Nytt AI.MEE-projekt inspireras av bläckfiskens armar

AI.MEE lanserar nu projektet AutoDPP i samarbete med Örebro universitet och Epiroc. Målet är att automatisera robotarmarna på företagets borrmaskin Boomer. Redan nu har projektgruppen fått Vinnovamedel beviljade för en treårig fortsättning med start i maj.
– Om man tänker sig att maskinen är som en bläckfisk, så ska armarna röra sig självständigt men samtidigt vara medvetna om varandra, säger AI-forskaren Federico Pecora vid Örebro universitet.

En av Epirocs maskiner som används vid tunnelborrning heter Boomer. Det är ett väldigt stort fordon med meterlånga robotarmar. Boomer körs fram och parkeras vid en bergvägg, sedan används armarna för att borra hundratals hål som därefter fylls med sprängmedel.

Epirocs vision är att bara kunna mata in en karta över de hål som ska borras i Boomer och trycka på ”start”. Så funkar det dock inte i dag. Nu kan bara en robotarm i taget användas och den måste styras via en joystick av en specialiserad operatör.

– Den här processen vill de automatisera och anledningen är förstås att göra arbetet snabbare och mer effektivt, men även att kunna avlägsna operatören från den här ganska farliga miljön, säger Federico Pecora, som är forskare i datavetenskap på AASS (Centrum för tillämpade autonoma sensorsystem) vid Örebro universitet.

Epiroc har en lång erfarenhet av att samarbeta med Örebro universitet. Bland annat har Federico Pecora arbetat med koordination av gruvmaskiner under jord, medan hans kollega Todor Stoyanov har varit delaktig i ett Vinnovaprojekt om just Boomer-maskinen.

När Pär Lundström, profilområdesansvarig för Autonoma system vid Alfred Nobel Science Park, fick reda på Epirocs behov kring robotarmarna på Boomer, så sammanförde han företaget och Federico Pecora. Resultatet blev AI.MEE-projektet AutoDPP (autonomous drill path planer).

Federico Pecora.
Federico Pecora, AI-forskare vid Örebro universitet, arbetar med AI.MEE-projektet AutoDPP.

– Det finns flera väldigt svåra saker att lösa. Det första är att lyckas skapa koordinerade rörelser med armarna. Inom AI kallas det för ett sökproblem. Det som gör det här sökproblemet speciellt är att det innefattar rörelse. Armarna måste ta beslut om vart de ska röra sig och om två armar närmar sig varandra, så vill man att de ska koordinera sig så att de interagerar så lite som möjligt med varandra, säger Federico Pecora.

Använder AI-metod utvecklad i Örebro

Han berättar att hans utgångspunkt kommer att vara en metod som utvecklats på Örebro universitet. Ursprungligen användes den för att koordinera markfordon, som exempelvis autonoma gaffeltruckar.

– Metoden går ut på att man berättar för de individuella fordonen vart de ska åka, sedan räknar de själva ut vilken väg som är den bästa. Alla vägar koordineras centralt i systemet, så att det inte sker några krockar. Den centrala koordinatorn är lite som virtuell trafikpolis som dyker upp när – och där – den behövs.

Tanken är att utöka metoden så att den fungerar även på robotarmar. För att lyckas med det har projektet köpt in tre robotarmar, som monterats i Robotlab på Örebro universitet.

– Vi tänker inte göra en exakt kopia av Boomermaskinen, utan det handlar om att få till en liknande konstruktion som utgår från samma princip – att flera armar ska röra sig samtidigt, säger Federico Pecora och fortsätter:

– Om man tänker sig att maskinen är som en bläckfisk, så ska armarna röra sig självständigt men samtidigt vara medvetna om varandra. Vad som än händer med en av armarna, så kommer de andra armarna att hantera det. Det handlar inte bara om att armarna måste undvika att kollidera med varandra, utan också att de kan ta över en annan arms arbetsuppgift.

Robotarmar
Projektet har köpt in tre robotarmar som ska användas i utvecklingen av AutoDPP.
Arbetet fortsätter i Vinnovaprojekt

AutoDPP-projektet ska pågå i sex månader och avslutas till sommaren. Under den perioden hoppas Federico Pecora ha löst de grundläggande problemen, men steget till att kunna testa lösningen på riktigt i en gruvmiljö är fortfarande långt. Därför är han glad över att Alfred Nobel Science Park, Örebro universitet, Epiroc och Zinkgruvan redan nu har fått medel beviljade från Vinnova för att driva det treåriga projektet AutoBoomer.

Det kommer att dra i gång i maj och då ska en postdoktor vidareutveckla metoden, med målet att kunna ha en fullt fungerande lösning som kan testas i Zinkgruvan. Projektets budget ligger på åtta miljoner kronor.

– Förutom själva rörelseplaneringen, så är ett annat stort problem att lära maskinen att hantera oförutsedda händelser. Saker kan gå fel, det kan vara en borrkrona som går sönder eller att bergväggen är hårdare än man trott så borrningen tar längre tid. Därför måste vi se till att systemet kan hantera det och planera runt det. AutoDPP kommer att göra ett första försök, sedan kommer vi att fortsätta arbeta med de här utmaningarna under de kommande tre åren i Vinnovaprojektet, som är en del av innovationsprogrammet SIP-STRIM, säger Federico Pecora.

Text och foto: Jesper Eriksson