Teknologinen singulariteetti tarkoittaa hypoteesiä, jonka mukaan ihmiskunnan teknologinen kehitys on niin nopeaa, että tapahtuu niin iso kehitysaskel, että se aiheuttaa pysyvän muutoksen toimintamalleissa ja -tavoissa. Teknologisten murrosten yhteydessä tyypillistä on, että jokin asia muuttuu niin radikaalisti, ettei kehitysaskelta ole pystytty ennustamaan.

Blogitekstin tunnuskuvassa (yllä) on kuvattu Teolliset vallankumoukset ja ennakoitu tulevaa kehitystä [1]. Ensimmäinen teollinen vallankumous voidaan katsoa sijoittuneen 1700- ja 1800-lukujen vaihteeseen. Vesi- ja höyryvoiman käyttöönotto koneellisti useita töitä ja mahdollisti tuotteiden tekemisen teollisesti entisen käsityövaltaisen tekemiseen sijaan. Tämän seurauksena agraariyhteiskunta muuttui teolliseksi ihmisten muuttaessa laajamittaisesti maaseudulta kaupunkeihin.

Toinen teollinen vallankumous käytti sähköä hyödykseen, ja tuotteita alettiin valmistaa sarjatuotantolinjoilla massatuotantona. Tästä usein käytetty esimerkki on T-Fordien valmistuslinjat. Aikaisemmin juuri kellään ei ollut varaa autoihin ja kulkupeleinä olivat hevoset. Yhtäkkiä autojen hinnat laskivat niin, että niihin olikin varaa isolla osalla ihmisiä ja autot syrjäyttivät hevoset logistisina tapoina liikkua. [2.]

Kolmas teollinen vallankumous kulminoituu nykyisenkaltaisen automaation laajamittaiseen käyttöönottoon. Ns. Turingin kone oli nykyisten tietokoneiden 2. maailmansodan aikana kehitetty esi-isä. 1970-luvun alussa tietokoneet olivat kehittyneet siinä määrin, että ensimmäiset teolliset ohjainlaiteet eli ohjelmoitavat logiikat otettiin käyttöön ohjausjärjestelmiksi. Nämä syrjäyttivät aiemmat pneumaattiset, hydrauliset sekä releohjaukset.

Käynnissä on ns. neljäs teollinen vallankumous, jossa fyysinen ja digitaalinen maailma yhdistyvät kyberfyysisiksi järjestelmiksi. Industry 4.0 – teollisuuden digitalisaatio mullistaa teollisuuden kentän tuotannosta toimintamalleihin. Mikä tulee olemaan tämän vallankumouksen iso muutos? Teknologinen singulariteetti selviää todennäköisesti vasta jälkikäteen, kenties muutos on jo tapahtunut, mutta me emme sitä tiedä. [3.]

Oikea tie on kuitenkin rohkeasti lähteä mukaan aallonharjalle tutkimaan, kehittämään ja soveltamaan uutta teknologiaa. Teollisten murrosten yhteydessä on tyypillistä, että uutta ja osin kypsymätöntä teknologiaa on tarjolla, mutta yritykset sekä alan toimijat eivät vielä tiedä, miten ja missä vaiheessa teknologioita tulisi ja kannattaisi lähteä soveltamaan.

Suomella on loistava tilaisuus aloittaa teknologian hyödyntäminen nyt, kun siitä voi vielä saada merkittävää kilpailuetua lokaalisti ja globaalisti. Yrityksillä on selkeä tarve kehittää osaamistaan, kokeilla sekä puntaroida uusia ratkaisuja ja sitä kautta saada tietoa päätöksenteon tueksi. Yksi tällainen kokeilu tiedon kartuttamiseksi oli Roboreel-hankkeeseen sisältyvä projekti Case Meconet.

Case Meconet  − Kobotiikasta potkua kilpailukykyyn

Meconet on pohjoiseurooppalainen jousien, lanka-, puristin- ja syvävetotuotteiden valmistaja. Meconetin valmistus tapahtuu kuudessa omaan osaamisalueeseen keskittyvässä tehtaassa: Vantaalla, Äänekoskella, Pihtiputaalla, Tallinnassa, Tukholmassa ja Pietarissa [4].

Projektin tavoitteena oli automatisoida karkaisulinjan pääty niin, että se kykenisi itsenäiseen työskentelyyn 24/7. Tämän vuoksi linjaston alkupäähän tarvitaan Universal Robotics (UR) -tyyppinen yhteistyörobotti eli kobotti, joka lajittelisi kappaleet hihnalle määrätyin ohjein.

Tarkoituksena oli suunnitella toteutuskelpoinen robottisolu, joka kykenee lajittelemaan suunniteltuja kappaleita karkaisulinjastolle. Työn toteuttivat koneautomaation opiskelijat Niko Rötkö, Karim Ben Hassen, Cabdiraxiim Osman ja Eetu Auramo yhdessä ohjaavan opettajan Antti Liljaniemen kanssa. Työ tehtiin osittain opintojaksolla Automatisointiprojekti.

Laadittua suunnitelmaa on projektin jälkeen tarkoitus käyttää yrityksen tuotantokapasiteetin kohentamiseen, jotta yritys kykenee vastaamaan asiakkaidensa lisääntyneisiin tilauspyyntöihin. Aikaisemmin linjaston päähän on tarvittu työntekijä lajittelemaan tuotteet linjastolle manuaalisesti, jonka jälkeen ne kulkeutuvat uunin kautta jäähdytysaltaaseen ja lajittelukoriin.

Alkupään robottisolusta rakennetiin 3D-malli Siemens NX -ohjelmistolla. Toiminnasta tehtiin 3D-simulaatio. Laboratorion UR3-robotin avulla tehtiin POC-tasoinen (Proof of Concept, ratkaisun todennus) demo. Tässä vaiheessa konenäköä ei saatu integroitua mm. ajanpuutteen vuoksi.

Alun perin tehtävään ajateltu robotti UR10 vaikuttaisi soveltuvalta. Ennen varsinaista toteutusta olisi hyvä testata se suunnitellun konenäkökameran kanssa, lisäksi pitäisi selvittää soveltuvat tarttujat kaikille tuotteille.

Projektia jatkettiin syksyllä 2019 Innovaatioprojektina. Tekijöinä olivat sähköautomaation opiskelijat Joonas Paljakka, Panu Sutela, Teemu Niiranen ja Juha Ketola. Tässä jatko-osuudessa Sickin Inspector PIM60 -konenäkökamera liitettiin UR3-robottiin ja laboratoriossa tehtiin protosovellus, jossa mallikappaleita noukittiin kameran avulla.

Suositeltavaa olisi seuraavaksi testata tarttujaa ja kameraa kaikilla eri tuotteilla ja selvittää, soveltuvatko ne kaikkien kappaleiden poimintaan sekä vertailla vielä muita tarttuja- ja kameravaihtoehtoja. Tällainen sopisi hyvin johonkin toiseen projektiin tai opinnäytetyöksi. Projektissa saatiin joka tapauksessa todennettua, että kobotti soveltuu ko. kohteeseen.

Kuva 2. Kappaleiden poimintaa UR3-kobotilla.

Video 1 / Lajitteludemo – Onnistuuhan se!

Viisasten kivikö…?

Meconetin kokeilu on yksi monien joukossa, mutta sen ja muiden kaltaistensa merkitystä voi ajatella laajemminkin.

ST1:n omistaja Mika Anttonen on todennut: ”En ole huomannut, että ihmiset olisivat valmiita tinkimään yhtään mistään. On ihan kiva, että meillä on hiilivapaa Mynämäki, mutta ei sitä kannata tehdä mihin hintaan tahansa, vaan miettiä ratkaisuja, jotka voidaan ottaa käyttöön muuallakin. Nyt avaruudesta katsottuna näkyy, kuinka tuossa yksi sulkee hiilivoimalan ja tuossa toinen rakentaa uuden.” [5.]

Anttonen ehdottaa ratkaisuksi hajautettua energiantuotantoa, koska raaka-aineita ei kannata kuljettaa. Hän ajattelee, että jatkossa karjatilat voivat muuttaa lantaa lannoitteiksi ja biokaasuksi ja käyttää sitä omaan ja tilan lähistöllä käyvien ajoneuvojen ja työkoneiden tankkaukseen [5].

Kuva 3. Kasvihuonekaasut/-päästöt maailmanlaajuisesti [6].

72 % maailman kasvihuonekaasuista syntyy energiantuotannosta, ja tästä valtaosa sähkön- ja lämmöntuottamisesta, rakentamisesta, teollisesta tuotannosta sekä liikkumisesta ja logistisesta tavaroiden liikuttelusta. Samaan aikaan Suomen ja Euroopan pitäisi pysyä kilpailukykyisenä ja pystyä vastamaan globaaleihin haasteisiin. [5.] Mitä jos pystyisimmekin hyödyntämään ja kehittämään uutta teknologiaa tavoitteena kilpailukyky ja vihreät arvot?

Voisiko Anttosen ajattelumallia soveltaa muuallekin? Mitä jos pyrimme tuottamaan tarvitsemamme lämmön ja sähkön lähellä käyttöpaikkoja hyödyntäen ja kehittäen uutta teknologiaa niin, että voimme myös viedä sitä muualle? Tuottamalla tavarat, elintarvikkeet ja hyödykkeet lähellä pidämme työpaikatkin lähellä ja samalla minimoimme tarpeen liikutteluun toiselta puolelta maapalloa. [7.]

Nyt olemme keskellä uutta vallankumousta. Teknologinen kehitys todennäköisesti kiihtyy edelleen. Tämän vuoksi kokeilut, kuten case Meconet, ovat tärkeitä. Ne antavat yrityksille mahdollisuuden kokeilla uutta teknologiaa, oppia uutta ja kääntää nämä kivet kilpailuedukseen.

Kenelläkään ei ole vielä tarkkaa tietoa siitä, millaiseksi maailma muuttuu alussa mainitun neljännen vallankumouksen aikana. Varmaa kuitenkin on, että se tulee vaikuttamaan globaalisti kaikkialla ja kaikkeen. Jospa tämän vallankumouksen singulariteetti onkin siirtyminen hajautuksen aikaan, jolloin tuotamme tarvitsemamme asiat siellä, missä olemme. Kyberfyysinen maailma mahdollistaa työn tekemisen jo ajasta ja paikasta riippumattomasti. Yhdistämällä tämän hajautetun tuotannon ajatteluun voisimme pitää työn ja tuotannon paikallisina soveltaen uutta ja vihreää teknologiaa.

Se olisikin jo Vallankumous isolla V:llä!

Lähteet

[1] Roser, Christoph. 2021. Fourth Industrial Revolution. Saatavana osoitteessa: <https://www.allaboutlean.com/industry-4-0.> Luettu 15.2.2021.

[2] Schwab, K. 2018. The Fourth Industrial Revolution, World Economic Forum 2016.

[3] Metropolia AMK, Digi-Salama 2021. Verkkosivusto. Saatavana osoitteessa: <https://digisalama.metropolia.fi/teknologiat/>.  Luettu 15.2.2021.

[4] Meconet Oy, Yritysesittely. Verkkosivusto. Saatavana osoitteessa: <https://www.meconet.net/>.  Luettu 15.2.2021.

[5] Anttonen, Mika. 2021. Vihreä kasvu on suurta huijausta. Verkkosivusto. Saatavana osoitteessa: <https://www.maaseuduntulevaisuus.fi/talous/artikkeli-1.1298249>. Luettu 15.2.2021.

[6] C2ES, Global Emissions. Verkkosivusto. Saatavana osoitteessa: <https://www.c2es.org/content/international-emissions/>.  Luettu 15.2.2021.

[7] Talouselämä. Tuottavuushypyt koronan harvoja valopilkkuja. Saatavana osoitteessa: <http://lehdet.talentum.fi/a60830ac-2422-4f72-a2eb-3ca053d27474/8>. Luettu 15.2.2021.

Kirjoittaja: Antti Liljaniemi työskentelee kone- ja autotekniikan lehtorina Metropolia Ammattikorkeakoulussa.

+358 400 240 756
Metropolia University of Applied Sciences
Finland

Roboreel-hanke aloitettiin yli kaksi vuotta sitten keväällä 2018 luomalla valmennuskonsepti. Tätä konseptia testattiin kick-off-palaverissa toukokuussa 2018. Moni paikalla ollut hankkeen toimija totesi, että heille voi tulla vaikeuksia ymmärtää valmennuskonseptia, koska siinä oli niin paljon uusia termejä, eivätkä he olleet aivan omalla maaperällään keskustellessaan organisaation johdon kanssa. Lisäksi kun mentiin parhaimmillaan eri toimialoille, kuten sote-alueelta teollisuuteen tai toisinpäin, pelättiin, ettei oma osaaminen tai ymmärrys riitä.

Tätä huolta koetimme häivyttää kollegani Jarmo Toivasen kanssa omalla mallisuorituksellamme, jossa valmensimme mallinomaisesti Unikulmaa ja sen omistajaa ja toimitusjohtajaa Vesa Tuomista. Tästä onkin jo aiemmin kirjoitettu blogipostaus.

Perusviestimme eri teach-to-teachers (OpeToOpe − toope) -koulutustilaisuuksissa oli, että mitä enemmän tekee, sitä enemmän oppii, ja reppuun jää paljon asioita, joita ei vielä silloin ehkä ymmärrä tai tiedä, mutta myöhemmin huomaa niiden arvon. Siten pystyy vetämään yhtäläisyyksiä eri yritysten välille ja havaitsee lainalaisuuksia eri toimialojen välillä.

Näin juuri kävi myös meille.

Pieni ja suuri, uusi ja vanha kohtaavat

Covid-19-kevään viimeisin etävalmennus tehtiin yritykseen nimeltä Twistbe. Se tuo maahan luomukosmetiikkaa ja tekee myös yhteistyötä suomalaisten luomukosmetiikan valmistajien kanssa. Perustajina on kolme nuorta naista, joilla kellään ei ollut alan aiempaa kokemusta, mutta vankka kokemus ja koulutus muilta aloilta.

Normaalin tavan mukaan valmennus alkoi sillä, että he kertoivat yrityksen tarinan, taustan ja sen synnyn sekä sen, mikä on tulevaisuuden visio ja mitä he tavoittelevat. Lähes jokaisen lauseen jälkeen sanoin tai halusin sanoa, että valmennuksen loppuun kerron tarinan. Ja todellakin valmennuksen loppuun kerroin heille tarinan.

Yritys perustetaan. Alalle ei löydy sopivaa koulutusta. Oppi joudutaan hakemaan ulkomailta. Muut myyvät tuotetta, mutta tämä yritys tavoittelee laaja-alaisempaa konseptia. Markkinointi ei perustu tuotteeseen vaan hyvinvointiin. Ymmärtämiseen. Palveluun. Ja asiantuntijoiden verkostoon.

Twistben perustajat hiukan ihmettelivät, miksi toistin heidän tarinansa. Sanoin, että en toistanut. Toistin Unikulman tarinan. Se oli pääosin samanlainen. Eroa vain oli ajassa vajaa 40 vuotta. Eroa oli myös toimialassa: sängyt vs. kosmetiikka. Mutta itse tarina ja tavoitteet olivat hyvin paljon yksi yhteen.

Roboreel-yhteistyöllä televisioon

Twistben yksi visio ja toive oli, että sillä olisi joskus oma lifestyle-ohjelma TV:ssä. Unikulmalla sellainen jo on. Sunnuntaiaamuisin Vesa Tuominen parantaa aina jonkun kuuluisuuden selkäongelmat paremmalla patjalla, joka perustuu selän analysointiin patjan ja tietokoneanalysaattorin avulla.

Vesalla oli myös toive saada muitakin mukaan laajentamaan ohjelmaa, ei siis vain pelkkää Unikulmaa. Loppu on historiaa. Saimme yhdistettyä Unikulman ja Twistben yhteiseen keskusteluun − se taisi olla jopa pieni mentorointi-istunto. Näin Twistben toive lifestyle-ohjelmasta toteutui syksyllä 2020 (ks. Ruutu Jaksa paremmin, kausi 9, jakso 6,  kohta n. 5 min 40 sek).

Oppia ikä kaikki

Ilman Unikulman valmennusta emme olisi voineet kertoa tarinaa Twistbelle. Ilman Unikulman valmennusta emme olisi nähneet niitä yhtäläisyyksiä, joita kahdella niin erilaisella yrityksellä ja toimialalla on. Tämä vain todistaa itsellemmekin, että olimme kuitenkin oikeassa, vaikka emme ehkä sitä uskoneet. Mitä enemmän tekee, sitä enemmän oppii, ja reppuun jää kokemuksia, joita voi jakaa ja joista voi tehdä johtopäätöksiä.

Kirjoittaja: Antero Putkiranta työskentelee tuotantotalouden yliopettajana Metropolia Ammattikorkeakoulussa.

Saimme projektiksi suunnitella ja toteuttaa Naolle messukäyttöön soveltuvan ohjelmiston, jonka tarkoituksena olisi demonstroida robotiikan mahdollisuuksia sosiaali- ja terveysalalla. Suunnittelutyö toteutettiin yhteistyössä SoTe-alan opiskelija Suvikki Honkkilan kanssa. Projektin tarkoituksena oli esitellä robottia ja sen toimintoja mahdollisimman laajasti sekä tuottaa koulutusmateriaalia SoTe-alan opintoihin robotiikkaan liittyen. Kahdessa viikossa toteutimme ohjelmiston, jolla robotti kykenee käymään kevyttä keskustelua, on puheohjattava ja osaa esimerkiksi ohjata lyhyen taukojumpan.

Huomion keskipisteessä

Nao-robotti pääsi tositoimiin apuvälinemessuilla Tampereella marraskuussa 2019. Messupäivä piti meidät esillepanijat kiireisinä, sillä robotti oli varsinainen vetonaula ja messukävijät viihtyivät hellyttävän ‘’maskotin’’ parissa. Oli mielenkiintoista nähdä robotiikan kiinnostavan ihmisiä myös SoTe-alan puolella, ja toiveemme olikin, ettei robotti kiinnostaisi ihmisiä vain sen hauskojen letkauksien ja temppujen takia.

Messuilla pääsimme keskustelemaan eri taustoista tulevien ihmisten kanssa. Hienointa oli se, että useat heistä katsoivat robottia ja sen tarvetta uniikista näkökulmastaan. Osalle robotti oli se ‘’tv:stä tuttu’’, osalle tuttu taas koulumaailman harjoituksista, joko opettajan tai opiskelijan näkökulmasta. Toisille taas robotti oli täysin uusi tuttavuus, ja juuri nämä keskustelut antoivat kaikista eniten, sillä oli mielenkiintoista kuulla, mitä robotilta odotettiin ja mihin niitä toivottuja ominaisuuksia kaivattiin.

Asentohoitoa, vai kuitenkin vitsi ja taukojumppa?

Kävijöiden odotukset robottia kohtaan tuntuivat olevan erittäin korkealla, jopa verrattavissa fiktioon tai elokuviin. Monet kävijät lähestyivät usein robottia esittelijöiden sijaan saapuessaan messupisteelle. Tästä voisi päätellä ihmisten toivovan robotilta sujuvaa kommunikointia ja kanssakäymistä.  Robotin oletettiin kykenevän suorittamaan hoitajan tehtäviä, jopa korvaavan tämän täysin. Jotkut kyselivät myös robotin kyvykkyydestä suorittaa asentohoitoa tai nostamaan kaatuneita vanhuksia lattialta ylös.

Oletukset johtivat usein erittäin hyviin keskusteluihin robottien todellisista kyvyistä ja mahdollisuuksista käytännön sovelluksissa. Robotti on omien näkemyksemme mukaan tällä alalla enemmän työkalu kuin työntekijä. Sitä voidaan hyödyntää erilaisten harjoitteiden ohjaamiseen, kuten Naomme taukojumppa, tai kielen opiskeluun sanatasolla, varhaiskasvatuksen leikkeihin, asioiden opettamiseen esimerkkien kautta, laulattamiseen ja muistiharjoituksiin.

Kaikkea tätä emme kyenneet messuolosuhteissa Naolla demonstroimaan, mutta robottimme valikoimaan kuului kuitenkin taukojumppa, vitsin kerronta, vuorovaikutus ja sen kautta piristäminen, ilmakitaran soittaminen ja sanalliset aktiviteetit. Taukojumppa oli näistä ylivoimaisesti hauskin ja huomiota herättävin, ja yllätykseksemme ihmiset lähtivät epäröimättä mukaan Naon ohjaamaan jumppaan.

Haasteita käytännön sovelluksissa

Ongelmiakin robotin kanssa oli, ja ne ilmenivät hyvin messuympäristössä. Naolle akilleenkantapää on puheentunnistus, etenkin messuympäristössä, missä taustahälinä häiritsi robotin puheentunnistusta. Puheentunnistuksen ongelmat saattavat olla myös hyvin oletettavia esimerkiksi vanhusten parissa työskennellessä. Robotti vaatii selkeää puhetta ja suomen kieli on monimuotoisuuden vuoksi myös itsessään haasteellinen puheentunnistukselle. Tämän tyyppiset ongelmat asettavat todelliset haasteet robottien käytölle SoTe-alalla. Tulevaisuudessa näihin saadaan varmasti toimivia ratkaisuja, mutta Naon ei kuitenkaan kannata pidättää hengitystä palkkakuittia odotellessa.

Kirjoittajat: Sami Häkkinen, Perttu Laakso ja Jere Vepsä ovat Metropolia Ammattikorkeakoulun automaatiotekniikan neljännen vuoden opiskelijoita.