Tavoite

Digitalisaatio, tekoäly ja robotiikka ovat tulleet tärkeäksi osaksi arkeamme. Lapissa on useita kasvualoja, kuten ajoneuvotestaus, kaivostoiminta, biotalous, rakentaminen ja metalliteollisuus, joille teknologian kehittäminen ja hyödyntämien on välttämätöntä kilpailukyvyn näkökulmasta.Hankkeen tavoitteena on tukea lappilaisten pk-yritysten robotiikan ja tekoälyn kasvu, sekä yritysten ja korkeakoulujen TKI-yhteistyötä. Korkeakoulujen tutkimus- ja kehittämisympäristöjä tehdään näkyvämmiksi pk-yrityksille ja parannetaan matalan kynnyksen tutkimus- ja kehittämispalveluja, jotta ne olisivat helpommin yritysten löydettävissä ja saavutettavissa.Tulevan hankkeen tavoitteena on myös hyödyntää aikaisemmissa hankkeissa saatuja koneoppimisen ja tekoälyn käytännön sovelluksiin liittyvää osaamista ja kokemusta.Hankkeessa otamme seuraavan askeleen kehittääksemme alueen yritysten ja organisaatioiden robotiikan osaamista. Edistämme toimijoiden yhteistyötä ja selvitämme uutta liiketoimintapotentiaalia, joka robotiikan tuotekehitykseen ja tutkimukseen. Tarjoamme mahdollisuuden hyödyntää laboratorioidemme tarjoamia palveluita, kuten testausympäristöjä ja hankehenkilöstömme osaamista.Hankkeen pitkän tähtäimen visiona on tuoda robotiikka, tekoäly ja digitaaliset kaksoset kiinteäksi osaksi vähähiilistä lappilaista yhteiskuntaan ja pk-yrityksiä. Voimme merkittävästä nostaa innovaatiokyvykkyyttä vähähiilisten ja energiatehokkaiden prosessien, tuotteiden ja palveluiden kehittämisessä.Hankkeen tuloksena saadaan uutta oikeissa olosuhteissa sovellettua tietoa siitä, miten autonomiset ja semi-autonomiset alustat, joissa hyödynnetään robotiikkaa ja tekoäly, toimivat Lapin alueella ja miten niitä voidaan hyödyntää.Lämpökamerasovellukset ovat erityisen tärkeä tekoälyn ja robotiikan osa-alue arktisessa ympäristössä, jossa niitä voidaan hyödyntää esimerkiksi etsintä- ja pelastustehtävissä, rakennusten huoltotöissä sekä poro- ja eläintalouden tehtävissä. Tämän hankeen aikana kehitämme koulutetun tekoälynmallin ihmisten tunnistamiseen lämpökuvista haastavissa olosuhteissa. Robotit ja tekoäly tulevat tulevaisuudessa olemaan yhä näkyvämpi ja kiinteämpi osa yhteiskuntaa, hankeen aika luomme tietoa ja ymmärrystä robottien ja ihmisten välisestä vuorovaikutuksesta.Käyttäjäkokemus. sen kehittäminen ja tutkiminen ovat oleellinen osa hankeen aikana syntyviä tuloksia.

Tulokset

Hankkeen tavoitteiden saavuttaminen on ositettu neljään eri työpakettiin, jotka ovat liitoksissa toisiinsa. Työpakettien koordinaatiovastuut on jaettu Lapin AMK:n ja Lapin yliopiston kesken.Työpaketit:TP1 Hankkeen hallinto, viestintä ja tulosten levittäminenTP2 Autonomiset alustatTP3 LämpökamerasovelluksetTP4 Robotit ja tekoäly osana yhteiskuntaaTyöpakettien sisällön yksityiskohdat on listattu alle:TP1 Hankeen hallinto, viestintä ja tulosten levittäminen (Päävastuussa Lapin AMK)TP1.1 Hankkeen hallinto ja viestintä (Lapin AMK)Tuotokset:Hankkeen johtaminen, taloushallinto, sisäinen viestintä, ajanmukainen raportointi, ohjausryhmän toimintaTP1.2 Hankkeen viestintä ja tulosten levittäminen (Lapin AMK & Lapin yliopisto)Viestintä, mm. graafinen suunnittelu, www, printtimedia, ilmoitukset, julkaisutTuotokset: Viestintäsuunnitelma ja sen toteutus rahoittajan ohjeiden mukaisesti. Tulosten levittäminen.TP2 Autonomiset alustat (Päävastuussa Lapin AMK)TP2:ssa keskitytään robotiikkaa ja tekoälyä hyödyntäviin autonomisiin ja semi-autonomisiin alustoihin erityisesti Lapin alueelle relevanteissa käyttötarkoituksissa.TP2.1 Tekoäly ja simulaatio (Lapin AMK)Autonomisia alustoja varten kehitetään tekoälyä, jonka avulla eri alustat pystyvät mm. navigoimaan ja olemaan vuorovaikutuksessa ympäristönsä kanssa. Tekoälyn kehityksen tueksi rakennetaan simulaatio, jonka avulla järjestelmän eri osa-alueita voidaan testata ja validoida kehitysprosessin aikana. Simulaatioalueeksi mallinnetaan tehtävässä 2.5 kehitettävää miniatyyrikaupunkia vastaava alue. Simulaation kehitykseen voidaan hyödyntää esimerkiksi avoimenlähdekoodin Carla -simulaattoria. Järjestelmä implementoidaan eri alustoille tehtävissä 2.2–2.4. Lapin AMK vastaa sekä tekoälyn että simulaation kehityksestä.Tuotokset:1. Simulaatioympäristö autonomisten alustojen kehitystä ja testausta varten.2. Tekoäly navigointia ja vuorovaikutusta varten.T2.2 Huoltorobotti arktisiin olosuhteisiin (Lapin AMK)Arktiset olosuhteet ovat erinomainen konteksti robotiikalle ja tekoälylle. Pitkät etäisyydet ja maastossa tapahtuvat huoltotehtävät hyötyvät autonomisista roboteista, ja talviolosuhteissa kunnossapitotehtävät korostuvat.Tuotokset:Turvallista, tarkkaa ja varmaa autonomista huoltotyöskentelyä vaihtuvissa olosuhteissa sensorifuusiolla. Robottien autonominen akuston vaihto, lataus ja toimintamatkan optimointi. Robotin autonominen liikkuminen lumisissa, metsäisissä maastoissa ja haastavissa olosuhteissa, jotka vastaavat lapin P&K yrityksien toimintakenttää. TP2.3 Humanoidirobotti (Lapin yliopisto)Humanoidirobotit ovat osa tulevaisuuden palvelu- ja etätyöskentelyskenaarioita. Pohjoisessa pitkät etäisyydet ja vähäinen väkimäärä tekevät humanoidirobottien soveltuvuuden tutkimisesta relevanttia. Kartoitetaan humanoidirobotilta vaadittavia ominaisuuksia ja testataan sen soveltuvuutta, esimerkiksi sosiaalista hyväksyttävyyttä ja etäläsnäolotilanteissa. Robotin käytöksessä kehitetään ja testataan osittaisen autonomian ja personoidun vuorovaikutuskokemuksen luomista. Hankitaan etäläsnäolorobotti, jota hyödynnetään käyttäjätutkimuksissa.Tuotokset: Raportti mikä tuo esiin parhaan ratkaisun etäläsnäolo -robotin suunnitteluun.TP2.4 Vesidrone (Lapin AMK) Vesidronet ovat potentiaalinen uusi teknologia Lapin olosuhteisiin, jossa on paljon luonnonvaraisia vesialueita, mutta myös rakennettua vesiväylää, kuten vesivoimalaitoksia ja kalateitä. Testataan vesidronen soveltuvuutta erilaisiin tehtäviin, jotka ovat relevantteja Lapin alueen yrityksille ja elinkeinolle.Tuotokset: Testiraportti. Prototyyppejä, joilla todennetaan vesidronen yrityksille tuottamaa lisäarvoa. Vedenalainen tutkimus käyttäen apuna robotiikkaa ja kamera / anturiteknologiaa. Hankkeen aikana hankitaan vesidrone, joka kykenee vedenalaiseen toimintaa ja jolla pystytään suorittamaan erilaisia laadunhallinta ja etsintätehtäviä vedenalaisessa ympäristössä.TP2.5 Miniatyyri kaupunki (Lapin AMK & Lapin yliopisto)Autonomisen kulkuneuvon ja robottien käyttäytymistä tutkitaan ja testataan fyysisen maailman ympäristöä vastaavassa virtuaaliympäristössä (digital twin). Yksityiskohtaisen digital twin – vastaavuuden saavuttamiseksi rakennetaan fyysinen miniatyyriympäristö, joka mallinnetaan virtuaaliseksi. Ympäristö rakennetaan modulaariseksi ja adaptoituvaksi, ja se tarjoaa uuden evaluointialustan ennen robottien testausta fyysisessä käyttöympäristössä. Digital twin -skenaarioissa tehdään yhteistyötä kansainvälisen AutomotiveUI-verkoston kanssa. Hankitaan Varjo VR-lasit, joita hyödynnetään autonomisten kulkuneuvojen ja robottien tutkimisessa virtuaalisessa kaupungissa (Lapin yliopisto)Tuotokset: Prototyyppi miniatyyrikaupungin konseptista työkaluna täysikokoisten robotti kokemuksenkehittämiseen.TP3 Lämpökamerasovellukset (Päävastuussa Lapin AMK)Lämpökamerasovellukset ovat erityisen tärkeä tekoälyn ja robotiikan osa-alue arktisessa ympäristössä, jossa niitä voidaan hyödyntää mm. etsintä- ja pelastustehtävissä, rakennusten huoltotöissä, ja poro- ja eläintalouden tehtävissä. Olemassa olevat tekoälysovellukset keskittyvät visuaalisiin kuviin, ja lämpökamerakuvat tarjoavat uuden avauksen kehitystyölle. TP3.1 Lämpökamera kuvan analysointi ja tulkinta (Lapin yliopisto) Lämpökuvauksen visualisointimenetelmien suunnittelu ja arviointi, esim. etsintä- ja pelastustoimia varten.Tuotokset: Käyttöliittymäsuunnittelun lähestymistavat optimaaliseen vuorovaikutukseenlämpökuvien kanssa.TP3.2 Lämpökameran datan keruu ja muokkaaminen data paketeiksi (Lapin AMK)Kehitetään virtuaalimalli lämpöjäljistä, ja se testataan ja todennetaan toimivaksi mm. etsintätehtäviin. Tämän jälkeen kerätään tietokanta lämpökamerakuvista, joita käytetään tekoälyn luomiseen tässä kontekstissa.Tuotokset:Luodaan metodi tekoälyn kouluttamiseen lämpökamerakuvien ja datapaketin avulla (Lapin maasto ja ympäristö ym.)TP3.3 Lämpökameran datan tulkinta tekoälyn avulla (Lapin AMK)TP3.3:ssä kerätyn datan ja T3.1. tuottamien käyttöliittymävaatimusten pohjalta kehitetään malli, jossa tekoäly opetetaan tulkitsemaan lämpökameran tuottamaa dataa. Rakennetaan virtuaaliympäristö, jota voidaan käyttää lämpökuvaamisen simulointiin. Tekoälyn tuottamaa mallia ja virtuaalista lämpöympäristöä evaluoidaan teknisesti ja käyttäjätestillä.Tuotokset:Validoitu koulutettu tekoälymalli ihmisen tunnistamiseen lämpökuvista Lapin ympäristössäTP4 Robotit ja tekoäly osana yhteiskuntaa (Päävastuussa Lapin yliopisto)TP4.1 Kehittyneet keskusteluagentit (Lapin yliopisto)Robotit, joissa on äänivuorovaikutus ja chatGPT ominaisuudet, esim. Turismiin.Tuotokset:Toimiva demo chatrobotista turismin kontekstissa.TP4.2 Selitettävät tekoälyn käyttöliittymät ‘Explainable AI’. (Lapin yliopisto)Tutkitaan ja testataan, kuinka käyttäjät ymmärtävät, mikä on tekoälypäätösten ja robotin käyttäytymisen takana. Esim. Luottamus.Tuotokset:Esimerkkitapaustutkimus ja ohjeet kuinka suunnitella julkisia robotteja joihin ihmiset luottavat ja  ymmärtävät toimintojen syyt.TP4.3 Robotit erilaisissa yhteiskunnallisissa yhteyksissä (Lapin yliopisto)Skenaariopohjaisella käyttäjätutkimuksella arvioidaan toimimista eri yhteiskunnan skenaarioissa. Hyväksyttävyyttä, luottamusta, mukavuutta jne. Tutkitaan.Tuotokset:Raportoidaan erilaisia tulevaisuuksia ja skenaarioita, joita voidaan hyödyntää suunnittelussa ja päätöksenteossa, kun suunnitellaan robottien käyttöä osana yhteiskuntaa.

Tulosten hyödynnettävyys

Tulokset ovat suoraan hyödynnettävissä alueen yrityksissä, sekä Lapin ammattikorkeakoulun ja Lapin yliopiston opetuksessa ja TKI -toiminnassa.