Hoiame pöialt! Joonerobot Stripey valmistub maailma vallutama

Noored insenerid Janno Paas ja Tarmo Prints kavatsevad maailma vallutada, ambitsioonika plaani eesotsas on joonerobot Stripey (eesti k Triibu). Kui Eestis on suure kaubanduskeskuse juures ca 1300 parkimiskohta, siis Ameerika Ühendriikides on neid kokku sadu miljoneid, seega peaks huvi maailma esimese autonoomse parklajoonimisroboti vastu olema suur. Kirjutab Ants Vill.

Insenerid firmast 10Lines plaanivad oma uuendusliku robotiga automatiseerida valdkonna, kus tööd on palju, aga seda tehakse endiselt nagu siis, kui üleilmne autobuum oli veel lapsekingades. „Eesti on väike, siin on paras idee välja arendada ja testida. Tegelikud potentsiaalsed turud on ikka suured riigid. Ainuüksi USA-s, kus oleme käinud maad kuulamas ning isegi eellepinguid sõlminud, on parklakohti kokku 800 miljonit! Ja jooned kuluvad liikluse ja ilmastiku tõttu, neid värvitakse vähemalt kord, mõnel pool – ohutuse suurendamiseks – aga ka kaks korda aastas,” ütleb tarkvaraarendust juhtiv Janno Paas.

Aastakümneid unustuste hõlmas

Maanteede märgistamiseks on uudsed tehnoloogiad, kuid parklad on olnud aastakümneid unustuste hõlmas, kuigi sealne töömaht on kolossaalne. Uskumatu, aga siiani joonib parkimisplatse kolme-neljameheline brigaad, kelle tööst suurem osa aega (60–70 protsenti) kulub joonte väljamõõtmisele ja eelnevale märgistamisele. Värv kantakse sillutisele masinaga, mis meenutab kolmerattalist käsitsi lükatavat muruniidukit, millel on värviämber ja bensiinimootoriga töötav pump. „Enamasti juhitakse seda masinat asfaldile kahe töölise vahele pingutatud nööri järgi, nad seisavad nööri otste peal, kuni triipu tõmmatakse – kõlab ja ka näib uskumatu praegusel ajal,” jutustab Tarmo Prints, kes vastutab roboti mehhaanika ja idufirma äriarenduse eest.

Tehnikaülikoolis omandatud majandusharidusega Tarmo teab täpselt, mida see töö ette kujutab. Tema nüüdseks juba kümme aastat tegutsenud firma Parkimisjoon on selle aja jooksul märkinud jooni maha vist küll kõigis Eesti parklates. „Monopoli joonimisalal meil ei ole, maanteede ja suurte tänavate joonimist teevad teised firmad, seal on muud tehnoloogiad. Parklate joonimine on aga omaette väljakutse – väiksele ja suletud pinnale tuleb kanda suure täpsusega suur hulk jooni. Palju on objekte ka siseruumides: parkimismajad, tehased jne,” selgitab ta.

Tarmo jutust selgub, et probleem ei ole ainult tehnoloogiline. „Kuna suur osa tööst tuleb teha õhtu- või öötundidel, kui joonitav parkla on tühi, ei sobi see paljudele töömeestele. Ka on töö meie kliimas hooajaline, mis põhjustab suurt tööjõu voolavust.”

„Tarmo rääkis, mis tal firmas ühel jaanipäeval juhtus. Oli suur püha, kuid pärast seda oli firmal sada joonimistööd teha. Päev oli ilus ja päikseline. Aga siis helistasid üksteise järel kolm meest ja teatasid, et on haigeks jäänud,“ räägib Janno. „Kui nad siis „terveks” said, olid ilusad ilmad läbi ja algas pikk sajuperiood, mil ei saanud meetritki joont värvida. Tõsine katsumus juhatusele!”

Lisaks on töö, hoolimata selle näivast lihtsusest, väga nõudlik joonimise täpsuse ja ka tempode suhtes. „Piisava oskuse saavutamiseks vajalik väljaõpe võtab mitu kuud. See kõik nõuab ka suurt pingutust keskastme juhtidelt, et saavutada tööde valmimine ettenähtud tähtaegadeks ja nõutava kvaliteediga,” rõhutab Tarmo.  

Valmisolek on A ja O

Kümne aasta jooksul on Tarmo uurinud moodsamaid tehnoloogiad, käinud mööda ilma ringi ja vaadanud teiste tehtut. „Umbes kuus aastat tagasi tuli mul pähe mõte, et kuskil peab ju olemas olema masin, mis teeks seda tööd automatiseeritult. Minu sügavaks üllatuseks ilmnes, et kõikjal kasutatakse ikka aastakümnete taguseid ja töömahukaid meetodeid, ühtki sellist valmistoodet ma kuskil messidel näinud ei ole,” märgib Tarmo.

„Siiski, neli-viis aastat tagasi nägin ühel messil ettevõtet, kel oli väike robot, mis joonis jalgpalliväljakuid aerosoolvärviga. Oluline on märkida, et firma arendajatel oli geodeesiataust. Nende seadmega märgiti ehitatavates päikeseenergiaparkides paneelipostide asukohti, maanteedel aga paigaldatavate teepiirdepostide asukohti. Nähtu kinnitas mulle, et sellise töö jaoks oma positsiooni piisava täpsusega määrata suutev robot peaks tehnoloogiliselt võimalik olema,” selgitab ta.

Tarmo eemalduski kolm aastat tagasi firma igapäevategevusest, et ise selle ala tehnoloogiat arendada. „Mul oli piisavalt õnne, et hakkasime sellel teemal Jannoga rääkima. Minu taust ei ole ju tehnoloogia, vaid finants- ja ettevõtlusvaldkonnad. Majandusharidusega ei oleks ma üksinda kindlasti midagi teha saanud.“

Janno on aga IT-haridusega, töötanud mitmes tehnoloogiafirmas ja olnud seotud erinevate innovatsiooni- ja automatiseerimise projektidega, tegelnud ka robotitega. „Kui sattusime Tarmoga tema tööst rääkima, siis ma ei suutnud ette kujutada, et sellist asja ei ole siiani olemas! Robotid on juba pea igal alal – kodus robottolmuimeja, aias robotmuruniiduk, teedele tulemas isesõitvad autod… Leidsime, et temal on põhjalikud teadmised valdkonnast, aga minul sellest, kuidas taolisi asju ehitada, lisaks on mul idufirmakogemus. Alustasime turu-uuringutega ning siis liikusime töötava mudeli valmisehitamise suunas. See on nn proof of concept, nagu tänapäeval öeldakse, seade, mis sõidab autonoomselt ringi ja suudab jooni tõmmata,” meenutab Janno.

Ettevõte on aastane ja Stripey juba töötab ning täismõõdus roboti prototüüp on lähiajal valmimas. „Esimese roboti jaoks saime Prototroni konkursilt 25000 eurot toetust. 2021. aasta suveks on plaanis neid oma idee promomiseks ehitada viis tükki,” ütleb Janno. Nad on juba käinud suurimal potentsiaalsel turul, Ameerika Ühendriikides pinda sondeerimas ning sõlminud viie firmaga eellepingud.

Mitmetahuline revolutsioon

„10Linesi roboti toodav pööre on mitmetahuline. Esiteks, edaspidi jääb ära aeganõudev mõõtmis- ja märgistamistöö, mis vajab kvalifitseeritud ja kohusetundlikku tööjõudu ning nõuab enam kui kaks kolmandikku kogu töö tegemiseks kuluvast ajast. Teiseks, jäävad ära probleemid, mis tekivad öösiti töötamisest, tööjõu voolavusest, selle pidevast nappusest. Joonerobot ei vaja ega tee puhkepause, ei haigestu, see vajab töötsükli ajal vaid aeg-ajalt akude vahetust ja värviga tankimist. Elektriline robot ei tekita ka müra, mis võib näiteks öösiti elurajoonis elanikke häirida,” räägib Tarmo. „Brigaadi asemel on üksnes robot ja seda teenindav operaator, kel piisab töö alustamiseks vaid nupule vajutamisest, sest ülejäänu teeb robot ise ära.“

Robot orienteerub tööalal täppis-GPS-i abil, lisaks on sel lidar ja muud orienteerumiseks vajalikud seadmed ning sensorid. Joonimise täpsuseks on üks-kaks sentimeetrit. „Püüame ühe sentimeetri poole,” kinnitab Janno.

„Võrreldes näiteks isesõitva autoga, on lahendatav probleem oluliselt lihtsam – ei ole tarvis tihedas liikluses osaleda. Parkla on joonimise ajaks ju enamasti tühjaks tehtud ning ligipääs sinna piiratud. Ja veel, kui praegu on nn käsitöö puhul joonimise kiirus jalakäija kiirus ehk ca meeter sekundis, siis roboti puhul ei ole vaja, et see palju suurem oleks. Jooned on ju lühikesed ja näiteks juba viis meetrit sekundis liikuv robot peaks äärekivi juures üsna järsult pidurdama,” tutvustab Janno.

„Täpsus-GPS-ist üksi on vähe, seade peab töötama ka siis, kui on segavaid faktoreid. Lisaks on kiirendusandurid, magnetomeeter ja enkoodrid, mis annavad teada, kui palju roboti rattad liikunud on,” selgitab Janno. „Eraldi teema on joonimisjoonise sidumine aluskaardiga ning muidugi ka joonimisel optimaalse liikumistee leidmine. Kaalumisel on ka drooni kasutamine,” täpsustab tarkvarainsener.

Töötava eksemplari loomiseks on kulunud pool aastat, esimese mudeli korpus tehti vanast sahtlist. „Me ei võtnud aluseks senist joonimiseks kasutatavat seadet, kuna selle konstruktsioon ja raskuskese ei sobi autonoomse seadme baasiks. Praegune seade, Stripey, on ka alles kontseptsiooni tõestamiseks, mitte tootmise prototüübiks,” märgib Tarmo.

Täismõõdus seade on 1,2 meetrit pikk ja 0,80 meetrit lai ning kaalub ca 250 kg, mahtudes euroalusele. Plaanis on kasutada võimalikult palju laialt kättesaadavaid ja unifitseeritud komponente, selle arendamiseks kasutatakse ka inseneribüroo teenuseid. „Võrreldes elektriautoga on eripäraks see, et saame seadme sõlmed ja kogu konstruktsiooni teha piisava tugevusvaruga, et see kaua teenistuses püsiks. Me ei pea iga hinna eest kaalu kahandama, et tegevusraadiust maksimeerida. Robot tegutseb piiratud alal ja seal vahetab operaator vajadusel aku välja. Nii ei ole ka pikki laadimisaegu,” selgitab Janno.

Suur suutäis haugata

Jooneroboti arendamisel on käes etapp, kus idufirma peab hakkama mastaapi muutma, pöörates idee tegutsevaks ärimudeliks. „Meil on praegu käimas uus investorite leidmise ring, pool eesmärgist on juba saavutatud. Oleme lisaks turu uurimisele tegelenud oma intellektuaalse omandi kaitsmisega. Kindlasti on firmasid, kes liiguvad samas suunas, aga meil on kohe töötav prototüüp ette näidata. 2022. aastaga plaanime toota 20–30 robotit, edasi aga ilmselt juba tuhandeid. Euroopa ja Ameerika turud on suured,” ütleb Tarmo.

„Plaan on robot anda üle teenusena („toode teenusena”) ehk teisiti öelduna robot teenusena (ingl k Robotics as a Service). Me ei kavatse jätta ostjat ostetud mudeliga omapäi. Teenuse osa on pidevad, n-ö üle õhu toimivad, tarkvarauuendused, sest tootearendus ei jää ju prototüübi valmimisel seisma,” selgitab Tarmo ja lisab, et näiteks USA turul oleks sellise teenuse maht umbes kuus miljardit dollarit.

„Meie lahendus on igale joonimisettevõttele kordades soodsam kui praegused lahendused. Esiteks ei kulutata töö alguses palju aega märgistamisele ja teiseks, brigaadi suurus ei ole kolm-neli inimest, vaid üks inimene ja robot. Stripey on tiimi liige, võib isegi „tema” öelda,” märgib Tarmo.

Targad jooned tulekul

„Edaspidi on plaanis panna rõhku roboti masinõppele ja tehisintellekti arendamisele. Liigume edasi etappide kaupa. Praegu on etapp, kus saame valmis roboti, mis suudab 75 protsendi käsitsitöö asemel minna platsile ja teha jooned kohe ära. Tulevikus kaalume näiteks tarkade joonte kasutuselevõttu – uued mudelid võiks tekitada jooni, millel on sensorid või näiteks triipkood, et isesõivad autod saaks seda lugeda,“ räägib Janno.

Kas joonerobot on suur samm inimkonna jaoks? „Ütleme nii, et asfaldil olevad korrektsed ja hästi nähtavad jooned on väga oluline komponent selles, et isesõitvad autod saaksid täielikult tegelikkuseks. Aga isesõitvad autod on inimkonna mõistes kindlasti päris suur samm!”