Kone osaa käskyttää konetta

”Yritykset kuuntelevat herkällä korvalla, jos asiakkaat vaativat haluamiaan ominaisuuksia niiden tuotteisiin ”. Näin usuttaa koneiden ostajia edistämään tekniikan kehittämistä Liisa Pesonen, joka kuuluu älykkäitä toimintoja peltoviljelyssä ratkovaan tutkijatiimiin MTT Vakolassa.

Pesonen perustelee, että kehittämisviestit ovat yrityksille tärkeää tietoa ja esimerkiksi vastaaminen vaatimukseen koneiden yhteensopivuudesta vahvistaa konevalmistajien kilpailukykyä markkinoilla. Mekatroniikka (mekaanisten laitteiden ja koneiden liittäminen elektroniikkaan) ja tietotekniikka maataloudessa on lisääntynyt. Esimerkiksi MTT Vakolassa näitä aiheita on tutkittu InfoXT, Agrix ja Farmix -hankkeissa. Tutkittavaa riittää, joten hankeluettelo jatkunee.
Kehitettävissä automaatiojärjestelmissä voidaan jo nyt hyödyntää ominaisuutta, jossa kytkettäessä työkone traktoriin sen käyttöliittymä latautuu automaattisesti traktorin hytissä sijaitsevaan järjestelmän virtuaaliterminaaliin. Laitteiden tieto-ohjelmien keskinäisen yhteensopivuuden mahdollistava ISOBUS-tiedonsiirtoväylä on jo muutamassa traktorimallissa ja työkoneessa ainakin valinnaisena ominaisuutena. Esimerkiksi traktori-kylvökone-yhdistelmä voisi tehdä automaattisesti sille langattoman Internet-yhteyden välityksellä ohjelmoidut tehtävät, kuten paikkakohtaisen lannoituksen. Satelliittipaikannuksen, digitaalisten karttatietojen ja ajonaikaisten mittausten perusteella järjestelmä päättelee kulloinkin tarvittavat asetukset.
Farmixissa mekatroniikkaa sovitellaan kylvökoneen ja äkeen lisäksi myös tielanaan, koska Suomen mukaan näitä tietoja voidaan soveltaa maatalouden ulkopuoliseen urakointiin, jossa tarvitaan raportointia tehdystä työstä. Lanatesteissä säädellään mm. kuormittamista maata vasten ja kaltevuutta.
”Toisaalta tarkalla koneella ei tee mitään, jos koneen säädön pohjana olevat biologiset mallit eivät ole riittävän tarkkoja”. Myös niissä on edelleen paljon tutkimista”, sanoo Farmixin vastuututkija Pasi Suomi MTT Vakolasta.
Kuljettaja voi jo lähettää langattomasti tietoja tilan Internet-pohjaiseen tietojärjestelmään, kun työ lohkolla on valmis. Tavoite on, että viljelijällä olisi yksi pääjärjestelmä, jolla hän hallitsisi ja optimoisi tilan toimintoja ja osajärjestelmiä.
”Viljelijällä itsellään säilyy oikeus päättää, haluaako hän jonkin osan pääjärjestelmäänsä kerätystä tiedosta luovuttaa ulkopuolisille vai onko tieto pelkästään omaan käyttöönsä”, Pesonen korostaa.
Käsiteltävä data vain lisääntyy kunhan tilakohtaiset sääasemat tai sääasemaverkot yleistyvät. Niiden ansiosta viljelijä voisi nähdä tarkempaa alueellista säätilaa lähitunteina ja suunnistaa lohkoille, joilla työtä voi sään puolesta jatkaa. Säätietoon voidaan liittää myös muita olosuhdetietoja, kuten pellon lämpö- ja kosteustiedot.
Maatalouden järjestelmissä pyörivän datan yhteensopivuutta on toivottu hartaasti. Kansallista tiedonsiirron standardia ei tehtäne, vaan odotetaan kansainvälisiä ratkaisuja asiassa. Parhaillaan tehdään työtä Euroopan tasolla maatalousdatan vaihdon harmonisoimiseksi.
Yhteensopivuuteen riittää tutkija Jere Kaivosojan mukaan xml-muotoinen tiedonsiirto, jossa osoitetaan, miten näitä rajapintoja kuvataan. Mitään yhteisiä sanastoja ei välttämättä tarvita, kääntäjiä kylläkin.
Järjestelmien keskinäisen kustannustehokkaan tiedonsiirron yhdeksi käytännön ratkaisuksi Liisa Pesonen mainitsee, että toiminto voisi tapahtua keskitetyn internet-palvelimen kautta: kunkin sovelluksen tuottaja rakentaisi rajapinnan palvelinkommunikaatiota varten. Tästä rajapinnasta ja sen vaihtoehdoista olisi helpompi yhdessä sopia.
Yhteensopimattomuus ei ole vain maatalouden ongelma. Eri ministeriöilläkin on omat järjestelmät. Tampereen tietohallintopäällikkö Teppo Sulonen harmitteli syyskuussa Tieken seminaarissa, että jokainen kaupunkilainen on 30:ssä eri rekisterissä ja päivitykset on tehtävä käsin. Kaupungilla on käytössään 300 eri sovellusta. Sulosen mielestä avoimuus saavutetaan aikaisintaan 5-10 vuodessa.
Maatalous on kuitenkin yritystoimintaa, jossa tehokkuuden vaatimus johtaa yksikköjen kasvuun, työ- ja tuotantopanosten tarkkaan käyttöön, samalla pitää huolehtia eläinten ja ympäristön hyvinvoinnista - ja yrittäjän omastakin.
Tutkija Timo Oksasta Teknillisestä Korkeakoulusta miellyttää se, että peltokoneiden automaatiolla saadaan kaksi kärpästä yhdellä iskulla: automaatio parantaa koneen ja työprosessin laatua ja sama teknologia mahdollistaa myös täsmäviljelyn helpon käyttöönoton.
TKK on osapuolena Farmix-hankkeessa. Parhaillaan TKK osallistuu pienin osin myös kansainväliseen automaatiohankkeeseen, jossa hahmotellaan täysin automatisoitua kasvinviljelyä ja usean työkoneen hallinnointia peltotöissä.
Konevalmistajia helpottaakseen TKK päätti kehittää yleiskäyttöisen työkoneohjaimen; sellaisen, joka vapauttaa konevalmistajat tekemästä täysin konekohtaisia ohjaimia. Tähän pystyvä laatikko onkin käytössä Vakolan testikoneissa. Oksanen huomauttaa, että kahdensuuntainen käskytys työkoneen ja traktorin välillä edellyttää toimiakseen ISOBUS-traktorista 3-luokan versiota, joita ei vielä ole markkinoilla.
Turvallisuutta ja työvarmuutta on saatu myös edistettyä automaatiota kehitettäessä. Esimerkkinä Oksanen mainitsee, että kasvinsuojeluruiskuun kehitettiin vikahälytys, joka myös osaa ilmoittaa häiriön syyn. Onnistuminen yhdessä tosin poikii usein tutkijalle haasteen toisessa: traktorin autopilotti toimii, mutta jos sen perässä vaikka pitkän aisan päässä on työkone, se ei mutkissa pysy vaaditussa kurssissa. Tutkimista riittää.
TKK:a kiinnostaisi myös peltorobotiikan tutkimus, mutta sellaisen rahoittaminen vaikuttaa haastavalta. Oksanen itse oli ohjaamassa suomalaisnuorten joukkuetta, joka päihitti kaikki muut Saksassa kesällä käydyssä peltorobottien kisassa.

Aiheeseen liittyviä käsitteitä:
GIS, Geographical Information Systems, paikkatietojärjestelmä
VT, Virtual Terminal = virtuaaliterminaali
TC, Task Controller = tehtäväohjain
GPRS, General Packet Radio Service = GSM-verkossa toimiva langattoman Internet-yhteyden muodostamiseen matkapuhelimen tai GPRS-sovittimen avulla
ISOBUS = standardoitu tiedonsiirtojärjestelmä traktorin ja työkoneen välillä
T-ECU, Tractor Electronic Control Unit = traktorin ohjausyksikkö
IECU, Implement ECU = työkoneen ohjausyksikkö
HMI, Human Machine Interface = käyttöliittymä, joka välittää tietoa koneelta käyttäjälle ja päinvastoin esim. näytöllä