissa nähtiin lisätyn todellisuuden lasien käyttämistä osana robotin käyttöliittymää, pelastusrobotti, jossa toinen robotti kävi hinaamassa rikkoutuneen robotin pois, roskien kartoitusdemonstraatio, jossa tuomariston peltoon satunnaisesti sijoittamat paperilaput kartoitettiin ja kartta esitettiin reaaliajassa yleisölle ja loispistiäiskapselien levitys kartalla merkittyihin paikkoihin. Voiton vei tällä kertaa roskien kartoitus, joka toimi demoista parhaiten.

LaserMaizer joukkuetta tukivat AGCO/Valtra, Koneviesti, SICK, Laserle ja Henry Fordin säätiö.