OpenCRP-hanke - Tampereen teknillinen yliopisto

Pori

OpenCRP-hanke (Open CloudRobotic Platform)

Robottiekosysteemi uudistuvan teollisuuden kehityskyvyn takaajana automaatio- ja palvelusektorilla

Kehittämishankkeen keskeisinä sovellusalueina ovat avoimeen lähdekoodiin perustuvat ohjelmistot ja -robotit. Hankkeessa toteutetaan demonstraatio- ja pilotointiympäristö, jossa tutkitaan kahden erilaisen robottialustan soveltuvuutta osana itsenäisesti toimivaa ja automatisoitua ympäristöä. Työ tuottaa teknisiä ratkaisuja siitä miten tietoa siirretään, tallennetaan, jalostetaan ja koordinoidaan robottien kesken pilvipalvelun avulla.

Hankkeen tavoitteena on tutkimus-, kehitys-, ja innovaatio-osaamisen keskittymä, joka palvelee muun muassa metalli-, energia-, ja automaatioteollisuutta sekä palvelusektoria. Hankkeessa tehtävä työ tuottaa uutta teknologiaa- ja osaamista jota hyödynnetään suoranaisesti raskaiden työprosessien avustamisessa. Tämän lisäksi hankkeen tuloksia tullaan hyödyntämään Satakunnassa toimivien yritysten (mm. Ulvilan automaatioklusteri) kanssa ja tiiviin verkostoitumisen kautta pyritään luomaan edellytyksiä uusille tuotteille ja startup-yrityksille. Automaatiosektorin alueellinen vaikuttavuus tulee olemaan niin teollisuuden kuin TTY:n ja SAMKin ydinstrategioiden kannalta merkittävä. Rinnakkaisten hankkeiden, kuten parhaillaan meneillään olevan RoboCoast-projektin, kanssa tehtävä yhteistyö tulee olemaan hankkeen yksi painopistealueista.

Hankkeen tuloksena syntyy muistisairaiden opastamiseen ja ohjaamiseen tarkoitettu robottiratkaisu Kuntoutuskoti DiaVire:lle, joka toimii Länsi-Suomen Diakonialaitoksella Porissa. Vaikeasti muistisairaiden hoitotyössä on havaittu, että apua tarvitaan erityisesti silloin kun ikäihmiset unohtavat tärkeitä asioita ja eksyvät tutuissa paikoissa. Nyt toteutettavalla mobiililla robottiratkaisulla avustetaan potilasta pääsemään mahdollisimman helposti haluttuun paikkaan DiaVire:n sisätiloissa.

Hankkeessa tehtävän TKI-toiminnan tavoitteena on mobiileista pilvipalveluroboteista koostuva itsenäisesti toimiva automatisoitu usean robotin pilotointi- ja demonstraatioympäristö, jota voidaan loppukäyttäjän toimesta hyödyntää erityisesti tiettyjen raskaiden työprosessien avustamisessa. Yksi järjestelmän keskeisimmistä ominaisuuksista on tiedonkeruu- ja jakaminen robottien kesken pilvipalvelun kautta. Porin TTY:n yksikössä kehitetty palveluarkkitehtuuriratkaisu muodostuu robottia ohjaavasta ROS-käyttöjärjestelmästä (Robot Operating System, http://www.ros.org) ja Apache Hadoop -pilvipalvelusta. ROS:iin erikoistuneita ohjelmistokehittäjiä on maailmassa tällä hetkellä yli 6000. Kaikki hankkeessa käytettävät sovellusalustat ja -ohjelmistot ovat open-source -tyyppisiä ja perustuvat avoimeen lähdekoodiin.

Hanke tukee uuteen tietämykseen perustuvan innovaatiotoiminnan uranuurtajuutta Satakunnan korkeakouluissa. Hanke edistää alueen TKI-toimintaa mahdollistaen akateemiseen tutkimukseen perustuvan liiketoiminnan syntymisen sekä juurruttaa osaamista alueelle. Hanke asemoituu ICT-teknologian uusille kasvualueille: pilvipalvelut, teollinen internet ja avoimen lähdekoodin robotiikkajärjestelmät. Tavoite on tukea alueellista innovaatiotoimintaa niin alueen korkeakouluissa kuin kasvuyrityksissä. Hanke tarjoaa uutta tietoa ja syvällistä teknistä näkemystä, jota alueen yrityksillä ei vielä tällä hetkellä ole. Ilman tätä tietoa yritykset eivät näe kaikkia niitä mahdollisuuksia mitä teollinen internet tarjoaa tulevaisuudessa.

Automaatiosta, robotiikasta ja avoimista pilvipalveluista hyötyvät niin palvelualan ja perusteollisuuden kasvuyritykset kuin taantuvan teollisuuden yritykset, jotka ICT-tekniikan avulla voivat parantaa tuotantoprosessejaan tai luoda radikaaleja uusia innovaatiokonsepteja nopeasti kehittyvän digitalisaation myötä ilman suuria investointeja henkilöstöön, laitteistoihin, teollisuushalleihin tai muuhun infrastruktuuriin. Automaatioalalla toimivat metalliteollisuus, energiateollisuus sekä tuotanto- ja logistiikkayritykset voivat hyödyntää hankkeessa kehitettyä robottiekosysteemiä omissa tuotantoprosesseissaan. Tällaisesta automatisoinnista hyvänä esimerkkinä on teollinen internet, jota useat yritykset jo käyttävät tietojärjestelmissään seuraamalla laitteidensa toimintaa. Samoin myös robotit ovat jo kytkettyinä internetiin. Lisäksi kohderyhmänä on ikääntyvä väestö, sotainvalidit ja heidän asumiseensa, kuntoutukseensa sisältyvän hoitotyön kuormituksen vähentäminen. Hoiva- ja palvelualalla mahdollisia työprosesseja, joita voidaan automatisoida, voi olla useita. Myös vaarallisella alueella suoritettavaa työtä on mahdollista automatisoida robottien avulla ja myös erityistä tarkkuutta vaativissa työtehtävissä robotiikan tuoma hyödyllisyys on merkittävä. Sairaalaympäristössä kohteena voi olla sairaalan ruoan- ja lääkkeidenjakelun osittainen tai kokonaisuudessaan toteutettava automatisointi.

OpenCRP on Euroopan aluekehitysrahaston (EAKR) tuella toteutettava hanke.
Rahoittaja: Pirkanmaan liitto / Satakuntaliitto
Kesto: 01.01.2016–30.06.2017

Open Cloud Robotic Ecosystem Ensuring The Developmental Capability of Automation and Service Sectors

Many of the work processes and tasks demand great precision, error-free operations and high quality outcomes. Humans are not at its best in these actions. Due to this human frailty, a lot of duties can be assigned to carry out by the automatized platform. Healthcare and hospice operations retain processes which can be assisted by mobile robots. The service architecture model developed in Tampere University of Technology, Pori, consists of a novel mobile cloud robotic platform in the supporting of patient work. The presented ecosystem, OpenCRP, holds an open-source cloud computing platform, software frameworks and a physical multi-robot environment for the automation or assisting of preprogrammed work processes.

Mobile robots with service-oriented functions are stepping to our lives in hospitals, hospices and industries where robots can help to assist or perform all the arduous working duties. A lot of laborious processes are found that can be automatized, e.g. in hospital medicine delivery and food servery to ward for patients. The service architecture model presents a pilot- and demonstration environment for multiple open-source mobile robots sharing their collected data with each other via a private cloud. In addition, the presented platform introduces a novel ecosystem based on an open-source software frameworks and robots.

Tutkimukseen liittyviä julkaisuja:

P. Oksa and P. Loula, "Private Cloud Deployment Model in Open-Source Mobile Robots Ecosystem" Springer Lecture Notes in Computer Science, Volume 9716, Pages 239-248, June 21, 2016. Web: http://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-319-40379-3_24

P. Oksa and P. Loula, ”Open Cloud-Based PaaS Architecture for Service-Oriented Mobile Robots”, International Journal on Recent and Innovation Trends in Computing and Communication (IJRITCC), Pages 476-481, February 2015. Web: http://www.ijritcc.org/

P. Oksa, P. Loula and T. Alapaholuoma ”OpenCRP Ecosystem Demonstration Platform”, 2015 IEEE International Symposium on Robotics and Intelligent Sensors (IEEE-IRIS2015), Procedia Computer Science, Vol. 76, Pages 134-138, December 29, 2015. Web: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1877050915038247

Lisätiedot:
Petri Oksa
TTY Pori
petri.oksa@tut.fi
puh. 050 3011234

 

                                                                                                                                         

Päivittäjä: Marika Vapaala-Riikonen, 27.12.2016 13:07.
Asiasanat: tiede ja tutkimus, tietoa tty:stä, palvelurobotiikka, teollinen internet, avoimet ohjelmistot, open cloud