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.

 

 

Impulssihttps://www.vtt.fi/ImpulssiImpulssi
Tekoäly paljastaa sydänpotilaan komplikaatioriskinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tekoaly-paljastaa-sydanpotilaan-komplikaatioriskin.aspxTekoäly paljastaa sydänpotilaan komplikaatioriskin
Impulssi 1/2018https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-1-2018.aspxImpulssi 1/2018
Suomi on hyvä investointihttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Suomi-on-hyva-investointi.aspxSuomi on hyvä investointi
Painettu teknologia kutsuu muotoilijoitahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Painettu-teknologia-kutsuu-muotoilijoita.aspxPainettu teknologia kutsuu muotoilijoita
Tuottoisaa käyttöä Suomen biomassoillehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tuottoisaa-kayttoa-Suomen-biomassoille.aspxTuottoisaa käyttöä Suomen biomassoille
Matti Apunen: Ongelma nimeltä huippuosaajahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Matti-Apunen-Ongelma-nimelta-huippuosaaja.aspxMatti Apunen: Ongelma nimeltä huippuosaaja
Voiko älykkäiden kaupunkien suorituskykyä mitata?https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Voiko-alykkaiden-kaupunkien-suorituskykya-mitata.aspxVoiko älykkäiden kaupunkien suorituskykyä mitata?
Puun voimalla biotalouteenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Puun-voimalla-biotalouteen.aspxPuun voimalla biotalouteen
Kyberturvallisuuden puolesta monella rintamallahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kyberturvallisuuden-puolesta-monella-rintamalla.aspxKyberturvallisuuden puolesta monella rintamalla
Digitalisoimalla biotalous uudelle tasollehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Digitalisoimalla-biotalous-uudelle-tasolle.aspxDigitalisoimalla biotalous uudelle tasolle
Asiakasasenteen airuethttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Asiakasasenteen-airuet.aspxAsiakasasenteen airuet
Kolmiulotteinen virtuaalitodellisuus ja lisätty todellisuus – Kohti uusia maailmojahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kolmiulotteinen-virtuaalitodellisuus-ja-lisätty-todellisuus-Kohti-uusia-maailmoja.aspxKolmiulotteinen virtuaalitodellisuus ja lisätty todellisuus – Kohti uusia maailmoja
Brasilia viitoittaa bioenergian tietähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Brasilia-viitoittaa-bioenergian-tieta.aspxBrasilia viitoittaa bioenergian tietä
Kovaakin kovempi vientituotehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kovaakin-kovempi-vientituote.aspxKovaakin kovempi vientituote
Kyberturvallisuus vaatii muutakin kuin teknologiaosaamistahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kyberturvallisuus-vaatii-muutakin-kuin-teknologiaosaamista.aspxKyberturvallisuus vaatii muutakin kuin teknologiaosaamista
Uusia ratkaisuja kaupunkitulvien ehkäisyynhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Uusia-ratkaisuja-kaupunkitulvien-ehkaisyyn.aspxUusia ratkaisuja kaupunkitulvien ehkäisyyn
Ilman hiilidioksidista raaka-aine polttoaineisiin, kemikaaleihin ja ruokaanhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Ilman-hiilidioksidista-raaka-aine-polttoaineisiin-kemikaaleihin-ja-ruokaan.aspxIlman hiilidioksidista raaka-aine polttoaineisiin, kemikaaleihin ja ruokaan
Impulssi 2/2014https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-2-2014.aspxImpulssi 2/2014
Puukuitu haastaa muovin kauppakasseissahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Puukuitu-haastaa-muovin-kauppakasseissa.aspxPuukuitu haastaa muovin kauppakasseissa
Mallinnuksen ja simuloinnin hyödyntäminen uusissa voimalaitoskonsepteissahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Mallinnuksen-ja-simuloinnin-hyodyntaminen-uusissa-voimalaitoskonsepteissa.aspxMallinnuksen ja simuloinnin hyödyntäminen uusissa voimalaitoskonsepteissa
Kansainvälinen yrittäjyys ei toteudu hetkessä vaan siihen kasvetaanhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kansainvälinen-yrittäjyys-ei-toteudu-hetkessä-vaan-siihen-kasvetaan.aspxKansainvälinen yrittäjyys ei toteudu hetkessä vaan siihen kasvetaan
Turbiinisiivillä miljoonien säästöihinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Turbiinisiivet-saastavat-miljoonia.aspxTurbiinisiivillä miljoonien säästöihin
Maailma kuluttajien silminhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Maailma-kuluttajien-silmin.aspxMaailma kuluttajien silmin
Vanha ydintutkimusreaktori poistetaan käytöstä – uusi ydinturvallisuustalo rakenteillahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/FiR-1-tutkimusreaktori-poistetaan-kaytosta.aspxVanha ydintutkimusreaktori poistetaan käytöstä – uusi ydinturvallisuustalo rakenteilla
Impulssi 1/2015https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-1-2015.aspxImpulssi 1/2015
Elintarvikkeet muutoksessahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Elintarvikkeet-muutoksessa.aspxElintarvikkeet muutoksessa
Impulssi 1/2016https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-1-2016.aspxImpulssi 1/2016
Impulssi 2/2016https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-2-2016.aspxImpulssi 2/2016
Sopiiko elinkaariarviointi poliittisen päätöksenteon tueksi?https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Sopiiko-elinkaariarviointi-poliittisen-päätöksenteon-tueksi.aspxSopiiko elinkaariarviointi poliittisen päätöksenteon tueksi?
Ydinjätehuollon uranuurtaja Posivahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Ydinjätehuollon-uranuurtaja-Posiva.aspxYdinjätehuollon uranuurtaja Posiva
Hybridimenetelmillä uusia ratkaisuja metallien kierrätykseenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/hybridimenetelmilla-uusia-ratkaisuja-metallien-kierratykseen.aspxHybridimenetelmillä uusia ratkaisuja metallien kierrätykseen
Kaivostoiminnasta kestävää ja hyväksyttäväähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kaivostoiminnasta-kestavaa-ja-hyvaksyttavaa.aspxKaivostoiminnasta kestävää ja hyväksyttävää
Riskienhallintaa mutkistuvassa maailmassahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Riskienhallintaa-mutkistuvassa-maailmassa.aspxRiskienhallintaa mutkistuvassa maailmassa
Impulssi 2/2017https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-2-2017.aspxImpulssi 2/2017
Impulssi 2/2015https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-2-2015.aspxImpulssi 2/2015
Menetelmiä parempaan päätöksentekoonhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Menetelmia-parempaan-paatoksentekoon.aspxMenetelmiä parempaan päätöksentekoon
Muutosjohtamisen luova voimahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Muutosjohtamisen-luova-voima.aspxMuutosjohtamisen luova voima
Mitä kuuluu Australiaan?https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Mita-kuuluu-Australiaan.aspxMitä kuuluu Australiaan?
Automaatio antaa paketille siivethttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Automaatio-antaa-paketille-siivet.aspxAutomaatio antaa paketille siivet
Samaa säätöä seuraavat 100 vuottahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Samaa-säätöä-seuraavat-100-vuotta.aspxSamaa säätöä seuraavat 100 vuotta
Suomi suuntaa vähähiiliseen älyliikenteeseenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Suomi-suuntaa-vahahiiliseen-alyliikenteeseen.aspxSuomi suuntaa vähähiiliseen älyliikenteeseen
5G tuo vauhtia verkkopalveluihinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/5G-tuo-vauhtia-verkkopalveluihin.aspx5G tuo vauhtia verkkopalveluihin
Infinited Fiber tuo muutoksen tekstiiliteollisuuteenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Infinited-Fiber-tuo-muutoksen-tekstiiliteollisuuteen.aspxInfinited Fiber tuo muutoksen tekstiiliteollisuuteen
Puolustusvoimat hakee etumatkaahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Puolustusvoimat-hakee-etumatkaa.aspxPuolustusvoimat hakee etumatkaa
Wärtsilän Jaakko Eskola: Menestymme vain innovoinnilla ja uusiutumisellahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Wärtsilän-Jaakko-Eskolaä-Menestymme-vain-innovoinnilla-ja-uusiutumisella.aspxWärtsilän Jaakko Eskola: Menestymme vain innovoinnilla ja uusiutumisella
IPR edellä ulkomaillehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/IPR-edella-ulkomaille.aspxIPR edellä ulkomaille
Röntgenkuvantaminen uudelle tasollehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Rontgen-kuvantaminen-uudelle-tasolle.aspxRöntgenkuvantaminen uudelle tasolle
Tehdään totta biotaloudestahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tehdaan-totta-biotaloudesta.aspxTehdään totta biotaloudesta
Asuinmukavuus ja energiatehokkuus mahtuvat samaan kotiinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Asuinmukavuus-ja-energiatehokkuus-mahtuvat-samaan-kotiin.aspxAsuinmukavuus ja energiatehokkuus mahtuvat samaan kotiin