Tomi Pitkäaho
Sakari Pieskä
Tero Kaarlela
Euroopan vaikuttavin robotiikkatapahtuma European Robotics Forum (ERF) keräsi yli tuhat robotiikan asiantuntijaa Tanskan Odenseen 14. – 16.3.2023. ERF on yksi merkittävimmistä eurooppalaisista tapahtumista robotiikan tutkimustulosten jakamisen ja verkostoitumisen kannalta.
Tanska on yhteistyörobotiikan edelläkävijä ja robottivalmistaja Universal Roboticsin kotimaa; yhteistyö- ja mobiilirobotiikka sekä niiden merkitys olivat vahvasti läsnä ERF-tapahtumassa. Odensen robotiikkakeskittymän ylpeydet, yhteistyörobotteja valmistava Universal Robots ja MiR-mobiilirobotteja valmistava Mobile Industrial Robots, kuuluvat tällä hetkellä amerikkalaiseen Teradyne Robotics –organisaatioon (artikkelin otsikkokuvassa).
Kolmipäiväinen tapahtuma sisälsi lukuisia rinnakkaisia työpajoja, joissa esiteltiin suuri joukko erilaisia robotiikkasovelluksia. Useissa työpajoissa tekoälyn ja robotiikan hyödyntäminen kestävässä kehityksessä sekä kiertotaloudessa olivat esillä erittäin vahvasti. Kiertotalous ja erilaisten materiaalien uusiokäyttö nousivat esille myös tapahtuman avajaistilaisuudessa, jossa Euroopan Komission ”Robotics and Artificial Intelligence Innovation and Excellence” -yksikön varajohtaja Cecile Húet kertoi kestävän kehityksen merkityksestä Euroopan tulevaisuuden ja tutkimustyöhön suunnattavien voimavarojen kannalta.
Centria järjesti tapahtumassa oman työpajan yhteistyössä Turun ammattikorkeakoulun (Turun AMK), Florida International Universityn ja Probot Oy:n kanssa. Työpajan lisäksi Centrialla oli yhteinen messuosasto Turku AMK:n kanssa ja osallistuimme myös Trinity-hankkeen messuosaston toimintaan.
Tekoäly keskiössä?
Tekoäly on olennainen osa robotiikan sovelluksissa – ainakin keskustelun tasolla. Erittäin monet toimijat ovat tunnistaneet tekoälyn tarjoamia mahdollisuuksia, mutta ikävä kyllä harvempi esitteli varsinaisia tuloksia, joissa tekoälyä olisi hyödynnetty laaja-alaisesti. ”Robotics and AI for sustainable recycling and remanufacturing” -työpaja oli positiivinen poikkeus. Työpajassa esiteltiin lukuisia robotiikkaa ja tekoälyä yhdistäviä sovelluksia. Tekoälyä hyödynnetään mm. erilaisten materiaalien tunnistamisessa kierrätyksessä ja uusiokäytössä. Myös Centriaa kiinnostava robotiikan soveltamiskohde ajovoima-akkujen robotisoitu purkaminen oli esillä osana työpajaa. Manufacturing Josie Götzin Technology Centre:stä ja Birminghamin yliopiston Alireza Rastegarpanahin yhdessä pitämä esitelmä aiheesta oli erittäin mielenkiintoinen. Birminghamin yliopisto on konseptoinut ajovoima-akkujen robotisoitua purkamista, jossa hyödynnetään tekoälyä muun muassa robotin liikeratojen ohjelmoinnissa, ja robottien etäohjausta, joka on myös yksi Centrian tuotantoteknologiatiimiä kiinnostavista aihealueista.
“AI and Robotics in Construction” -työpajassa keskityttiin suurelta osin sovelluksiin, jotka ovat mahdollisia tekoälyn ja robotiikan avulla. Valitettavasti varsinaisia toteutuksia ja käytännön tuloksia ei työpajassa esitelty lainkaan. Tämä oli pettymys, koska älykäs rakentaminen on yksi Centrian tämänhetkisistä tutkimus- ja kehitysaiheista.
ROPCA ApS on spin off -yritys Syddansk Universitetistä (SDU), joka on tuotteistanut robotiikkaa ja tekoälyä yhdistävän sovelluksen. Yrityksen tuotteena on maailman ensimmäinen nivelreuman ultraäänikuvantamiseen toteutettu autonominen robottisovellus Arthur (KUVA 1), joka hyödyntää tekoälyyn pohjautuvaa kuva-analyysia nivelreuman diagnosoinnissa. Yritys oli esillä näytteilleasettajana ja palkittiin ERF-tilaisuuden palkintojenjakotilaisuudessa kahdessa eri kategoriassa: teknologiansiirto ja vuoden yrittäjyys.
Mobiilirobotit ja dronet
Kävelevät robotit olivat vahvasti esillä ERF2023:ssa. Robottikoiria oli esillä enemmän kuin koskaan ennen ERF:n näyttelyalueilla. Nelijalkaisille roboteille on löytynyt monia tehtäviä teollisuudessa muun muassa erilaisissa tarkastus-, valvonta- ja kunnossapitotoiminnoissa. Robottikoirien merkittävimmät valmistajat löytyvät Yhdysvalloista ja Kiinasta, lisäksi koiria näkyi myös monien eurooppalaisten tutkimuslaitosten ja yritysten osastoilla. Kiinalaiset yritykset Deep Robotics ja Unitree olivat tuoneet myös uusimpia ison kantavuuden (> 80 kg) robotiikkakoiriaan näytteille (KUVA 3). Unitreellä oli esillä laaja valikoima myös pienempiä robottikoiria.
Espanjalainen ohjelmisto- ja robotti-integraattori Alisys on yhdessä Malagan yliopiston kanssa kehittänyt 5G-teknologialla ja etäohjauksella toimivia ratkaisuja robottikoirien hyödyntämiseen vaikeissa maastoissa ja katastrofialueilla. Alisysin kehittämään pilvipalveluun perustuvaan teleoperointialustaan pystytään liittämään jo nyt useita erilaisia mobiilirobotteja, ja tarvittaessa Alisys voi räätälöidä liityntöjä uusille toimijoille. Alisysillä oli näyttelyssä esillä Yhdysvalloissa valmistettuun suurikokoiseen ja kalliiseen (yli 200 000 €) Ghost V60-robottiin perustuva robottikoira (KUVA 4). Myös hollantilainen Saxionin ammattikorkeakoulu esitteli Luci-robottikoiraa, joka pohjautuu Yhdysvaltalaisen Boston Dynamicsin valmistamaan Spotiin.
Pyörillä liikkuvista mobiiliroboteista mielenkiintoisia ratkaisuja esitteli vuoden 2022 yritykseksi valittu tanskalaisyritys Capra Robotics. Capran mobiilirobottialusta on suunniteltu liikkumaan epätasaisilla alustoilla, ja sitä voidaan soveltaa hyvän suojausluokkansa (IP65) vuoksi ulkokäyttöön, esimerkiksi logistisiin tehtäviin rakennustyömailla. Capran robotilla on monipuoliset liityntä- ja ohjelmointimahdollisuudet, muun muassa 5G-valmius, MQTT, MAVLINK, ROS ja ROS2. Robotti voi toimia yhdellä latauksella yli 20 tuntia, sillä on 50 kg:n kantokyky ja se pystyy nousemaan 30 % jyrkkää rinnettä. Demonstraatioissa Capran robotti pystyi liikkumaan lattialla olevien tiilien yli (KUVA 5). Rakennustyömaille ja muuhun ulkokäyttöön soveltuu myös kuvassa 5 esitetty Robotnikin Kairos-robotti. Kairosta on käytetty mm. tilojen skannaukseen ja monitorointiin, ja siihen integroidun käsivarren (esim. UR10-cobotti) avulla robotilla voidaan tehdä myös kappaleenkäsittelyä.
Drone-teknologiassa erikoisempia ratkaisuja esittelivät hollantilaiset Delftin teknillinen yliopisto (TU Delft) ilmapallodroonien ja Saxionin ammattikorkeakoulu drooniin yhdistetyn käsivarren muodossa (KUVA 6).
Vierailu SDU:lla
SDU järjesti vierailun halukkaille ERF-kävijöille. Vierailuun sisältyi käynnit neljässä laboratoriossa, joissa oli esillä erilaisia teknologiademonstraatioita. UR-robottien määrä oli häkellyttävä. Yhdessä laboratoriossa oli esillä kymmeniä opiskelijoiden käyttöön tarkoitettuja UR:n yhteistyörobottisoluja. Demonstraationa vierailijoille esiteltiin:
- Legon puristusmuottien automaattinen huolto hyödyntäen teollisuus- ja yhteistyörobotteja
- Puusta valmistettujen betonin valumuottinen robotisoitu valmistus
- Elektroniikan kokoonpano
- Lääketieteen robotiikkaa
Centrian ja Turku AMK:n messuosasto
Aiemmista vuosista poiketen Centrialla ja Turku AMK:lla oli tänä vuonna yhteinen messuosasto ERF:ssä (KUVA 7). Messuosastolla yleisö sai tutustua Centrian kehittämään virtuaaliseen robotiikan oppimisympäristöön ja Turku AMK:n Arpaverse-ympäristöön. Osastolla vierailijat etäohjasivat mukana ollutta yhteistyörobottia hyödyntäen robotin virtuaalista digitaalista kaksosta. Messuosastolla vieraili useita kiinnostuneita asiantuntijoita, joiden kanssa keskusteltiin yhteistyömahdollisuuksista sekä ympäristön jatkokehittämisestä. Messuosasto lisäsi työpajan kiinnostavuutta ja selittää osaltaan työpajan saavuttaman suuren osallistujamäärän.
Centrian järjestämä XR-työpaja
Centria järjesti tänäkin vuonna oman työpajan, jonka aiheena oli laajennuttua todellisuutta hyödyntävät digitaaliset kaksoset robotiikan koulutuksessa ja tutkimuksessa. Työpaja sai yllättävän suuren suosion (yli 100 osallistujaa), vaikka sen ajankohta oli haasteellinen koko ERF2023 -tapahtuman viimeisenä työpajana (KUVA 8).
Työpajan järjestäminen aloitettiin jo syyskuussa, jolloin kirjoitimme ja lähetimme oman ehdotuksemme työpajan sisällöstä ja konsortiosta ERF-tapahtuman järjestäjille. Työpajassa yhteisen tutkimustyön tuloksia esittelivät Centrian lisäksi Florida International University (FIU), Turku AMK ja Probot Oy. Kuvassa yhdeksän tutkimusyliopettaja Sakari Pieskä avaamassa XR-työpajaa ja Tero Kaarlela esittelemässä työpajan sisältöä.
Centrian tutkimusyliopettaja Sakari Pieskä avasi työpajan. Avauksen jälkeen Tero Kaarlela jatkoi esittelemällä Centrian kehittämän digitaalisiin kaksosiin perustuvan virtuaalisen robotiikan oppimisympäristön. Oppimisympäristön kehittämiseen on osallistunut henkilöitä yli tiimirajojen, ja lopputuloksena on syntynyt uudenlainen virtuaalinen robotiikan oppimisympäristö. Ympäristö mahdollistaa robottien ohjelmoinnin opiskelun, fyysisten robottien etäohjauksen sekä sosiaalisen kanssakäymisen harjoitusten aikana. Ympäristö tukee sekä virtuaalista että lisättyä todellisuutta mobiili- ja työpöytälaitteilla. Esityksen aikana yleisö pääsi kokeilemaan työpajassa esiteltyä oppimisympäristöä omilla mobiililaitteillaan. Kokeilusta saimme yleisöltä positiivista palautetta.
Professori Leonardo Bobadilla FIU:lta esitteli laajennetun todellisuuden ja etäohjauksen hyödyntämistä vedenalaisessa robotiikassa. FIU:n tutkimustyö keskittyy koralliriuttojen ennallistamiseen sekä meriveden laadun tarkkailuun. Etä- ja autonominen ohjaus ovet tärkeässä asemassa vedenalaisen ympäristön tarkkailu- ja korjaustehtävissä. Centria ja FIU ovat kehittäneet yhteistyössä paikasta riippumattomia etäohjausratkaisuja, jotka helpottavat vedenalaisen ympäristön tarkkailua. Yhdessä kehitetyille etäohjausratkaisuille on jatkossa tarvetta myös Suomessa esimerkiksi satama-altaiden kunnonvalvonnassa.
Tutkijat Victor Blanco Bataller ja Niko Laivuori esittelivät Turku AMK:ssa kehitettyä Arpaverse-alustaa, jota on hyödynnetty opetuksessa, terveydenhoidossa ja teollisuudessa. Arpaversen teolliseen oppimisympäristöön on mallinnettu kokonainen satama-alue, ja ympäristön avulla voidaan kouluttaa esimerkiksi satamanosturien ja trukkien sertifioituja käyttäjiä. Arpaverse mahdollistaa sosiaalisen kanssakäymisen opiskelutovereiden ja kouluttajien kanssa. Niko ja Victor esittelivät myös Turku AMK:n robotiikkalaboratorion digitaalista kaksosta, joka mahdollistaa robottien etäohjauksen ja monitoroinnin. Niko ja Victor osallistivat yleisön mukaan esitykseen jakamalla yleisölle linkin, jonka avulla yleisö sai ohjata fyysistä mobiilirobottia äänestämällä.
Yrittäjä Matti Tikanmäki Probot Oy:ltä kertoi esityksessään laajennetun todellisuuden mahdollisuuksista ja haasteista tuotannollisten yritysten toiminnassa. Laajennettu todellisuus mahdollistaa tuotantodatan ja mobiilirobottien kulkureittien tehokkaan visualisoinnin. Probot on toteuttanut yrityksiin sovelluksia, joiden avulla useiden näyttöjen esittämä data on voitu esittää virtuaalilasien avulla aiempaa tehokkaammin ja havainnollisemmin. Virtuaalilasit ja -todellisuus on havaittu tehokkaaksi työkaluksi myös Probot Oy:n kehittämien peltorobottien ohjauksessa ja monitoroinnissa.
Yhteenveto
ERF2023-tapahtuma tarjosi jälleen hienon mahdollisuuden tutustua eurooppalaisen robotiikan viimeisimpiin saavutuksiin ja tutkimustuloksiin. Tämä vahvisti käsitystämme siitä, että Centrian robotiikkaosaaminen on korkealla kansainvälisellä tasolla. Monessa asiassa olemme edelläkävijöitä. Löysimme myös uusia haasteellisia kehityskohteita tuotantoteknologian ja erityisesti robotiikan osalta. Tapahtuma mahdollisti uusien yhteyksien luomisen ja kansainvälisien verkostojen laajentamisen lukuisien sidosryhmien kanssa. Uudet yhteistyömahdollisuudet auttavat meitä nostamaan osaamistamme yhä korkeammalle tasolle vastataksemme uusiin haasteisiin.
Tomi Pitkäaho
TKI-päällikkö (tuotantoteknologia)
Centria-ammattikorkeakoulu
p. +358 40 485 8219
Sakari Pieskä
Tutkimusyliopettaja
Centria-ammattikorkeakoulu
p. +358 44 4492 564
Tero Kaarlela
Lehtori (sähkö- ja automaatiotekniikka)
Centria-ammattikorkeakoulu
p. +358 40 487 7513
