VR-ympäristön kehitys digitaaliselle kaksoselle

DUKE on Lapin ammattikorkeakoulun ja REDU:n ammattikoulun yhteistyöhanke. DUKE:n yhtenä tavoitteena on tutkia, miten VR-ratkaisuja voidaan soveltaa opetustarkoituksiin ja hyödyntää uusiutuvaa energiaa. Pääpilottimme on Rovaniemellä sijaitsevan oppilaitoksen digitaalinen kaksonen ja toissijainen pilotti on asiakaslaatuisen lämpöpumpun digitaalinen kaksonen. Digitaaliset kaksoset mahdollistavat immersiivisen ympäristön visualisoinnin, minkä ansiosta voimme toteuttaa tarkkoja toimintoja eri laitteille ja järjestelmille. Immersio auttaa käyttäjiä alitajuisesti yhdistämään virtuaaliobjektin tosielämän esineeseen, jolloin ”virtuaalivipu” olisi mahdollisimman lähellä todellista vipua; tämän vuoksi virtuaalivivun tulisikin olla interaktiivinen.

DUKE:ssa tuotettu lämpöpumppu on tehty yhteistyössä projektikumppanin kanssa. Kumppanimme halusi sisällyttää VR-ratkaisut käyttöoppaansa rinnalle. Näin käyttäjä voi visualisoida tarkemmin lämpöpumpun perustoimenpiteet ja huoltotyöt. Projektityöskentelyssä DUKE-insinöörit tekivät tiivistä yhteistyötä lämpöpumppuasiantuntijoiden kanssa. Asiantuntijat opettivat meille lämpöpumpun huollon ja me puolestaan käänsimme tämän tiedon VR-simulaatioon. Kehitysprosessi perustui pohjimmiltaan iteratiiviseen työnkulkuun, jossa meillä oli useita arviointi- ja tarkastuskokouksia. Näin varmistimme, että 3D-toteutus oli tarkka ja hyvälaatuinen.

DUKE:n virallinen logo.

Digitaalisen kaksosen VR-ympäristön toteutus ja kehitys

Digitaalinen kaksonen on virtuaalinen 3D-mallinnus esineestä tai todellisesta ympäristöstä. Määritelmä ”digitaalinen kaksonen” voidaan nähdä ohjeena siitä, kuinka tarkasti tai realistisesti virtuaalinen versio edustaa mallinnuksen kohdetta. Pyrimme Frostbitillä luomaan digitaalisia kaksosia hyvälaatuiseksi ja tarkaksi, jotta se on verrannollinen sen oikean maailman vastineeseen.

Vierekkäinen kuvavertaus renderöidystä 3D-skenaariosta ja käsittelemättömästä 3D-skenaariosta.

Työnkulku ja mahdolliset haasteet riippuvat suurelta osin käyttötapauksesta. VR-simulaatio sisältää sekä fysiikan simulointijärjestelmän että tarkan 3D-visualisoinnin ympäristöstä. Tästä syystä päätimme käyttää Unity pelimoottoria sen kevyen ja mukautuvan luonteen vuoksi reaaliaikaisen VR-simulaation toteuttamisessa. Unityn avulla voimme helposti manipuloida ja optimoida VR-simulaatiota toimimaan kuluttajatason- ja huipputietokoneiden kanssa entistä todenmukaisemman kokemuksen mahdollistamiseksi.

Kehittäjänäkymä Unity pelimoottorin sisällä. Kuvakaappaus on otettu keskeneräisestä kaukolämpölaitoksesta.

Aloitimme visuaalisen toteutusprosessin ottamalla vertailukuvia paikan päällä. Kuvat on otettu useista kulmista, jotta voidaan havainnollistaa kohteen muoto ja ääriviivat. Lisäksi, referenssikuvat ovat erittäin hyödyllisiä selvitettäessä esineen materiaaliominaisuuksia, kuten kuinka kiiltävä se on, minkälaista metallia se on ja millaisia heijastuksia se tuottaa.

Referenssikuva kaukolämpölaitoksesta.

3D-mallinnusprosessi käyttää blueprinttejä yhdessä referenssikuvien kanssa saadakseen tarkat mittaukset yksityiskohtaiseen tuotokseen. Teräväsilmäinen voi silti löytää joitain eroja vertaamalla kuvakaappausta vertailukuvaan. Tämä johtuu osittain uudelleenjärjestelyistä: joitain kaukolämpölaitoksen osia pidettiin epäolennaisina VR-simulaatiossa, joten niitä oli jätettävä pois tai muutettava.

Teksturointiprosessi käyttää erilaisista perspektiiveistä otettuja kuvia selvittääkseen, millainen materiaali olisi tarkin verrattaessa oikean maailman versioon. HDRi-kuvia käytetään luodaksemme realistisen valaistuksen 3D-maailmaan. HDRi-kuvat ovat lähinnä 360° panoraamakuvia, jotka sisältävät paljon valaistukseen hyödynnettävää dataa. Lopputuloksena pystymme luomaan oikean maailman ympäristöjä myötäilemällä todellisia valaistusolosuhteita ja hyödyntämällä fysiikkaan pohjautuvaa renderöintitekniikkaa.

Kuvakaappaus lämpövoimalaitoksen digitaalisesta kaksosesta.

VR-toteutus pelimoottorissa

Kehittäjien yksi ensimmäisistä askelista toteutuksessa on ekosysteemin valinta; toisin sanoen, mitä devaus-pipelineä käytetään. Yhteen pipelineen keskittyminen on välttämätöntä, jotta voidaan varmistaa ominaisuuksien tehokas toteutus. Tässä yhteydessä ekosysteemi koostuu siitä, kenen valmistajien VR-laitteistoja käytetään sekä mitä pelimoottoria ja kehitystyökaluja käytetään. Hankkeen DUKE-insinöörit käyttivät Unity-pelimoottoria kevyen ja mukautuvan luonteen vuoksi.

Testipelaaja kokeilee DUKE:n VR-simulaation pelattavaa demoa.

DUKE-insinöörimme päättivät käyttää SteamVR-ohjelmistokehityspakettia sen laajan VR-laitteistojen tukimahdollisuuden vuoksi. Tämä paketti tarjoaa helppokäyttöisiä blueprint skriptejä, jotka voimme räätälöidä omaan käyttöön. Kyseinen kehityspaketti tarjoaa perustoiminnot esimerkiksi pelaajan ja esineiden vuorovaikutukselle sekä pelaajan liikkumiselle. Tällä tavalla voidaan varata enemmän aikaa kehittyneempien ominaisuuksien hiomiseen, kuten eri objektien dynaamiseen vuorovaikutukseen, samalla kun matemaattinen simulaatio on käynnissä taustalla.

Matemaattinen simulaatio on rakennettu modulaarisuuttaMatemaattinen simulaatio on rakennettu modulaarisuutta ajatellen. Simulaation jokainen osa on jaettu yksittäisiin osiin; tämä antaa meille mahdollisuuden asettaa simulaatioskriptejä 3D-objekteille, jotka loogisesti käsittelevät samaa fysiikkaa kuin todellisessa maailmassa. Esimerkiksi painehävikkiä käsittelevät skriptit määritetään 3D-objekteille, jotka näyttävät venttiileiltä tai putkilta. Huomasimme VR-ratkaisua työstäessämme haastavaksi implementoida oikean elämän standardisoituja mittoja VR-ympäristöön. EU-standardin kokoiset ovet näyttivät liian kapeilta, standardisoidut nupit, pultit ja venttiilit näyttivät liian pieniltä. Lopulta pelitestaajat totesivat, että heidän oli vaikea toimia VR-ympäristössä. Hankkeessa oli tärkeää kehittää sopiva tasapaino, jossa täyttyi digitaalisen kaksosen määritelmä ja ympäristö olisi tarpeeksi helppokäyttöinen käyttäjille.

Nykyinen DUKE -lämpöpumpun versio sisältää neljä skenaariota: ”Tutoriaali”, ”vedensuodatin”, ”paineen säätö” ja ”vesivuoto”. Kukin skenaario sisältää tietoja lämpöpumpun käytöstä ja perushuollosta.

Tutoriaali -skenaario

Tutoriaaliskenaario selittää perusteellisesti kaikki projektissa käytettävissä olevat toiminnot. Tämä skenaario sisältää myös informaatiota, joka kattaa lämmitysjärjestelmän pääosat. Tämä on yleensä ensimmäinen skenaario, jonka pelaajan pitäisi käynnistää, koska se opettaa samalla pelaajalle VR-laitteiston peruskäyttöä.

Vedensuodatin -skenaario

Käyttäjä voi opetella skenaariossa vedensuodattimen puhdistusta.

Paineen säätö -skenaario

Käyttäjä voi oppia säätämään lämpöpumpun oikeaan paineeseen järjestelmässä ja käyttämään turvaventtiiliä paineen poistamiseksi järjestelmästä.

Vesivuoto -skenaario

Vesivuotokenaario tarjoaa kattavan ohjeistuksen lämpöpumppujärjestelmän säilyttämisestä. Näytämme yleisimmät ongelmat, joita tällaisessa tilassa voi kohdata.

Hankkeen kokonaisbudjetti on 761 732 euroa, josta Lapin liitto on myöntänyt Euroopan aluekehitysrahaston (EAKR) ja valtion rahoitusta 609 385 euroa. Projektin toteutusaikataulu on 1.1.2020-31.12.2022.

Artikkelin ovat arvioineet FrostBitin julkaisutoimikunta, johon kuuluu Heikki Konttaniemi, Toni Westerlund, Jarkko Piippo, Tuomas Valtanen, Pertti Rauhala ja Tuuli Nivala. Artikkelijulkaisut löytyvät FrostBitin julkaisublogista.


20/10/2021

Kirjoittajat
Onni Li, tieto- ja viestintätekniikan insinööri (AMK), projekti-insinööri, FrostBit, Lapin ammattikorkeakoulu
Severi Kangas, tieto- ja viestintätekniikan insinööri (AMK), projekti-insinööri, FrostBit, Lapin ammattikorkeakoulu

Opetuspelien uusi aikakausi – oppiminen digitaalisia ratkaisuja ja pelillisyyttä hyödyntämällä

Teknologian edistymisen myötä on ollut mahdollista luoda entistä kehittyneempiä opetustarkoitukseen suunnattuja pelejä. Enää ei ole kyse vain 90-luvun lopun lapsille tarkoitetuista “osoita ja klikkaa” -tyylisistä tietokonepeleistä vaan kehitys on antanut meille avaimet monimutkaisemman oppimisen avustamiseen. Villeimmät unelmat virtuaalitodellisuutta hyödyntävistä digitaalisista kaksosista ovat käyneet jo toteen ja niiden rakentamisesta on tullut Frostbit laboratoriossa arkipäivää. Kuluttajalle lasien läpi katseltava virtuaalimaailma on kuitenkin vielä vieras.

Samaan aikaan, kun teknologisen kehityksen keihäänkärki kulkee kaukana kuluttajan edellä, olemme saavuttaneet myös toisenlaisen virstanpylvään opetuspelien maailmassa: jokaisella meistä on käytössään digitaalinen päätelaite, jota hyödyntämällä oppimisen ovet avautuvat yhä monipuolisemmilla tavoilla. Käytännössä siis älypuhelimen tai tietokoneen välityksellä kaikki voivat hyödyntää opetuspelejä päivittäisessä oppimisessa. Pelien laatu ja sisältö on parantunut myös samassa suhteessa ja viime vuosina erilaiset laitevalmistajatkin tuntuvat hiljalleen heränneet digitaalisuuden tuomiin mahdollisuuksiin. Virtuaalinen todellisuus saavuttaa meidät kaikki viimeistään myöhemmin, mutta tässä vaiheessa on jo ainakin unohdettava ne vanhat homehtuneet muropakettipelit.

Virtuaalista oppimista hoitoalalla

Yhteistyössä sosiaali- ja terveysalan opetuspuolen kanssa toteutamme tällä hetkellä osana hoitoalan TKI-toimintaa yksinkertaista projektia, jonka tavoitteena on luoda infuusiopumpun käytön opettava pelillisyyttä hyödyntävä tutoriaali. Kyseinen Braun Infusomat Space on sairaanhoitajalle jokapäiväinen työkalu ja sen käytön opettelu yksi pieni, mutta tärkeä osa sairaanhoitajan opintoja. Perinteisesti infuusiopumppua opetellaan käyttämään luokkahuoneessa ilman potilasta ja teoriassa opiskelijan on mahdollista käydä läpi laitteen toimintaa niin paljon kuin haluaa. Käytännössä kuitenkin opiskelijoita on usein monta, aikaa rajallisesti ja henkilökohtaiset oppimisen vaikeudet voivat asettua oppimisen tielle, eikä perinteinen luokkaopetus näiden vuoksi aina takaa kaikille opiskelijoille mahdollisuutta käyttää laitetta tarpeeksi. Sairaanhoitajaopiskelija lähtökohtaisesti opiskelee hoitamaan nimenomaan potilasta, eikä teknisten laitteiden käyttäminen ole välttämättä hänen ensisijainen vahvuutensa. Infusomat on kohtuullisen arvokas ja vähän pelottavakin laite, jonka käyttämistä harjoitellessaan opiskelija usein opettelee tietyt toimintatavat ja pyrkii välttämään virheitä. Laitteen käyttämisen opetteluun ei siis varsinaisesti liity syväoppimista, vaan lähinnä kykyä toistaa opittu asia. Tällainen opiskeleminen tuottaa toki halutun lopputuloksen, mutta harmillisena sivuvaikutuksena opiskelija ei varsinaisesti opi tuntemaan laitetta vaan pelkästään käyttämään sitä ennalta määrätyissä tilanteissa. Ongelmatilanteissa tai häiriön sattuessa kyky toimia ei ole tällöin parhain, eikä opiskelija välttämättä tunne itseään varmaksi laitetta käyttäessään.

Infuusiopumpun toiminta (alpha)

Pelillistetty oppiminen auttaa opiskelijaa ymmärtämään opittavaa asiaa syvällisemmin. Sen sijaan, että infuusiopumpun käytön opettelu tapahtuisi vain kontrolloidusti luokkahuoneessa, voi opiskelija jatkaa “laitteella leikkimistä” virtuaalisessa maailmassa. Kun koko laitteen toiminta on mallinnettu peliin tarkasti ja käyttöliittymä on sopivan yksinkertainen, pelaajan on mahdollista kokeilla erilaisia toimintoja ja selvittää ongelmatilanteita vailla huolta siitä, että vahingossa rikkoisi pumpun. Peliä hyödyntämällä opiskelija saavuttaa varmuuden laitteen käyttämisessä ja sen jälkeen oikean infuusiopumpun toiminta tuntuu paljon tutummalta sekä helpommalta oppia käytännössä.

Miten Infuusiopumpun toiminta siirretään peliin?

Tärkeintä tämän pelin tekemisessä ovat seuraavat osa-alueet:

  • Käyttöliittymä
  • Laitteen toiminta
  • 3D-mallin vastaavuus
Infuusiopumpun 3D-malli (alpha)

Olennaista on tietenkin se, että kehittäjä paitsi ymmärtää laitteen toiminnan perinpohjin, hän myös mallintaa sen toiminnan kannalta tarvittavalla tarkkuudella. Isona tekijänä on erityisesti käyttäjälähtöisyys: peli voi olla kohderyhmälleen hyödytön, jos kohderyhmä ei kykene käyttämään sitä. Kehittäjän on oletettava, että laitteen käyttäjällä on vain vähän tai ei ollenkaan kokemusta erilaisten pelien pelaamisesta ja tämän vuoksi ymmärrettävä rakentaa toiminnallisuudet niin, etteivät käyttämisen vaikeudet voi estää oppimisprosessia. Se tarkoittaa käytännössä sitä, että monille videopelaajille erittäin tutut ominaisuudet, kuten ensimmäisessä persoonassa hahmon liikuttaminen ja kameran hallinta on jätettävä pois tai tehtävänä niin yksinkertaisiksi, että ne eivät häiritse pelikokemusta. On tarpeetonta pakottaa pelaaja opettelemaan monimutkaiselta tuntuva käyttöliittymä, että hän saa edes mahdollisuuden opetella itse laitteen käyttöä. 

Kehittämisvaiheessa on kaksi osaa: laitteen mallinnus ja pelimekaniikan rakentaminen. Infuusiopumpun mallintamiseen käytetään Blender-3D-ohjelmistoa ja pelin mekaniikka luodaan Unity-pelimoottorilla. Laitteen mallinnuksessa olennaista on mallintaa kaikki ne ulkoiset ominaisuudet joilla on väliä joko pelimekaniikan (nappulat, näytöt, virtajohdot) tai visuaalisen vastaavuuden (luukun pyöreä kaari, kokosuhde) kannalta. Pelimekaniikassa tärkeää on infuusiopumpun toiminnan täsmällinen representaatio. Esimerkiksi laitteen käynnistysnappia painaessa infuusiopumppu päästää pienen merkkiäänen, valot syttyvät ja sen jälkeen näyttöön ilmestyy tekstiä, joka ilmoittaa käynnistymisestä. Kaikki nuo toiminnot ovat olennaisia, jotta pelaajan on helppo siirtää oppimansa digitaalisesta reaalimaailmaan. Olennaista ei kuitenkaan ole se, että sisäisen toimintalogiikan pitäisi olla täsmälleen sama kuin mallinnettavassa laitteessa on.

Oikea infuusiopumppu

Ratkaisevana asiana voidaan pitää lopputulosta: pelin pitää pystyä vakuuttamaan pelaaja siitä, että se toimii samoin, kuin representoitava oikean maailman laite. Pelinkehittämisessä tehtäviä valintoja on siis tarkasteltava opitun reaalimaailmaan siirtämisen näkökulmasta: jos toiminto on tärkeä oikean fyysisen laitteen käyttämisen kannalta, sitten se on toteutettava myös digitaaliseen versioon. Infuusiopumpusta tehdyn pelin ei siis täydy olla täydellinen digitaalinen kaksonen, vaan lähinnä sen toimintaa mahdollisimman tarkasti simuloiva malli.

Projekti on tällä hetkellä vielä kesken, mutta vaikuttaa erittäin lupaavalta. Pelinkehittämisen yhdistäminen oppimistulosten kehittämiseen on kiinnostava ja tärkeä suunta, josta saadaan varmasti kiinnostavaa dataa pelin kehittyessä. Tutoriaalin on määrä valmistua kesäkuussa 2021. Peli tulee toimimaan tavallisella tietokoneella, mobiilipäätelaitteella ja lisäksi myös virtuaalista todellisuutta selvitetään.

’TKI-toiminta digiaikaan’ -hanketta rahoittaa Lapin Liitto EAKR-rahoituksella.


Kirjoittanut Samuli Valkama | 29/04/2021

Historiallinen tarkkuus vastaan helppo pelattavuus – Struven ketju -mobiilipelin suunnittelu

Minkä tahansa todellisuuteen perustuvan pelin, pelimäisesti toimivan oppimisympäristön tai muun pelaamisen teknologiaa ja mekaniikkoja hyödyntävän sovelluksen kehityksessä joudutaan pohtimaan realismin ja pelattavuuden suhdetta. Todellisen maailman kopioiminen pelimaailmaan tarkalleen kaikkien fysiikan, biologian tai ajan kulumisen asettamien rajoitusten kanssa ei läheskään aina palvele pelin tai sovelluksen perimmäistä tarkoitusta. Sekä viihteellisyys että oppiminen voivat kärsiä sataprosenttisesta uskollisuudesta realismille.

Jos peli keskittyy hyvin rajattuun aiheeseen, kuten esimerkiksi simuloimaan jonkin kulkuvälineen ohjaamista, on erittäin järkevää tai jopa ehdottoman tarpeellista tehdä pelimaailmasta mahdollisimman tarkasti todellista esikuvaansa vastaava. Erilaisten ajoneuvosimulaattoreiden tapauksessa myös fyysisistä ohjaimista tehdään usein todellisuutta vastaavat. Sen sijaan tapauksissa, joissa peli on toiminnoiltaan tai ympäristöltään laajempi, joudutaan aina tekemään päätöksiä siitä, mitkä asiat toistetaan todellisuudelle uskollisesti ja mitä muutetaan esimerkiksi pelattavuuden, viihteellisyyden tai paremman kokonaisuuden hahmottamisen vuoksi. Oman lisänsä tähän pohdintaan tuo pelin alusta ja sen mukana tuleva ohjaamisen tapa: hiiren ja näppäimistön yhdistelmä, tavallinen kaupallinen peliohjain tai älypuhelimen ruutu ovat hyvin geneerisiä ohjaimia, eivätkä siten vastaa tuntumaltaan mitään erikoistuneita esineitä, työkaluja tai hallintalaitteita. Älypuhelinten tapauksessa vastaan tulevat erityisesti laitteiden rajattu suorituskyky ja fyysinen koko, sekä kosketusnäytön sormella käyttämisen epätarkkuus.

Tätä pohdintaa realismin, alustan rajoitusten ja pelin päämäärän suhteesta on tehty ja joudutaan projektin edetessä tekemään paljon myös EU:n Interreg Pohjoinen -ohjelman (EAKR) osarahoittamassa Maailmanperintö Struven ketjun pohjoiset osat -hankkeessa (struvenorth.net) tuotettavan mobiilipelin kehitystyössä.

Pelin taustatarina: Mikä Struven ketju?

Friedrich Georg Wilhelm von Struve (1793-1864) oli tähtitieteilijä, joka tutki urallaan muun muassa maapallon muotoa. Osana tutkimuksiaan hän johti Mustaltamereltä Hammerfestiin ulottuvan kolmiomittausketjun rakentamista. Mittauksen tavoitteena oli saada tarkempaa tietoa maapallon muodosta sen napoja kohti mentäessä. Nykyisin 10 valtion alueen ylitse kulkevassa ketjussa on kaikkiaan 258 peruskolmiota ja 265 peruspistettä, joista 34 on suojeltu. (Maanmittauslaitos.fi)

UNESCO:n maailmanperintökohteiden listalle vuonna 2005 hyväksytty Struven ketju ei kuitenkaan ole tänä päivänä Pohjoismaissa erityisen hyvin tunnettu. Niinpä Maailmanperintö Struven ketjun pohjoiset osat -hankkeessa pyritään tekemään Struven ketjusta tunnetumpi ja parantamaan sen saavutettavuutta. Hankkeessa kehitettävällä mobiilipelillä halutaan viihteellisellä tavalla tavoittaa maailmanperintökohteelle uutta yleisöä.

Pelin tapahtumat ja ympäristö perustuvat todellisiin tapahtumiin 1800-luvulla nykyisen Suomen, Ruotsin ja Norjan, silloisen Venäjän keisarikunnan ja Ruotsi-Norjan alueilla. Tarkoitus ei ole kuitenkaan tehdä opetuspeliä tai pyrkiä toistamaan historiallisia tapahtumia ja olosuhteita mahdollisimman suurella tarkkuudella, vaikka tämä olisi pelimaailmassa periaatteessa mahdollista. Struven ketju -mobiilipelin ote taustatarinansa todellisiin tapahtumiin on tietoisesti suunniteltu kevyeksi ja viihteelliseksi. Syyt tähän valintaan voidaan karkeasti jakaa kolmeen kohtaan: satunnaisemmin pelaavan yleisön tavoitteluun, sujuvampaan tarinankerrontaan ja mobiilialustan mukanaan tuomiin rajoituksiin. Mainitut syyt ja historiallinen tarkkuus eivät sinällään ole toisensa poissulkevia tekijöitä, mutta tässä peliprojektissa valinta on tehty helppouden ja viihteellisyyden hyväksi.

Ajan kuluminen ja tapahtumien järjestys

Kun monisataasivuisesta kirjasta tehdään elokuvasovitus, tarinan tapahtumia tiivistetään ja saatetaan hieman järjestää uudelleen, jotta kaikki olennainen mahtuisi kompaktimpaan formaattiin ja jotta katsojan mielenkiinto saadaan varmasti pidettyä yllä koko elokuvan ajan. Struve-mobiilipelin kehityksessä on päätetty samaan tapaan käsitellä aikaa ja tapahtumajärjestystä joustavasti samoista syistä: pelin kokonaispituutta halutaan rajata ja tapahtumien seuraamisesta halutaan tehdä pelaajalle tarpeeksi helppoa, että pelaajan mielenkiinto säilyisi pelin loppuun saakka.

Koko ketjun mittaukset kestivät todellisuudessa useita vuosikymmeniä ja pelin keskiössä olevan Lapin osuuden mittauskin vei vuosia. Näin pitkän ajan kaikkien tapahtumien tarkka toistaminen pelissä kasvattaisi pelin pituutta riippumatta siitä, millä tavalla aikaa pelin sisällä käsitellään. Mobiilipelejä ei tyypillisesti pelata kovinkaan pitkää aikaa kerrallaan: pelien käytön seurantaan työkaluja myyvän Game Analyticsin vuoden 2019 raportin mukaan mobiilialustalla pelattaville seikkailupeleille yhden pelikerran keskimääräinen pituus on alle 15 minuuttia (GameAnalytics Mobile Gaming Benchmarks Report: H1 2019, s.13). Jos pelin läpi pääsemiseen tarvittava aika mitataan kymmenissä tunneissa, kuten joissakin nykyisissä PC- tai konsolipuolen AAA-julkaisuissa, keskimääräisen pituisia pelikertoja tarvittaisiin pelin läpäisemiseen moninkertainen määrä verrattuna tilanteeseen, jossa pelin kokonaispituus on joitakin tunteja. Struven ketju -pelissä pelaajan halutaan pääsevän ketjun päätepisteelle Hammerfestiin saakka, joten jos pelin kokonaispituus ja siten läpäisemiseen vaadittujen pelikertojen määrä on suuri, on mahdollista, että pelaajat kokevat pelin liian pitkäksi ja jättävät sen kesken jo ennen maaliviivaa. Niinpä on perusteltua luopua tarkkuudesta ajan kulumisen kohdalla pelaajien loppuun asti mukana pitämisen hyväksi.

Todellista tapahtuma-aikaa ei kuitenkaan haluttu poistaa pelistä kokonaan. Pelin kulkua on tämänhetkisessä kehityksen vaiheessa (keväällä 2021) suunniteltu siten, että kalenterivuodet kulkevat pelin oman sisäisen ajan mukana eteenpäin ja pelaajan tavoitteena on päästä mittausketjun loppuun samana vuonna kuin sinne todellisuudessa päästiin. Joillakin paikkakunnilla pysähtymistä tai niiden kautta kulkemista pyritään mahdollisesti myös sijoittamaan oikeiden tapahtumavuosien kohdalle.

Samalla kun pelin aikaa on päätetty käsitellä joustavasti, myös mittauksen kulku on päätetty esittää lineaarisemmin kuin se todellisuudessa tapahtui. Pelin sisällä kuljetaan kolmiomittausketjua mukailevaa reittiä koko ajan yhteen suuntaan, kun taas todellisuudessa mittaukset eivät kulkeneet yhtä reittiä pisteestä A pisteeseen B, vaan joissakin paikoissa pysyttiin kauemmin kuin toisissa ja mittauksia saatettiin tehdä esimerkiksi pistoina tällaisesta pysyvämmästä pysähdyspaikasta käsin. Pelin varhaisessa suunnitteluvaiheessa olisi periaatteessa ollut mahdollista valita peliin etenemisen tapa, joka olisi sujuvasti mahdollistanut todellisten mittausreittien tarkan seuraamisen pelin sisällä. Pelinkehitystiimin oma päätös oli kuitenkin muuttaa pelin sisällä kuljettava reitti yksisuuntaiseksi ja lineaariseksi. Kehitystiimin jäsenet kokivat selkeätä reittiä pitkin etenemisen huomattavasti enemmän pelaajaa motivoivaksi etenemisen tavaksi kuin esimerkiksi pistoina tehtävät mittausmatkat. Omalta osaltaan päätökseen vaikutti myös se, että varhaisessa suunnitteluvaiheessa tiimillä ei ollut käytössään tarkempia tietoja mittausten todellisista reiteistä vaan niitä saatiin vasta myöhemmässä vaiheessa. Puutteellisilla tiedoilla pelin suunnittelu lineaariselle reitille oli helpompaa.

Ajan kulumisen ja tapahtumien järjestyksen joustavassa käsittelyssä joudutaan uhraamaan historiallisesta tarkkuudesta paljon. Perusteluna ja päämääränä tälle on tehdä pelistä helposti lähestyttävä: pelaajalta ei vaadita mitään pohjatietoja tai aiempaa kiinnostusta pelin aihetta kohtaan, eikä peli myöskään väkisin pyri kasvattamaan tai valistamaan pelaajaa. Ajatus on ensisijaisesti tarjota hyvä pelikokemus, sen sivussa kertoa pelaajalle mahdollisesti tuntemattomasta aiheesta ja herättää kiinnostus tutustua aiheeseen myös muilla tavoilla.

Mobiilialustan vaikutus

Mobiililaitteille tehtävissä peleissä joudutaan pelin genrestä ja sisällöstä riippumatta ottamaan huomioon alustan asettamat rajoitukset. Vaikka älypuhelinten näyttöjen fyysinen koko on suurentunut ja resoluutio parantunut, näytöt ovat silti monta kertaa tavanomaista kannettavan tietokoneen tai pöytäkoneen näyttöä pienempiä. Tämä asettaa suoraan rajoituksia sille, kuinka paljon erilaisia pelin hallintaan ja ohjaamiseen tarvittavia valikoita ja muita elementtejä näytölle mahtuu niin, että ne säilyvät vielä luettavina. Lisäksi mobiililaitteita käytetään tyypillisesti sormilla, mikä on huomattavasti hiirtä tai erillistä peliohjainta epätarkempi ohjaamisen tapa ja vaikuttaa edelleen siihen, kuinka pieniä esimerkiksi valikoiden painikkeista on järkevää tehdä.

Mobiililaitteita voidaan parempaa tarkkuutta haluttaessa ohjata osoitinkynällä (engl. stylus) ja kynää ohjaimena käyttäviä pelejä on tehty jonkin verran. Mobiilipelaamista varten myydään myös nimenomaan tätä tarkoitusta varten tehtyjä ohjaimia, jotka muistuttavat konsolien ohjaimia. Sekä kynät että ohjaimet ovat kuitenkin useimmiten erikseen myytäviä lisälaitteita, joten mahdollisimman laajaa yleisöä ja pelin helppoa käyttöönottoa tavoiteltaessa ei ole järkevää edellyttää käyttäjältä minkäänlaisia erikoisempia ohjaimia.

Pelisuunnittelun kannalta näytön koon rajallisuus vaikuttaa muun muassa siihen, ettei pelaajalle voida näyttää kovin suurta määrää informaatiota kerrallaan. Pelaajalle tarpeellisen informaation esittämistä voidaan säädellä esimerkiksi siten, että informaatiosta on näkyvillä vain ne osat, jotka ovat tarpeellisia juuri sillä pelin hetkellä tai tietyssä avoinna olevassa valikossa. Toinen vaihtoehto on tarvittavan tiedon pilkkominen pienempiin osiin ja näyttäminen eri valikoissa tai valikoiden alatasoilla. Molemmissa tavoissa on kuitenkin omat ongelmansa. Jos informaatiota on paljon ja suuri osa siitä on kontekstuaalista eikä sitä näytetä pelaajalle jatkuvasti, työmuistin rajat tulevat vastaan ja pelaajan on vaikea pitää mielessään kaikkia tarpeellisia asioita. Kovin monitasoiset valikot voivat puolestaan olla vaikeita navigoida. Niinpä ratkaisu ei voi olla ainoastaan esitettävän tiedon pilkkominen tai sen esitystavan muuttaminen vaan peli täytyy lähtökohtaisesi suunnitella niin yksinkertaiseksi, että tarvittavan tiedon määrä ei ole erityisen suuri.

Ohjaamisen epätarkkuus puolestaan tarkoittaa sitä, etteivät varsinkaan kaikista useimmin toistuvat toiminnot saa vaatia tarkkoja tai monimutkaisia ohjausliikkeitä. Peliä pitää pystyä voida ohjaamaan muutamilla tärkeimmillä painikkeilla ja yksinkertaisilla eleillä, jotta pelin oppiminen on helppoa ja sen jatkuva käyttäminen vaivatonta.

Historiallisen näkökulman kannalta nämä yksinkertaistamisen vaatimukset johtavat siihen, että todellisuudessa monimutkaisia tai vaativia toimenpiteitä täytyy muuttaa suoraviivaisemmiksi ja helpommiksi. Struven ketju -mobiilipelissä esimerkiksi mittausten tekemisestä pyritään antamaan pelaajalle todenmukaista tietoa, mutta tarkkuutta ja taitoa vaatinutta mittalaitteiden käyttöä ei toisteta pelissä sinällään, vaan korvataan yksinkertaistetulla tai helpotetulla versiolla siitä, tai kokonaan toisella mittaukseen liittyvällä toiminnalla. Kun pelin perusperiaatteet on helppo oppia ja pelaaminen ei vaadi monimutkaisia toimia, myös pelejä vähemmän pelaavat tai niihin kokonaan tottumattomat pysyvät helposti aloittamaan Struven ketju -pelin pelaamisen.

Mitä historiasta tuodaan peliin mukaan?

Vaikka Struven ketju -mobiilipelin kehityksessä toimitaan ensin pelimekaniikan ja -alustan ja vasta toissijaisesti pelin historiallisiin tapahtumiin perustuvan taustatarinan ehdoilla, pelistä ei kuitenkaan haluta tehdä vain geneeristä seikkailupeliä, johon on liimattu päälle historiasta ammentava kosmeettinen kuori. Pelinkehitystiimi on käyttänyt suunnitelmissaan muun hanketiimin keräämiä tietoja, jotka käsittelevät aiheita itse mittausten kulusta tunnettuihin pysähdyspaikkoihin ja 1800-luvun päivittäiseen elämään. Pelaajan ratkaistavaksi tulevia ongelmia etsitään ketjun mittaajien todellisuudessa kohtaamista haasteista. Lapin syrjäinen sijainti ja haastavat sääolot vaikuttivat muun muassa siihen, miten mittalaitteita pystyttiin kuljettamaan ja milloin mittauksia pystyttiin tekemään. Esimerkiksi Suomen Lapin varsinainen tieverkko, poislukien talvitiet, ulottui 1800-luvulla Kittilään, Kolariin ja Sodankylään, niinpä tätä pohjoisempana pelaajalla ei ole enää reittivaihtoehdoissaan maantietä.

Pelaajalle halutaan pelin mittaan välittää ajatus siitä, millainen merkitys mittauksilla oli laajemmin yhteiskunnassa. Struven ketjun tuottaman tiedon myötä kartoista pystyttiin piirtämään entistä tarkempia ja tarkkojen karttojen merkitys esimerkiksi kaupan tekemisen tai sodankäynnin kannalta oli ja on edelleen suuri.

Ajankuvaa välitetään pelissä myös visuaalisesti. Pelin piirrostyyli on sarjakuvamainen, mutta esimerkiksi vaatteiden ja varusteiden, kylien rakennusten ja erilaisten mittausvälineiden mallit ovat 1800-luvun esikuviensa mukaisia. Lähes 200 vuoden takaiset tapahtumat ja elämä halutaan pelissä näyttää elävinä ja kiinnostavina huolimatta siitä, että todellisesta historiallisesta tarkkuudesta on monilta osin päätetty luopua.

Lisää Maailmanperintö Struven ketjun pohjoiset osat -hankkeesta: struvenorth.net

Lisää Struven ketjusta yleisesti: https://www.maanmittauslaitos.fi/struvenketju

Game Analyticsin vuoden 2019 raportti: https://progamedev.net/wp-content/uploads/2019/07/Benchmarks2019.pdf


Kirjoittanut Sanni Mustonen | 31/03/2021

UX & Palvelumuotoilu FrostBit labrassa

Olen Lapin yliopiston palvelumuotoilun tohtoriopiskelija ja harjoittelija FrostBit ohjelmistolaboratoriossa. On ollut suuri kunnia päästä harjoitteluun FrostBitille. Sain mahdollisuuden päästä harjoittelemaan UX ja palvelumuotoilua FrostBitin eri projekteissa, ja haluaisinkin kertoa teille mielelläni kokemuksistani.

Mitä ovat UX ja palvelumuotoilu?

Viime aikoina UX-suunnittelu ja palvelumuotoilu ovat olleet hyvin ajankohtaisia: olet saattanut kuulla monista tuotteista ja ohjelmistoista, joita on sovellettu UX-suunnittelu sekä palvelumuotoiluperiaatteilla. Mitä ne oikeastaan tarkoittavat?

UX tarkoittaa käyttökokemusta, englanniksi ’User Experience’. Normaalisti suunnitteluohjelmistojen osalta UX-suunnittelijat keskittyvät enemmän ohjelmistojen logiikkaan. Hyvän UX-suunnittelun avulla käyttäjät eivät hämmenny ja eksy 2D-maailmaan (sovellukset, verkkosivustot jne.) tai 3D-maailmaan (VR- tai AR-tekniikat). Useimmissa tilanteissa UX-suunnittelu liittyy läheisesti UI-suunnitteluun (käyttöliittymäsuunnittelu).

Toistaiseksi ei ole vielä olemassa yhtä virallista määritelmää palvelusuunnittelulle. Minulle palvelusuunnittelun ydin on ”empatia”, mikä tarkoittaa, että palvelumuotoilijan on ajateltava ”palveluprosessia” kaikkien sidosryhmien näkökulmista. Esimerkiksi, jos kehität B2C-verkkosivustoja, sidosryhmiksi otetaan mukaan verkkosivustoja käyttäneet asiakkaat, henkilökunta sekä jopa jotkut kolmannet osapuolet. Lisäksi palvelumuotoilu käsittää koko prosessin suunnitteluratkaisun mukaan. Esitän esimerkin ravintolasta: Kun näet ensimmäisen kerran ravintolan logon ja kasvot, palvelusuunnittelun prosessi on jo alkanut. Ruokailuympäristö, ruoan maku, henkilökohtainen palvelu ja jopa antamasi palaute – kaikki nämä voivat olla osa palvelusuunnitteluprosesseja.

Minulle palvelumuotoilu muistuttaa enemmän strategista suunnittelua: itse tuotteen lisäksi palvelumuotoilu tarjoaa tehokkaamman ja arvokkaamman suunnitteluprosessin, joka ratkaistaan ”kipupisteiden” kautta. Palvelumuotoilulla on laajempi soveltamisala, joka ei sisällä vain UX-suunnittelua, vaan myös graafisen suunnittelun, tuotesuunnittelun, tietosuunnittelun ja niin edelleen.

Alla näet perustason suunnitteluprosessin, jota seuraan itse aina:

Kuinka päädyin UX- ja palvelumuotoilu-harjoitteluun FrostBit-ohjelmistolaboratoriossa?

FrostBit-ohjelmistolaboratoriossa harjoittelujaksoni aikana olen tehnyt pääasiassa kahta asiaa: ensimmäisenä olen suunnitellut FrostBit-verkkosivustoille uusia ominaisuuksia tai parannusehdotuksia, ja toisena tein sisustussuunnittelua laboratorion toimiston ulkopuoleiselle aulalle. Voit ajatella, että verkkosivujen suunnittelu liittyy UX-suunnitteluun ja palvelumuotoiluun – mikä on totta. Suunnitteluprosessissani toteutin verkkosivustolle animaatioita, jotka kiinnittävät asiakkaiden huomion heti, kun he saapuvat verkkosivustolle, ja tätä kautta huomaamaan tärkeimmät asiat. Lisäksi joihinkin teksteihin yhdistettiin kuvakkeita: tällä tavalla tieto voidaan siirtää lukijoille hyvin lyhyessä ajassa. Vaikka suunnittelijoilla on yleisiä vinkkejä, joita usein sovelletaan web-suunnitteluussa, haluan itse kiinnittää huomiota enemmän ajattelutapaan, eli kuinka lukijat itse ajattelisivat ja kuinka tieto voidaan siirtää heille. Kun suunnittelen tällä tavalla, voin määritellä suunnitteluratkaisun ytimen, tasapainottaa molempien osapuolten vaatimukset ja kiinnittää huomiota aiemmin mainitsemaani ”empatiaan”.

Aulan sisustussuunnittelussa minulla on ollut sama ajatteluprosessi: prosessi määrittelee sekä kohderyhmän että tavoitteen ja päätoiminnot sekä suunnittelun elementit (jokaiselle ryhmälle) aulassa. Kokemukseni perusteella käytin UX- ja palvelumuotoilua aulan ”kokonaiskuvan” suunnitteluun ja käytin sitten sisustussuunnittelua tapana soveltaa ja näyttää ideani ja suunnitteluratkaisut.

Harjoitteluni aikana en vain kehittänyt suunnittelun perustaitojani, vaan myös harjoittelin palvelusuunnittelun avainkohtia FrostBitilla. Määrittelisin kolme tiettyä ydintä, jotka on pidettävä mielessä suunnitteluprosessin aikana:

  • Kuinka kasvattaa asian arvoa
  • Kuinka hyödyntää yhteissuunnittelua (co-design)
  • Mikä on se ”uusi idea” tai ratkaisu

Mitä näkyy FrostBitin UX ja palvelumuotoilun tulevaisuudessa?

Olen ehdottoman varma, että palvelusuunnittelulla ja UX-suunnittelulla on valoisa tulevaisuus FrostBit-ohjelmistolaboratoriossa. Riippumatta siitä, miten maailma muuttuu, jokainen Frostbit-ohjelmiston edistyminen voi muuttaa tai ohjata ihmisten käyttäytymistä. Siksi käytämme palvelumuotoilua nähdäksesi kokonaiskuvan ja antamalla ”oikeat” ohjeet projekteillemme. FrostBitissä emme sovella vain ”todellisia” suunnittelutaitoja, vaan myös ”empatian” ajattelutapaa projekteissamme ja pyrimme jatkuvasti etsimään tapoja luoda tämä. Jos haluat nähdä, kuinka käytämme UX:ää ja palvelumuotoilua projektissamme inspiroivien tulosten luomiseen, pysy ajan tasalla portfoliostamme ja julkaisuista!


Kirjoittanut Li Nan | 10/03/2021

Game Dev -tiimin työskentely FrostBitillä

Meitä labrassa työskentelee jo noin 40 palkattua henkilöä sekä tietenkin meidän harjoittelijamme, vaihto-opiskelijat sekä opinnäytteen tekijät. Iso osa tästä työskentelee Game Development (Game Dev / peli) tiimissä eri peliprojekteissa. Henkilöstömäärämme on kasvanut huimasti viime vuosina ja mukaan on tullut paljon eri osaamista. Emme ole enää pelkästään insinöörijoukko, joka koodaa pimeässä laboratoriossa Jolt Colan voimalla. Mukaan on tullut muun muassa mallinnuksen, graafisen suunnittelun, palvelumuotoilun, audiovisuaalisen ja pelipedagogiikan ammattilaisia, sekä jokaisen henkilökohtainen osaaminen. Tiimissämme on todella vahva osaaminen viemään projekteja aivan alkumetreiltä maaliin asti. Teemme todella tiiviisti yhdessä projekteja mobiili ja web tiimin kanssa, sillä lähes jokainen projektimme tarvitsee vähintään web-sivuston tai taustajärjestelmän. Monimutkaisen taustajärjestelmän rakentaminen on labran mobiili ja web tiimin ydinosaamista.

Kaivosprosesseihin tutustumista Mantovaaran louhoksella

Mitä me teemme Game Dev tiimissä? Päätyökalumme ovat eri pelimoottorit, käytämme pääsääntöisesti Unity3D tai Unreal pelimoottoria projektin mukaan. Vaikka tiimimme nimi on Game Dev Team, emme ehkä tee pelejä siinä perinteisessä muodossa. Hyödynnämme peliteknologiaa esimerkiksi visualisointeihin, simulaatioihin, oppimisympäristöihin tai markkinointiin. Tämä tekee työstä todella monipuolista; pääsemme työskentelemään eri substanssialojen kanssa ja olemme tehneet erilaisia peliteknologiaa hyödyntäviä toteutuksia aina hiukkasfysiikasta sairaanhoitoon. Eikä ainoastaan se, että teemme pelkästään yhteistyötä eri substanssialojen kanssa – pääsemme myös tutustumaan ja opiskelemaan millaista työskentely on erilaisilla aloilla, esimerkiksi kaivoksissa. Hyvänä esimerkkinä toimii KaiVi-hanke, jonka aikana hankkeessa työskennelleet ohjelmoijat ja mallintajat lähtivät työharjoitteluun kaivokselle tutustumaan kaivoksen toimintaan. Tällainen toiminta on ensiarvoisen tärkeää, kun halutaan rakentaa ympäristöjä, jotka vastaavat todellisuutta. Tärkeää on myös, että kehitystiimille kasvaa jonkinlainen ymmärrys substanssialasta ja pystyy näin keskustelemaan tehokkaasti ammattilaisten kanssa.

Monialaista osaamista ja oppimista

Peliteknologioiden täysipainoinen hyödyntäminen vaatii usean ammattilaisen yhteistyötä. Jokainen projekti alkaa suunnittelulla ja määrittelyllä johon osallistuu niin substanssiasiantuntijoita, suunnittelijoita, ohjelmoijia kuin artisteja. Tässä vaiheessa myös mietitään pedagogisia ratkaisuja oppimisympäristöihin tai mukaan otetaan palvelumuotoilun työkalut. Varsinaiset toteutukset pitävät sisällään projektista riippuen erilaisia vaiheita, mutta tyypillisesti projekti aloitetaan konseptoinnilla, teknologiatesteillä tai prototyypeillä, josta siirrytään varsinaisen tuotekehitykseen. Projektista riippuen projektille valitaan sopivat työkalut sekä tarvittavat menetelmät projektin läpiviemiseksi. Käytämme useassa projektissa scrum-menetelmää: menetelmä mahdollistaa ketterän kehityksen, sekä toimii erittäin hyvin nykyisessä tilanteessa, jossa työskentely tapahtuu pitkälti etänä.

Uudet teknologiset laitteet ja ratkaisut ovat meillä käytössä useassa projektissa. Pääsemme esimerkiksi toteuttamaan erilaisia virtuaalitodellisuuden ympäristöjä ja etsimään myös uusia ratkaisuja hyödyntää virtuaalitodellisuutta. Virtuaalitodellisuus on vain yksi uusista teknologioista, joita hyödynnämme. Virtuaalitodellisuuden lisäksi pääsemme hyödyntämään projekteissamme muun muassa tekoälyä, koneoppimista, sensoreita, liikealustoja ja ohjaimia. Pyrimme aina löytämään uusia tapoja hyödyntää teknologiaa toiminnassamme parhaan lopputuloksen saamiseksi.

Vaikka meillä labrassa jokaisella on oma roolimme, ei se tarkoita, että ohjelmoijan tarvitsee pelkästään koodata, tai mallintajan mallintaa. Oman osaamisen ja tahtotilan mukaan pääsee monipuolisesti osallistumaan erilaisiin tehtäviin. Tarjolla on hankesuunnittelua, artikkeleita, esittelyjä, kehittämistehtäviä, harjoittelijoiden ohjaamista, teknistä vetovastuuta, työpajoja, webinaareja ja monia muita toiminamme kannalta tärkeitä tehtäviä. Kliseistä, mutta totta; ei yhtään samanlaista työpäivää, ei yhtään samanlaista projektia.

Osa henkilökuntaamme toimii myös tuntiopettajina tieto- ja viestintätekniikan koulutuksessa. On todella palkitsevaa päästä jakamaan osaamistamme tuleville insinööreille ja päästä myös sitä kautta laboratoriona antamaan oman panoksensa alueen kehittymiselle. Tulevana kesänä olemme mukana jälleen kerran rakentamassa kesäpeliopintoja, suunnittelu on hyvässä vauhdissa, parhaat kesäpeliopinnot ovat jälleen luvassa. Muista seurata blogiamme, laitamme varmasti tunnelmia kesäpeliopinnoista kesän aikana.

Käy tutustumassa erilaisiin projekteihimme portfoliossamme


Kirjoittanut Toni Westerlund | 26/02/2021

Pelillisyydellä näkyvyyttä kaivosalalle

Suomessa on jopa 46 kaivosta, joiden henkilöstöä oli vuonna 2018 yli 5000. Erityisesti Pohjois-Suomessa kaivosala on tärkeä työllistäjä ja toimii elinkeinona niillä seuduilla, joissa monipuolinen työllisyys ja hyvinvoinnin kehittäminen voi olla muuten haastavaa (Kaivosteollisuus.fi). Kaivosalalla on myös laaja koulutustarjonta ympäri Suomen, jonka vuoksi tutkintorakenteiden uudistaminen ja modernien oppimiskeinojen kehittäminen on kasvavan kysynnän vuoksi ajankohtaista.

Kuinka kaivosalan koulutusta voitaisiin sitten nykyaikaistaa? Migael-hanke vastaa tähän kysymykseen pelillisyydellä ja moderneilla teknologioilla. Hankkeen tavoitteena on kehittää kaivosalan koulutusta luomalla virtuaalinen oppimisympäristö, jossa on erilaisia skenaariopohjaisia harjoitteita. Vuoden 2021 alkuun mennessä hankkeessa on luotu kolme valmista harjoitusta ja neljäs harjoitus valmistuu helmikuun aikana. Jokainen harjoitus keskittyy erilaisiin “skenaarioihin” avolouhoksessa sekä maanalaisessa kaivoksessa, ja harjoitusten luomisessa on hyödynnetty erilaisia alustoja ja teknologioita:

Panostus / räjäytys
Ensimmäisessä harjoituksessa pystyy harjoittelemaan räjähteiden panostusta 2D-näkymässä, ja tarkastelemaan panostuksen ja räjäytyksen simulointia sekä 3D- että Oculus Guest virtuaalinäkymässä. Harjoituksessa pelaaja pääsee simuloimaan erikokoisia panostuksia ja näkemään miltä niiden räjäytys voisi näyttää kalliossa.

Työturvakortti
Toinen harjoitus luotiin myös Oculus Guestin virtuaalilaseilla pelattavaksi, ja tässä harjoituksessa pelaaja pääsee tekemään työturvakortin tarkastusta maanalaiseen kaivokseen. Pelaaja pystyy liikkumaan maanalaisessa kaivoksessa ja havainnoimaan tarvittavat turvatoimenpiteet sekä täyttämään työturvakortin niiden mukaan.

Ajoonlähtötarkastus
Kolmas harjoitus luotiin sekä Oculus Rift -virtuaalilaseilla että Android-puhelimilla pelattavaksi, ja tässä harjoituksessa käydään läpi kaivoskoneen ajoonlähtötarkastus. Pelaajan tulee tarkastaa työhenkilön turvavarustus ja kaivoskoneen ajo- ja käyttökelpoisuus, ennen kuin sillä voidaan lähteä työskentelemään.

Räjäytystä edeltävät ja sen jälkeiset turvallisuustoimenpiteet
Neljännessä harjoituksessa pelaajan tulee suorittaa louhosräjäytystä edeltävät ja räjäytyksen jälkeiset turvallisuustoimenpiteet. Harjoituksesta tehtiin perinteisempi 3D-desktop hyötypeli, jossa pystytään hyödyntämään tekstillistä opetusmateriaalia enemmän laajan aihepiirin parissa. Pelaaja pääsee havainnoimaan avolouhos-ympäristöstä kohteita, joille tulisi tehdä toimenpiteet alueen turvaamiseksi ennen ja jälkeen räjäytyksen.

Erilaiset tekniset toteutusalustat mahdollistavat erilaisia tapoja esittää tai simuloida opetettavaa aihealuetta. Virtuaalitodellisuudella pystytään viemään pelaaja tai oppija todentuntuiseen oppitilanteeseen, jolla vastataan mahdollisimman paljon oikean elämän tilannetta. Tällä tavoin voidaan esimerkiksi simuloida hyödyllisesti harjoitustilanteita, joiden toteuttaminen olisi vaativaa, kallista ja usein myös vaarallista. Puhelinalustalla toteutettu harjoitus mahdollistaa oppimisen helpommin ajasta ja paikasta riippumatta, ja tällä voidaan tavoittaa laajempi käyttäjäryhmä. Tämän vuoksi esimerkiksi kolmannessa harjoituksessa ajoonlähtötarkastuksen lista toteutettiin sekä VR-laseille että puhelimelle.

Virtuaalilasit luovat kuitenkin oman haasteensa, mikäli opetettava materiaali ja aihealue ovat laajoja ja vaativat enemmän kuin havainnointia ja ”käsinkosketeltavia toimenpiteitä”. Vaikka virtuaalilaseille pystytään tuomaan esimerkiksi ohjeet ”leijuvina teksteinä”, interaktiiviset tekstit liikkumisen ja muun aktiviteetin kanssa voivat luoda tarpeettoman paljon haastetta VR-maailmassa. Migaelin neljäs harjoitus päätettiinkin toteuttaa 3D desktop-pelinä, sillä aihealue vaati paljon tekstiä opetusmateriaalin ja muun informaation muodossa. Tässä harjoituksessa jouduttiin myös suunnittelemaan erityisen tarkasti mitkä toimenpiteet on järkevää pelillistää, sillä turvallisuustoimenpiteitä on räjäytystilanteessa useita. Osa geneerisimmistä ja hankalammin pelillistettävistä toimenpiteistä toteutettiin muun muassa cinematic-välisiirtymien sekä pelin hahmojen opastusten muodossa:

Erilaisilla teknologisilla toteutuksilla voidaan siis mahdollistaa erilaisia oppimiskeinoja ja saavuttaa tiettyjä oppimistavoitteita. Toiset teknologiat mahdollistavan todenmukaisemman harjoitusten simuloinnin, kun taas toisilla voidaan tuoda laajemmin asiasisällöt esille ja tavoittaa suurempi käyttäjäryhmä. Migaelissa tuotetut harjoitukset muodostavat yhdessä pelillisen oppimisympäristökokonaisuuden, jossa pääsee kokemaan monien uusien teknologioiden hyödyt ja oppimaan kaivosalasta innostavasti ja turvallisesti. Hankkeen tavoitteena onkin tehdä kaivosalaa näkyvämmäksi ja kiinnostavammaksi erityisesti opiskelijoille, sekä mahdollistaa tärkeän ja turvallisen harjoittelun ajasta ja paikasta riippumatta.

Neljännen harjoituksen valmistumisen lisäksi, alkuvuosi on hankkeelle tapahtumarikas: hankkeen tiimoilta järjestetään 25.01.2021 Teams-webinaari nimeltä ‘modernien teknologioiden hyödyntäminen kaivosalalla’. Webinaarissa kuullaan puhujia FrostBitin lisäksi VTT:ltä ja Kajaanin ammattikorkeakoulusta, jotka esittelevät muun muassa pelillisyyden, VR/AR-teknologioiden ja uusien sensori-teknologioiden hyödyntämistä kaivosalalla. Webinaariin kutsutaan kuuntelemaan kaivosalan henkilöstöä, projektihenkilöstöä sekä Lapin ammattikorkeakoulun opiskelijoita.

Hankkeen toimenpiteitä päivitetään sen virallisilla sivuilla, joista löytyy muun muassa blogi ja ladattavat harjoitukset: www.migael.fi

Lisäksi projektin tekninen tiivistelmä löytyy FrostBitin portfoliosta: https://www.frostbit.fi/portfolio-fi/migael-fi/

Pohjois-Pohjanmaan elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskus on myöntänyt Euroopan sosiaalirahaston (ESR) ja valtion rahoitusta 337 502€ Migael-hankkeelle. Hankkeen kokonaiskustannukset ovat 450 002€.

Viitteitä

www.kaivosteollisuus.fi/fi/kaivosala-suomessa


Kirjoittanut Tuuli Nivala | 15/01/2021

Alustariippumaton mobiilikehitys, kokemuksia Flutterista

FrostBit ohjelmistolaboratorio on viime vuosina kiinnostuneena seurannut Googlen tuottamaa Flutter-alustaa, sekä ottanut sitä myös aktiivisesti käyttöön mobiilisovellusten toteuttamisen tueksi. Tarve tehokkaalle alustariippumattomalle teknologialle on ollut suuri, sillä kahden erillisen natiivisovelluksen (Android + iOS) tuottaminen erikseen ei ole ollut tarpeeksi kustannustehokasta, oli kyse sitten kehitys- tai ylläpitovaiheesta.

Natiivisovellusten vahvuus on niiden täysi kustomoitavuus sekä mahdollisuus hyödyntää kaikkia puhelimen ominaisuuksia helposti, mutta niiden heikkous on kehitysprosessin tarvitsemassa henkilöstöresurssin määrässä, sekä nopeasti kehittyvän laitekannan tuoman jatkuvan ylläpidon tuomissa haasteissa. FrostBitin väki on aiemmin kokeillut mm. PhoneGap-alustaa alustariippumattomien sovellusten tuottamisessa, mutta sen tuomat rajoitteet todettiin liian haastaviksi FrostBitin teknisiin tarpeisiin nähden.

Vuonna 2017 Google julkaisi ensimmäisen version Flutterista, ja se herätti välittömästi suurta mielenkiintoa FrostBitin väessä. Koska FrostBitin projektikalenterissa oli silloin kaksi suurempaa mobiilisovellusprojektia tiedossa, päätimme rohkeasti kokeilla Flutteria molemmissa projekteissa natiivisovellusten tuomien ongelmien välttämiseksi.

https://en.m.wikipedia.org/wiki/File:Google-flutter-logo.png

Kun kuljemme nyt kohti vuotta 2021, olemme alustavasti erittäin positiivisesti yllättyneitä ja optimististia Flutterin suhteen alustariippumattomien sovellusten tuottamisessa, ja aiomme hyödyntää sitä myös tulevissa hankkeissa mahdollisimman paljon. Mutta koska mikään maailmassa ei ole täydellistä, on myös Flutterissa vahvuuksien lisäksi myös joitain heikkouksia. Olemme tämän vuoksi FrostBitin kesken keränneet kokemuksiamme Flutterin parissa viimeiseltä kahdelta vuodelta, ja tulleet alla olevaan lopputulokseen.

Flutterin hyvät puolet:

  • Kehittäminen on helpompaa verrattuna esimerkiksi PhoneGapiin tai Xamariniin, koska Flutter tarvitsee vähemmän alustakohtaista koodia
  • Flutter on alustariippumaton; sillä on mahdollista kehittää sovelluksia yhtä aikaa Androidille, iOS:lle, Windowsille, Linuxille, MacOS:lle, web ym.
  • Flutterilla sovellusten kehittäminen on nopeaa
  • Flutter mahdollistaa monimutkaisten ja kustomoitujen UI-komponenttien rakentamisen, sillä kaikkeen ulkoasuun liittyvän voi vaikuttaa
  • Flutterissa on hyvä dokumentaatio ja paljon esimerkkejä saatavilla. Myös Flutterin käyttäjäkunta kasvaa nopeasti
  • Flutterin taustalla on erittäin suorituskykyinen 2D-käyttöliittymämoottori (sky_engine), joka toimii hyvin tarvittaessa myös 120Hz –näytöillä
  • Flutterin käyttämä Dart-ohjelmointikieli on helposti opittava olio-ohjelmointikieli
  • Google on suuri organisaatio, jolla on varaa kehittää Flutteria tehokkaasti. Google myös itse käyttää Flutteria omassa toiminnassaan
  • Flutter-koodi kääntyy lopulta natiiviksi sovelluskoodiksi eri laitteilla
  • Flutterille on saatavilla hyvät kehitystyökalut mm. Android Studiolle ja Visual Studio Codelle
  • Flutter kehittyy nopeasti

Flutterin heikkoudet:

  • Monimutkaisten ulkoasujen tekeminen on joskus erittäin työlästä
  • Flutterin nopea kehittyminen tuo paljon muutoksia lyhyessä ajassa itse alustaan, mikä saattaa vaikeuttaa isojen projektien toteuttamista
  • Dart-ohjelmointikieli ja Flutter ovat vielä melko uusia, minkä vuoksi ne tulevat myöskin kehittymään jatkuvasti. Tämä ongelma tosin tasaantuu ajan myötä.
  • Flutterin parhaat ominaisuudet ovat vielä kehitysvaiheessa (null safety, web- ja työpöytäsovellustuki jne.)
  • Jos haluttuun alustakohtaiseen (Android tai iOS) ominaisuuteen ei Flutterissa löydy valmista liitännäistä, vaaditaan silloin alustakohtaista ohjelmointia
  • Flutterin nopeasti kasvanut suosio ja helppo ohjelmoitavuus on tuonut sen, että tarjolla on runsaasti kolmannen osapuolen liitännäisiä, joiden laadussa voi olla puutteita
  • Flutterin nuoren iän vuoksi ns. parhaat käytänteet ja arkkitehtuurit eivät ole vielä muodostuneet

Keskimäärin kuitenkin Flutterissa on huomattavasti enemmän hyviä kuin huonoja puolia, joista suurin osa liittyy lähinnä Flutterin nuoreen ikään tekniikkana.

Jos tarkastelemme lisäksi vielä joitain aiheeseen liittyviä internet-artikkeleita, voimme todeta että kokemuksemme ovat monessa asiassa samoilla linjoilla muiden maailmalla olevien kehittäjien näkökulmien kanssa (ks. Rozwadowski 2020;  Costa 2019; Sannacode 2020;  Powalowski 2019). Artikkeleiden mukaan Flutterin heikkouksia ovat lisäksi suuri mobiilisovelluksen koko, sekä tietyt kompromissit mobiilisovelluksen ulkoasussa, jotka liittyvät Androidin ja iOS:n virallisiin suosituksiin ulkoasusta (esim. material design). Emme kuitenkaan ole FrostBitin toiminnassa kokeneet näitä liian ongelmalliseksi nykyisten mobiiliprojektiemme osalta.

Olemme hyödyntäneet Flutteria kahdessa isossa hankkeessa, joista toinen on Arktori (Arktinen kehittyvä rehtori) ja toinen DWELL. Arktori-hankkeessa olemme tuottamassa mobiilisovellusta, jonka avulla pohjoisen alueen oppilaitosten rehtorit voivat verkostoitua, kehittää osaamistaan sekä mentoroida toisiaan omassa työssään. DWELL-hankkeessa sen sijaan olemme tuottamassa yhteisöllisen asumisen mobiilisovellusta, jonka pilotointikohteena on Rovaniemellä sijaitseva DAS Kelo –opiskelija-asuntola. Molempien projektien osalta olemme olleet tyytyväisiä Flutterin tarjoamiin mahdollisuuksien mobiilisovellusten kehittämisessä.

Alla kuvakaappauksia Arktori- ja DWELL-mobiilisovelluksista.

Arktori-mobiilisovellus (Flutter), kehitysversio joulukuu 2020
Arktori-mobiilisovellus (Flutter), kehitysversio joulukuu 2020
DWELL-mobiilisovellus (Flutter), kehitysversio joulukuu 2020
DWELL-mobiilisovellus (Flutter), kehitysversio joulukuu 2020

Flutter on osoittanut voimansa alustariippumattomien mobiilisovellusten tuottamisessa, mutta tulevaisuudessa jää vielä nähtäväksi, kuinka taipuisa ja tehokas Flutter tulee olemaan web- ja työpöytäsovellusten maailmassa. Jos Flutter tulee olemaan aidosti kilpailukykyinen myös mobiilisovellusten ulkopuolella, on täysin realistinen vaihtoehto keskittyä sovelluskehittäjän näkökulmasta pääsääntöisesti Flutteriin, jota tuetaan muilla tekniikoilla vain niiltä osin, joihin Flutter ei tehokkaasti taitu.

Emme ole vielä FrostBitissä aivan varmoja onko Flutter vielä kaikenkattavan tehokas tekninen alusta kaikenlaisiin tarpeisiin, mutta kukaan ei voi väittää etteikö se sitä tosissaan yrittäisi olla. Joka tapauksessa, tulemme seuraamaan Flutterin kehitystä jatkossakin erityisen suurella mielenkiinnolla ja olemme aina valmiita kokeilemaan Flutteria uusiin käyttötarkoituksiin!


Kirjoittanut Tuomas Valtanen | 11/12/2020

Viitatut Flutter-artikkelit:
https://www.futuremind.com/blog/pros-cons-flutter-mobile-development
https://medium.com/flutter-community/pros-and-cons-of-using-flutter-1f5d1269a4b9
https://medium.com/@sannacode/advantages-and-disadvantages-of-using-flutter-543bac7ced76
https://10clouds.com/blog/flutter-business-pros-and-cons

Tietoa Arktori-hankkeesta:
https://www.lapinamk.fi/fi/Yrityksille-ja-yhteisoille/Lapin-AMKin-hankkeet?RepoProject=521710

Tietoa DWELL-hankkeesta:
https://www.lapinamk.fi/fi/Yrityksille-ja-yhteisoille/Lapin-AMKin-hankkeet?RepoProject=521834


Katsaus FrostBitin TKI hankkeisiin – WinterSIM projekti alkaa

1. FrostBit-insinöörit testaavat mittausasemaa (C: FrostBit ohjelmistolaboratorio)

TKI-hankkeiden monipuolisuus ja aiheiden laajuus on usein hankala käsittää yleisölle. FrostBitillä työskentelemme jatkuvasti monialaisissa projekteissa, joissa yhdistyvät pelimoottorit, XR-ratkaisut, verkkokehitys ja tietojärjestelmät. Joitakin konkreettisia esimerkkejä päivittäisistä tehtävistämme on esimerkiksi käynnissä olevan MiGaEL-projekti, jossa tavoitteena on parantaa kaivosteollisuuden koulutusta digitaalisen peliperustaisen oppimisen avulla, kun taas virtuaaliteurastamo-projekti luo virtuaalitodellisuuden koulutusta ja simulaatiota poronhoitoon. Käynnissä on myös Kohti kestävää kehitystä -hanke, joka kehittää verkkopohjaisen työkalun, jolla parannetaan ekologista hankintaprosessia johtaen pitkäaikaisiin taloudellisiin ja ympäristövaikutuksiin Lapin alueella.

TKI-prjektien toteuttaminen on monimutkaista ja vaatii kattavaa suunnittelua. Kuinka tämä toimii käytännössä FrostBit-ohjelmistolaboratoriossa? Uusia teknisiä ratkaisuja kehitettäessä käytämme iteratiivista prosessia, joka perustuu tutkimukseen, soveltamiseen ja testaamiseen. Yritän hajottaa työnkulun keskittymällä meneillään olevan WinterSIM-projektiin joka on vasta alkanut: Lyhyesti sanottuna Business Finlandin rahoittama WinterSIM tähtää Lapin ja Snowboxin testaustilojen muuttaminen autonomisten ajoneuvojen talvitestien ja simulaatioiden eurooppalaiseksi ”keskukseksi”. FrostBitin rooli WinterSIM-projektissa on luoda virtuaalisia simulaatioita autonomisille ajoneuvoille käyttämällä peliteknologioita, kuten Unrealia ja avoimen lähdekoodin CARLA-simulaattoria. Tämä tehdään antureiden, LIDAR:n ja kameroiden avulla, jotka keräävät virtuaalisen simulointiympäristön luomiseksi tosielämän dataa, esimerkiksi tietoa lumisateista ja jäästä. Tiedot viedään sitten CARLA-simulaattoriin ja yhdistetään kaupunkien ja maaseudun tien talviolosuhteisiin.

Mittausaseman suunnittelu – Tiedonkeruupiste

Insinöörit FrostBitillä ovat suunnitelleet räätälöidyn mittausaseman, jota käytetään tietojen keräämiseen reaalimaailman simulaatioista. Mittausasema sijaitsee Lapin ammattikorkeakoulussa. Mittausasema sisältää kaksi LIDAR-anturia, syvyyskameran, tutkan ja sääaseman. Mittausasemaa ohjataan etäyhteydellä langattoman yhteyden avulla. Tällä hetkellä insinöörit testaavat asemaa ja valmistautuvat todelliseen tiedonkeruuseen. Projektin myöhemmissä vaiheissa tiedonkeruuta varten käytetään muita mittalaitteita.

2. Mittausaseman ja komponenttien 3D-visualisointi (C: FrostBit ohjelmistolaboratorio)

CARLA:n avoimen lähdekoodin simulaattorin käyttö

CARLA-simulaattori on Unreal Engine 4:n kanssa kehitetty avoimen lähdekoodin simulaattori, jota käytetään kehittämään talvikerros(olosuhteet)-simulaatio autonomisille ajoneuvoille. FrostBit luo ensimmäisenä talvikerroksen CARLA-simulaattorille. Odotettu tulos on validoitu virtuaalinen talvisimulaatio CARLA:ssa, jossa yhdistyvät mittausaseman tiedot, Aurora Intelligent Roadin digitaalinen kaksonen ja Aurora Roadin 3D-ympäristö.

3. Unreal 4 Moottori

RoadRunner luo virtuaalimallin Aurora-älytiestä

FrostBit-insinöörit käyttävät RoadRunnerissa todellisia karttatietoja luodakseen virtuaalimallin Aurora Intelligent Road -kadusta. RoadRunner on täysin yhteensopiva Unreal Engine 4: n kanssa ja mahdollistaa korkeusmallin, pistepilven ja ilmakuvan. RoadRunneria käyttämällä varmistamme, että virtuaalimalli edustaa todellista tietä mahdollisimman tarkasti.

Tiedonkeruu 360° -videon avulla Muoniossa, Lapissa

Koska materiaalia ei ollut riittävästi verkossa, FrostBit-tiimi matkusti Muonion kaupunkiin ja otti 360°-videokuvaa voidakseen käyttää materiaalia tarkkana lähteenä Aurora Intelligent Road -ympäristön 3D-mallinnuksessa. Käytämme Blenderiä (avoimen lähdekoodin) virtuaalisen ympäristön mallintamiseen. 360°-kamera asennettiin auton päälle, joka ajoi 40 km / h 10 km pitkän tien varrella.

4. Älytie Auroran kuvausta Muoniossa 360-kameralla (C: FrostBit ohjelmistolaboratorio)

Varhainen prototyyppi

Alla olevasta videosta näet toimivan simulaattorin varhaisen vaiheen prototyypin. Olemme valmiita integroimaan tietoaineiston Aurora Intelligent Road -simulaatioon sekä 3D-malleihin. Tavoitteena on luoda virtuaalinen simulointiympäristö, jossa visuaalinen talvitila voidaan simuloida tietojen mukaan. Käyttäjät voivat esimerkiksi simuloida kovaa lunta tai hyvin jäisiä tieolosuhteita. Ensimmäiset visuaalisten talvisimulaatioiden tulokset ovat lupaavia, vaikka projekti on alkuvaiheessa.

5. Prototyyppiversio talviolosuhteiden simulaatioista (C: FrostBit ohjelmistolaboratorio)

Jos haluat lisätietoa WinterSIM-projektista, ota yhteyttä Pertti Rauhalaan sähköpostitse (etunimi.sukunimi@lapinamk.fi).

Projektissa työskentelevään tiimiin kuuluu FrostBitiltä Pertti Rauhala, Tuomas Herranen, Reko Paananen, Samuli Valkama, Miko Piitsalo, Aleksi Narkilahti, Juha Petäjäjärvi ja Joel Koutonen.
Projektissa työskenteleviä opettajia ovat Minna Korhonen, Tauno Tepsa ja Petri Hannula.  

Yhteishanke on toteutettu seuraavien toimijoiden kesken: Lapland Proving Ground, Ramboll Finland, Lapin ammattikorkeakoulu, Roadscanners, Sensible 4, Toptester, ja Aurora Snowbox.


Kirjoittanut Erson Halili | 01/12/2020

Kuinka immersiivinen teknologia (VR/AR) voi edistää mielekästä koulutusta ja matkailukokemuksia pandemian aikana?

1. VR-teknologia työpajatestauksessa Lapin ammattikorkeakoulussa (Valokuva: FrostBit ohjelmistolaboratorio)

Haastavat ajat tuovat usein joustavuutta ja inspiraatiota luoviin ratkaisuihin. Digitaalisuus ja teknologia ovat pitäneet meitä yhä enemmän ja aikaisemmin yhteydessä toisiinsa; Siitä huolimatta olemme kaikki kokeneet digitaalisten työpäivien vaikutukset, jotka voivat vaikuttaa henkiseen ja fyysiseen terveyteemme. Monista syistä työskentely ja yhteyden muodostaminen ruudun kautta ei yksinkertaisesti riitä. Ihmisinä tarvitsemme lisää; meidän on pidettävä yhteyttä siten, että se on merkittävää. Nämä haasteet ja vaikeat ajat ovat edistäneet luovien digitaalisten ratkaisujen, erityisesti mukaansatempaavien tekniikoiden (virtuaalinen ja lisätty todellisuus, VR / AR) nousua, koska ne antavat meille mahdollisuuden matkustaa tarvitsematta poistua kodistamme tai suorittaa tehtäviä, joita emme pysty suorittamaan muuten täydellisesti. Onko VR/AR:lle oikea aika olla seuraava digitaalinen työkalu, joka edistää työskentelyä, yhteydenpitoa ja matkustamista? Kaikki kertoimet ovat uuden teknologian puolella, samoin kuin asian ympärillä oleva ”hypetys”.

Kuinka VR/AR tuovat lisäarvoa koulutukseen?

Koulutus on ehdottomasti yksi niistä alueista, joilla VR/AR -teknologiat voivat luoda merkittävän vaikutuksen, koska suurin osa opetuksesta ja koulutuksesta tapahtuu tällä hetkellä etänä. Etäluentojen ja -oppituntien kautta käytetyistä nykyisistä opetus- ja oppimismenetelmistä puuttuu vuorovaikutteisuus ja monipuolisuus, jota mukaansatempaava tekniikka voi parantaa. Ajatellaan tilannetta, jossa maantietoa opettava opettaja laittaisi VR-kuulokkeet ja ”teleporttaisi” (siirtyisi virtuaalimaailmassa paikasta toiseen) maailmanlaajuisesti Google Earthin avulla. Samoin muiden oppiaineiden kuten historian kanssa voidaan käydä immersiivisellä virtuaalivierailulla vaikkapa Rooman Colosseumissa. Vasta tehdyssä keskiasteen opiskelijoiden Stanfordin yliopiston tutkimuksessa tutkittiin kognitiivisen oppimisen eroja vertaamalla työpöydän videoiden ja VR:n käyttöä koralliriuttojen (Crystal Reefs) ja valtameren happamuuden opettamiseen. Tutkimus osoitti, että VR-videoita katselevien opiskelijoiden oppimispisteet olivat korkeammat kuin työpöydän videoita katsoneet. Lisäksi opiskelijat, jotka saivat VR-kokemuksen, osoittivat parempia pisteitä itsetehokkuuden havaitsemisessa kuin työpöydän videoita katselevassa ryhmässä.

2. Virtuaalivierailu Firenzessä, Italiassa, Google Earthin kautta (Valokuva: Google Earth VR, Steam)

Yksi merkittävä haittapuoli on tällaisten teknologioiden kalliit hinnat, vaikka laitteet ovatkin ajan myötä edullisempia ja laadukkaampia. Lisäksi yliopistojen ja erityisesti lukioiden opettajilla on rajallinen pääsy tekniikkaan ja VR/AR-laitteisiin, koska tietyt kehitystyö- tai tutkimusryhmät käyttävät niitä enimmäkseen. Toinen merkittävä tekijä, joka on estänyt virtuaaliteknologian laajemman leviämisen opetuksessa, perustuu siihen, että opettajat pelkäävät usein uuden tekniikan käyttöönottoa opetuksessa siinä epävarmuudessa, että täydentävätkö ne opetussuunnitelman tavoitteita – tällöin lähtökohdaksi kannataakin ottaa rohkea uteliaisuus ja innovaatio opetuksessa. Mikäli kouluissa on virtuaaliluokka jossa pääsee testaamaan uusia teknologioita, se mahdollisuus kannattaa hyödyntää: Pyydä esimerkiksi yleistä esittelyä ja mahdollisesti lainaa yksi laite, jota voit tutkia itse. Jos se ei ole mahdollista, virtuaaliteknologioista on paljon tietoa ja opetusta verkossa. Jos organisaatiossasi ei ole ammattilaitteita, voit aloittaa kokeilemalla markkinoiden edullisempia vaihtoehtoja, esimerkiksi Samsung Gear VR:ää. Siirtyminen mukaansatempaavien teknologioiden maailmaan on edelleen hämmentävä tie, mutta onneksi pääsy VR/AR -”tietopankkiin” ja moderniin teknologiaan kasvaa päivä päivältä.

3. Opiskelija käyttää VR-teknologiaa taiteessa

Millä aihealueilla VR/AR -teknologiat ovat kriittisiä tällä hetkellä?

Terveydenhuolto

Etä-tilanteen monimutkaisuuden vuoksi terveydenhuolto on yksi aloista, joka tarvitsee uusia ratkaisuja, jotka mahdollistaisivat etäyhteyden ja simulaatiot. Useat tutkimukset ovat osoittaneet virtuaaliteknologian tehokkuuden terveydenhuollon koulutuksessa ja simulaatioissa; immersiivisen teknologian käyttö terveydenhuollossa on kuitenkin vasta alkuvaiheessa. Digitaalisen hoidon, mukaan lukien telelääketieden ja virtuaalihoidon, suorittamiseen tarkoitettu VR/AR luokitellaan nousevaksi tekniikaksi Gartner Hype -syklin mukaan, mikä osoittaa, että todellinen potentiaali kehittyy samanaikaisesti tekniikoiden ja sovellusten kanssa. Siksi terveydenhuollon XR-simulaatioiden (laajennettu todellisuus, VR / AR / MR) markkina-arvon arvioidaan olevan noin 850 miljoonaa euroa vuoteen 2025 mennessä, minkä jälkeen markkina-arvoketju paranee merkittävästi maailmanlaajuisesti.

Ottaen huomioon immersiivisen teknologian merkityksen terveydenhuollon oppimisen ja turvallisuuden parantamisessa, Lapin ammattikorkeakoulu on hakenut kansainvälistä rahoitusta hankkeelle, joka luo huippuluokan VR/AR -ratkaisuja terveydenhuollon koulutukseen ja hoitohenkilöstölle. Tavoitteenamme on terveydenhuollon koulutus ja simulaatiot, jotka ovat opiskelijoiden ja ammattilaisten saatavilla, mahdollistavat turvallisen ja oppimista parantavan käytännön kokemusta. Toinen tuore tutkimus osoittaa, että kun lääketieteen opiskelijat harjoittavat VR: ssä, he saivat parempia tuloksia kaikissa luokissa verrattuna perinteisesti koulutettuun ryhmään, etenkin tietojen säilyttämisen suhteen. Kokeen kokonaistulos osoitti parannuksen olevan 230%. Terveydenhuollon koulutuksen ja simulaatioiden tulevaisuus perustuukin mukaansatempaavaan ja immersiiviseen teknologiaan.

Teollisuuden koulutus ja simulaatiot

Vastaavasti terveydenhuoltoalalla yritysten koulutus ja simulaatiot ovat toinen kriittinen ala, jossa modernit teknologiat voivat olla yksi ratkaisu pandemian aiheuttamiin ongelmiin. Pitkäaikainen etätyö on vaatinut ratkaisuja etäkoulutukseen ja simulaatioihin. XR-koulutus ja simulaatiot teollisuuden eri aloille ovat yksi FrostBitin keskeisistä osaamisalueista. Olemme kehittäneet VR-koulutusta ja simulaatioita kaivosteollisuudelle, uusiutuvan energian tuotannolle, poronhoitolle, kiinteistöille ja metsätaloudelle.

4. DUKE-projektin lämpövoimalalaitoksen Digital Twin

Käynnissä olevalla DUKE-hankkeella kehitetään Rovaniemen Jänkätiessä sijaitsevan kaukolämpölaitoksen digitaalinen kaksonen (digital twin, digitaalinen representaatio), joka antaa opiskelijoille ja uusille toimijoille käytännön kokemusta laitoksen käytöstä ilman tarvetta olla fyysisesti siellä. Se on kustannustehokas ja turvallinen ratkaisu, joka tekee oppimisesta helpompaa ja tehokkaampaa opiskelijoille.

Matkailu

Lapin matkailualaan pandemia on vaikuttanut voimakkaasti, ja kielteisten vaikutusten ennustetaan olevan pitkäaikaisia. Toivotessaan parempaa tulevaisuutta, hyvin harvat yritykset ovat siirtäneet huomionsa innovatiivisiin ja luoviin ratkaisuihin kokemustensa myymiseksi. Tämä voi johtua tietämättömyydestä markkinoiden mahdollisuuksista, teknologiavalmiudesta tai kalliista teknologisista ratkaisuista. Tämä on aika, jolloin matkailualan tulisi sopeutua ja etsiä luovia ja innovatiivisia ratkaisuja asiakkaidensa tavoittamiseksi. XR-ratkaisut eivät ratkaise kaikkia ongelmia, mutta ne antavat toivoa ja uusia markkinoita. Kuinka voimme luoda mukaansatempaavan kokemuksen Joulupukin kylästä, revontulista tai Lapin maisemista ilman tarvetta olla fyysisesti täällä? Se on varmasti monimutkainen tehtävä, mutta teknologia siihen on olemassa. Amazon Explore -alusta käynnistettiin tarjoamaan ihmisille virtuaalisia matkakokemuksia: Voit maksaa kiertueen yksityisen oppaan kanssa eri puolilla maailmaa, kuten käydä virtuaalinen kävelykierroksella Meksikon kaupunkitaidemaailmassa. Kokemukset ovat kuitenkin video- ja työpöytäpohjaisia; ei siis yhtä immersiivisiä ja mukaansatempaavia kuin VR-kokemukset.

Edistetään etäyhteistyötä mukaansatempaavien tekniikoiden avulla – arktinen näkökulma XR:ään VR-päivillä 2020

Tänä vuonna meidät kutsuttiin jakamaan XR-asiantuntemustamme ja käyttötapauksiamme Euroopan kattavimmassa XR-tapahtumassa, joka tänä vuonna järjestettiin etänä. VR-päivät yhdistävät erilaisia ​​aloja, joilla käytetään mukaansatempaavia teknologioita, joista alat olivat muun muassa liiketalous, taide, koulutus ja simulointi, kasvatus, laitteistot, rahoitus jne. Tämä oli merkittävä askel FrostBitille ja Lapin ammattikorkeakoululle, jotta voimme edistää ammattikorkeakoulun näkyvyyttä vaikutusvaltaisimpien ihmisten joukossa ja XR-teollisuuden yritysten parissa kuten Oculus, HTC, Facebook ja Google. Ensimmäisenä suomalaisena VR-laboratoriona FrostBitillä on pitkä historia tosielämän haasteiden ratkaisemisessa mukaansatempaavalla tekniikalla; esimerkiksi virtuaalisen hautauskokemuksen luominen Sallan sodan ja jälleenrakennuksen museolle, joka antaa kävijöille pääsyn Suomen ja Venäjän raja-alueella sijaitsevaan saksalaisten sotilaiden hautausmaalle. VR-kokemus mahdollistaa aidon hautausmaalla käymisen ilman tarvetta käydä läpi kahden maan välistä rajavalvontaa. Katso alla oleva VR Days 2020 -puhe:

5. Erson Halili puhuu VR Days New Horizons 2020 -ohjelmassa (Tuotanto: FrostBit Software Lab)

Mitä on otettava huomioon, kun suunnitellaan ja luodaan immersiivisiä kokemuksia?

VR/AR-kokemuksen laatu ja sisältö voivat vaihdella tietyn kokemuksen toivotun lopputuloksen mukaan; on kuitenkin tiettyjä keskeisiä vaiheita, jotka ovat kriittisiä suunniteltaessa uusia projekteja. Mikä tärkeintä, tekniikan, psykologian ja koulutuksen yhdistelmä on välttämätöntä mielekkäiden virtuaalikokemusten luomisessa. Näkemykseni XR-kokemusten suunnittelussa on kognitiivisen psykologian, mediakasvatuksen ja käyttäjäkokemusten yhdistäminen. Mikä tekee VR-kokemuksesta mielekästä? Harkitse näitä vinkkejä:

  1. XR-kokemuksen pitäisi ratkaista tosielämän ongelmia. Vaikka näin ei aina ole, tekniikka ratkaisee ongelman, jota ei ole mahdollista ratkaista muuten.
  2. Käyttäjäkeskeinen suunnittelu: XR-kokemusten tulisi lähteä käyttäjiltä ja suunnitella huolellisesti heidän kanssaan.
  3. Pyritään mielekkäisiin kokemuksiin. Merkitykselliset kokemukset houkuttelevat käyttäjää joka johtaa selkeään yhteissuunniteltuun tulokseen.
  4. Varmista, että yhdistät monialaisia tiimejä ja taitoja. Monialaiset tiimit ja taidot johtavat kokonaisvaltaiseen käyttäjäkeskeiseen kokemukseen. Tämä on ydinvahvuutemme FrostBitillä, jossa työskentelemme niin insinöörien, koulutusasiantuntijoiden, viestijöiden, av-ammattilaisten, suunnittelijoiden ja taiteilijoiden kanssa.
6. Vierailijat kokeilemassa VR-headsettiä FrostBit laboratorion tiloissa

Me FrostBit ohjelmistolaboratoriossa (Lapin ammattikorkeakoulussa) pyrimme tekemään teknisistä ratkaisuista yhteisöille saatavia. Siksi järjestämme Rovaniemen ja Lapin alueen opettajien, koulutusasiantuntijoiden, päätöksentekijöiden ja yritysten kanssa infotilaisuuksia siitä, miten mukaansatempaavaa teknologiaa voidaan käyttää pandemian aikana. Haluamme antaa tukemme pandemian aiheuttamien esteiden voittamiseksi ja uskomme, että mukaansatempaava teknologia on tehokas apuväline. Jos olet kiinnostunut virtuaaliteknologiasta ja haluaisit oppia siitä lisää tai työskennellä kanssamme, lähetä meille viesti etukäteen saadaksesi henkilökohtaisen kokouksen ja esittelyn. Lapin ammattikorkeakoulun ja Lapin yliopiston opettajat voivat piipahtaa labran tiloissa milloin vain – tervetuloa tutustumaan!


Kirjoittanut Erson Halili | 18/11/2020

Referenssit:

Hakkennes, Sh., Craft, L., Jones, M. (2020). Hype Cycle for Digital Care Delivery Including Telemedicine and Virtual Care. Retrieved on November 15 from: https://www.gartner.com/en/documents/3988593/hype-cycle-for-digital-care-delivery-including-telemedic

Muller Queiroz, Anna Carolina & Nascimento, Alexandre & Tori, Romero & da Silva Leme, Maria. (2018). Using HMD-Based Immersive Virtual Environments in Primary/K-12 Education. 10.1007/978-3-319-93596-6_11.

Pottle J. 2019. Virtual reality and the transformation of medical education. Retrieved on November 12 from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6798020/

Digitaalisia kaksosia pelimoottoreilla

Digitaalinen kaksonen (Digital Twin) on virtuaalinen malli tuotteesta, prosessista tai palvelusta. Sen avulla voidaan visualisoida kohteen toimintaa ja siihen liittyvää informaatiota. Lapin ammattikorkeakoulun ja Lapin koulutuskeskus REDUn yhdessä toteuttamalla ja Lapin liiton rahoittamalla Digitaalisilla kaksosilla vipuvoimaa uusiutuvalle energialle (DUKE) -hankkeen ensimmäinen pilottikohde on valmistumassa. Pilottikohde on REDUn opetuslämpölaitos Jänkätiellä Rovaniemellä. Opetuslämpölaitoksen digitaalinen kaksonen toteutetaan Unity 3D pelimoottorilla.

Pelimoottori on tehokas

Pelimoottoreiden vahvuus on tehokas ja nopea visuaalisen ympäristön toteuttaminen. Erityisen hyvin ne soveltuvat 3D mallintamiseen. Digitaalinen kaksonen sisältää visuaalisen mallin lisäksi toiminnallisuuksia, joita myös reaalimaailman vastineesta löytyy. Suoraviivaisimmat mallinnettavat toiminnallisuudet ovat esimerkiksi mallinnettavan järjestelmän mekaanisiin ominaisuuksiin liittyviä yksityiskohtia. Lämpölaitoksen visuaalisessa mallissa mekaanisia mallinnettavia kohteita on esimerkiksi rakennusten ovien, tarkastusluukkujen, manuaalisesti säädettävien venttiilien kahvojen ja sähkökytkimien mallintaminen. Ovien ja tarkastusluukkujen mallintamiseen liittyy visuaalinen efekti, jonka havainnoija näkee sen jälkeen, kun joku oven aukaisun laukaiseva syötetieto on annettu. Syötetieto voi olla käyttäjän virtuaalinen oven avaamisen toimenpide tai joku käyttäjän suorittama kohdistimen siirtäminen sopivan visuaalisen avainelementin läheisyyteen.

Toiminnallinen malli voidaan toteuttaa pelimoottorilla

Vaihtoehtoja avainelementin tai toimenpiteen toteuttamiseksi on lukuisia erilaisia. Oven takaa avautuu näkymä toiseen tilaan ja tarkastusluukun kautta näkymä esimerkiksi lämmityskattilan sisälle. Lämmityskattila voi olla järjestelmän toimintatilasta riippuen passiivinen tai se tuottaa lämmitystehoa. Lämmityksen ollessa aktiivinen, luukun aukaisemisen jälkeinen visuaalinen efekti voi olla esimerkiksi sisällä näkyvä palamisen reaktio, eli tulenliekit. Todellisessa reaalimaailman tapauksessa tarkastusluukun aukaisemiseen saattaa liittyä myös vaaratilanteesta varoittava hälytys tai muu vastaava prosessiin liittyvä toiminne. Reaalimaailman tilanteessa myös ristikkäisvaikutus esimerkiksi tulipesän paine-erosta huolehtivan imurin toimintahäiriöön voi tuottaa savuntuprahtamisen tarkastusluukusta ulos.

Digitaalisen mallin toiminnallisten skenaarioiden yhdistelmänä syntyy prosessin kuvaus, joka joudutaan pelimoottoreiden tapauksessa mallintamaan ja ohjelmoimaan sillä tarkkuudella ja siinä laajuudessa kuin malli edellyttää. Visuaalisen efektin lisäksi riittävä realistisuus voi edellyttää myös todellisuutta vastaavan äänimaailman luomista. Oven aukaisemiseen liittyvä ääni itsessään ja toisesta tilasta kantautuva äänimaailma parantaa mallin immersiota eli käyttäjän tuntemaa läsnäolon tai realistisuuden tunnetta. Immersion käsite tulee peliteollisuudesta ja etenkin virtuaalitodellisuuden kokemisesta.

Toiminnallisen mallin tuottaminen vaatii prosessin mallintamista

Toiminnallisen mallin tuottaminen monimutkaisesta prosessista vaatii prosessien mallintamisen perusteiden ymmärtämistä. Järjestelmät, joissa yhdistyy mekaanisia, termodynaamisia, hydraulisia ja esimerkiksi sähköisiä osajärjestelmiä on tyypillisesti mallinnettu kuvaamalla osajärjestelmät erikseen tai prosessin mallinnukseen soveltuvilla työkaluilla, kuten Matlab Simulink, Labview tai Ptolemy II. Näissä simulointiohjelmissa on mahdollista toteuttaa prosessien vaatima aikamalli. 

Prosessin toiminnallinen malli kuvaa prosessin etenemistä reaaliajassa

Aikamallissa prosessin aika etenee reaaliaikaisesti tai jopa todellista tapahtumisnopeutta nopeammin. Osaprosessit tapahtuvat järjestyksessä ja todellisen prosessin tapahtumaketjua jäljitellen siten, että riippuvuussuhteet eli kausaalisuus on realistinen. Tällöin esimerkiksi lämmityskattilaan tuleva polttoaine palaa ja palamisen seurauksena lämpöenergiaa siirtyy järjestelmässä kiertävään nesteeseen. Kaukolämpölaitoksessa kiertävä neste on vesi ja esimerkiksi maalämpöpumpuissa vesi-etanoli-seos. Aikamallin ja prosessin etenemisen mallintaminen voidaan yksinkertaisimmillaan toteuttaa siten, että ajatellaan järjestelmälle jokin stabiili toimintapiste, jossa kaikki järjestelmän mallinnettavat toiminnalliset elementit ovat asettuneet vakaaseen tilaan.

Esimerkiksi lämpölaitoksen mallinnuksessa stabiilitila on sellainen, jossa kiertävän nesteen lämpötila, piirissä kiertävän veden tilavuusvirta ja paine-erot putkistoissa ja kattilajärjestelmissä ovat vakaassa tilassa. Lämpölaitoksen mallissa on kaksi erillistä vedenkiertopiiriä, joita yhdistää lämmönsiirrin. Lämmönsiirtimen kautta primääri eli kattilapiirissä lämmitetyn veden lämpöenergia siirtyy sekundääripiiriin eli kaukolämpöverkkoon.

Prosessin eteneminen ajassa kannattaa tehdä yksinkertaisesti

Esimerkkilämpölaitoksen toiminnallisuus mallinnettiin siten, että simuloinnin käynnistyessä kaikki muuttujat, siis lämpötilat, paine-erot ja virtaamat ovat alkuarvoltaan nollia. Stabiilin toimintatilan laskenta alkaa primääri- eli kattilapiirin pumpusta ja ensimmäiseksi lasketaan pumpulle asetetun tehon perusteella paine-ero jonka kyseinen teho tuottaa. Paine-eron laskeminen aloitetaan lukuarvosta nolla ja pienin askelin lasketaan piirin kaikkien elementtien paine-erot ja joka kierroksella nostetaan painetta tilaan, jossa paine-ero pumpussa ja pumpun asetettu teho vastaavat teoreettisesti laskettuna toisiaan. Pumpun tuottama painetieto siirretään joka kierroksella seuraavalle primääripiirin elementille joka on putki. Yksinkertaisimmassa mallissa putket siirtävät paine-eron suoraan eteenpäin seuraavalle mallille sellaisenaan, joten putkissa ei tapahdu painehäviöitä. Painehäviö voidaan putkille toki asettaa parametriksi, mutta kaikkein yksinkertaisimmassa mallissa se ei ole tarpeen.

Ensiksi selvitetään prosessin staattinen tila

Laskenta etenee elementti kerrallaan ja paine-ero siirtyy jokaisen piirielementin kohdalla eteenpäin. Elementit muodostavat järjestelmän, jossa kiertosuunnassa katsoen niillä on sisäänmenotietona paine-ero ja lähtötietona paine-ero elementin jälkeen. Jos elementti on venttiili, tarkistetaan syötetietona oleva venttiilin asennon lukuarvo ja sen perusteella lasketaan venttiilin tuottama paineenmuutos ja se siirtyy seuraavalle elementille syötetiedoksi. Kun koko piiri on elementti kerrallaan laskennallisesti kierretty, siirtyy laskenta toiseen vaiheeseen, jossa elementti kerrallaan lasketaan paine-eron perusteella piirissä kulkevan veden virtaama ja lämpötilahäviöt, jos ne on kyseiselle piirielementille määritelty. Piirissä kiertävän nesteen lämpötila määräytyy lämmityskattilan tehotiedon ja virtaavan veden tilavuusvirran perusteella. Vastaavalla tavalla lasketaan toisiopiirin elementtien paine-erot, virtaamat ja lämpötilat. Toisiopiirissä laskenta aloitetaan vastaavalla tavalla kuin ensiöpiirissä paine-eron tuottavan pumpun kohdalta. Toisio- eli kaukolämpöpiirissä lämmityskattilaa ei ole mutta sitä vastaa lämmönvaihtimen lähtöliityntä joka tuottaa ensiöpiirin tehon verran lämmitystehoa toisiopiiriin.

Staattinen malli on riittävä joihinkin yksinkertaisimpiin mallinnuksiin. Realistisempi malli sisältää myös järjestelmän dynaamisten ominaisuuksien mallintamisen. Dynaamisia ominaisuuksia ovat ne muutosilmiöt joita järjestelmässä esiintyy. Tällaisia dynaamisia ominaisuuksia on esimerkiksi kattilatehon nostamiset ja laskemiset sekä toisio- eli kaukolämpöpiirissä tapahtuvat virtausmuutokset. Dynaamisien ominaisuuksien mallintaminen johtaa järjestelmää kuvaavien differentiaaliyhtälöiden ratkaisemiseen. Yksinkertaisin differentiaaliyhtälömalli on niin sanottu ensimmäisen kertaluvun differentiaaliyhtälö, jonka matemaattinen ratkaisu on eksponentiaalisesti laskeva tai nouseva kuvaaja. Esimerkiksi kattilapiirin tehonnostoa voidaan mallintaa ensimmäisen kertaluvun differentiaaliyhtälöllä, jos tehonnoston seurauksena kiertävän veden lämpötila nousee johonkin uuteen lämpötila-arvoon ilman, että lämpötila käyttäytyy epästabiilisti. Esimerkiksi lämpötilan värähtely on esimerkki epästabiiliudesta. Ensimmäisen kertaluvun differentiaaliyhtälö on usein riittävä malli järjestelmän dynaamisille ominaisuuksille.

Muutosilmiöitä eli dynaamisia ominaisuuksia mallinnetaan differentiaaliyhtälöillä

Yksinkertaisen dynaamisen mallin toiminnallisuus voidaan selvittää esimerkiksi määrittämällä askelvastekokeella aika, jonka kuluessa lämpötilan nousu tapahtuu eli lämpötilan nousunopeuden aikavakio.  Aikavakion, tehon nostoa vastaavan lämpötilan nousun ja järjestelmässä esiintyvän viiveen eli niin sanotun kuolleen ajan määrittämisellä voidaan toteuttaa useimpiin käytännön tapauksiin riittävä dynaaminen malli. Esimerkkilämpölaitoksen dynaamiset ominaisuudet mallinnettiin suorittamalla lämpölaitoksen testiajoja 25.5. – 27.5.2020. Testiajoissa suoritettiin mm. askelmaisia kattilapiirin tehonnostoja ja kaukolämpöpiirin virtauksen muutoksia. Muutosten aikana mitattiin ensiö- eli kattilapiirin ja toisio- eli kaukolämpöpiirin lämpötilojen ja virtaamien, sekä paine-erojen muutoksia. Testimittausten perusteella määritettiin lämpökeskuksen dynaamisia ominaisuuksia regressioanalyysin menetelmiä käyttäen. Testiajojen ja mittausten perusteella lasketut dynaamisien ominaisuuksien mallit siirretään järjestelmän ominaisuuksia kuvaavaan toiminnalliseen malliin ohjelmoimalla ne pelimoottorissa mallin ohjelmakoodiin. Ohjelmointikieli on Unity 3D pelimoottorissa C#.

Visuaalinen ja toiminnallinen malli yhdistyy digitaaliseksi kaksoseksi

Lopullisessa digitaalisessa kaksosessa on yhdistettynä visuaalinen malli ja lämpölaitoksen prosessin toiminnallisuutta kuvaava toiminnallinen malli yhdeksi kokonaisuudeksi. Tavoitteena on tuottaa haluttuja toiminnallisuuksia ominaisuus kerrallaan. Jokainen toiminnallisuuden lisäys kehittää järjestelmää käyttökelpoisempaan ja reaalimaailmaa paremmin vastaavaan suuntaan. Digitaalinen kaksonen voi kehittyneemmässä muodossaan olla fyysisen vastineensa kanssa reaaliaikaisessa tiedonsiirrossa siten, että digitaalisen kaksosen kautta tehdyillä käyttötoimenpiteillä voidaan jopa ohjata reaalimaailman vastinettaan tai vaihtoehtoisesti reaalimaailman lämpölaitoksen toiminnallinen muutos näkyy digitaalisen kaksosen virtuaalimaailmassa realistisesti. Vaikkapa siten, että savun tuprahdus reaalimaailmassa kuuluu ja näkyy myös virtuaalimaailmassa. Savun tuoksu virtuaalimallissa on vielä toistaiseksi fiktiivinen ominaisuus, mutta tulevaisuudessa ehkä sekin voidaan toteuttaa.

Hankkeen virallinen nimi: Digitaalisilla Kaksosilla Vipuvoimaa Uusiutuvalle Energialle
Hankkeen aikataulu: 01/01/2020 – 31/12/2022
Kokonaisbudjetti: 761 732 €
Rahoituslähteet: EAKR 2014-2020
Hankkeen yhteyshenkilö: Tauno Tepsa (+358 40 821 6865)


Kirjoittanut Tauno Tepsa | 20/10/2020