Oulun yliopisto kehittää uusia teknologioita – automatisaatio tuo tehokkuutta konealalle

Oulu Zonelta käsin etäohjattiin Uppsalassa sijaitsevaa kuormatraktoria VR-lasien avustamana. Järjestelmää testanneet kuljettajat totesivat, että osalle virtuaalilasit päässä työskentely aiheutti huonoa oloa.  Kuva: Arto Turpeinen

• Oulun yliopiston SWARM-hanke kehittää autonomisia työkoneita.
• Droneilla on tärkeä osa monilla aloilla
• Maarakennuskoneita voidaan ohjata koneparvena.
• Koneparvet esitellään Maxpo 2025 -näyttelyssä.

Oulun yliopiston Swarm-hankkeessa kehitetään ja suunnitellaan autonomisia tai etäohjattavia työkoneita. Tarkan mallinnuksen avulla esimerkiksi maarakennuskoneet voidaan toteuttaa itsestään toimiviksi yksiköiksi.

Business Finlandin rahoittamassa hankkeessa ovat mukana Oulun yliopiston lisäksi Novatron, Satel, Destia, Sisu Truck, GIM Robotics, Sensible4, Noptel, Nokia ja Sandvik. Yritysten osallistuminen tutkimushankkeeseen päättyi lokakuussa 2024, mutta Oulun yliopisto jatkaa hanketta vielä lokakuuhun 2025 asti.

Yliopisto on investoinut runsaasti lähistöllä sijaitsevan Oulun Zone-alueen kehittämiseen myös omia tarpeita varten. Alueella, jossa uusia teknologioita voidaan testata, sijaitsee monipuolinen moottoriurheilukeskus.

Droneja voidaan käyttää siviilitarkoituksissa myös tavaroiden kuljetukseen. Kuvan mallin kantokyky on 40 kiloa. Lasti lasketaan maahan vinssin avulla. Täydellä kuormalla kantomatka on 16 kilometriä. Kuva: Arto Turpeinen

Esittelyssä ollut DJI FlyCart30 -drone pystyy kantamaan noin 40 kilon kuorman. Täydellä kuormalla kantamaksi ilmoitetaan 16 kilometriä. Suurin lentonopeus on 20 metriä sekunnissa.

Dronea voidaan käyttää kuljetustehtävissä, esimerkiksi metsätaipaleiden takana oleville työmaille kriittisten varaosien kuljettamiseen. Tavarat lasketaan maahan vinssin avulla. Suomessa laitteella on kuljetettu erämaahan muun muassa SUP-lautoja ja polkupyöriä. Pelastustoiminnassa kopteri voi kiikuttaa paikalle myös ensiaputarvikkeita.

Droneja voidaan hyödyntää myös metsänkartoituksessa. Ilmakeilauksen avulla metsästä saadaan luotua 3D-malli, jonka avulla puuston kuutiomäärä ja biomassa voidaan määrittää. Puiden korkeudet saadaan tarkasti rekisteröityä, ja eri puulajit erottuvat mallissa eri värisinä. Mallin avulla voidaan samalla optimoida ajouria.

Dronella suoritettavalla puuston skannauksella saadaan selvitettyä ja mallinnettua puiden korkeus ja biomassa. Eri puulajit tunnistetaan niiden värin perusteella. Menetelmä helpottaa myös ajourien suunnittelua.  Kuva: Arto Turpeinen

Yliopisto on mukana kehittämässä järjestelmää, jonka avulla kuormatraktoria on mahdollista ohjata etäohjauksella. Kyseessä on yhteistyöprojekti Ruotsissa sijaitsevan Skogforsk-tutkimuslaitoksen kanssa. Kehitteillä on myös hakkuukoneversio.

Demopäivässä ohjattiin Oulusta käsin konetta, joka sijaitsi Ruotsin Uppsalassa. Näkymä kuljettajan paikalle avautui virtuaalilasien avulla, ja Oulussa sijaitsevat hallintalaitteet vastaavat alkuperäistä konetta. Verkkoyhteyksien laadusta riippuen viive etänä ohjatun koneen toimintoihin on millisekunnin luokkaa.

Ongelmana ovat kuitenkin konevalmistajien tiukat tietosuojakäytännöt. Esimerkiksi Komatsu eväsi pääsyn uusien koneiden järjestelmiin. Prototyyppikoneeksi kuitenkin saatiin erään Ruotsin suurimman metsäkoneurakointiyrityksen kone, johon järjestelmä asennettiin.

Järjestelmää testanneet kuljettajat totesivat tekniikan toimivan hyvin, mutta osa koki virtuaalilasit päässä kuormaamisen aiheuttavan huonoa oloa. Järjestelmässä ei ole tuntumaa maaperään, joten ajourien suunnittelussa täytyy olla huolellinen. Kokeneet kuljettajat tuntevat "perstuntumalta" liian pehmeän paikan.

Näkymä etäohjattuun kuormatraktoriin heijastetaan joko näytölle tai VR-laseille. Järjestelmä toimii yllättävän pienellä, vain noin millisekunnin viiveellä.  Kuva: Arto Turpeinen

Osana hanketta on ollut kehittää autonomisia maansiirtokoneita, jotka voivat toimia rakennustyömaalla automaattisesti joko parvena tai yksittäin. Hankkeen tavoitteena on vähentää päästöjä ja energiankulutusta, optimoida työreittejä ja parantaa työturvallisuutta.

Demopäivässä koneita ei vielä esitelty, mutta ne ovat ensimmäistä kertaa esillä syyskuun Maxpo-näyttelyssä. Kaivukoneen ja tiivistyskoneen automaattinen ohjaus ovat valmiina, ja puskutraktorin ohjausta viimeistellään ja testataan parhaillaan. Myös dumpperiin on kehitetty kauko-ohjaus.

Parviohjausmenetelmää on tutkittu simulointiohjelmissa ja oikeilla koneilla. Menetelmää on mallinnettu ja parhaillaan ohjelmoidaan kokeilukuntoon. Automaattisia parviohjauskokeita on tehty, ja täysin autonominen parviohjauskoe tehdään vielä tämän vuoden aikana.

Oulun yliopisto valmistautuu jo 6G-verkon saapumiseen eri tutkimushankkeiden muodossa. Verkon ennakoidaan saapuvan 2030-luvun alussa.  Kuva: Arto Turpeinen

Joko sinulle tulee Koneviestin uutiskirje? Tilaamalla maksuttoman uutiskirjeen saat noin kerran kuukaudessa sähköpostiisi toimituksen valitsemia kiinnostavimpia juttuvinkkejä. Tilaa uutiskirje