Autonomisten laitteiden häiriösietoisuuden testaus- ja kehittämiskyvyyden (RESILIENSSI)
Hankkeen kesto: 01.03.2025-31.12.2027
Toteuttajat: Oulun: Oulun yliopisto, Teknillinen tiedekunta, Rakennus- ja yhdyskustatekniikka (koordinaattori) ja VTT
Kehittämis- ja investointihankkeiden kokonaissumma: 1,25 miljoonaa euroa
Hankkeen koko budjetti: 1,2 miljoonaa euroa.
Tausta:
Robotiikan ja automaation hyödyntäminen rakennus-, kaivos- ja logistiikka-aloilla lisääntyy nopeasti, ja erityisesti liikkuvien työkoneiden etä- ja autonominen ohjaus kehittyy kohti yhä monimutkaisempia ja laajempia kokonaisuuksia. Työmaaympäristöissä otetaan käyttöön automaattisia ohjausjärjestelmiä sekä yksittäisille koneille että kone- ja ajoneuvoryhmille, niin sanotulle parviohjaukselle, jonka avulla voidaan tehostaa koko työmaan toimintaprosesseja, turvallisuutta ja resurssien käyttöä.
Autonomisten järjestelmien toiminta perustuu kriittisesti paikannus-, navigointi- ja tiedonsiirtojärjestelmien luotettavuuteen. Käytännön työmaaolosuhteissa nämä järjestelmät altistuvat kuitenkin erilaisille häiriöille, kuten signaalikatkoksille, tahattomalle tai tahalliselle häirinnälle sekä ympäristötekijöille, jotka voivat heikentää järjestelmien toimintavarmuutta ja turvallisuutta. Tällä hetkellä puuttuu riittäviä testaus- ja kehitysympäristöjä, joissa häiriötilanteita voidaan tutkia systemaattisesti, toistettavasti ja turvallisesti todellisia käyttötilanteita vastaavissa olosuhteissa.
RESILIENSSI-hanke vastaa tähän tunnistettuun tarpeeseen kehittämällä uudenlaisen mobiilin testaus- ja kehitysympäristön autonomisten laitteiden häiriösietoisuuden tutkimiseen ja vahvistamiseen. Hanke tukee alueellisia ja kansallisia tavoitteita digitaalisten valmiuksien, kriisinkestävyyden, huoltovarmuuden ja kehittyneiden teknologioiden käyttöönoton vahvistamisessa.
Tavoite:
Hankkeen päätavoitteena on kehittää ja testata autonomisten laitteiden häiriönsietokykyä vaativissa ja muuttuvissa olosuhteissa siten, että niiden toimintavarmuus, turvallisuus ja luotettavuus paranevat. Tavoitteena on mahdollistaa autonomisten järjestelmien luotettava käyttö erityisesti kriittisissä sovelluksissa, kuten väylärakentamisessa, kaivostoiminnassa ja muissa häiriöherkissä toimintaympäristöissä.
Keskeisenä tavoitteena on rakentaa tätä varten innovatiivinen ja mobiili testaus- ja kehitysympäristö, joka mahdollistaa paikannus-, navigointi- ja tiedonsiirtojärjestelmien häiriösietokyvyn systemaattisen testaamisen. Testausympäristö tukee sekä yksittäisten autonomisten laitteiden että usean laitteen muodostamien parviohjausratkaisujen kehittämistä ja arviointia.
Lisäksi tavoitteena on vahvistaa yhteistyötä tutkimusorganisaatioiden, yritysten ja testausympäristöjen välillä sekä luoda edellytykset korkeatasoiselle, kansainvälisesti kilpailukykyiselle resilienssiin keskittyvälle tutkimus-, kehitys- ja innovointitoiminnalle.
Toteutus:
Hanke toteutetaan Oulun yliopiston koordinoimana tiiviissä yhteistyössä VTT ja keskeisten sidosryhmien kanssa. Toteutuksessa rakennetaan ja varustellaan mobiili testaus- ja kehitysinfrastruktuuri, jota voidaan hyödyntää OuluZonessa sekä muissa soveltuvissa testausympäristöissä, kuten Linnanmaan kampuksella. Infrastruktuuri suunnitellaan joustavaksi ja siirrettäväksi, jotta se soveltuu erilaisten autonomisten järjestelmien ja käyttötilanteiden testaamiseen.
Toteutuksessa hyödynnetään edistyksellisiä teknologioita, kuten referenssimajakoita, langattomia mesh-verkkoja sekä robotiikan haptisia ja autonomisia ohjausjärjestelmiä. Näiden avulla luodaan hallittuja häiriötilanteita ja testausmenetelmiä, joilla voidaan arvioida järjestelmien suorituskykyä, vikasietoisuutta ja palautumiskykyä erilaisissa skenaarioissa.
Hankkeeseen sisältyy kenttätestauksia, työpajoja ja yhteiskehittämistä, joiden avulla testausympäristöä kehitetään vastaamaan yritysten ja tutkimuksen tarpeita. Tiivis yhteistyö kotimaisten ja kansainvälisten huippuosaajien ja testikeskusten kanssa varmistaa, että toteutus perustuu ajantasaiseen tietoon ja että hankkeen tulokset ovat laajasti hyödynnettävissä hankkeen päättymisen jälkeen.
Hankkeen toimenpiteet ovat:
TP1: Projektin koordinointi ja viestintä
TP2: Ouluzone-testikeskukseen tarvittavien järjestelmien hankintaprosessi ja varustelu
TP3: Ouluzonen kehittäminen resilienssin huippututkimusympäristöksi
TP4: Kenttätestaukset ja työpajat
Odotettavissa olevat tulokset:
Hankkeen tuloksena syntyy uudenlainen mobiili testaus- ja kehitysympäristö, joka mahdollistaa autonomisten laitteiden paikannus-, navigointi- ja tiedonsiirtojärjestelmien häiriösietokyvyn systemaattisen testaamisen ja kehittämisen vaativissa olosuhteissa. Infrastruktuuri tukee erilaisten autonomisten järjestelmien, kuten dronejen, ajoneuvojen ja liikkuvien työkoneiden, toimintavarmuuden arviointia ja parantamista todellisia käyttötilanteita vastaavissa ympäristöissä.
Hankkeessa kehitetään ja otetaan käyttöön innovatiivisia teknologisia ratkaisuja, kuten referenssimajakoihin ja mesh-verkkoihin perustuvia tiedonsiirtoratkaisuja, teleskooppimastoja sekä robotiikan haptisia ja autonomisia ohjausjärjestelmiä. Näiden avulla voidaan simuloida ja hallita paikantamiseen, navigointiin ja tiedonsiirtoon kohdistuvia häiriöitä sekä testata järjestelmien toimintaa poikkeustilanteissa.
Lisäksi hankkeen tuloksena syntyy kehittyneitä testausmenetelmiä ja kokeellisia toimintamalleja, joita hyödynnetään autonomisten laitteiden, kuten SWARM-työkoneiden ja dronejen, häiriösietoisuuden kehittämisessä. Kehitetyt menetelmät ovat sovellettavissa myös laajemmin robotiikan ja automaation tutkimus- ja tuotekehitystoiminnassa.
Hanke tuottaa myös tiivistä kansallista ja kansainvälistä yhteistyötä tukevia toimintamalleja ja verkostoja. Yhteistyö johtavien tutkimusorganisaatioiden ja testausympäristöjen kanssa vahvistaa osaamista ja mahdollistaa kehitettyjen ratkaisujen vertailun ja jatkokehittämisen kansainvälisessä kontekstissa.
Osapuolet ja yhteyshenkilöt:
Oulun yliopisto
Rauno Heikkilä
040 538 5840
Ilpo Niskanen
p. 044 3533690
VTT
Business Oulu