Oulun yliopiston rakenteiden ja rakentamisteknologian tutkimusryhmä esitteli ensimmäisen kerran tutkimusprojektissaan kehittämänsä autonomisen eli itsenäisesti työskentelevän kaivukoneen 31.10.2019 Ouluzone-moottoriurheilukeskuksessa Yli-Kiimingissä. Kaivukone teki demonstraatiossa töitä kokonaan ilman kuljettajaa.
Demonstraatiossa esiteltiin kolme erilaista automaattista ohjausmenetelmää. Koneena oli Bobcat E85, jolle oli annettu nimi ”Smart Excavator”. Koneen liikkuvat osat on anturoitu ja hydrauliikan ohjaukseen on asennettu ohjausjärjestelmä. Kaivukoneen ”silmäksi” on asennettu mikropiirille miniatyrisoitu tarkka 3D-laserkeilain, joka on myös Oulun yliopiston pitkäjänteisen tutkimustyön tulos.
Kaivukoneen ohjauksen ohjaustiedot saadaan mitatusta digitaalisesta kolmiulotteisesta maastomallista ja suunnittelijan luomasta tietomallista, joista jalostetaan koneohjausmalli ja autonomiseen työskentelyyn tarvittavat työkoneen ja sen kauhan liikeradat.
Kaivukoneella on hyvin monenlaisia käyttötarkoituksia ja tehtäviä. Opetusajoon perustuvassa automaattisessa ohjauksessa työkone tekee työsuorituksen ihmisen opettamana. Kaikki koneen liikkeet tallennetaan liikeradoiksi, jotka voidaan tämän jälkeen toistaa autonomisesti ilman ihmistä. Kauko-ohjauksessa ihminen ohjaa työkonetta etäältä turvallisesta paikasta, menetelmä soveltuu esimerkiksi ihmiselle vaarallisille maarakennustyömaille. Puhtaasti autonomisessa ohjauksessa työkoneen liikeradat tuotetaan suoraan mallitiedoista.
- Avoimeen infra-alan tietomallintamiskonseptiin tarjoamme nyt uuden avoimen ratkaisun työkoneiden autonomisen ohjauksen kehitystyöhön. Tavoittelemme avoimen sovellusalustan tarjoamista jatkotutkimuksiin ja teollisuusyhteistyöhön kotimaassa ja kansainvälisesti, sanoo tutkimusprojektin johtaja, professori Rauno Heikkilä Oulun yliopistosta.
Työkoneiden automaatiota kehitetään nyt aktiivisesti ja laajasti eri puolilla maailmaa. Taustalla ovat rakennusteollisuudessa rakennustöiden tuottavuuden ja tehokkuuden parantaminen, materiaalihävikkien minimointi sekä ympäristöpäästöjen ja haittavaikutusten minimointi. Itsenäisesti työskentelevät koneet soveltuvat erityisesti ihmiselle vaarallisille tai kaukaisille työmaille (esim. maanvyörymäalueiden korjaukset, planeettojen sivilisaatioiden rakentaminen pinnan alle).
- Oulun yliopiston yksi merkittävä tutkimusalue on 6G- ja 5G-langattomassa tietoliikenteessä. Seuraavaksi tarvitaan niiden digitaalinen muuntaminen teollisuuden kehittyneisiin toimintaprosesseihin. Yksi sovellusalue ovat automatisoidut työkoneet. Jatkotutkimusta ja -kehitystä tarvitaan näillä alueilla mm. sensori-integraatiossa, tekoälyn (AI) soveltamisessa ja robotiikassa, jatkaa Rauno Heikkilä. Myös sähköisesti toimivat vähäpäästöiset työkoneet ovat tulossa markkinoille.
Tutkimusprojektiin osallistuneet yritykset ovat Novatron Oy (koneohjausjärjestelmien kehitys, infra-alan tietomallintamisen koulutus) ja Technion Oy (hydrauliikan automaattisen ohjauksen ratkaisut ja soveltaminen).
Maarakennusautomaation koulutustyöpaja opiskelijoille
Oulun yliopisto järjestää yhdessä Oulun ammattikorkeakoulun ja OSAO-koulutuskuntayhtymän kanssa infrarakentamisen tietomallintamisen ja automaation työpajan Ouluzonessa 28.10.–1.11.2019.
Työpajassa oppilaitosten opiskelijat rakentavat uutta Speedway-urheilurataa Ouluzoneen käyttäen viimeisimpiä digitalisaation sovelluksia, kuten digitaaliset koneohjausmallit, työkoneiden automaattiset ohjausjärjestelmät, droonit, pilvipalvelu reaaliaikaiseen työmaan ohjaukseen jne. Rakennustyöt tehdään oikeilla suurilla työkoneilla.
