Tiede
01.11.2012

Matemaatikot ratkovat robotiikan ongelmia

  • Tylkkäri tavoitti Kine Robot Solutionin ohjelmistokehityspäällikkö Joonas Suomisen tutkimusyhteistyöseminaarin päätteeksi Publicumilta. ”Olemme lähteneet tekemään kehitystyötä tekemisen kautta ja palkanneet projektiin ihmisiä yliopistolta. Koska meillä ei ole ollut rahoittajatahoa, tahti on ollut nopeaa”, hän kertoo.

Turun yliopiston matematiikan ja tilastotieteen sekä informaatioteknologian laitosten tekemä yritysyhteistyö vauhditti itse tieteellistä ongelmanratkaisua.

Kaikki eteni hyvin nopeasti.

Viime toukokuussa naantalilainen yritys Kine Robot Solutions hakeutui tekemään yhteistyötä Turun yliopiston matematiikan ja tilastotieteen laitoksen sekä informaatioteknologian laitoksen kanssa.

Motiivina oli löytää ratkaisu lavanpakkausongelmaan, joka ilmeni logistiikkateollisuuteen tuotettavassa lavansuunnitteluohjelmassa.

Ongelman ratkaisuun tarvittiin matemaattinen laskenta-algoritmi.

Kyse on optimointiongelmasta: ihminen on ollut perinteisesti laatikoiden pakkaamisessa konetta parempi.

Turun yliopiston sovelletun matematiikan professori Marko Mäkelän mukaan kehitettävä algoritmi on evoluutioperäinen. Erilaisia heuristiikkoja hyödyntämällä projektissa pyritään saamaan selville, miten ihminen käyttäytyy.

Jo kahdessa kuukaudessa, kesän lopulla, työryhmä oli saanut aikaan tuloksia. Nyt ohjelmistosta on jo olemassa ensimmäinen versio, jolla robotin automatiikkaa ohjataan.

"Meidän tehtävämme on perehtyä aiheesta julkaistuihin tieteellisiin artikkeleihin ja pohtia, mitä ongelmasta matemaattisesti tiedetään. Selvitämme taustoja ja valitsemme ongelman ratkaisuun sopivia matemaattisia menetelmiä", yhteistyöprojektiin palkattu matematiikan opiskelija Teemu kertoo työskentelystään.

Ilman byrokratiaa

Kine Robot Solutionin ohjelmistokehityspäällikkö Joonas Suomisen mukaan yhteistyön aikana nopeita tuloksia on saatu aikaan siksi, että taustalla ei ole ollut aikaa ja rahaa vievää hankeorganisaatiorakennetta.

"Olemme lähteneet tekemään kehitystyötä tekemisen kautta ja palkanneet projektiin ihmisiä yliopistolta. Koska meillä ei ole ollut rahoittajatahoa, tahti on ollut nopeaa."

Samaa mieltä on Mäkelä.

Erilaisista lähestymistavoista kertoo se, että yhteistyön alkumetreillä yrityksen tavoitteena oli saada tuloksia aikaan parissa kuukaudessa, kun taas yliopistolaisten näkökulma ongelmaan oli, että algoritmin suunnittelu veisi mahdollisesti vuosia.

"Yritysyhteistyössä kyse on yhdestä tilauksesta, jolla on oma aikataulunsa, josta halutaan pitää kiinni. Matemaatikot sen sijaan etsivät täydellistä ratkaisua", Mäkelä jatkaa.

Syventävää

tutkimusta

Kyseinen matemaattinen ongelma ei ole uusi robottialan yrityksille. Tutkimusongelma on haastava osittain juuri siksi: osa artikkeleista on piilossa julkisuudelta yrityssalaisuuksien vuoksi.

"Vaikka matemaattinen ongelma onkin tunnettu jo pitkään, on tietokoneiden viimeaikainen laskentakapasiteetin kehitys vasta nyt mahdollistanut ongelman käsittelyn täydessä laajuudessaan."

"Tutkimusongelman käsittely ei jää tähän yhteen tilaustyöhön vaan syvennämme tutkimusta edelleen", Mäkelä huomauttaa.

Robottiyhtiön ja yliopiston yhteistä matemaattista ongelmaa on lähestytty projektissa kuukausittaisten tieteellisten seminaarien kautta. Lisäksi aiheesta on tekeillä yksi pro gradu -työ.

Suomisen sanoo, että yrityksen intresseissä on vastavalmistuvien matemaatikkojen rekrytointi yrityksen palvelukseen.

"Olemme tavallaan ohjelmistoyritys, joka tarvitsee yhä enemmän korkean tason matemaattista osaamista", hän tiivistää taustalla vaikuttavan ajatuksen.

Mäkelän mukaan käytännönläheisten ja toimeksiantoina tehtävien gradujen määrä on matematiikan laitoksella viimeisen kahden vuoden aikana kasvanut merkittävästi, vaikka edelleen suurin osa opinnäytetöistä onkin perinteiseen tyyliin akateemisia.

"Kyllä tällaiseen yritysyhteistyöhön pyritään enenevissä määrin. Se on yliopiston kolmannen tehtävän täyttämistä", katsoo Mäkelä.

Teksti: LAURA MYLLYMÄKI

Kuva: KRISTIAN TERVO