Pieni ja ketterä kaivosrobotti muuttaa kaivosteollisuuden tulevaisuutta
Tampereen yliopiston mekatroniikan tutkimusryhmä on mukana uudessa Horizon 2020 -rahoitusta saaneessa ROBOMINERS-hankkeessa, joka saattaa muuttaa tulevaisuuden kaivosteollisuutta radikaalisti. Tutkijat rakentavat prototyypin pienestä, luontoa jäljittelevästä ja itse itsensä kokoavasta kaivosrobotista, jonka avulla kaivostoiminta on tarkempaa ja ympäristöystävällisempää.
Kuva: Aleksandar Pasaric/Pexels
Nelivuotisessa ROBOMINERS-hankkeessa kehitetään autonomisiin kaivosrobotteihin perustuvaa tulevaisuuden kaivosta, jonka avulla myös pienten ja vaikeasti saavutettavien mineraalivarantojen kaivaminen on mahdollista. Autonomiset kaivosrobotit ovat pienikokoisia, modulaarisia ja luontoa jäljittelevä. Erikoista kehitettävässä prototyypissä on myös se, että se pystyy kokoamaan itse itsensä osista ja konfiguroimaan itsensä eri työtehtäviä varten. Siksi kaivosta varten tarvitaan vain kapea kuilu, jos osat voidaan laskea maan alle.
– Tutkimuksemme voi mullistaa koko kaivosteollisuuden. Tulevaisuudessa ei kenties tarvita enää suuria kaivosalueita, vaan pienet robotit työskentelevät maan alla louhien esiintymät tarkasti ja luontoa vahingoittamatta, professori Kari T. Koskinen Tampereen yliopistosta kertoo.
Kehitteillä oleva robottimainari pystyy työskentelemään myös veden alla, mikä tarkoittaa lisää hyötyjä ympäristölle sekä huomattavia kustannussäästöjä: kaivoksia ei olisi tarpeen pumpata tyhjiksi niihin nousevasta vedestä, mikä vähentää käsiteltävän jäteveden määrää. Myöskään valtavia kasoja jätekiveä ei synny, sillä robotti louhii vain tarpeellisen. Pienet määrät jätekiveä voidaan käyttää jo kaivettujen osien täyttämiseen.
Roboteissa hyödynnetään erilaisia tekoäly- ja koneoppimissovelluksia, joiden avulla ne osaavat liikkua kaivoksessa ja tunnistaa louhittavat mineraalit.
– Esimerkki aivan uudenlaisista sensoreista ovat eräänlaiset keinotekoiset tuntosarvet, joiden avulla robotti havainnoi ympäristöään, Koskinen kertoo.
ROBOMINERS-hankkeen taustalla on huoli Euroopan omavaraisuudesta ja huoltovarmuudesta. Robottien avulla olisi mahdollista päästä käsiksi esimerkiksi vanhoihin, jo perinteisin menetelmin kaivettuihin kaivoksiin jääneisiin varantoihin.
Tamperelaisosaamisen ytimessä
Hankkeessa Tampereen yliopistossa vahvasti mukana olevat Kari T. Koskinen ja tutkimuspäällikkö Jussi Aaltonen mekatroniikan tutkimusryhmästä ovat innoissaan alkaneesta hankkeesta paitsi sen mahdollisesti mukanaan tuomien huimien edistysaskelten vuoksi, myös tamperelaisen tutkimuksen näkökulmasta.
– Meillä on runsaasti moniteknisiin järjestelmiin liittyvää konetekniikan alan osaamista, jota pääsemme nyt hyödyntämään tässä hankkeessa monipuolisesti. Hankkeessa tutkitaan myös esimerkiksi erilaisia menetelmiä esimerkiksi uudentyyppisiin toimilaitteisiin ja niiden säätöön. Työtä on muun muassa useille väitöskirjatutkijoille. Kaivosrobotti on siis vahvasti tutkimushanke, ei vain insinööriratkaisu olemassaolevaan ongelmaan.
– Myös poikkitieteellisyys on isossa roolissa, sillä mukana on insinöörien lisäksi geologeja. Aiemmassa, meille paljon hyödyllistä kaivosalan tuntemusta tuoneessa UNEXMIN-hankkeessa mukana oli myös arkeologeja, Jussi Aaltonen kertoo.
ROBOMINERS-hanketta johtaa espanjalainen Universidad Politecnica de Madrid, ja mukana on Tampereen yliopiston lisäksi 12 muuta partneria, joiden joukossa yliopistoja, tutkimuslaitoksia ja yrityksiä.
