Uutta tietoa huipputeknologiasta ja sen hyödyntämisestä, tietoa tulevaisuuden ratkaisuista ja palveluista päätöksenteon tueksi ja liiketoiminnan kehittämiseen. Kohdistettu VTT:n kumppaneille, asiakkaille sekä huipputeknologiasta ja sen sovelluksista kiinnostuneille.
Julkaisu tieteestä, teknologiasta ja liiketoiminnasta

Kai Helin

Kypäränäyttö opastaa vaihe vaiheelta käyttäjäänsä tekemään oikeassa järjestyksessä kaikki tarvittavat huoltotyöt.

Huoltoapua astronauteille

Teksti: Matti Välimäki | Kuva: Timo Porthan | 16.11.2017

Lisätyn todellisuuden työkalu tarjoaa tukea kriittisiin toimenpiteisiin, jotka on tehtävä nopeasti ja kerralla oikein. VTT:n astronauteille kehittämä työkalu on osoittanut vahvuutensa Columbus-laboratoriossa Saksassa.

VTT:n johtamassa kansainvälisessä hankkeessa on kehitetty Euroopan avaruusjärjestö ESA:n käyttöön uusi lisätyn todellisuuden (augmented reality, AR) työkalu. Johtava tutkija Kaj Helin VTT:ltä kertoo, että AR-työkalu auttaa esimerkiksi huoltotehtävissä, joita tehdään vain harvoin tai jotka ovat kriittisiä avaruusaseman toiminnan kannalta.

– Järjestelmässä avaruusaseman työntekijä saa käyttämänsä kypäränäytön näkymään vaihe vaiheelta tarkat ohjeet, mitä hänen pitää tehdä. Se vähentää inhimillisiä erehdyksiä, nopeuttaa työtehtäviä ja selkeyttää ohjeistuksia.

Kypäränäytön käyttäjä näkee esimerkiksi konkreettisesti, mistä huollettava kohde löytyy, mitä nappeja hänen pitää painaa ja mihin suuntaan erilaisia vipuja pitää milloinkin kääntää.

– Hän saa myös IoT (Internet-of-Things) -rajapinnan kautta tärkeää telemetriatietoa – esimerkiksi diagnostikkaa vikatilanteista ja infoa viimeisimmästä huollosta, käyttöiästä, säteilystä, paineesta tai lämpötilasta.

Hankkeessa kehitetty järjestelmä toimii Microsoft HoloLens -sovelluksella.

Myös reaaliaikaista etäohjausta

Käytännössä yksi kriittinen huoltotoimenpide avaruusasemalla voi olla vaikkapa hiilidioksidisuodattimen vaihto:

– Kypäränäyttö opastaa vaihe vaiheelta käyttäjäänsä tekemään oikeassa järjestyksessä kaikki tarvittavat työt. Se lukee myös esimerkiksi suodattimen QR-koodit ja tarkistaa, että kyseessä on varmasti oikea varaosa. Lisäksi käyttäjä näkee myös esimerkiksi tuloilman ja lähtöilman paineen, kertoo Helin.

Kypäränäyttö mahdollistaa toisaalta myös huoltomiehen reaaliaikaisen etäohjauksen maan pinnalta.

– Kypärän näkymä välittyy myös maan pinnalle. Jos astronautille jää vaikkapa epäselväksi, mitä ruuvia pitäisi vääntää, niin valvomo voi maasta käsin osoittaa tämän erityisellä symbolilla.

Merkittävä läpimurto

Avaruusaseman AR-järjestelmää on jo testattu käytännössä ESA:n maassa sijaitsevassa astronauttikoulutuskeskuksessa EAC:n (The European Astronaut Centre) Columbus-tutkimuslaboratoriossa, joka sijaitsee Kölnissä, Saksassa. Testeihin osallistui myös kokenut astronautti.

– Tulokset ovat olleet erittäin positiivisia. ESA on yrittänyt saada vastaavaa järjestelmää toimimaan jo kymmenen vuoden ajan – mutta nyt näyttää tosiaan siltä, että läpimurto on tehty, kertoo Helin.

Mikä sitten selittää VTT:n johtaman hankkeen menestyksen?

– Meillä on paljon tietotaitoa AR:sta, sen sovellusmahdollisuuksista sekä toisaalta kumppaniemme kautta myös vankkaa avaruusosaamista. Siihen, että nyt on päästy näin pitkälle, vaikuttaa toisaalta sekin, että AR-tekniikka on kehittynyt viime aikoina paljon.

Kaksivuotisen hankkeen rahoitti ESA.

Tutkimustyöhön osallistuivat VTT:n lisäksi italialainen Thales Alenia Space sekä kreikkalainen ICCS (Institute of Communications and Computer Systems).

VTT on ollut jo mukana myös esimerkiksi EU:n rahoittamassa WEKIT-hankkeessa.

– Siinä hyödynnetään lisättyä todellisuutta, kun avaruusasemalle asennetaan väliaikainen tavaravarasto. Tällöin esimerkiksi paikannus on vaativaa, kun kyseessä on iso, muuttuva ympäristö.

Oikeasti avaruuteen

Parhaillaan VTT käy neuvotteluja, jotka tähtäävät siihen, että AR-työkalusta luotaisiin vielä astetta kehittyneempi maassa toimiva prototyyppi.

– Seuraava vaihe on tietenkin se, että järjestelmä on todella toiminnassa avaruudessa avaruusasemalla.

Miten tiedonsiirto maan ja kaukana avaruudessa käytettävän AR-työkalun välillä oikein toimii?

– Järjestelmän yksi juju on siinä, että maan ja avaruusaseman välillä kulkevan datan määrä pysyy pienenä. Työkalussa on hyvä perustoiminnallisuus ja sitä voidaan ohjailla maasta käsin varsin pienillä tekstitiedostoilla, jotka välitetään avaruusasemalle oman dataputken kautta.

Matkalla Marsiin

Kaj Helin korostaa, että tarve avaruusasemien ja -alusten lisätyn todellisuuden ratkaisuille kasvaa koko ajan. Kysyntää lisää muun muassa se, että ihmiskunta on tosissaan matkaamassa kohti Marsia.

– Marsin valloituksessa yksi haaste on koulutus. Kun esimerkiksi astronautti viettää puoli vuotta avaruusasemalla, pitää häntä sitä ennen valmistella tehtäviin kaksi vuotta. Ei ole realistista ajatella, että kun matka Marsiin kestää noin pari vuotta, niin matkalaisia koulutetaan sitä ennen samassa suhteessa eli melkein kymmenen vuotta. Osan koulutuksesta on pakko tapahtua lisätyn todellisuuden järjestelmillä matkan aikana.

Lisätyn todellisuuden järjestelmille lupaa hyvää myös se, että yleinen kiinnostus avaruutta kohtaan on kasvanut. Kuuhunkin on suunniteltu niin avaruusasemaa kuin kaivoksiakin.

Paljon sovelluskohteita myös maan päällä

Toisaalta avaruuden AR-työkaluihin pätee sama kuin moneen muuhun avaruustekniikkaan. Avaruuteen kehitetyille ratkaisuille löytyy runsaasti sovelluskohteita myös Tellukselta.

– Hankkeessamme kehitettyjä menetelmiä voitaisiin hyödyntää myös vaikkapa ydinvoimaloissa ja laivoissa – tai esimerkiksi lentokoneteollisuudessa, talonrakennuksessa ja koneenrakennuksessa. Ne sopivat ylipäätään kriittisiin kohtiin, joissa ei ole varaa virheisiin tai joissa toimenpiteet on tehtävä jo kustannustenkin takia nopeasti ja kerralla oikein.

Helin uskoo, että lisätyn todellisuuden järjestelmät yleistyvät maan päällä hyvinkin pian, ja parin kolmen vuoden päästä ollaan jo pitkällä.

– Monilla yrityksillä on käynnissä testauksia. Teknologia on riittävän valmista. Nyt kyse on lähinnä siitä, että miten järjestelmiin saadaan tehtyä kustannustehokkaasti sisältöä.

 

Muuttuuko huoltotyö tietotyöksi?

AR (lisätty todellisuus), VR (keinotodellisuus) sekä digitaalisuus ylipäätään muuttavat laajalti huoltotöitä.

VTT:n jo päättyneessä Dimecc:n S Step -ohjelman hankkeessa havaittiin, että uusi tekniikka auttaa esimerkiksi huoltomiehen tehtävään valmistautumista, kun kohteesta saadaan tarkka käsitys jo etukäteen. Se helpottaa myös ongelmanratkaisua kohteessa ja voi tarjoaa konkreettista opastusta työtehtävien tekemiseen. Uusi tekniikkaa sujuvoittaa lisäksi raportointia, jos vaikkapa kohteesta otetut kuva- ja äänitallenteet liittyvät automaattisesti tietojärjestelmään.

– S-Stepin teemoihin kuului myös ajatus etähuoltomiehistä. Tällöin paikalla oleva henkilö tekee töitä toisaalla olevan kokeneemman ammattimiehen opastuksella ja AR-työkalun välityksellä. Tämä on tietenkin kevein tapa lähteä liikkeelle, koska se ei vaadi erillistä AR-sisällön tuotantoa, johtava tutkija Eija Kaasinen VTT:ltä kertoo.

Tarpeellisen tiedon äärelle

Parhaillaan VTT vetää S-Stepin työtä jatkavaa tutkimushanketta nimeltä Dynavis. Siinä tutkitaan muun muassa miten visuaalista tietoa voidaan tarjota vaikkapa AR-kypärän käyttäjälle mahdollisimman järkevällä tavalla.

– Tietoa on saatavilla valtava määrä. Huoltomiehelle voi olla hyötyä esimerkiksi huolto-ohjeista, mittaustiedoista ja muiden käyttäjien jakamista tiedoista ja vinkeistä; lisätty todellisuus ja sosiaalinen mediakin voivat liittyä yhteen. Haasteena on se, miten vaikkapa AR-kypärän käyttäjä saa kätevästi tietää, mitä kaikkea tietoa on tarjolla ja miten hän löytää itselleen oleellisimman tiedon.

Dynavis-hanketta rahoittavat Tekesin lisäksi KONE, Konecranes, Wärtsilä, Eeedo ja 3D Studio Blomberg. Tutkimustyötä tekee VTT:n lisäksi Tampereen yliopiston TAUCHI-tutkimusryhmä. Dynavis-kokonaisuutta, johon kuuluu myös yritysten omia kehityshankkeita, koordinoi Dimecc.

Myös työtapoja on kehitettävä

Eija Kaasinen muistuttaa, että uutta huoltokulttuuria ei voi kehittää teknologia edellä.

– Uusia työvälineitä ja työtapoja on kehitettävä rinnan, yhteistyössä huoltohenkilöstön kanssa, hän korostaa.

Vaan mikä on Kaasisen veikkaus, koska AR-kypäriä käyttävät huoltomiehet ovat jo vaikkapa tehtaissa ihan arkipäiväinen näky?

 – Voi olla, että aika piankin. Mutta luulen, että laseja tai kypäriä käytetään aluksi vain ajoittain, aina tarpeen mukaan. Laitteiden ergonomia vaatii kehitystä. Pitkäaikainen AR-lasien käyttö on tällä hetkellä liian raskasta, Kaasinen miettii.

 

 

Impulssihttp://www.vtt.fi/ImpulssiImpulssi
Tekoäly paljastaa sydänpotilaan komplikaatioriskinhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tekoaly-paljastaa-sydanpotilaan-komplikaatioriskin.aspxTekoäly paljastaa sydänpotilaan komplikaatioriskin
Impulssi 2/2017http://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-2-2017.aspxImpulssi 2/2017
Huoltoapua astronauteillehttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Huoltoapua-astronauteille.aspxHuoltoapua astronauteille
VTT:n spinno GrainSense tuo laboratorion maanviljelijän kouraanhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/VTTn_spinno_GrainSense_tuo_laboratorion-maanviljelijan-kouraan.aspxVTT:n spinno GrainSense tuo laboratorion maanviljelijän kouraan
Digitalisoimalla biotalous uudelle tasollehttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Digitalisoimalla-biotalous-uudelle-tasolle.aspxDigitalisoimalla biotalous uudelle tasolle
Kansainvälinen yrittäjyys ei toteudu hetkessä vaan siihen kasvetaanhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kansainvälinen-yrittäjyys-ei-toteudu-hetkessä-vaan-siihen-kasvetaan.aspxKansainvälinen yrittäjyys ei toteudu hetkessä vaan siihen kasvetaan
Bisnesenkeli Sauli Törmälä: Kasvua kansainvälisiltä kentiltähttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Sauli-Tormala-Kasvua-kansainvalisilta-kentilta.aspxBisnesenkeli Sauli Törmälä: Kasvua kansainvälisiltä kentiltä
VTT hyödyntää Fabry-Perot interferometriteknologiaahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Fabry-Perot-interferometriteknologia.aspxVTT hyödyntää Fabry-Perot interferometriteknologiaa
Yhteisöllisiä asumisratkaisuja Suomesta Namibiaanhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Yhteisöllisiä-asumisratkaisuja-Suomesta-Namibiaan.aspxYhteisöllisiä asumisratkaisuja Suomesta Namibiaan
Yrittäjien velvollisuus on etsiä kasvuahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Yrittajien-velvollisuus-on-etsia-kasvua.aspxYrittäjien velvollisuus on etsiä kasvua
Turbiinisiivillä miljoonien säästöihinhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Turbiinisiivet-saastavat-miljoonia.aspxTurbiinisiivillä miljoonien säästöihin
Onko tulevaisuudessa jätevettä?http://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Onko-tulevaisuudessa-jatevetta.aspxOnko tulevaisuudessa jätevettä?
Kyberturvallisuus vaatii muutakin kuin teknologiaosaamistahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kyberturvallisuus-vaatii-muutakin-kuin-teknologiaosaamista.aspxKyberturvallisuus vaatii muutakin kuin teknologiaosaamista
Laitteet kämmenen kokoisiksihttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Laitteet-kammenen-kokoisiksi.aspxLaitteet kämmenen kokoisiksi
Digikärjellä kaivokseenhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Digikärjella-kaivokseen.aspxDigikärjellä kaivokseen
Tuottoisaa käyttöä Suomen biomassoillehttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tuottoisaa-kayttoa-Suomen-biomassoille.aspxTuottoisaa käyttöä Suomen biomassoille
Enemmän kuin pelkkää piitähttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Enemman-kuin-pelkkaa-piita.aspxEnemmän kuin pelkkää piitä
Voimaa potkurikehitykseenhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Voimaa-potkurikehitykseen.aspxVoimaa potkurikehitykseen
Hienokemia tarvitsee biopohjaisia aromaattejahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Hienokemia-tarvitsee-biopohjaisia-aromaatteja.aspxHienokemia tarvitsee biopohjaisia aromaatteja
Pilottitehtaat jauhavat ideoista liiketoimintaahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Pilottitehtaat-jauhavat-ideoista-liiketoimintaa.aspxPilottitehtaat jauhavat ideoista liiketoimintaa
Ledikalvot taipuvat kansanlampusta lentokoneisiinhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Ledikalvot-taipuvat-kansanlampusta-lentokoneisiin.aspxLedikalvot taipuvat kansanlampusta lentokoneisiin
Intohimo siivittää tutkimustahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/intohimo-siivittaa-tutkimusta.aspxIntohimo siivittää tutkimusta
Ydinjätehuollon uranuurtaja Posivahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Ydinjätehuollon-uranuurtaja-Posiva.aspxYdinjätehuollon uranuurtaja Posiva
Kestävästi lankaa puukuidustahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kestavasti-lankaa-puukuidusta.aspxKestävästi lankaa puukuidusta
Digitaaliset ekosysteemit valtaavat alaahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Digitaaliset-ekosysteemit-valtaavat-alaa.aspxDigitaaliset ekosysteemit valtaavat alaa
Selluloosakuitu herättää vanhan puuvillatekstiilin uuteen eloonhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Selluloosakuitu-herattaa-kaytetyn-puuvillatekstiilin-uuteen-eloon.aspxSelluloosakuitu herättää vanhan puuvillatekstiilin uuteen eloon
Kännykällä mielenrauhaahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kannykalla-mielenrauhaa.aspxKännykällä mielenrauhaa
Ilman hiilidioksidista raaka-aine polttoaineisiin, kemikaaleihin ja ruokaanhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Ilman-hiilidioksidista-raaka-aine-polttoaineisiin-kemikaaleihin-ja-ruokaan.aspxIlman hiilidioksidista raaka-aine polttoaineisiin, kemikaaleihin ja ruokaan
Mediatuotannossa ja asumispalveluissa valmistaudutaan 5G-verkkoonhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Mediatuotannossa-ja-asumispalveluissa-valmistaudutaan-5G-verkkoon.aspxMediatuotannossa ja asumispalveluissa valmistaudutaan 5G-verkkoon
Digitalisaatio tasoittaa erojahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Digitalisaatio-tasoittaa-eroja.aspxDigitalisaatio tasoittaa eroja
Lämpöaistimus on monen tekijän summahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Lampoaistimus-on-monen-tekijan-summa.aspxLämpöaistimus on monen tekijän summa
Asiakasasenteen airuethttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Asiakasasenteen-airuet.aspxAsiakasasenteen airuet
Hulevedet puhtaiksi Leca-sorallahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Hulevedet-puhtaiksi-Leca-soralla.aspxHulevedet puhtaiksi Leca-soralla
Kyberturvallisuuden puolesta monella rintamallahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kyberturvallisuuden-puolesta-monella-rintamalla.aspxKyberturvallisuuden puolesta monella rintamalla
Oma osaaminen yhteiseksi hyväksihttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Oma-osaaminen-yhteiseksi-hyvaksi.aspxOma osaaminen yhteiseksi hyväksi
S-ryhmä uskoo monikanavamalliinhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/S-ryhma-uskoo-monikanavamalliin.aspxS-ryhmä uskoo monikanavamalliin
Minima Processor Oy – Energiatehokkuuden maailmanennätys kiihdyttää IoT-kehitystähttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Minima-Processor-Oy-Energiatehokkuuden-maailmanennätys-kiihdyttää-IoT-kehitystä.aspxMinima Processor Oy – Energiatehokkuuden maailmanennätys kiihdyttää IoT-kehitystä
Puolustusvoimat hakee etumatkaahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Puolustusvoimat-hakee-etumatkaa.aspxPuolustusvoimat hakee etumatkaa
Teollisuuden kyberturvallisuus paranee yhteistyöllähttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Teollisuuden-kyberturvallisuus-paranee-yhteistyolla.aspxTeollisuuden kyberturvallisuus paranee yhteistyöllä
Vanha ydintutkimusreaktori poistetaan käytöstä – uusi ydinturvallisuustalo rakenteillahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/FiR-1-tutkimusreaktori-poistetaan-kaytosta.aspxVanha ydintutkimusreaktori poistetaan käytöstä – uusi ydinturvallisuustalo rakenteilla
Sopiiko elinkaariarviointi poliittisen päätöksenteon tueksi?http://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Sopiiko-elinkaariarviointi-poliittisen-päätöksenteon-tueksi.aspxSopiiko elinkaariarviointi poliittisen päätöksenteon tueksi?
Puukuitu haastaa muovin kauppakasseissahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Puukuitu-haastaa-muovin-kauppakasseissa.aspxPuukuitu haastaa muovin kauppakasseissa
Suomi on hyvä investointihttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Suomi-on-hyva-investointi.aspxSuomi on hyvä investointi
5G tuo vauhtia verkkopalveluihinhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/5G-tuo-vauhtia-verkkopalveluihin.aspx5G tuo vauhtia verkkopalveluihin
Autonomiset järjestelmät yleistyvät teollisuudessa nopeastihttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Autonomiset-jarjestelmat-yleistyvat-teollisuudessa-nopeasti.aspxAutonomiset järjestelmät yleistyvät teollisuudessa nopeasti
Syntymäpäivälahja meiltä itsellemmehttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Syntymapaivalahja-meilta-itsellemme.aspxSyntymäpäivälahja meiltä itsellemme
Asuinmukavuus ja energiatehokkuus mahtuvat samaan kotiinhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Asuinmukavuus-ja-energiatehokkuus-mahtuvat-samaan-kotiin.aspxAsuinmukavuus ja energiatehokkuus mahtuvat samaan kotiin
Laivateollisuuden digitalisoituminen edellyttää huippututkimustahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Laivateollisuuden-digitalisoituminen-edellyttää-huippututkimusta.aspxLaivateollisuuden digitalisoituminen edellyttää huippututkimusta
Teollinen 3D-tulostus nousukiidossahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Teollinen-3D-tulostus-nousukiidossa.aspxTeollinen 3D-tulostus nousukiidossa