Maansiirtokoneista kehitetään Oulun yliopistossa itsenäistä työkoneparvea

Artikkelikuva: Oulun yliopiston SWARM-hankkeessa kehitetään ja testataan työkoneiden, kuten tämän kaivukoneen, etäohjausjärjestelmiä (kuva Oulun yliopisto / Janne-Pekka Manninen)

Oulun yliopiston professori Rauno Heikkilän vetämässä valtakunnallisessa SWARM-hankkeessa tutkitaan ja kehitetään maarakennuskalustoparven automaattista ohjausta rakennustyömaalla. Parvessa testataan puskutraktorin, tiivistyskoneen ja kaivukoneen etäohjattua ja autonomista yhteistyötä. Automaatiolla voidaan vähentää tuntuvasti kustannuksia ja päästöjä.

SWARM-hankkeen tavoitteena on kehittää erilaisten työkoneiden automatiikkaa maarakennuksessa ja hyödyntää tuloksia myös kaivosalalla. Teknologian hyödyntäminen tehostaa toimintaa sekä vähentää päästöjä.

“Myös työkoneissa halutaan siirtyä fossiilisista polttoaineista sähköön, mikä vähentää dramaattisesti päästöjä. Lisäksi tietokoneohjatusti liikkuva työkone voi optimoida työreittinsä ja vähentää turhia liikkeitä, mikä säästää energiaa ja vähentää päästöjä. Eräässä testissä polttoainekustannukset putosivat 40 prosenttia, kun työkoneet ajoivat hitaasti mutta ajallaan oikeaan paikkaan, eivätkä kiirehtineet odottamaan”, professori Rauno Heikkilä sanoo.

Maarakennusalalla tietomallintamisen ja automaation hyödyt ovat valtavat, Heikkilä sanoo. “Tietokonemallia toteuttava automaatiota hyödyntävä työkone tekee todella tarkkaa työtä ja välttää turhien massojen liikuttamista, mikä johtaa kymmenien prosenttien hyötysuhdeparannuksiin. Suurten väylärakennustyömaiden kokonaisaika on lyhentynyt tehtyjen havaintojen mukaan jopa kahdeksan kuukautta. Lisäksi autonominen työkone voi liikkua ihmiselle vaarallisessa maastossa esimerkiksi maanvyörymä- ja maanjäristysalueilla”, Heikkilä listaa.

Hankkeessa testataan oikeiden työkoneiden etäohjaamista oikeassa ympäristössä OuluZone-moottoriurheilualueella yhteydessä noin 35 kilometriä Oulun keskustasta. Yliopiston lisäksi hankkeessa on mukana lukuisia yrityksiä, jotka kaikki tuovat oman osaamisensa projektiin, kuten esimerkiksi Nokia, jonka 5G-testiverkkoa hyödynnetään tietoliikenteessä ja reaaliaikaisen datan välityksessä. Mukana ovat myös Novatron, Satel ja Destia sekä Noptel, Sisu, Sensible4, GIM Robotics ja Sandvik. Tässä vaiheessa hankkeen budjetti on viisi miljoonaa euroa vuosille 2022-2024, josta Oulun yliopiston osuus on 1,3 miljoonaa euroa.

Maarakennusala on Suomessa investoinut rajusti työkoneiden automaatioon tähtäävään kehitykseen viime vuosien aikana. Sama trendi on nähtävissä maailmalla esimerkiksi Japanissa, missä tutkimuksen lisäksi on jo käytössä etäohjausjärjestelmiä ja autonomisia työkoneiden ohjausjärjestelmiä oikeilla työmailla. Oulun yliopisto on SWARM-hankkeen lisäksi mukana myös kahdessa muussa laajassa yhteishankkeessa, 11,5 miljoonan euron Next Generation Mining -tutkimushankkeessa sekä viiden miljoonan euron Sustainable Digital Infra Construction -tutkimushankkeessa, jotka tähtäävät kaivosalan 5G-ratkaisujen sekä kestävän digitaalisen maarakennusteknologian kehittämiseen.

Nyt jo OuluZonen testialueella kaivinkone tekee autonomista työtä. Seuraavat vaiheet ovat muiden työkoneiden tuominen saman järjestelmään ja työkoneparven muodostaminen, testaaminen ja kehittäminen.