Isesõitvat autot täiendab nüüd robotlaev

Teisalt ei sünni ilma julge pealehakkamiseta suured asjad ning kui idee õnnestub teoks teha, on seljatagune kindel – toote lisandväärtus on kõrge, ja mis peamine: oluline pole niivõrd kohapealne tootmiskulu, vaid tarkus toote taga.

Robotlaeva prototüübi väljatöötamisel panid seljad kokku MEC Insenerilahendused OÜ, Hyrles ja TalTech.

„Õnnestus saada NUTIKAS meetmest rahastus ja tänu sellele hakkas ideest vormuma materjal. Ega siin üksi ei saakski hakkama,“ tõdeb Hyrlese juht Urmo Sisask ja lisab, et väljakutse on suur ja rollid selgelt jaotunud. „Hyrles on projekti vedaja ning tulevikus tootja, tehniline projekteerimine ja lahendused on MEC Insenerilahendused kanda ning TalTechi elektroenergeetika ja mehhatroonika instituut tegeleb robotlaeva energeetika ja tarkvaralise poolega,“ möönab Sisask, et eks igaüks tegeleb sellega, mis teadmised ja oskused tal on. Kui prototüübist jõutakse edasi, võib osapooli lisanduda veelgi. See annaks kogu projektile juba palju konkreetsema suuna.

Eeltöö ja kasutusviisid

Enne, kui asjaga tõsisemalt tegelema hakati, koguneti TalTechi väikelaevaehituse kompetentsikeskusse, kus arutati ühiselt sellise arenduse vajalikkuse ja võimalikkuse üle. „Kohal oli nt Eesti Kaitsetööstuse Liit, Veeteede Amet, kaitseministeerium,“ avab Sisask projekti tausta. Eesmärgiks oli luua uue põlvkonna autonoomse ujuvvahendi prototüüp, mida oleks võimalik kohandada erinevate ülesannete lahendamiseks.

„Meie mõte oli, et robotlaev peaks olema multifunktsionaalne. Teisisõnu, meie loome platvormi ja see, mis sinna peale pannakse, on hilisem arendustöö, mida tehakse juba konkreetset eesmärki silmas pidades.“ Sellise laeva kasutusvõimalusi on seega väga palju – kas loendada hülgeid, mõõta sügavusi, otsida miine, vedada pakke, valvata piiri või tegeleda reostustõrjega. „Läbiv idee on olnud, et selline robotlaev oleks kohandatav erinevateks ülesanneteks. Piirivalvel on paratamatult omad eesmärgid, merevee puhtuse ja monitoorimisega seatud sihid aga sootuks teised,“ möönab Sisask. Seega ainult ühele sihtgrupile sihitud toodet arendama ei mindud.

Inimese roll

Automatiseerimine ja digitaliseerimine on teemad, mille üle praegu palju arutletakse. Ka robotlaeva eesmärk on anda need tööjärgud masinale, mida on võimalik anda ning jätta inimesele enam loomingulisust vajavad ülesanded.

„Tööjõu kokkuhoid on kõigile oluline. Kolme meeskonna asemel on tulevikus võimalik ühe inimese tööks anda nt kolme robotlaeva juhtimine,“ kirjeldab Hyrlese projektijuht Mart Enok kaugemat eesmärki ja lisab, et kui inimese tööaeg on piiratud, siis robotile sellised piirangud ei laiene.

Kuigi iga sellise senist töölaadi murdva muudatusega võib kaasneda hirm kaotada töö ja nii võib tekkida ka vastuseis, toimuvad sellist laadi muutused nn uue tööstusrevolutsiooni võtmes meist tahtmatult. Nii on ootuste juhtimine ja selgitustöö kriitilise tähtsusega. „Robot veel täna ei tunneta ega mõtle loominguliselt. Küll suudab ta teha n-ö monotoonset tööd. Inimese kanda jääb igal juhul jälgimine ja ettearvamatutes olukordades reageerimine, et juhtimine üle võtta. Ja lõpuks on vaja kedagi, kes vastutaks,“ möönab Sisask, et ühed tööd lihtsalt asenduvad teistega.

Unistuste arendamine

Robotlaeva prototüübi väljatöötamine on teadusmahukas arendus, mida peab pikemas ajaraamis vaatama. Tänaseks on paigas laevamudeli kere ning ka esmane tarkvara, aprilli keskel toimusid esimesed katsetused. Sellesse punkti jõudmine koos esmaste kontaktide ja taustauuringute tegemisega võttis 3 aastat.

Tegemist on igas mõttes tulevikuarendusega. Ühelt poolt on tehisintellekti puudutav tarkvaraline pool keeruline ning areneb tormilises tempos. Teisalt peab selliseid arendusi puudutav seadusandlus toimuvale järgi jõudma, et mitte ajale jalgu jääda. „Kui tulevad uued tehnoloogiad, peab ka seadusandlus mingil hetkel järele tulema, et raamid paika panna,“ selgitab Enok, et tehnoloogia kiire areng paneb paragrahviloojatele teatud surve.

Urmo Sisask tõmbab paralleeli isejuhtivate autodega: ka neid arendatakse igal pool maailmas, kuigi teema ei ole korralikult reguleeritud. Nii peab seadusandlus lihtsalt uute unistuste ja ideedega kaasa tulema.

Teadusmahukas arendus tähendab ka riske. Kui arendad midagi, mis juba olemas, jooksed samm tagapool. Nii töötataksegi maailmas niisuguste arenduste ja tulevikuteenuste kallal, mis täna näivad inimestele uskumatud. „Tuleb edasi minna ja elu jõuab järele,“ võtab Sisask kokku. „Me ei konkureeri suurtega, kes arendavad autonoomseid konteinerlaevu. See on hoopis teine mastaap,“ naerab Sisask, et Läänemeri jääb ka liiga väikeseks sellise mõtte jaoks. „Meie kontseptsioon on, et alus oleks võimalikult universaalne, mida on võimalik kohandada erinevate probleemide lahendamiseks.“

Robotlaeva tarkus

TalTech on võtnud robotlaeva arendamises enda kanda muundurite ja energeetikaga seotud küsimused. „Tegemist on täiselektrilise sõidukiga, mis sõidab ainult akudega,“ selgitab TalTechi elektroenergeetika ja mehhatroonika instituudi vanemteadur Indrek Roasto teema olulisust. Kui muundurid on täna juba väga efektiivsed (kasutegur 98%), siis liiga suured, rasked ja väikese mahtuvusega akud on endiselt piirav tegur ja komistuskivi. „Laevas töötavad kõik süsteemid elektriga, kõige enam energiat läheb mootoritesse ja liikumise peale,“ selgitab Roasto, et seepärast pandi eriline rõhk energiajuhtimissüsteemi arendamisele.

„Meie eesmärk on efektiivsus – tuleb panna õiged kõrge kasuteguriga muundurid kokku, et süsteem töötaks tõrgeteta, ja edasi, rääkides tarkusest, siis kasutada energiat kõige nutikamalt ära. Tähtsaim on, et laev jõuab kindlasti tagasi. Selleks peavad andurid pidevalt kontrollima, et ei tekiks olukorda, kus laev ei suuda vastulainetuse ja -tuule tõttu tagasi tulla ja aku kustub enne sadamasse jõudmist,“ toob ta näite. „Laev peab olema nii tark, et suudaks hinnata laine tugevust, suunda ja selle mõju, seda tarkust peab aga toetama väga tõhus energiasüsteem.“

Trend robotiseerimise poole on igal pool.
Urmo Sisask, Hyrles

Väga suur väljakutse on ka see, kuidas robotlaev ümbrust tajub ja sellest aru saab. Laev ei tohi kusagile vastu, otsa või ette sõita.. „Avamerel on miinimumiks 300 m nägemisulatus, sadamaalal peab see olema alla poole meetri. Niisugune väga suur diapasoon muudab meie ülesande palju keerulisemaks,“ selgitab Roasto. Robotlaev peab tundma ka liiklusreegleid, lisaks on vaja tegeleda keerulise ja mitmekihilise küberturbe teemaga.

Et mitte jääda kinni vanasse, tuleb ka ise maailmas toimuvaga kogu aeg kaasa joosta. „Võrreldes kolme aasta taguse ajaga on täna olemas lahendusi, mida alustades polnud. Samuti on olemasolevad tehnoloogilised lahendused edasi arenenud,“ selgitab Enok.

Keerukus = põnevus

Huvitavaks muudab projekti just selle keerukus. „Pead süvenema ja uurima, kuidas süsteemid toimivad. Kui tehisintellekti temaatika on täna veel lapsekingades, siis vastukaaluks on olemas väga palju vabavaralist riist- ja tarkvara, mis juhtimissüsteemide paikapanemist lihtsamaks teevad. See loob hea pinnase plahvatuslikuks arenguks. Kõrgemal tasemel saab juba hakata kirjutama algoritme keerukamaks, neile on vaja panna intelligentsus sisse,“ selgitab Roasto. „Tooteni liikumisel peame võtma vastutuse ja minema kinnisele süsteemile üle, arendama oma koodi, mis on testitud ja töökindel.“

Enok lisab, et avatud riist- ja tarkvaralahenduste miinus ongi see, et keegi ei vastuta. Nii saab lihtsa vaevaga toimiva asja, aga kui on vaja süsteem panna 24/7 tõrgeteta toimima, on vaja erilahendust, mis tähendab palju tööd ning testimist.

Katsetamine

Kui kuival maal on robotlaeva juba testitud, siis aprillikuus lasti alus ka reaalselt vette. „Hakkame prototüüpi katsetama reaalsetes oludes, et algoritmi meile sobivas suunas arendada,“ lausub Roasto.

Targa arendusega käib ka kaasas see, et protsessi peab pidevalt analüüsima ja kui osutub vajalikuks, peab olema valmis suunda muutma.

„Maailmas on palju näiteid, kus arendustöö käigus on jõutud hoopis millegi muuni,“ toob Sisask näite Post-it paberitest. „Arendati universaalset liimi, kuid kogemata tuli välja liim, mis ei liimi midagi, kuid ometigi tekkis uus toode. Loodame, et nii meiega ei lähe, kuid kindlasti võib tulla testimise käigus välja uusi suundi, see on täiesti loomulik.“

Teiseks uute ideede allikaks on olnud kontaktid huvigruppidega, kelle vajadustega saab juba n-ö ette arvestada. Testimine toimub kevadest kuni jää tulekuni. Pärast seda tegeletakse tarkvaraarenduse ja parendustega.

Tuleviku ettevõte

Teadusmahukas arendus toob kaasa prognoosimatuid investeeringuid, mis on oluline äririsk. Samas on ka toote lisandväärtus suur: „Võib-olla me teemegi eba-traditsioonilisi asju, mõtleme natuke kastist välja ja vaatame laiemalt tulevikku. Mõtleme, kuidas olla konkurentsivõimeline ka aastate pärast ja mitte jääda ainult selle juurde, mida täna teeme.“

Seega soovitab Sisask kõigil mõelda, kuidas võtta ka 10–20 aasta pärast taskust mõni tugev kaart. „Tootmist Eestist ära viia on lihtne. Seetõttu tulebki tegeleda selliste asjadega, mis ei nõua nii palju töökäsi, vaid know-how-d, mis tekitab enam lisandväärtust,“ toob Sisask välja ühe põhjuse, miks asjaga tegelema hakati.

„Omatoode ei saa olla eesmärk iseeneses, see on ületähtsustatud. Pigem peab vaatama, kus sa tarneahelas positsioneerud. Võin ju teha metallist kasti ja öelda, et see on omatoode, aga tootel peab ka turg olema,“ lisab Sisask, et selliste unikaalsete asjadega tekib uusi koostöövõimalusi, ka rahvusvahelisi. „Natuke hulljulge idee see on, aga sellised asjad lõpuks edasi viivadki. Muidu ei sünni midagi.“

Esimene robotlaev tööle

Kui uurin lõpetuseks, millal me robotlaeva reaalselt toimetamas näeme, pakutakse kolme aastat. Selge on see, et teemaga tegeletakse, ka globaalselt. „Kui kolme aasta pärast ei sõida meie laev, sõidab kellegi teise oma,“ sõnab Roasto.

„On lihtsaid lahendusi ja väga keerulisi, eks see oleneb ka esimesest kliendist, kelle jaoks konkreetse lahenduse nimel tööd hakatakse tegema. Samuti panustatud raha ja aja hulgast,“ sõnab Enok.

„Suurte kruiisilaevade vahel me ei sõida kolme aasta pärast. Ja meist sõltumatu aspekt on seadusandlik pool: täna me ei tea, kui kiiresti see areneb,“ lisab Enok, et Eesti võiks olla maailmas esimene riik, kus liiklusesse jõuavad nii isesõitvad autod kui laevad. „Eesti on testimiseks sobiv keskkond, justkui hea pisike katselabor.“

Ka Sisask möönab, et konkreetse kliendiga projekti sidumine annaks arendusele uue jõulise tõuke ning suuna. „Meie õlg muutub laiemaks ning konkreetne valdkond suunaks ka eesmärgi juba kitsamasse raami,” möönab ta. „Trend robotiseerimise poole on igal pool, ka kodumajapidamises on kasutusel targad lahendused ja robotid. Nii on ka meie lõppklient paremini valmis sellist lahendust vastu võtma.“

Hea teada

• Robotlaeva mõõdud 2,5 x 1,1 m
• Kandevõime 50 kg
• Suurim kiirus 6 sõlme (11 km/h)
• Sõiduulatus kuni 100 km
• Tegemist on väikelaevaga, mida saab kohaldada erinevate ülesannete täitmiseks ja mis on samal ajal ka kergesti teisaldatav