Sovellustuotanto Archives - Robotiikka Akatemia

Omron mobiilirobotti Kodin Terrassa

Robotiikka Akatemian opiskelijat saivat toimeksiannon Satakunnan Osuuskaupalta. Asiakas halusi keväällä 2018 remontoitavaan rautakauppaan, Porin Kodin Terraan, asiakkaita opastavan robotin. Projektin tavoitteena oli suunnitella ja toteuttaa mobiilirobottisovellus, jonka avulla asiakas voi kysyä tietyn tuotteen sijaintia Kodin Terran remontoidussa kaupassa ja jonka jälkeen mobiilirobotti saattaa asiakkaan oikeaan hyllyväliin.

Robotiikka Akatemian opiskelijat päätyivät ottamaan Omronin mobiilirobotin käyttöön ja sen ympärille rakennettaisiin sovellus. Samk:lla on käytössä Omronin mobiilirobotti, joka on itsenäisesti toimiva ajoneuvo. Se soveltuu hyvin esimerkiksi rutiininomaisiin materiaalien siirtelyihin. Mobiilirobotti kartoittaa ympäristönsä ja pystyy sen jälkeen navigoimaan siellä itsenäisesti. Robotti voidaan ohjelmoida myös kommunikoimaan reittipisteillään. Robotissa on laser tunnistimet, joiden avulla se pystyy kiertämään sen eteen tulevat ihmiset tai muut esteet. Näiden ominaisuuksien vuoksi opiskelijat päätyivät ottamaan Omron mobiilirobotin käyttöön.

Asiakkaita varten Omroniin kiinnitettiin teline, jossa oli Samsung tabletti. Tabletin kautta asiakkaat pystyivät valitsemaan haluamansa tuotekategorian (esim. laminaatit) ja sen jälkeen Omron lähti opastamaan asiakasta oikeaan paikkaan. Tilaaja toivoi käyttöliittymästä yksinkertaisen ja selkeän näköisen. Opiskelijat tekivät nämä toiveet silmällä pitäen aloitussivun, tuotteidenhakusivun sekä ohjesivun. Lisäksi tehtiin sivu, joka kertoi reaaliaikaisesti mihin robotti on matkalla ja milloin se on perillä.

Ohjelmointikieleksi valittiin JavaScript, Node.js oli JavaScript ympäristö palvelinta varten, MongoDB tietokannan rakentamiseen ja Git versionhallintaan.

Yhteenveto
Projekti opetti mobiilirobotin ohjelmointia sekä sen käyttämän tilan kartoittamista, käyttöliittymän rakentamista sekä projektin hallintaa.

Automatisoitu kertakäyttömukien annostelija

Satakunnan Ammattikorkeakoulu Oy:llä on käytössä käsivarsirobotti Universal Robots 5, jota käytetään opiskelun lisäksi koulun esittelytilaisuuksissa. Suosituksi esittelytilaisuksissa on osoittautunut robotin ohjelma, jossa robotti kaataa juomapullon sisällön kolmeen mukiin. Ongelmana oli mukien manuaalinen paikoilleenasettelu. Yleisötilaisuuksissa mukeja on kulunut satoja. Robotiikka Akatemia sai toimeksiannon, rakentaisimme automaattisen mukiannostelijan joka annostelee juomamukit robotille.

Aluksi tutkimme erilaisia vaihtoehtoja ja mekanismeja mukiannostelijaamme. Halusimme, että mekaaniset osat olisivat mahdollista uusia tarvittaessa, joten päädyimme suunnittelemaan sellaiset osat, jotka voi 3D –tulostaa. Mukiannostelijassamme on kaikki mekaaniset osat runkoa myöden suunniteltu SolidWorks –ohjelmalla, joka on 3D –mekaniikkasuunnitteluohjelmisto.

Ohjelmistolla tehdyt mallinnukset tulostettiin koulun Ultimaker 3D –tulostimella fyysisiksi kappaleiksi. Tulostusmateriaali johdetaan tulostimen tulostuspäähän nauhana, joka sitten sulattaa materiaalin ohuina kerroksina tulostusalustalle. Malli muodostuu näin useista ohuista kerroksista. 3D –tulostimissa voi käyttää materiaaleina esimerkiksi muovia, metallia, keraamia tai lasia. Valitsimme materiaaliksi biohajoavan ja edullisen PLA –muovin. Tällä tavalla uusien osien tekeminen (esim. hammasrattaat ja mukien irrottaja) ollaan saatu mahdollisimman helpoksi.

Suurin haaste suunnittelussa oli saada mukit tippumaan hallitusti yksi kerrallaan alas pinosta. Oman haasteensa toi myös mukiannostelijan aivojen, Arduino Unon koodaaminen siten, että mukiannostelija tiputtaa mukin signaalin saatuaan ja siirtää sen UR 5 –robotin saataville. Arduino on pieni mikrotietokone, joka pystyy suorittamaan useita erilaisia C++ -ohjelmointikielellä ohjelmoitavia käskyjä.

Projektin toteuttaminen vaati toimivaa tiimityöskentelyä ja luovaa ongelman ratkaisua. Akatemian opiskelijat saivat luotua toimivan automaattisen mukiannostelijan. Ratkaisu on suunniteltu niin, että sitä on mahdollista muokata, jos sille tulevaisuudessa on tarvetta.

Yhteenveto

Projektissa opimme paljon 3D –suunnittelusta, 3D –tulostamisesta sekä Arduinon koodaamisesta. Jokaista osa-aluetta on täysin mahdollista hyödyntää yritysmaalimassa tai vaikka kotona, joten ota meihin yhteyttä, niin katsomme miten voisimme auttaa juuri Sinua.

Hyvinvointi ja terveys -osaamisalueen sovellus

Satakunnan Ammattikorkeakoulu Oy:n hyvinvointi ja terveys osaamisalueelle oli tarve saada opetussovellus, joka tarjoaa opiskelijoille mahdollisuuden tutustua potilastietokannan ja hoitosuunnitelmien tekoon. Nykyisin opiskelijat täyttävät potilas- ja hoitosuunnitelmat paperille, joka on tapana vanhentunut ja epäkäytännöllinen.

Robotiikka Akatemian oppilaat saivat sovelluksen toteuttamisesta toimeksiannon. Pohjana sovelluksen tekoon on Anu Elon tekemä opinnäytetyö. Tavoitteena on toteuttaa alustariippumaton sovellus, jolla terveysalan oppilaat pystyvät simuloimaan hoitotilanteita. Sovelluksella seurataan potilaiden hoitoa, tehdään hoitosuunnitelmia ja kirjataan potilaita tietokantaan. Sovellus liitetään Satakunnan ammattikorkeakoulun sisäiseen tietojärjestelmään, minkä kautta oppilaat pystyvät kirjautumaan sovellukseen koulun omilla tunnuksilla.

Akatemian oppilaiden ajatuksena oli kartuttaa osaamistaan tutustumalla monipuoliseen ohjelmointiin ja uusiin ohjelmointitapoihin. Sovelluksen ohjelmakoodi kommentoitiin ja dokumentoitiin tarkasti, koska ohjelmistokehitys ei jää Robotiikka Akatemian ylläpidettäväksi. Sovellukseen tullaan lisäämään toiminnallisuuksia tulevaisuudessa.

Ohjelmistotuotannossa käytettiin ja opittiin seuraavia työkaluja; JavaScript (ohjelmointikielenä), React (JavaScript kirjasto käyttöliittymää varten), Node.js (JavaScript ympäristö palvelinta varten), Express (Framework node.js:lle), MongoDB (tietokannan rakentamiseen), Git (versionhallintaan), Bitbucket (webpohjainen versiohallinnan arkistopalvelu) sekä Figma (visuaalisen käyttöliittymän tekemiseen).

Yhteenveto

Toimeksiannon tavoitteet saavutettiin. Lopputulokseksi saatiin toimiva ja selkeä sovellus. Tulevien tekijöiden on helppo jatkaa sovelluksen kehittämistä eteenpäin. Ohjelmointi-, asiakaspalvelu- ja projektinhallintataidot kehittyivät opiskelijoilla.

Automatisoitu juomapullon avaaja

Satakunnan Ammattikorkeakoulu Oy:llä on käytössä käsivarsirobotti Universal Robots 5, jota käytetään opiskelun lisäksi koulun esittelytilaisuuksissa. Suosituksi esittelytilaisuksissa on osoittautunut robotin ohjelma, jossa robotti kaataa juomapullon sisällön kolmeen mukiin. Robotti osaa ottaa pullon korista, kaataa juoman mukeihin ja pudottaa pullon roskiin. Ongelmana oli juomapullojen manuaalinen avaaminen. Yleisötilaisuuksissa juomapulloja tarjoillaan tilaisuuden yleisömäärästä riippuen kymmenistä satoihin, joten oli siis järkevää rakentaa lisälaite tähän tarkoitukseen.

Robotiikka Akatemia sai toimeksiannon. Ongelman tutkimisen ja analysoinnin jälkeen huomattiin, että ilman erillistä lisälaitetta pullonkorkin poisto pelkästään robotin tarttujilla on mahdotonta. Lisälaitteen toimintaperiaatetta lähdettiin kartoittamaan. Suunniteltiin käyttötarkoitukseen sopivat mekaaniset ja toiminnalliset ratkaisut sekä vaadittava ohjelman kierto, jotta prosessi voidaan toteuttaa.

Haastetta toi erityisesti tarttujan/avauspään suunnitteleminen, joka soveltuisi monen erilaisen korkkityypin aukaisuun sekä toimisi robotille mahdollisten ominaisuuksien puitteissa. Mekaanisen toteutuksen kannalta haastavuutta toi erityisesti avausmekanismin monitoimisuus, avauspää piti saada pyörimään ja korkin tuli irrota laitteesta seuraavaa juomapulloa varten. Käytetyt korkit ja pullot piti saada roskiin, jotta esittelypöytä oli tyhjä seuraavaa pulloa varten.

Pullonkorkin poistajan runko rakennettiin alumiiniprofiilista ja koppa taivutettiin pleksistä. Mekaanisiin osiin käytettiin hyödyksi SolidWorks -3D suunnitteluohjelmistoa. Ohjelmistolla sai suunniteltua jokaisen rattaan ja mekaaniset osat tarkasti. Kun mallit olivat valmiit, ne tulostettiin koulun 3D -tulostimilla. Valitsimme materiaaliksi biohajoavan ja edullisen PLA –muovin. Tällä tavalla uusien osien tekeminen saatiin mahdollisimman helpoksi ja niitä pystyttiin tarvittessa tulostamaan lisää.

Ohjelmointi päätettiin toteuttaa Arduinon Uno:n avulla. Se on pieni mikrotietokone, joka ohjelmoidaan C++ -ohjelmointikielellä.

Yhteenveto

Lisälaite saatiin toimimaan. Robotti vie pullon avauspään alle ja lisälaite poistaa korkin. Poistetun korkin roskiin sijoittamiseksi tehtiin tarvittava laitteisto.
Testasimme laitteen toimintaa, ja säätöjen jälkeen saimme sen toimimaan joka ainoalla kerralla.