TRINITY-projekti kehittää ketterää robotiikkaa pk-yrityksille

TAU:n kamerapohjainen turvajärjestelmä ihmisen ja robotin yhteistyöhön.

TEKSTI: JYRKI LATOKARTANO, TAMPEREEN YLIOPISTO KUVAT: TRINITY-HANKE JA MORTEZA DIANATFAR

TRINITY DIH -hankkeen tavoitteena on nostaa valmistavan teollisuuden pk-yritysten ketteryys tasolle, jolla ne pärjäävät myös kansainvälisessä kilpailussa. Tavoitteeseen päästään hankekonsortion tarjoaman ohjauksen, rahoituksen ja teknisen tuen avulla.

Horisontti 2020 ohjelman rahoittama TRINITY DIH -projekti käynnistyi tammikuussa 2019. Tampereen yliopiston koordinoiman hankkeen tavoitteena on parantaa valmistavan teollisuuden yritysten ketteryyttä ja innovaatiokykyä Euroopassa. Kuudentoista partnerin projektikonsortio koostuu alan tutkimuslaitoksista, yrityksistä ja organisaatioista ympäri Eurooppaa.

Hankkeen tavoitteena on rakentaa digitaalisten innovaatiokeskittymien verkosto (Digital Innovation Hub, DIH), joka toimii yhden luukun periaatteella. Se auttaa yrityksiä hyödyntämään digitaalisia teknologioita ja robotiikkaa sekä löytämään muita alan palveluita, kuten koulutusta, rahoitusta ja uusia kumppanuuksia. Verkostoon kuuluu teollisuusyrityksiä, palveluntuottajia, tutkimuslaitoksia ja yliopistoja, joiden erityisaloja ovat edistynyt robotiikka, esineiden internet ja kyberturvallisuus.

Hankkeen kokonaisbudjetti on 16 miljoonaa euroa, josta puolet jaetaan suoraan valmistavan teollisuuden yrityksille. Ensimmäisen rahoitusohjelman hankkeet käynnistyivät kesällä 2020. 

TRINITY-teemat

Teemoina robotiikka, IoT ja kyberturvallisuus

Robotiikka ja esineiden internet (IoT) tarjoavat valmistavalle teollisuudelle valtavan mahdollisuuden parantaa tuottavuutta ja kilpailukykyä. Kaikenkokoiset yritykset voivat hyödyntää uusinta robotiikkaa joustavasti ja kustannustehokkaasti, mutta valmistavan teollisuuden pk-yrityksissä resursseja ja osaamista tähän ei välttämättä löydy omasta takaa. Teollisuus 4.0:n myötä tuotantolaitteet kytkeytyvät erilaisiin verkkoihin, joissa tiedonkeruu ja tuotannon ohjaus tehdään yhä useammin erilaisten pilvipalveluiden kautta. Liitynnät yrityksen omien verkkojen ulkopuolelle nostavat kyberturvallisuuden vaatimukset täysin uudelle tasolle. Aihe on julkisessa keskustelussa pinnalla muissa yhteyksissä, mutta riskit koskevat myös valmistavaa teollisuutta yrityksen kokoon katsomatta. Tämän vuoksi tietoturva on nostettu TRINITY-hankkeen kolmanneksi pääteemaksi.

Rakennussarjalla robotiikan ketteryys kuntoon

PK-yritysten suuntaan TRINITY-toimintamalli on hyvin käytännönläheinen. Tavoitteenamme on tarjota sovellusesimerkkejä, teknistä tukea ja rahoitusta TRINITY-teemojen hyödyntämisessä pk-yritysten tuotannossa. Tarjolla olevat sovellusesimerkit, eli hankkeen sisäiset demonstraatiot ovat pääasiassa tuloksia mukana olevien tutkimuslaitosten aiemmista EU-projekteista. TRINITY-hankkeessa näiden demonstraatioiden teknologista valmiustasoa (TRL) pyritään nostamaan prototyyppien asteelle, jolloin niiden ratkaisut ovat helpommin yritysten hyödynnettävissä.

Demonstraatiot ovat laajoja ja siksi ne on pilkottu osiin, joita kutsutaan teknisiksi moduuleiksi. Näiden moduuleiden on tarkoitus toimia valmistavan tuotannon ketteryyttä lisäävinä rakennuspalikoina, joista kiinnostuneet yritykset voivat rakentaa omaan tarpeeseensa sopivan ratkaisun. Tampereen yliopiston moduulit keskittyvät ihminen- robotti yhteistyön kehittämiseen muun muassa 3D-kameralta saatavan etäisyystiedon ja erilaisten AR-käyttöliittymien avulla.

Hankkeen tarjoamat moduulit muodostavat rakennussarjan pilotin, jonka avulla kiinnostuneet yritykset saavat uusia ideoita ja pääsevät alkuun tuotantonsa ketteryyden kehittämisessä. Pilotti toimii teknologioiden esittelijänä ja inspiraation lähteenä aiheesta kiinnostuneille yrityksille. Rakennussarjojen sisällöistä ovat pääasiassa vastuussa TRINITY-rahoitusta saaneet konsortiot, joita ensimmäisessä demonstraatio-ohjelmassa on mukana 19 kappaletta. 

Demonstraatio-ohjelmasta lisää rakennuspalikoita

TRINITY-demonstraatio-ohjelma 1 käynnistyi heinäkuussa 2020 ja kestää 12 kuukautta. Ensimmäisen ohjelman tavoitteena on testata TRINITY:n teknisiä moduuleita yritysten näkökulmasta ja luoda uusia rakennuspalikoita olemassa olevien rinnalle. Ohjelmaan varattu pk-yritysten ketteryyden lisäämiseen tarkoitettu FSTP-rahoitus herätti kiinnostusta ympäri Euroopan, hakemuksia saapui 27 eri maasta. Saapuneista 115 hakemuksesta valittiin hankkeen ulkopuolisten arvioijien toimesta 19 parasta rahoitettavaksi. Maksimissaan kolmen jäsenen konsortiot edustavat 44 yritystä ja tutkimuslaitosta 14 eri EU maasta. Rahoituksen lisäksi konsortiot saavat myös teknistä- ja hallinnollista tukea TRINITY-hankkeen toteuttajilta. Jokaiselle konsortiolle on nimetty mentori, joka toimii yhteyshenkilönä TRINITY-konsortion suuntaan. Erityisesti ensi kertaa EU-hankkeessa mukana olevat yritykset ovat arvostaneet mentoreiden tarjoamaa apua sekä hankeen toteutukseen että teknisiin haasteisiin liittyvien ongelmien ratkaisemisessa.

Tampereen yliopiston moduulissa hyödynnetään pistepilveä ihminen-robotti yhteistyön turvallistamiseen.

Konenäkö ja -oppiminen järjestää käytetyt akut

Suomesta ensimmäiselle rahoituskierrokselle valittiin mukaan Probot Oy:n vetämä hanke, jossa kehitetään robotiikkaa, konenäköä ja koneoppimista käytettyjen kuluttajaelektroniikan akkujen kierrätykseen. Hankkeessa toisena osapuolena mukana oleva AkkuSer Oy vastaanottaa vuositasolla noin 1500 tonnia käytettyjä akkuja. Erityyppiset akut lajitellaan, jotta niiden sisältämien arvokkaiden raaka-aineiden ja vaarallisten materiaalien kierrätys olisi tehokkaampaa.

RoSo_UPB – Robotic Sorter for Used Portable Batteries -hankeessa kuluttajilta tulevat akut, esimerkiksi AAA-D kokoiset sylinterit, työkaluakut, kännykkäakut, pyritään tunnistamaan ja lajittelemaan täysin automaattisesti, nykyisen manuaalisesti tapahtuvan lajittelun sijaan.

Hanketta vetävän Probot Oy:n toimitusjohtaja Matti Tikanmäki kertoo TRINITY-rahoituksen mahdollistaneen yritykselle jo tässä vaiheessa monia asioita:

”Vallitsevan Covid19 -tilanteen viivästyttäessä uusia automaatioinvestointeja suomalaisessa teollisuudessa, projekti on antanut hyvän mahdollisuuden keskittää resursseja seuraavan sukupolven automaation kehittämiseen.”

”Lisäksi TRINITY-hankkeen tiimoilta tehty uutisointi on jo nyt avannut uusia liidejä ja olemme saaneet kutsuja myös muihin vastaaviin kehityskonsortioihin. Yksi TRINITY-hankkeen tavoitteista on toimia jalkana EU-rahoituksen ovenvälissä ja tämä on toteutunut ainakin Probot Oy:n kohdalla”, Tikanmäki jatkaa

Mentechin AMS järjestelmän testilinja.

Ihmisen ja koneen yhteistyötä ilman stressiä

Erilaisten anturi ja konenäkösovellusten lisäksi demonstraatio-ohjelmassa kehitetään myös useita koneoppimiseen, ihminen-robotti-yhteistyöhön ja digitaalisiin teknologioihin perustuvia sovelluksia. Mielenkiintoinen lähestymistapa ihmisen ja koneen yhteistyöhön on esimerkiksi belgialaisen Mentech Innovation B.V:n projektissa Affective Automation System. Konsortion tavoitteena on tehostaa vaativien piensarjatuotteiden valmistusta ihminen robotti yhteistyön avulla. Mielenkiintoiseksi hankeen tekee työntekijän stressitasojen reaaliaikainen mittaaminen, tiedon analysointi tekoälyn avulla ja tulosten hyödyntäminen tuotantolinjan ohjaukseen. Tavoitteena on esimerkiksi vähentää valmistusvirheitä keven-tämällä työtahtia tilanteissa, joissa työntekijän keskittymiskyky ei riitä vaativan kokoonpanon edellyttämään tarkkuuteen. Konsortio arvelee pystyvänsä nostamaan esimerkkilinjansa tuottavuutta ja laatua 10-15 prosenttia ratkaisunsa avulla lisäämättä kuitenkaan työntekijän kokemaa stressiä.

Älykäs robotti löytää itse perille kohteeseensa

Koneoppimista hyödynnetään myös norjalaisen Adaptive roboticsin johtamassa DynaMo-hankkeessa. DynaMo -Real time dynamic motion planning for industrial robots -menetelmä perustuu Norjan VVT:n eli Sintefin tutkimustyöhön, jonka spinoff yritys on. Hankkeessa kehitetään edelleen reaaliaikaista dynaamista robotin liikeradan generointia. Järjestelmä hyödyntää robottisolun 3D-mallia, ennakkoon laskettuja robottikäsivarren konfiguraatioyhdistelmiä ja 3D-anturin mittaamaa dataa, joiden avulla se laskee robotin radan aloituspisteestä loppupisteeseen muutamien millisekuntien aikana. Järjestelmän myötä robotin ratojen ohjelmointi jää tarpeettomaksi, radan alkuja päätepiste riittävät. Järjestelmä soveltuu esimerkiksi koneenpalvelu- lavausja bin-picking-sovelluksiin. Tuotetta tullaan tarjoamaan ohjelmistokehityspakettina, jonka käyttäjä voi räätälöidä omaan tarpeeseensa sopivaksi.

Lisää rakennuspalikoita kaivataan

Toisen TRINITY-rakennussarjan kerääminen alkaa aloitettiin helmikuussa 2021, jolloin käynnistyi avoin haku toiseen demonstraatio-ohjelmaan. Avoimen haun fokus on edelleen valmistavan teollisuuden yritysten ketteryyden lisääminen robotiikan ja IoT:n tarjoamin keinoin kyberturvallisuus huomioiden. Toinen FSTP-rahoituskierros painottaa kansainvälisyyttä, eli hankekonsortion jäsenten tulee edustaa vähintään kahta EU maata. Erityisesti huomioidaan uudemmat EU-jäsenmaat, eli niin kutsutut EU13-maat, ja yhteistyö niistä tulevien yritysten kanssa. Haettavien hankkeiden keston tulee olla 6-10kk. Rahoitettavien hankkeiden maksimibudjetti on 285 000 e, josta rahoitus kattaa maksimissaan 70 prosenttia. Toisen demonstraatio-ohjelman kokonaisbudjetti on noin 3,5 miljoonaa euroa. Hankkeiden odotetaan alkavan syksyllä 2021.

TRINITY-hankkeen 16 partneria tulevat 10 Euroopan maasta.
Lisätietoja muista käynnissä olevista demonstraatioista löytyy TRINITY-hankkeen uutissivulta