Bläckfisken inspirerar gruvindustrin

Nu tar forskarna med sig bläckfiskar ner i gruvan. I alla fall i teorin. ”Vi ska lära en borrigg att röra bommarna självständigt och i samarbete”, berättar Federico Pecora.Ortdrivningsaggregat är komplexa ma-skiner. Det är mycket som ska hända samtidigt och operatören är hela tiden fullt upptagen med att placera maskinens bommar så att alla hål borras på rätt ställe med rätt djup. Arbetstakten begränsas av att operatören endast kan styra en robotarm, bom, åt gången.Arbetet utförs dessutom i potentiellt farlig miljö under mark.Det finns alltså utrymme för förbättringar. Både produktiviteten och den personliga säkerheten kan öka med hjälp av en högre grad av automatisering.I ett samarbete mellan Örebro universitet, Epiroc, Zinkgruvan och Alfred Nobel Science Park pågår just nu forskning som ska leda till att borrprocessen automatiseras ytterligare. Projektet har nyligen beviljats medel från Vinnova och ingår som en del av STRIM, ett strategiskt innovations-program med syfte att stärka den svenska gruvsektorn och den metalutvinnande sektorn.Var kommer då bläckfiskarna in? Frågan går till Federico Pecora som är forskare i datavetenskap på AASS, Centrum för tillämpade autonoma sensor-system vid Örebro universitet.– Bläckfisken är speciell i och med att deras enskilda armar har ett eget medvetande och styr sina rörelser själva. Det är en bra liknelse för vad vi försöker åstadkomma, förklarar han.– I dag kan operatören bara sköta en arm i taget på en borrigg, målet är att flera armar kan arbeta parallellt. Som det är nu sker arbetet på en subop-timal nivå.Federico har arbetat med automatisering av tunga maskiner förut, bland annat i samarbete med Volvo, Scania och även Epiroc. Han poängterar dock att det är stor skillnad mellan att hantera fordons inbördes rörelser på marken jämfört med att automatisera robotarmar på en borrigg.– Det är en större vetenskaplig utmaning att arbeta med robotarmar eftersom de har en större komplexitet i sitt rörelsemönster, konstaterar han sakligt men låter samtidigt skina igenom att uppgiften är mycket stimulerande och att han inte hyser några tvivel om att arbetet kommer att bli framgångsrikt.Till sin hjälp på universitetet kommer Federico att ha en postdoktoral forskare som börjar sitt ar-bete i slutet av sommaren. Sedan tidigare har uppgiften studerats i ett halvårslångt projekt kallat Au-toDPP, Autonomous Drill Path Planner, en del av AI.MEE och finansierat av Region Örebro län och EU. Erfarenheter och medel från AutoDPP gör att Örebro universitet är väl förberedda för det nya tre-åriga projektet som fått namnet AutoBoomer. Som namnet antyder kommer forskningen att skräddarsys för att resultatet ska kunna användas på en av Epirocs ortdrivningsaggregat Boomer.Boomerserien är redan idag utrustad med flera olika automatiska funktioner, men målet för det nya projektet är att lyfta ytterligare arbetsuppgifter från operatören och skapa en maskin med robot-armar som styr sig själva och dessutom kan kommunicera med varandra.Som så ofta numera dyker begreppet artificiell intelligens genast upp. För att armarna ska klara sin uppgift måste de utrustas med en programvara som klarar betydligt mer än tidigare.– Vår uppgift är att skapa algoritmer som både kan styra varje enskild arm så att den utför sin arbetsuppgift enligt plan och se till att den inte motverkar de andras arbete. Dessutom ska uppgiften uppfyllas på ett så effektivt sätt som möjligt.Utmaningen är att oväntade saker kan hända, kanske går en borrspets av, kanske har berget oväntade egenskaper. Algoritmerna måste vara utformade för att övriga robotarmar klarar av att ta hänsyn till att en robotarm plötsligt gör något annat än det som den tidigare var på väg att göra.Borriggen kommer dock bara att vara autonom till en viss gräns, Federico Pecora är mycket tydlig med att operatörens roll även i framtiden kommer att vara avgörande för att processen ska fungera. Säkerhetsmässigt är dock mycket vunnet om maskinen och operatören kan befinna sig på olika platser.Att vara AI-forskare betyder naturligtvis att många timmar spenderas framför en datorskärm. I Robotlabbet på Örebro universitet finns dock nå-got som gör att Federico och hans kolleger får en möjlighet att lämna teorin och testa sina algoritmer i verkligheten.– Tack vare AutoDPP-projektet har vi just fått tillgång till tre robotarmar som vi kan använda i utvecklingsarbetet, berättar han och tillägger att Robotlabbet i Örebro är ett av de bästa i sitt slag i landet.När algoritmerna slutligen tagit form är det dags för nästa steg i processen. Örebroforskarna kommer då att samarbeta med ingenjörer vid Epiroc för att skapa ett gränssnitt som tillåter den nya programvaran att samarbeta med de existerande styrsystemen i ortdrivningsaggregaten. När detta är avklarat kommer en prototyp att testas i verkligheten i Zinkgruvan.Att artificiell intelligens kommer att spela en stor roll för hur vi i framtiden styr våra maskiner känns numera som en självklarhet, men kan det till och med gå så långt att de nya algoritmerna även förändrar hur vi bygger maskinerna. Federico Pecora håller inte detta för otroligt.– Det är svårt att säga innan vi faktiskt är där, men kanske kan ny mjukvara innebära att även hårdvaran kommer att förändras.