Tulevaisuuden työkoneet tekevät, ihminen valvoo ja päättää
Tulevaisuuden infratyömaalla moni asia on toisin: autonomiset ja erilaiset etäohjattavat koneet ovat siirtymässä tutkimuskentältä käytäntöön, eikä kaivinkoneen hytistä jatkossa ehkä löydy enää ketään. Teknologisen kehityksen myötä ihmisen rooli työmaan arkitoiminnoissa muuttuu, ja osaamisen on kehityttävä uusien tarpeiden mukaan. Oulun yliopiston johtama SWARM-tutkimushanke näyttää, mihin kehitys on alaa viemässä ja miten uudenlaisiin haasteisiin vastataan.
Hankkeen taustalla on neljännesvuosisadan kestänyt tutkimustyö, joka on aikanaan lähtenyt liikkeelle tiehöylän ohjausjärjestelmän kehitys- ja tutkimustyöstä. Destia on ollut hankkeessa alusta lähtien mukana tuomassa tutkimuspöydälle infra-alan urakoitsijan näkökulmaa ja käytännön kokemusta uusista innovaatioista.
”Tutkimustyön tavoite on katsoa tulevaisuuteen ja testata innovaatioita mahdollisimman käytännönläheisesti niin, ettei tekeminen jää vain teorian tasolle. Vuosien varrella olemme testanneet yhdessä monia erilaisia keskeneräisiä järjestelmiä ja saaneet arvokasta palautetta jatkokehitykseen”, kertoo Oulun yliopiston digitaalisen rakentamisen ja kaivostoiminnan professori Rauno Heikkilä.
”Urakoitsijana saamme tutkimushankkeesta arvokasta tietoa alan kehityksestä ja samalla voimme olla tukemassa kehitystyötä tuomalla pöytään työmaiden tarpeita ja edellytyksiä”, sanoo Destian kehittämispäällikkö Mika Jaakkola.
Automaatiolla on potentiaalia infra-alalla
Tähän mennessä tutkimusprojekti on onnistunut automatisoimaan Oulun yliopistolle hankitun työkoneparven koneet ja edennyt automaattisen parviohjauksen testaus- ja jatkokehitystasolle. Työkoneparveen kuuluvat kaivukone, maansiirtoauto, puskutraktori sekä tiivistyskone, joihin on kehitetty eri tason automaattisia ohjausmenetelmiä. Koneparvea täydentävät myös työmaan maastomallia mittaavat sekä työnaikaiseen seurantaan että valvontaan käytettävät droonit. Tulokset puhuvat puolestaan: automaatio tuo alalle monia hyötyjä.
”Työvaiheiden synkronointi ja parviohjaus tehostavat työmaan prosesseja. Automaatio vähentää virheitä sekä mahdollistaa tarkan datan keruun ilman inhimillisiä virheitä. Kustannukset, energiankulutus ja päästöt pienenevät, kun työkoneet toimivat optimaalisemmin. Automaattiset järjestelmät parantavat myös turvallisuutta ja työoloja, kun automaatio voi hoitaa epämiellyttävät tai vaaralliset tehtävät”, Heikkilä luettelee.
Yhteistyö avainsana koko tutkimushankkeelle
Destian lisäksi tutkimusprojektin pääyhteistyökumppaneita ovat teknologia- ja automaatiokehittäjä Novatron sekä työkoneiden tiedonsiirtojärjestelmiä kehittävä Satel. Tutkimuksen testauspaikkana toimii kansainvälisestikin harvinaislaatuinen yritysyhteistyöhön perustuva Ouluzone, jossa työkoneiden toimintaa testataan todenmukaisissa olosuhteissa.
”Konsortio täydentää hyvin toisiaan: kaikilla on oma ydinosaamisalueensa, joista kokonaisuus rakentuu. Voimme hyödyntää esimerkiksi Novatronin kehittämää sovellusta sekä yliopiston ohjelmistoa ja työkoneita, joiden välille Satel toteuttaa tiedonsiirtoyhteyden. Destia tarjoaa urakoitsijan eli loppukäyttäjän näkökulman, jonka pohjalta kaikkea tätä testataan ja jatkokehitetään edelleen”, kertoo Satelin teknologiajohtaja Heikki Keränen.
”Projektin aikana toteutetuilla demoilla olemme saaneet arvokasta käytännön kokemusta siitä, miten uudet tutkitut asiat toimivat ja missä on vielä kehitettävää”, täydentää Novatronin tutkimusjohtaja Antti Kolu.
Mikä on ihmisen rooli tulevaisuuden infrarakentamisessa?
Jo nyt esimerkiksi koneohjaus ja eri tasoiset automaattiset – jopa autonomiset – järjestelmät ovat osa infra-alan arkea. Destia on esimerkiksi ottanut käyttöön autonomisia drooneja, joita hyödynnetään työmaiden reaaliaikaisessa seurannassa ja mallintamisessa. Myös puoliautomaattiset menetelmät sekä etäohjaus työmailla ovat yleistyneet helpoissa ja toisteisissa tehtävissä, joissa ihminen toimii valvojana ja ratkoo haastavampia tehtäviä.
Laaja-alaisempi autonomisten järjestelmien käyttöönotto edellyttää kuitenkin vielä pidemmälle vietyä kehitystyötä. Suunta on silti selvä.
”Automaattisen parviohjauksen laaja-alaisempi käyttöönotto edellyttää kokeellista etenemistä, yhteistyötä ja koulutusta. Esimerkiksi langattomia tiedonsiirtomenetelmiä ja niiden häiriönsietoisuutta pitää tutkia vielä lisää. Kauko- ja parviohjausta on kuitenkin hyödynnetty jo pitkään maailmalla esimerkiksi maanvyöryjen aiheuttamissa hätätyöprojekteissa, joissa olosuhteet ovat ihmisille liian vaarallisia. Kehityksessä on monta eri tasoa, ja autonomia on niistä tällä hetkellä korkeimmalla – sinne on kaikessa potentiaalissaan vielä matkaa, mutta monia ratkaisuja on jo viety todella pitkälle”, Heikkilä sanoo.
Uuden teknologian myötä herää usein myös luonnollinen kysymys: mikä on ihmisen rooli tämän kaiken keskellä? Vaikka moni asia onkin tulevaisuudessa hoidettavissa ilman fyysistä läsnäoloa, eivät koneet kuitenkaan syrjäytä ihmistä työnjohdossa.
”Koneen kuljettajasta tulee enemmän valvoja, joka seuraa ja ohjaa etänä kokonaisuutta. Työnjohto vastaa tuolloin pääasiassa päätöksenteosta ja yllättävien tilanteiden ratkaisemisesta. Rutiininomainen suorite hoituu koneelta itsenäisesti, jolloin resursseja saadaan tehokkaammin käyttöön”, Jaakkola sanoo.
Artikkelin pääkuva: Oulun yliopisto