Kangasalan kaupunki ja Tampereen ja Helsingin yliopistojen tutkijat kehittivät monitoimirobotin kouluympäristöön

Projektin tavoitteena oli kehittää ja rakentaa uudentyyppisen robotin prototyyppi sekä luokkahuoneen siivoukseen että havainto- ja opetusvälineeksi koululaisille. Robotin avulla oppilaat voivat käytännönläheisesti tutustua robotiikkaan ja robotin ohjelmointiin. Lisäksi Vatialan koululla Kangasalla hiljattain työnsä aloittanut robotti ”Ursula” osaa siivota ja ladata itsensä itsenäisesti.

Kangasalan ateria- ja siivouspalveluiden tarpeista käynnistynyt yhteistyö aloitettiin vuonna 2019 ja robotti saatiin valmiiksi koronapandemian aiheuttamien viiveiden jälkeen tänä kesänä.

Tampereen yliopiston Mekatroniikan tutkimusryhmä teki kehitystyötä Tampereella ja robotin käyttöliittymän toteutukseen osallistui myös tutkijoita Helsingin yliopistosta. Tampereen tutkimusryhmän vastuuhenkilöinä toimivat mekatroniikan professori Kari T. Koskinen, tutkimuspäällikkö Jussi Aaltonen, tutkija Eetu Friman ja yliopisto-opettaja Tuomas Salomaa. Käytännön tarpeiden näkökulmaa kehittämiseen toivat Kangasalan kaupungin ateria- ja siivouspalvelupäälikkö Hannakaisa Haanpää ja palveluesimies Tarja Viemerö sekä Vatialan koulun apulaisrehtorina projektin aikana toiminut Jarkko Liuha.

Aluksi toteutettiin robotin konseptikehitys, jossa määriteltiin robottiin tarvittavat osajärjestelmät. Järjestelmäkehitysvaiheessa suunniteltiin ja toteutettiin robotin keskeiset toiminnot, kuten liikkuminen, anturointi, ohjaus, käyttöliittymä jne. Testaus ja iteratiivinen kehitys muodosti ison osan robotin kehitysprosessista.

Professori Kari T. Koskisen mukaan projekti oli tutkijoille erittäin mielenkiintoinen, mutta samalla myös haasteellinen. Mekatroniikan tutkimusryhmän tutkijoilla on runsas kokemus mm. kaivos- ja vedenalasirobotiikan kehittämisestä, mutta tässä hankkeessa yhtenä kohderyhmänä olivat koululaiset, mikä toi mielenkiintoisen lisän suunnitteluprosessiin.

– Hanke tarjosi tutkijoille hienon mahdollisuuden toteuttaa uudenlainen monitoimirobotti suunnittelupöydältä valmiiseen toteutukseen. Kiitos Kangasalan kaupungille projektista ja yhteistyöstä, Koskinen sanoo.

Hannakaisa Haanpää kertoo, että Ursula-robotti osaa imuroida ja liikkua itsenäisesti suunnitellulla tavalla.

– Työaikoja Ursula ei tunne, kunhan sillä riittää tarpeeksi lepotaukoja päivässä, jotta se voi ladata itsensä latausasemallaan, kertoo Haanpää.

Koulupäivän aikana robottia voidaan käyttää myös opetuksessa apuna.

– Ursulaa voidaan koodata tekemään erilaisia pieniä tehtäviä oppilastyönä ja se voi toimia opetusvälineenä. Lisäksi robotti osaa musisoida ja vähän tanssiakin, mikä on ollut oppilaille mieleen, kertoo Haanpää hymyillen.

Vatialan koulun oppilaat saivat osallistua myös Ursulan ulkonäön suunnitteluun. Heille järjestettiin piirustuskilpailu, jonka tuloksia hyödynnettiin robotin ulkonäön toteuttamisessa. Oppilaiden käsialaa on mm. robotin kaulanauha, jonka väri muuttuu sen lataustilanteen mukaan, vaihtoehtoina vihreä, keltainen ja punainen.

Katso alta video, jolla monitoimirobotti Ursula esittelee osaamistaan:

Lisätiedot:

Hannakaisa Haanpää, ateria- ja siivouspalvelupäällikkö, Kangasalan kaupunki
p. 040 133 6511, hannakaisa.haanpaa(at)kangasala.fi

Kari T. Koskinen, professori, Tampereen yliopisto
p. 0400 634 242,kari.koskinen(at)tuni.fi

Teksti: Annikka Lampo
Kuvat: Ismo Santapukki