Myös autonomisten koneiden pitää näyttää ostajan silmissä vakuuttavilta ja haluttavilta sekä olla käytettäviä, helposti huollettavia ja järkevästi valmistettavia. Itsenäisesti toimivien laitteiden muotoilussa on kuitenkin muutama erityisvaade, joita on puntaroitava huolella.

Autonomiset koneet ja laitteet tekevät vääjäämättä tuloaan koteihin, liikenteeseen ja teollisuuteen. Niistä voi olla kosolti hyötyä, sillä parhaimmillaan ne parantavat tuottavuutta ja turvallisuutta, mahdollistavat jopa ympärivuorokautisen toiminnan ja auttavat vähentämään ihmisten tekemiä vaarallisia tai toisteisia töitä.

Autonomisten koneiden ja laitteiden muotoilu on oma taiteenlajinsa, mihin vaikuttaa keskeisesti yksi seikka: niissä ei ole kuljettajaa. Tämä ero saattaa kuulostaa jopa vähän typerältä tai vähintään itsestäänselvältä, mutta se johtaa useisiin muotoiluhaasteisiin, joista kaikki eivät suinkaan liity laitteen fyysiseen muotoiluun.

Miten muotoilla kommunikaatio?

Autonomisen koneen muotoilussa vaativinta on miettiä, miten muotoillaan laitteen kommunikaatio ympäristönsä kanssa.

Ensinnäkin on pohdittava, miten laite viestii ympäristöönsä omasta toiminnastaan. Kertooko se aktiivisuudestaan sekä suunnan tai jonkin toiminnon muutoksista esimerkiksi valoin tai äänimerkein?

Toisekseen on mietittävä, miten laite ilmaisee havainneensa vaara- tai poikkeustilanteen. Itsenäisesti toimivassa laitteessa ei ole kuljettajaa, johon voisi saada näkö- tai kuuloyhteyden, joten koneen vaikutuspiirissä oleva ihminen ei voi perinteisin tavoin varmistaa, että kone on huomannut joko hänet tai jonkin reagointia vaativan asian.

Autonomisten laitteiden kommunikaatiota on tutkittu jonkin verran, mutta toistaiseksi ei ole olemassa mitään standardeja, miten koneet viestisivät aikeistaan ympäristöönsä. Punaiset tai valkoiset valot kertovat kyllä liikesuunnasta, ja oranssit vilkut ilmaisevat perinteisesti kääntymisaikeen. Sen sijaan koneen toiminnassa tai lepotilassa olemisesta viestimiseen ei ole yhtenäistä tapaa. Samaten ihmisten tai eri tilanteiden havaitsemisesta kertomiseen ei vielä ole yleisesti sovittuja tai yhtenäisiä käytäntöjä.

Muodonmuutos - Sandvik-autonominen poralaite

Sandvik Mining and Constructionin kaivoksissa käytettävän poralaitteen kommunikointi ympäristönsä kanssa hoidetaan väriään vaihtavin lediputkin, jotka kertovat laitteen toiminnan ja kulkusuunnan.

Toki on niin, että tätä nykyä autonomiset koneet työskentelevät pääsääntöisesti rajatuilla, suljetuilla ja valvotuilla alueilla, joilla oleva ihmiset ovat saanet perehdytyksen laitteiden toimintaan. Autonomiset koneet ovat kuitenkin vastaisuudessa väistämättä osa arkista elinympäristöämme, joten kommunikaation merkitys tulee korostumaan.

Koneen ulkomuoto on itsessään viesti

Myös koneen fyysinen muotoilu on osa kommunikaatiota, mikä itse asiassa korostuu autonomisissa laitteissa. Vaikka itsenäisesti toimiva kone olisi kuinka turvallinen, se saattaa vaikuttaa hyvinkin uhkaavalta, sillä ihmiset tapaavat alitajuisesti pelätä laitteita, jotka eivät näkyvästi ole ihmisen hallinnassa.

Pähkinä purtavaksi onkin kysymys, miten autonominen kone saadaan näyttämään siltä, ettei se ole vaaraksi ympäristölleen. Pieni kauppakassirobotti on varsin helppo saada näyttämään jopa söpöltä, mutta miten tehdä sama temppu vaikkapa tukkirekkarobotille.

Autonomisten koneiden fyysisessä muotoilussa on myös kiinnitettävä erityisen paljon huomiota mahdollisten vaaratilanteiden toteutumiseen. Miten muotoilussa otetaan huomioon riski, että joku voi sittenkin jäädä renkaan alle tai osua koneeseen vaarallisesti.

Piikkisika vai virtaviivainen työkone?

Koska autonomisessa koneessa ei ole kuljettajaa, siihen pitää asentaa valtava määrä antureita, skannereita, kameroita, tutkia ja antenneja havainnoimaan ympäristöä ja ohjaamaan laitteen toimintaa. Valtaosa näistä pitäisi vielä pystyä sijoittamaan koneen uloimpiin kulmiin tai ääripisteisiin, jotta niiden näkymä ympäristöön olisi mahdollisimman esteetön.

Yhtäältä ihannetilanne olisi, että erilaiset elektroniset laitteet olisivat pitkien varsien päissä. Toisaalta nykyaikaisissa laitteissa pyritään mahdollisimman virtaviivaiseen muotokieleen. Kaikki ulokkeet ja varret pitäisi saada integroitua muotoiluun siten, ettei kone kaikkine ulokkeineen, antenneineen ja majakoineen näytä piikkisialta.

Vaan ehkäpä anturoiden, kameroiden ja muiden instrumenttien korostamisesta tuleekin autonomisten koneiden tunnusmerkki ja suorastaaan uusi muitoilutrendi. Mene ja tiedä.

Sandvik Mining and Construction viitoittaa tietä

Autonomisista laitteista on erityisen paljon hyötyä kuumissa, pimeissä ja ahtaissa kaivoksissa, joissa autonomisten koneiden avulla ihmistyön määrää voidaan vähentää tai saada ihmiset pois vaarallisilta alueilta.

Muodonmuutos on muotoillut Sandvik Mining and Constructionille kaksi kaivoksissa käytettävää autonomista konseptilaitetta. Vuonna 2019 esiteltiin loader eli kauhakuormaaja, ja vastikään näki päivänvalon Ameliaksi nimetty poralaite. Kyseiset autonomiset kaivoskoneet ovat ensimmäiset ja ainoat laatuaan maailmassa.

Muodonmuutos - Sandvik Mining and Construction loader

Vuonna 2019 esitelty Sandvikin loader eli kauhakuormaaja on konseptilaite, joka toimii autonomisesti.

Sandvikin valikoimissa on kylläkin ollut etäohjattuja koneita jo parikymmentä vuotta, mutta niissä on ollut manuaalista operointia varten ohjaamo, joka uusissa konseptilaitteista on siis jäänyt pois. Myös itse poraustapahtumaan on liittynyt automaatiota jo kauan, sillä kaivostunneleissa porattavat katkot on suunniteltu etukäteen digitaalisesti, ja automaatio on huolehtinut reikien porauksesta oikaan kohtaan, suuntaan ja syvyyteen. Autonomisuuden myötä Amelia-poralaite voidaan tämän lisäksi ajaa tunnelin perälle, paikoittaa ja asettaa vaateriin automaattisesti, minkä jälkeen laite hoitaa poraamisen itsenäisesti.

Muodonmuutos - Sandvik Amelia

Sandvikin Ameliaksi nimetty autonominen poralaite on ensimmäinen ja ainoa laatuaan maailmassa.

Koneet ovat sähkökäyttöisiä, joten ne eivät lisää tarvetta ilmanvaihdolle, joka muodostaa jopa 60 % kaivoksen käyttökuluista.

Laitteiden ei tässä vaiheessa ole tarkoitus tulla sellaisenaan sarjatuotantoon, vaan niiden tehtävä on kertoa Sandvikin teknologiaosaamisesta ja toimia autonomisuuden tutkimusalustoina. Niinpä niiden muotoilussa on voinut ottaa hieman erivapauksia esimerkiksi valmistettavuuden vaatimuksiin liittyen.

Koska laitteet ovat konsepteja, kaikki katteet ja luukut pystyi sijoittamaan esteettisen kokonaisuuden ehdoilla, eikä avattavien osioiden rajapintoja välttämättä edes huomaa. Poralaitteessa myös nousu koneen päälle saatiin integroitua koneen muotoihin. Samaten jäähdytyksen vaatimat aukot ja ritilät onnistuttiin sijoittamaan tyylikkäästi katteiden muotoihin. Kolmioaukotuksen rytmitys korostaa koneen modernia ilmettä.

Koneet ovat tarkoituksellisen näyttävät, sillä muotoilulla on haluttu korostaa autonomisuuden uutuusarvoa. Vaikka sukunäkö tuotannossa oleviin laitteisiin on ilmeinen, konseptilaitteissa on tavoiteltu myyntimalleista poikkeavaa ulkonäköä huomion herättämiseksi.

Kuormaajan ja poralaitteen kommunikointi ympäristön kanssa on hoidettu lediputkilla, joiden vaihtuvat värit kertovat laitteen tilan ja kulkusuunnan. Laitteet itsessään eivät tarvitse valoja, sillä navigointi ja operointi onnistuvat myös säkkipimeässä. Valoja tarvitaan kuitenkin sekä kommunikointia että kameroita varten, ja ne on suunniteltu siten, että valon määrä on sopiva ja tulee oikeassa kulmassa.

Valosuunnittelu tehtiin Muodonmuutoksen VR-mallin avulla. Laitteen 3D-malli sijoitettiin tunneliympäristöstä skannattuun virtuaalimalliin ja valot määriteltiin mallissa valaisintoimittajien antamien arvojen mukaisiksi, jolloin kameroiden ja muiden instrumenttien tarvitsemien valojen sijoittelu voitiin ottaa huomioon jo varhaisessa vaiheessa koneen muotoilua. Kokonaisuudesta saatiin hallittu ja tyylikäs, kun valojen sijoittelua pystyi tutkimaan jo VR-mallissa, eikä niitä pitänyt istuttaa vasta viimeisessä vaiheessa valmiiksi muotoillun koneen päälle.

Poralaiteprojektissa Muodonmuutos muotoili myös laitteen valvomon eli konttiin rakennetun komentokeskuksen, jossa laitteen kanssa kommunikoidaan kosketusruudun avulla.

Sandvikin sivuilla voit katson videon Ameliasta tositoimissa.