|
|
|
Hankekoodi: A72072
Hankkeen nimi: Labrobot
Toimintalinja: 2. Uusimman tiedon ja osaamisen tuottaminen ja hyödyntäminen
Erityistavoite: 4.1. Tutkimus-, osaamis- ja innovaatiokeskittymien kehittäminen alueellisten vahvuuksien pohjalta
Suunnitelman mukainen toteutusaika: Alkaa 1.9.2016 ja päättyy 29.2.2020
Toiminnan tila: Toiminta päättynyt
Vastuuviranomainen: Pohjois-Pohjanmaan liitto
Hakijan virallinen nimi: Oulun Yliopisto
Organisaatiotyyppi: Yliopisto
Y-tunnus: 0245895-5
Jakeluosoite: PL 8000
Puhelinnumero: +358 294 48 0000
Postinumero: 90014
Postitoimipaikka: Oulu
WWW-osoite: http://www.oulu.fi/yliopisto
Hankkeen yhteyshenkilön nimi: Kärkkäinen Irja
Yhteyshenkilön asema hakijaorganisaatiossa: Project Coordinator
Yhteyshenkilön sähköpostisoite: irja.karkkainen(at)oulu.fi
Yhteyshenkilön puhelinnumero: +358294482791
Hakijoiden lukumäärä tai tuen siirto -menettely:
Pohjois-Pohjanmaan biotalousstrategiassa korostetaan, että alueen vahvalla ICT-osaamisella voidaan lisätä biotalouden tuottavuutta merkittävästi hyödyntämällä sovellusmahdollisuudet jalostusketjujen kaikissa vaiheissa. Strategiassa nostetaan elintarviketeollisuus yhdeksi biotalouden tärkeistä kehittämisteemoista. ICT:n integroiminen eri sovellusalueisiin on myös Pohjois-Pohjanmaan älykkään erikoistumisen painopistealue ja myös Oulun yliopiston uuden strategian yhtenä tutkimuksen painopisteenä on digitaaliset ratkaisut, sekä niihin liittyvät uudet palvelut ja järjestelmät.
Tässä projektissa tuodaan ICT -osaamista ja digitalisuutta ensisijaisesti elintarviketeollisuuden mutta soveltuvin osin myös lääketeollisuuden käyttöön. Vaikka elintarviketeollisuuden tuotantolinjastot ovat enenevässä määrin automatisoituja, tehdään tuotteen laadunvarmistukseen liittyvät toistuvat ja rutiininomaiset mittaus- ja laboratorioanalyysit edelleen suurelta osin manuaalisesti tuotantolaitosten laboratorioissa. Rutiinitoistojen ja mittausten analysoinnin osuus on suuri myös muissa laboratorioyksiköissä, kuten tutkimuslaboratorioissa ja kliinisten menetelmien laboratorioissa.
Projektin tavoitteena on luoda Oulun alueelle ainutlaatuinen innovaatioympäristö, jossa automatisoidaan laboratorioiden rutiinitehtävät sekä mahdollistetaan tiedon analysointi reaaliaikaisesti siten, että tietoa voidaan hyödyntää myös prosessinohjauksessa ennakoivasti (oppivat prosessit). Tavoitteisiin päästään yhdistämällä poikkitieteellisesti datankäsittelyä, konenäköä, anturointia, robotiikkaa, bioteknologiaa ja elintarvikeketjun tuoteratkaisuja, jolloin lopputuloksena on kokonaisvaltainen automaatio- ja analysointijärjestelmä, jolla erilaisia tehtäviä voidaan suorittaa automaattisesti ja johon on helppo lisätä uusia antureita ja menetelmiä. Tällä ympäristöllä mahdollistetaan, että yritykset voivat todentaa kehitettyjen menetelmien toimivuus ja mahdollisuuksien mukaan hyödyntää järjestelmää omiin tuotantoympäristöihinsä, joko tämän projektin puitteissa tai uusissa tuotekehityshankkeissa.
Projekti parantaa alueemme elintarviketeollisuuden kilpailukykyä nostamalla tuotantoprosessien toimintavarmuutta ja kohottamalla lopputuotteiden laatua. Tuotantoprosessien laadunvarmistus vahvistaa myös yritysten resurssiviisasta toimintamallia pienentämällä syntyvän hävikin (jätteen) määrää ja yritysten hiilijalanjälkeä. Lisäksi projekti luo pohjaa uudelle liiketoiminnalle niin anturipuolella kuin elintarviketeollisuuden ja lääketieteen mittaus- ja analysointisovellutuksissa.
Hankkeen kohderyhminä ovat:
* Elintarvikeyritykset, tutkimus- ja viranomaislaboratoriot, yksityiset laboratoriot ja tutkimuskeskukset(loppukäyttäjät)
* Anturi-, mittalaite- ja automaatioyritykset (laitteistovalmistus)
* Datankäsittely- ja visualisointialan yritykset (laitteista saatavan tiedon räätälöinti)
Vaikka loppukäyttäjäryhmässä elintarviketeollisuudenlaboratoriot ja bioteknologialaboratoriot kattavat laajan kentän, on niiden yhdistäminen tässä projektissa luontevaa. Molemmissa on samantyyppisiä työvaiheita synergiaedun saavuttamiseksi, ja riittävästi eroavaisuuksia, että kehityksessä päästään yleistettäviin ratkaisuihin.
- Kaupanalan toimijat
- yksittäiset asiakkaat: esimerkiksi parempi laatu elintarvikkeissa, nopeampi analyysi sairaalaympäristössä
Myönnetty EU- ja valtion rahoitus: 431 256
Toteutunut EU- ja valtion rahoitus: 424 103
Suunniteltu julkinen rahoitus yhteensä: 596 080
Toteutunut julkinen rahoitus yhteensä: 585 861
Maakunnat: Pohjois-Pohjanmaa
Seutukunnat: Oulun
Kunnat: Oulu
Jakeluosoite:
Postinumero:
Postitoimipaikka:
Suunniteltu: 15, joihin työllistyvät naiset 8
Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0.00, joihin työllistyvät naiset 0.00
Suunniteltu: 0, joista naisten perustamia 0
Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0.00, joista naisten perustamia 0.00
| Välitön | Välillinen | |
| Ekologinen kestävyys | ||
| Luonnonvarojen käytön kestävyys | 2 | 5 |
| Resurssitehokkuus ja hävikin väheneminen | ||
| Ilmastonmuutoksen aiheuttamien riskien vähentäminen | 2 | 5 |
| Ylimääräisten kuljetusten vähentäminen (tuotelaatunäytteiden kuljetukset ja viallisten tavaroiden poistoista aiheutuvat kuljetukset) | ||
| Kasvillisuus, eliöt ja luonnon monimuotoisuus | 0 | 0 |
| Monimuotoisuusneutraali | ||
| Pinta- ja pohjavedet, maaperä sekä ilma (ja kasvihuonekaasujen väheneminen) | 2 | 5 |
| Päästöjen supistaminen ylimääräisiä kuljetuksia vähentämällä | ||
| Natura 2000 -ohjelman kohteet | 0 | 0 |
| Ei kohdistu | ||
| Taloudellinen kestävyys | ||
| Materiaalit ja jätteet | 5 | 8 |
| Ruokaketjussa laadun tarkempi monitorointi vähentää jätettä ja auttaa yksilöimään ja poistamaan kontaminoidut tuotteet mahdollisimman aikaisessa vaiheessa. Näin ollen ne eivät pääse saastuttamaan muita, eikä niitä myöskaan varastoida / pakata tuotteisiin turhaan. Lisäksi ei tarvitse poistaa ns. puhtaita tuotteita varalta. | ||
| Uusiutuvien energialähteiden käyttö | 0 | 0 |
| Ei vaikutusta | ||
| Paikallisen elinkeinorakenteen kestävä kehittäminen | 3 | 8 |
| Pohjois-Pohjanmaalla on pitkät välimatkat, vähentämällä kuljetuksia, materiaalien ja raaka-aineiden käyttöä saadaan aikaiseksi kestävämpää tuotantoa. Innovaatiokeskittymien hyödyntäminen. | ||
| Aineettomien tuotteiden ja palvelujen kehittäminen | 10 | 10 |
| Digitalisaation hyödyntäminen | ||
| Liikkuminen ja logistiikka | 3 | 8 |
| Kuljetustarve vähenee | ||
| Sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys sekä yhdenvertaisuus | ||
| Hyvinvoinnin edistäminen | 5 | 8 |
| Ihmisten ei tarvitse tehdä rutiinitoistoja jolloin työstä tulee mielekkäämpää ja työssä jaksaminen paranee (asiantuntijarooli) | ||
| Tasa-arvon edistäminen | 3 | 5 |
| Menetelmät tasavertaistavat kaikki samalla viivalle esim. aistinvaraisen laadunvalvonta tehtaassa on vahvasti henkilön ominaisuuksiin korreloituvaa (kauanko pysyy tarkkaavaisena, värien erottelukyky, hajuaisti, jne) | ||
| Yhteiskunnallinen ja kulttuurinen yhdenvertaisuus | 0 | 0 |
| Hanke on yhteiskunnallisesti neutraali. | ||
| Kulttuuriympäristö | 0 | 0 |
| Hanke on kulttuurineutraali. | ||
| Ympäristöosaaminen | 3 | 6 |
| hävikin vähentäminen ja raaka-aineiden tehokkaampi hyödyntäminen | ||
Elintarviketeollisuuden tuotantolinjastot ovat lisääntyvässä määrin automatisoituja, mutta tuotteen laadunvarmistukseen liittyvät toistuvat ja rutiininomaiset mittaus- ja laboratorioanalyysit tehdään tuotantolaitoksissa edelleen monin osin manuaalisesti. Labrobot -projektin tavoitteena oli tuoda ICT -osaamista ja digitaalisuutta elintarviketeollisuuden käyttöön automatisoimalla laboratorioiden rutiinitehtäviä sekä mahdollistaa tiedon analysointi reaaliaikaisesti.
Tavoitteena oli kehittää elintarvikkeiden laadun monitorointiin liittyvää kuvantamista ja siinä syntyvän datan käsittelyä. Tavoitteena oli myös kehittää nopea ja automatisoitavissa oleva esikäsittely- ja mittausmenetelmä elintarvikenäytteiden sisältämien haittamikrobien testaamista varten.
Käytännön demonstraatioesimerkit valittiin siten, että ne esittelevät yleisellä tasolla menettelytapojen potentiaalin. Demonstraatioiden määrittämiseksi alueen elintarviketeollisuuden käytännön tarpeita kartoitettiin pohjoispohjalaisissa, eri elintarviketoimialaa edustavissa yrityksissä: leipomoteollisuus, mylly- ja rehuteollisuus sekä sopimusvalmistus. Yrityskohtaisten haastatteluiden ja projektisuunnitelman perusteella toteutettaviksi kehittämiskohteiksi valittiin viisi eri kohdetta, jotka hyödyttäisivät laajasti eri elintarvikealan yrityksiä. Kehittämiskohteiksi valittiin pääosin erilaisia laadun analysoinnin työkaluja. Kehittämistyössä yhdistettiin poikkitieteellisesti datankäsittelyä, konenäköä, anturointia, robotiikkaa, bioteknologiaa ja elintarvikeketjun tuoteratkaisuja.
Konenäköä sovellettiin onnistuneesti erityisesti sinapin laatukriteeristön kehittämisessä ja kuvantamispohjaisessa viljan laatuanalyysissä. Sinapin laadun arvioimiseen kehitetty automaattinen luokittelija pystyy määrittämään sinapin karkeusasteen RGB-kuvista. Kehitetty kauran luokittelumalli gluteenittoman kauran jyvien erottamiseen muiden viljalajien jyvistä perustuu hyperspektraaliseen dataan. Lisäksi osoitettiin, että videokuvausta ja RGB-kameran kuvadataa voidaan hyödyntää kauran jyvien luokittelussa. Tähän kehitettiin laitteiston prototyyppi viljan syöttämiseksi kuvausta varten. Lisäksi osoitettiin, että kauranäytteiden kuvien tulkinta ja havainnollistaminen visuaalisesti vääräväritekniikalla on keino erottaa vihreä kaura muun kauran joukosta. Tämäntyyppisille lisätyn todellisuuden ratkaisuille on elintarviketeollisuudessa käyttöä esimerkiksi tarkistustyön apuvälineenä. Hyperspektraalisen kuvantamisen soveltaminen viljan luokittelussa on esimerkki lupaavasta sovelluksesta, jota voidaan käyttää mylly- ja rehuteollisuudessa sekä ulkomaankaupassa.
Elintarvikepatogeenien mikrobiologiset testit ovat merkittävässä roolissa ruokaketjun turvallisuuden varmistamisessa. Testien halutaan olevan nopeita ja mikrobispesifisiä. Tässä projektissa kehitettiin automatisoitavissa oleva luminesenssiin perustuva Listeria monocytogenes -spesifinen testi, jossa kohdemikrobi eristetään muiden bakteerien joukosta vasta-ainepohjaisella immunomagneettisella menetelmällä ja mikrobien määrä mitataan niiden aineenvaihdunnan avulla. Lisäksi saatiin lupaavia tuloksia sinisen valon aallonpituuksien käytöstä alun rikastusvaiheen selektiivisyyttä lisäävänä tekijänä.
Oulun yliopisto ja Luonnonvarakeskus (Luke) Oulu toteuttivat hankkeen monitieteisenä yhteishankkeena ajalla 1.9.2016–28.2.2020.