SAUNA - Säker Autonom Navigation

Med spetssatsningen Säker Autonom Navigering (SAUNA) ska vi under perioden 2011-2014 inrikta vår forskning mot utvecklingen av andra generationen tunga autonoma entreprenadfordon och på så sätt vidare förstärka vår internationella ställning inom fältrobotiken. Vi ska uppnå detta genom att utforska två ömsesidigt beroende dimensioner:

i) Säkert autonomt beteende i arbetsmiljöer där människor och andra bemannade/obemannade fordon är närvarande.

ii) Automatisk planering/omplanering och exekvering av arbets- och navigeringsuppdrag vid höga hastigheter t.ex. 15-30 km per timme (den första generationen autonoma entreprenadfordon är begränsade till hastigheter 5-10 km per timme).

Dessa två kvalitativt nya dimensioner ställer forskningen inför helt nya utmaningar. Dessutom är de livsviktiga för:

i) slutanvändarnas acceptans - hänsyn till arbetsmiljösäkerhet och arbetseffektivitet;

ii) tillverkarnas kommersialiseringsmål - stora produktionsvolymer.

Forskningen kommer att bedrivas tillsammans med industripartners såsom Atlas Copco Drills, Danaher Motion och Fotonic. Vi ska också arbeta proaktivt med att marknadsföra SAUNA och enskilda forskare med att implementera ett omfattande program för internationellt samarbete.

FoU sammanfattning

Första generationen entreprenadfordon kan självständig utföra följande uppgifter: igenkänning av lastning/avlastning stationer och dockning vid dessa; igenkänning av objekt och autonom lastning/avlastning av objekt; autonom framflyttning på alla körbara och hinderfria fördefinierade banor i arbetsområdet. Den nuvarande rörelsehastigheten varierar mellan 1-10 km per timme beroende på arbetsmoment t.ex. högre hastigheter vid förflytning mellan två punkter och mycket lägre hastigheter vid dockning eller lastning och avlastning. Samtidigt är närvaron av människor och andra fordon i arbetsområdet mycket begränsad och reglerad men även då måste fordonet stanna och förbli stående under en viss tid för att minimera kollisionsrisken. Arbetsområdets topologi (d.v.s. hinderfria banor som ansluter olika lastning/avlastnings platser) måste förbli oföränderligt. Sist men inte minst, får fordonet sin arbetsuppgift förprogrammerad och eventuella ändringar i den p.g.a. kollisionsrisker eller förändringar i arbetsområdets topologi måste införas manuellt. Med dessa begränsningar är effektiviteten av första generationens autonoma entreprenadfordon inte tillräklig hög - den motsvarar 30-40% av antalet lastnings/avlastnings operationer som en erfaren förare kan utföra under ett arbetspass medan målet är 70-75%. Att hitta lösningar för dessa begränsningar definierar SAUNA:s tre vetenskapliga mål: säker rörelse, 3D perception och hybrid planering.

Verksamhetsbild

SAUNA:s verksamhet består av tre huvuddelar: forskningsprogram, samproduktionsprojekt och program för internationellt samarbete. Forskningsprogrammet rymmer tre forskningsinriktningar - en för varje vetenskaplig mål. Samproduktionsprojekten syftar till integrationen av de vetenskapliga resultaten med industriell tillämpning i samproduktion med SAUNA företagen. Målen med programmet för internationellt samarbete är att: uppmärksamma SAUNA och dess forskare för ledande internationella forskare/forskningscentra; att förverkliga ett nära samarbete (utbyte av besök upp till 6 månader) mellan SAUNA:s forskare och internationellt ledande forskare och mäta det i termer av gemensamma publikationer; att organisera ett antal internationella evenemang där SAUNA:s forskning och forskare exponeras (2-dagars workshops) och internationella kontaktnät och samarbete utökas.

Industrins motivation och vinster med SAUNA

De manuella interna transporterna inom råvaru- och tillverkningsindustrin är en viktig och kostnadskrävande del av företagens verksamhet. Den är på grund av sin stora omfattning svåröverblickbar men omsätter enbart i Sverige åtskilliga miljarder kronor. Suget efter effektivisering och rationalisering är mycket stort. För användaren, stora vinster finns att hämta i att göra transportfordonen autonoma d.v.s. obemannade och självgående. Dessutom känner svenska tillverkare av entreprenadfordon ett stort tryck på sig att hävda sig i en allt hårdare konkurrens med Japan, USA och Korea som satsar stort på autonoma fordon. Men det är inte enbart effektiviserings- och rationaliseringsvinster samt konkurrensfördelar för både användare och fordon tillverkare, som uppnås med autonoma entreprenadfordon såsom gaffeltruckar, hjullastare och dumprar. Autonoma fordon bidrar också till hållbar industriell utveckling - mindre resursförbrukning och utsläpp: de optimerar körbeteendet och detta leder till effektiv bränsleförbrukning och minimerad motor-, kaross- och däckslitage. Detta i sin tur ger mindre CO2 utsläpp, förlänger fordonets livstid, effektiviserar underhållsarbetet och minskar förbrukningen av reservdelar. En annan typ av vinster vid användningen av autonoma fordon är att de eliminerar tråkiga/monotona, smutsiga och farliga jobb som har ett negativ påverkan på välmående och hälsa.