Älyvaate turvaa rakentajia

Artikkelit
VTT
Two construction workers standing against yellow sky.

VTT:n ConIoT-hankkeen työtakin prototyyppi varoittaa rakennustyömaalla uhkaavista vaaroista.

Voisiko työvaate paitsi suojata käyttäjäänsä, myös varoittaa vaikkapa lähestyvästä työkoneesta tai kehottaa väsynyttä pitämään tauon? Työvaatevalmistaja Dimexin tuotekehitys ompelee parhaillaan prototyyppitakkeja, joiden rintapielen pesunkestävät ledit varoittavat pukijaansa uhkaavista vaaratilanteista.

VTT:n koordinoima ConIoT-hanke on vuoden 2019 alusta alkaen tutkinut, miten tehdä rakennustyömaista nykyistä turvallisempia työympäristöjä älyvaatteiden ja data-analytiikan avulla. Nyt hanke on loppusuoralla, ja kehitystyön hedelmiä päästään testaamaan tositoimissa.

– Toivon että pääsemme pian keräämään käyttäjäkokemuksia työmaalla, kertoo hanketta vetävä tutkija Satu-Marja Mäkelä VTT:ltä.

Rakennusalalla työturvallisuus on suuri haaste. Putoamiset ja kaatumiset ovat muita aloja yleisempiä, ja hankalat työasennot rikkovat paikkoja. Tuotekehitykseen panostava suomalainen työvaatevalmistaja Dimex oli jo pitkään pohtinut, miten se voisi parantaa tuotteidensa käyttäjien turvallisuutta sertifikaattien vaatimuksista vielä askeleen ylöspäin.

– Älyvaatteista on puhuttu jo kymmenen vuoden ajan, mutta kukaan ei niitä vielä myy. Pohdimme että miten hyödyllistä dataa tuottava älyvaate ja työturvallisuus voitaisiin yhdistää, Dimex Oy:n omistajayrittäjä Tuire Krogerus muistelee.

Tästä Dimexin ja VTT:n tutkijoiden vuoropuhelusta sai alkunsa ConIoT-hanke. Satu-Marja Mäkelä lähti etsimään muitakin yrityksiä, joita kiinnostaisi rakennusalan työturvallisuuden parantaminen IoT-ratkaisujen avulla. Business Finlandin rahoittamaan ConIoT-hankkeeseen lähtikin mukaan edustava joukko rakennusalan toimijoita. Mukana hankkeessa ovat rakennusyritys Fira, rakennustelineitä ja sääsuojia toimittava Telinekataja Oy, betonielementtivalmistaja Lipa-Betoni, rakennusalan ohjelmistoyritys Congrid, IoT-alustoja rakentava iProtoXi sekä IT-talo Sofor. Sen tekoälyosaamisella on käyttöä, kun puettavien anturien mittausdatasta tunnistetaan vaaratilanteita.

Tekoäly pureskelee mittausdataa

Rakennustyömailla on pilotoitu jo pitkään järjestelmiä, jotka paikantavat käyttäjän ja varoittavat esimerkiksi lähestyvistä koneista tai taakan alla olemisesta. Tällaista paikannusteknologiaa hyödynnetään myös ConIoT-hankkeessa, jonka kehitystyön polttopisteessä on älyvaatteiden tuottaman liikedatan analytiikka. Uutuus on myös työvaatteiden valjastaminen paitsi anturien sijoituspaikaksi, myös järjestelmän käyttöliittymäksi. 

– Aikaisemmissa piloteissa yleisin käyttöliittymä on ollut matkapuhelin. Se on rakennustyömaalla yleisesti tunnettu työturvallisuusriski, kertoo Satu-Marja Mäkelä.

ConIoT-hankkeen näkyvin tuotos on LED-valokuidulla varustettu älykäs työtakki. Se on kuitenkin vain jäävuoren huippu työmaiden turvallisuutta parantavasta järjestelmästä. Älytakista tekee älykkään sen IoT-taustajärjestelmä. Sen osia ovat muun muassa tiedonsiirtoinfrastuktuuri, joka kerää sijaintitiedot työmaan koneista ja lukee vaatteiden tuottaman anturidatan. Tiedon käsittelyyn tarvitaan data-analytiikkaa sekä raportointijärjestelmä, joka jakaa jalostetun tiedon sopivassa muodossa sitä tarvitseville ja toimittaa varoitukset vaaratilanteista oikeaan osoitteeseen.

Henkarissa roikkuva prototyyppi työmaalla käytettävästä älytakista, valot integgroituna hihoihin.
Dimex Oy:n ompelemaan prototyyppitakkiin on kätketty pukijansa liikkeitä seuraavat anturit. Rintapielen pesunkestävään led-paneeliin saa näkyville esimerkiksi väsymystilasta kertovan valopalkin tai varoituksen lähestyvästä koneesta.

Uutta hankkeessa on myös tekoälyn hyödyntäminen. Mäkelä kertoo, että tutkimusdataa hanketta varten on kerätty VTT:n uusien toimitilojen Innopoli 4:n työmaalla. Koekaniineina on toiminut siivoojia, maalareita, ilmastointiasentajia ja esimiehiä. Takkiin ja housuihin ommellut kiihtyvyysanturit ja taskussa oleva paikannusanturi tuottavat jatkuvaa datavirtaa läpi työpäivän. Kaikkiaan analysoitavaa dataa oli tutkijoilla käytössä huimat 1700 tuntia. 

Tekoäly tunnistaa datasta eri työtehtävät kontrolloiduissa olosuhteissa jo lähes 90 % tarkkuudella.  Mäkelä on tuloksiin tyytyväinen. Monelle tutut urheilukellotkaan eivät vielä osaa tunnistaa kaikkia urheilulajeja automaattisesti. 

– Työmaalla eri aktiviteettien tunnistus on paljon vaikeampaa. Ei ole helppo sanoa, levittääkö joku tasoitetta vai maalaako hän.

Seuraava askel on opettaa tekoäly tunnistamaan erilaisia poikkeamia normaalityöskentelystä. 

– Taustajoukkojemme ykköstoive on tunnistaa korkealla työskentely ja siinä tulevat poikkeamat, Mäkelä kertoo.Näin järjestelmä voi varoittaa esimerkiksi vääristä työtavoista ja ehkäistä putoamisonnettomuuksia. 

Kiireen tunnistus tavoitteena

Tavoitteena on myös oppia tunnistamaan kiire työnteon tuottamasta anturidatasta.

– Kiire on työturvallisuusriski, mutta se on myös laaturiski. Kiireessä paitsi kompuroidaan, myös hutiloidaan. Tällöin työn jälki heikkenee, Satu-Maria Mäkelä pohtii. 
Järjestelmä voisi neuvoa yksittäistä työntekijää hölläämään työtahtia, ja esimerkiksi kertoa työmaan johdolle missä on tarvetta lisäkäsille. 

Hankkeen alkumetreillä tutkijat tekivät puettavasta teknologiasta verkkokyselyn Rakennusliiton jäsenille. Yli 4 000 vastauksen tulokset olivat rohkaisevia: puolet vastaajista oli erittäin tai melko kiinnostuneita käyttämään mittaavia laitteita työssään. Eniten vastaajia huolestuttivat yksityisyyteen liittyvät asiat. Järjestelmän tuottama tieto vaaranpaikoista, kiireestä ja työn etenemisestä olisi johdolle arvokasta, mutta työntekijät pelkäävät, että järjestelmästä tulisi myös valvontaväline. “Työntekijöiden luottamus on avainasemassa, kun suunnitellaan uusia anturidataan perustuvia työturvallisuusratkaisuja”, Mäkelä kertoo. 

Parhaimmillaan järjestelmäkehityksestä hyötyvät työmaalla kaikki, lattiatason työntekijästä aina yrityksen ylimpään johtoon. Kun Mäkelä kävi esittelemässä hanketta rakennusalan luottamusmiehille, keksittiin järjestelmälle heti uudenlaista käyttöä. 

– He kertoivat, että mestaria ei tahdo työmaalta pulmatilanteissa löytyä.

Pomon työtakkiin integroitu automaattinen paikannus auttaisi hänen jäljilleen paremmin kuin valkoisen kypärän etsiminen työmaalta. 

– Juuri näin tällaisia järjestelmiä pitää kehittää, ei pelkästään yritysten johdon välineeksi. Jos kaikki hyötyvät, ne saattavat myös tulla käyttöön.

Dimexille VTT:n vetämä ConIoT-tutkimushanke on ollut positiivinen kokemus. Tuire Krogerus arvioi, ettei olisi missään muualla päässyt työskentelemään niin erilaisten yritysten kanssa. 

– Inspiroivaa nähdä miten paljon teknistä osaamista ja taitoa tässä maassa löytyy, Krogerus kertoo.

Parasta on, että myös tuloksia on syntynyt. 

– Tiedän jo nyt, että kun hanke vuodenvaihteessa päättyy, on meillä prototyyppivaate, joka parantaa rakennusalan työturvallisuutta.

VTT Futurehubin rakennustyömaa yläviistosta kuvattuna.
ConIoT-hankkeessa suunnitellut älyvaatteet olivat koekäytössä VTT FutureHubin työmaalla Espoon Otaniemessä.

Lanseerausta suunnitellaan jo

Krogerus kertoo, että hankkeessa kehitettyjen älyvaatteiden lanseerausta suurelle yleisölle suunnitellaan jo ensi keväälle. Vaatteen lisäksi tarvitaan kumppaneiden anturi- ja ohjelmisto-osaamista. 

– Yksin me emme tätä pysty tekemään.

Rakentajien, anturitoimittajien ja ohjelmiston tekijöiden yhteistyötä on onneksi ehditty ConIoT-hankkeessa harjoitella.

– Tämä hanke on kyllä todistanut sen käsityksen vääräksi, että suomalaiset yritykset eivät osaisi tehdä yhteistyötä, Krogerus nauraa. 

Vaikka puettavan teknologian kaupallistaminen on paljon tavallista vaatebisnestä haastavampaa, luottaa Krogerus markkinoiden imuun. Läpilyönti tapahtuu vääjäämättä, ennemmin tai myöhemmin. 

– Työturvallisuus on supertrendi. Ei taida tulla sellaista vuotta, että panostukset työturvallisuuteen vähenevät.

Tutkija Satu-Maria Mäkelä muistuttaa, että rakennusala ei ole ainoa toimiala, joka hyötyisi puettavasta teknologiasta. 

– Tämä sopii kaikille fyysisen työn aloille, konepajateollisuudesta aina siivoukseen ja vanhusten hoitoon.

 

Teksti: Petja Partanen

Tietoa ConIoT-hankkeesta

ConIoT-projektin tavoitteena on parantaa työturvallisuutta ja hyvinvointia rakennusalalla hyödyntäen esineiden internetiin (Internet of Things, IoT) –pohjautuvia tietointensiivisiä ratkaisuja.
 

Hanketta rahoittavat Business Finland, yritykset sekä VTT

Hankkeen osapuolet: Congrid, Dimex, Fira, iProtoXi, Lipa-Betoni, Sofor, Telinekataja ja VTT

Jaa