Lappeenrannan teknillinen yliopisto

Jostain syystä alkuvuodesta twiittaajina on ollut erityisen paljon Paavoja! Tällä viikolla siis vuorossa on jälleen yksi Paavo, Paavo Ritala, eli @paavoritala. Hän on aivan erityinen siksi, että hän on ensimmäinen Suorana labrasta -twiittaaja Lappeenrannasta.

Hän toimii strategian ja innovaatioiden professorina LUT School of Business and Managementissa.

"Työnkuvani on varsin monipuolinen, ja sisältää kaikkia kolmea yliopiston perustehtävää: tutkimusta, opetusta ja yhteiskunnallista vuorovaikutusta", kertoo Paavo. 

"Näistä eniten on painottunut minulla tutkimus, johon suurin osa ajastani kuluu. Viime syksyn vietin Stanfordin yliopistossa (Skandinaavisten organisaatiotutkijoiden verkoston SCANCOR:in kautta) tutkijavaihdossa, jolloin keskityin erityisen intensiivisesti uusiin tutkimusideoihin."

Väitöskirjansa hän teki vuonna 2010 kilpailevien yritysten välisestä yhteistyöstä.

"Tämän jälkeen tutkimusintressini ovat kohdistuneet lisäksi verkostomaiseen innovaatiotoimintaan, yritysten uudistumiskykyyn, digitalisaatioon ja alustatalouteen, sekä sosiaalisesti ja ekologisesti kestävään liiketoimintaan. Tutkimuskonteksteina ovat olleet mm. ICT ja media-ala."

Suomessa on käynnissä kaksi suurta muutosta: hyvinvointipalvelujen tarpeen voimakas kasvu ja uusien älykkäiden robottien esiinmarssi.

Monitieteellisessä Robotit ja hyvinvointipalvelujen tulevaisuus -hankkeessa tutkitaan sitä, miten palvelurobotiikan edistysaskeleet voisivat auttaa tuottamaan palveluita erityisesti ikääntyvän väestön tarpeisiin.

Tähän liittyen Lappeenrannan teknillisessä yliopistossa tehtiin viime keväänä laaja kyselytutkimus, jossa selvitettiin kentän eri toimijoiden, kuten kuntien, yritysten ja hoiva-alan organisaatioiden näkemyksiä hyvinvointipalvelujen robotiikasta.

Tulos on varsin selvä: mitä enemmän ihmisillä on tietoa ja kokemusta robottien käytöstä, sitä myönteisemmin he siihen suhtautuvat.

Vastaajista 75 prosenttia kertoi suhtautuvansa myönteisesti robottien käyttöön hyvinvointipalveluissa. Hieman yli puolet totesi, että heidän suhtautumisensa robotteihin on viime vuosina muuttunut myönteisemmäksi kuin mitä se aiemmin oli.

Suurimpina haasteina vastaajat näkivät inhimillisen kosketuksen ja vuorovaikutuksen vähenemisen.

Vastaajat arvioivat robotiikan yleistymisen tuovan mukanaan uusia ammatteja, esim. huoltoon ja perehdytykseen liittyviä. Uudenlaista osaamista tarvitaan vastaajien mukaan muun muassa erilaisista teknologiaratkaisuista, robottien käytöstä, robottien mukanaan tuomista työelämän muutoksista ja robottiteknologian sosiaalisesta ulottuvuudesta. Kokonaisuuksia tulisi osata hallita paremmin.

Tutkimuksessa selvitettiin myös robotiikan käyttöönottoon liittyvää verkostoa. Vastaajat olivat keskustelleet roboteista esimerkiksi omassa työyhteisössään sekä päättäjien tai robotteja käyttäneiden ammattilaisten kanssa.

Keskustelut robotteja käyttävien yksityishenkilöiden kanssa olivat olleet vähissä. Nähtiin kuitenkin tärkeänä, että nimenomaan käyttäjien tarpeet ja kokemukset tulisivat kuulluiksi, kun puhutaan robottien käyttämisestä hyvinvointipalveluissa, tai kehitetään tuotteita ja palveluita.

Tutkimuksessa myös huomattiin, että kolme merkittävää asiaa hidastavat robottien käyttöönottoa hyvinvointipalveluissa: hoiva- ja hoitokulttuuri, muutosvastarinta ja pelko robotteja kohtaan. Vastaavasti merkittävimpiä robottien käyttöönottoa edistäviä tekijöitä puolestaan olivat vastaajien mukaan kokeilukulttuuri, teknologiatarjonta, robottiteknologian kotimainen kehittäminen ja teknologiakiinnostus. 

Lappeenrannan teknillisen yliopiston (LUT) Lahden yksikkö toteutti kyselyn keväällä 2017 osana Suomen Akatemian strategisen tutkimuksen neuvoston rahoittamaa Robotit ja hyvinvointipalvelujen tulevaisuus -hanketta sekä LUT:n Smart Services for Digitalisation -tutkimusalustaa (DIGI-USER).

*

Juttu on LUT:n tiedote lähes sellaisenaan.

Lappeenrannan kaupunki ja Lappeenrannan teknillinen yliopisto (Lappeenranta University of Technology, LUT) kumppaneineen ovat saaneet merkittävän rahoituksen EU:lta betonin korvaavan rakennusmateriaalin ja uudenlaisen kaupunkikuvan kehittämiseen. Urban infra revolution -hankkeen kokonaiskustannukset ovat 4,2 miljoonaa euroa, josta EAKR:n Urban Innovation Action (UIA) -ohjelma rahoittaa 80 prosenttia eli 3,4 miljoonaa euroa, loppu tulee hankkeeseen osallistuvilta organisaatioilta.

Kyseessä on Suomen mittakaavassa merkittävä kiertotalouteen liittyvä kolmevuotinen hanke, jossa metsä- ja kaivosteollisuuden sivuvirtoja yhdistämällä kehitellään uusi kestävän kehityksen mukainen materiaali. Sen on tarkoitus korvata rakennusteollisuudessa betonia, sillä sementtiteollisuus aiheuttaa seitsemän prosenttia maailman hiilidioksidipäästöistä. Tavoitteena on myös kehittää täysin uudenlainen tapa rakentaa. Parhaimmassa tapauksessa kehitystyön myötä syntyvä materiaali ja menetelmät soveltuisivat muuallekin maailman kaupunkeihin, jolloin niistä tulisi osa uutta, urbaania kaupunkiarkkitehtuuria.

"Teknologisten ratkaisujen lisäksi tutkimme hiilidioksidipäästöjen vähentämistä ja uusia liiketoimintamalleja", kertoo LUT:n Re-source-tutkimusalustan johtaja Mari Kallioinen.

"Lisäksi hankkeen aikana kehitetään uuden materiaalin 3D-printtausta paikan päällä rakentamisessa."

"Uusi tavoiteltava tuote on komposiittimateriaali, jota voidaan vahvistaa esimerkiksi biokuiduilla", kertoo Apila Groupin toimitusjohtaja, FT Mervi Matilainen.

"Komposiitista valmistetut tuotteet ovat pitkäikäisiä, ja ne voidaan kierrättää turvallisesti vielä käytön jälkeenkin. Sivuvirrat, joita hyödynnetään, ovat tuhka, viherlipeäsakka, rikastushiekka sekä rakennus- ja kuitujäte." 

"Betonin ja uuden materiaalin 3D-tulostuksen myötä voidaan ehkä vapautua rakentamisen kaavamaisesta muotokielestä ja tehdä kaarevia ja myös funktionaalisia muotoja", sanovat asiantuntijat Terhi Jantunen ja Eeva Pihlajaniemi Lappeenrannan kaupungilta.

"Uudesta materiaalista voisi syntyä vaikkapa entistä esteettisempiä meluvalleja, puiston penkkejä ja skeittiramppeja. Tämän vuoksi hankkeessamme on mukana muotoiluyrityksiä." 

Mukana merkittävä yritysverkosto 

Hanke polkaistaan käyntiin marraskuun alussa 2017, ja se kestää 31.10.2020 asti. Lappeenrannan kaupungin ja LUT:n lisäksi hankkeessa ovat mukana Saimaan ammattikorkeakoulu, Imatran seudun kehitysyhtiö (Kehy), Metsäliitto, Apila Group, Outotec, Nordkalk, FIMAtec, UPM, Total Design ja Design Reform.

Lappeenrannan kaupunki on hankkeen vetäjä. LUT:stä mukana on viisi tutkimusryhmää, jotka kuuluvat poikkitieteelliseen Re-source-tutkimusalustaan. LUT tutkii sekä materiaali- ja valmistustekniikoiden kehitystä että liiketoimintamalleja ja tekee lisäksi kestävyystarkasteluja.

Apila Group ja Outotec tekevät materiaalikehitystä, metsäteollisuuden yritykset toimittavat materiaalia, kuten myös Nordkalk, josta tulee rikastushiekkaa materiaalin työstöön. FIMAtec toteuttaa 3D-tulostusten pilotoinnit. Saimaan ammattikorkeakoulu toteuttaa rakennetun ympäristön moniulotteista informaatiota sisältäviä tietomalleja. Mallinnusta hyödyntämällä tuodaan hankkeen tuloksia näkyväksi sekä hankkeessa mukana olevien design-yritysten muotoilu- ja kaupunkisuunnitteluosaaminen suunnittelijoiden ja kaupunkilaisten käyttöön.

Lappeenrannan teknillisessä yliopistossa väitöstutkimuksen tehnyt diplomi-insinööri Janne Parkkila selittää, että samaan tapaan kuin internet-sivuilla on hyperlinkkejä toisille sivustoille, voidaan pelien välille luoda hyperlinkkejä näin yhdistäen digitaalisia maailmoja toisiinsa.

Linkitys maailmojen välillä mahdollistaa uudenlaisten pelikokemusten rakentamisen pelaajille sekä avaa pelinkehittäjille täysin uusia markkinointimahdollisuuksia pelien keskinäisten linkkien kautta.

Esimerkiksi pelaajan juoksulenkillä käynti aktiivisuusrannekkeen kanssa voi yhdistyä automaattisesti jääkiekkopeliin, nostaen pelaajien luistelukestävyyttä yhden pelikerran ajaksi.

Lappeenrannan teknillisen yliopiston ja Teknologian Tutkimuskeskus VTT Oy:n elokuussa alkaneen tutkimushankkeen menetelmä perustuu mikro-organismien kasvattamiseen.

Menetelmässä bioreaktoriin johdetaan uusiutuvaa sähköä, jonka tuottama virta hajottaa vettä vedyksi ja hapeksi. Samaan aikaan reaktoriin laitetaan myös ilmasta otettua hiilidioksidia. Reaktorissa oleville mikrobeille annetaan lisäksi ravinteita, kuten typpeä, rikkiä ja fosforia, sekä muita hivenaineita. Näin ne kasvavat ja monistuvat.

Ruoanvalmistusprosessin aluksi massasta kuivatetaan vesi pois. Lopputuotteena syntyy seosta, joka muistuttaa ulkonäöltään proteiinijauhetta tai kuivahiivaa. 

"Eihän hiiva ole tästä erikoisempi tuote. Hiiva on myös mikrobi," toteaa professori Jero Ahola.

Nykymuodossaan ainetta ei voi pitää kovin herkullisena maultaan tai näöltään. Pidemmällä tähtäimellä sitä voisi kuitenkin käyttää ruoanlaitossa sellaisenaan.

Hankeen nimi on Hevosenlannan kestävä hyödyntäminen ja liiketoimintamahdollisuudet, eli HELY, ja siinä vertaillaan erilaisia hevosenlannan ympäristöllisiä ja taloudellisia käyttömahdollisuuksia, kuten mädätystä ja kaasutusta, peltoon levitystä ja lannanpolttoa.

Tavoilla tuetaan uusiutuvan energian ja kiertotalouden tavoitteita, kuten ravinteiden kierrätystä ja biohajoavien jätteiden mahdollisimman kestävää hyödyntämistä.

Lisäksi tutkimus pyrkii tunnistamaan hevosenlannan hyötykäytön uusia liiketoimintamahdollisuuksia. Toistaiseksi hyötykäyttövaihtoehtoja on tutkittu vain vähän ja tekniikan kehittymisen myötä hevostilojen ja muiden toimijoiden on hankalaa seurata koko kentän kehittymistä. Prosesseihin, kuten mädätykseen, liittyvät teknologiat ovat viime vuosina kehittyneet radikaalisti, jolloin niiden käyttöönotto esimerkiksi ravikeskuksille, on tullut mahdolliseksi.

Lainsäädännön rajoitteet ja mahdollisuudet kuitenkin mutkistavat tilannetta. 

EU:ssa hevosenlanta on määritetty eläinperäiseksi jätteeksi, jolloin sen poltto vaatii luvan ja suuremman kokoluokan polttolaitoksen. Lisäksi EU-direktiivien kiristyessä esimerkiksi lannan levittäminen peltoon vaikeutuu koko ajan. Tilanne on lisännyt alan toimijoiden mielenkiintoa etsiä muita ratkaisuja ja käyttötapoja. Myös isommat yritykset ovat heränneet sen käyttömahdollisuuksiin.

Tutkijat kuitenkin arvelevat, että hevosenlantaa voisi käyttää hyödyksi myös pienemmän kokoluokan laitoksissa. Hevosenlantaa muodostuu Suomessa vuositasolla noin 660 000–700 000 tonnia. Erityisesti hevostallit ja ravikeskukset haluaisivat käyttää lantaa omana energianlähteenä, sillä tallit sijaitsevat yhä enenevissä määrin kauempana maaseudusta, jolloin lannasta voi tulla taloudellinen taakka.

"Uskon, että se on taloudellista joissakin kokoluokissa", pohtii tutkijatohtori Jouni Havukainen. 

"Tämä on hyvää aikaa tutkia asiaa, sillä investoinneilla on nyt realistisemmat mahdollisuudet kustannusten laskun takia," 

Tutkimus tehdään Päijät-Hämeen alueen lantamäärien perusteella, mutta tutkijoiden mukaan hankkeen tulokset ovat sovellettavissa ja hyödynnettävissä koko Suomen alueella. Päijät-Hämeessä tutkimuksen kumppanina on Jokimaan ravikeskus ja alueen hevosmäärät. Alue on hyvä tutkimuskohde, koska alueella on myös muita hevoskeskittymiä, esimerkiksi Orimattilassa. Tutkimus kestää kaksi vuotta ja sitä rahoittaa ELY-keskus.

Juttu perustuu Lappeenrannan teknillisen yliopiston lähettämään tiedotteeseen.

Lappeenrannan teknillisellä yliopistolla suunnitelluista sähkömoottoreista voimansa saava Electric RaceAbout -sähköauto (E-RA) on saavuttanut uuden liikenteeseen rekisteröityjen sähköautojen huippunopeusennätyksen Lappeenrannan lentokentällä. Uusi ennätys on huimat 281 kilometriä tunnissa.

Metropolian valmistaman E-RA -sähköauton optimoidut sähkömoottorit on suunniteltu LUT:n sähkökäyttölaboratoriossa. Auton neljä moottoria – yksi jokaista pyörää varten – edustavat poikkeuksellista suoravetotekniikkaa.

Professori Juha Pyrhönen sähkönkäyttölaboratoriosta kertoo, sähkömoottorit toimivat suunnitellusti. "Niitä ei ole kuitenkaan suunniteltu nopeusennätysten rikkomiseen vaan hyvään yleissuorituskykyyn, joten potentiaalia vieläkin suurempiin nopeuksiin olisi. Uskon, että suorituskykyä alkaa nyt rajoittaa auton akun maksimiteho."

Kun E-RAn suunnittelu alkoi, sai Pyrhönen tiukat vaatimukset autoon tulevien koneiden koon ja ennen kaikkea massan suhteen. Massan piti olla pieni, mutta siitä tuli saada mahdollisimman paljon vääntömomenttia.

"Pohdimme asiaa aikamme ja päädyimme reluktanssivääntömomenttiavusteiseen kestomagneettitahtikoneeseen. Moottori pystyy tuottamaan paljon vääntöä pienillä nopeuksilla, mutta sillä pystytään ajamaan myös suurilla nopeuksilla. Päädyimme parhaaseen mahdolliseen kompromissiin."

Huipputeholtaan 150 kW:n tehoiset moottorit on valmistanut lappeenrantalainen AXCO-Motors Oy, ja moottorinohjaimet lappeenrantalainen Visedo Oy.

Nokian Renkaiden päätestikuljettaja Janne Laitinen ajoi autolla nopeusennätyksen 281 km/h Lappeenrannan lentokentällä Unlimited Racing -festivaalilla 28. kesäkuuta.

Electric RaceAbout saavutti Janne Laitisen ohjaamana ensin 277,40 kilometrin tuntinopeuden 2,5 kilometrin pituisella kiitoradalla pienessä vastatuulessa. Kiitotien päässä Laitinen käänsi auton keulan takaisin ja kiihdytti vielä vaikuttavampaan 285,36 kilometrin tuntinopeuteen. Uudeksi nopeusennätykseksi kirjattiin 281,36 kilometriä tunnissa molempien suuntien keskiarvona.

Ennätysajon väliajat osoittavat E-RA-sähköauton suoravetoisen voimalinjan vahvuuden. E-RA kiihtyy nollasta sataan kilometriin tunnissa urheiluautolle vaatimattomassa ajassa, mutta kiihtyvyys sadasta kahteensataan kilometriin tunnissa ottaa vain pari sekuntia enemmän aikaa.

•    0 - 100 km/h - 6,3 s
•    100 - 200 km/h - 8,3 s
•    0 - 100 mph - 10,6 s
•    80 - 120 km/h - 2,6 s

"E-RA-tiimimme on ylpeä siitä, että neljä vuotta sitten esitelty ja kansainvälisesti palkittu automme asettaa yhä uusia ennätyksiä", projektipäällikkö Sami Ruotsalainen sanoo.

Teksti perustuu LUT:n tiedotteeseen.