|
|
|
Hankekoodi: A77563
Hankkeen nimi: AIRIDE – Ratsastusalan uudet älykkäät oppimismenetelmät ja teknologiat
Toimintalinja: 2. Uusimman tiedon ja osaamisen tuottaminen ja hyödyntäminen
Erityistavoite: 4.1. Tutkimus-, osaamis- ja innovaatiokeskittymien kehittäminen alueellisten vahvuuksien pohjalta
Suunnitelman mukainen toteutusaika: Alkaa 1.9.2021 ja päättyy 31.8.2023
Toiminnan tila: Toiminta päättynyt
Vastuuviranomainen: Uudenmaan liitto
Hakijan virallinen nimi: Lappeenrannan-Lahden teknillinen yliopisto LUT
Organisaatiotyyppi: Yliopisto
Y-tunnus: 0245904-2
Jakeluosoite: Yliopistonkatu 34
Puhelinnumero: +358405107599
Postinumero: 53851
Postitoimipaikka: Lappeenranta
WWW-osoite: http://www.lut.fi
Hankkeen yhteyshenkilön nimi: Heikki Handroos
Yhteyshenkilön asema hakijaorganisaatiossa: Professori
Yhteyshenkilön sähköpostisoite: heikki.handroos(at)lut.fi
Yhteyshenkilön puhelinnumero: +358405107599
Hakijoiden lukumäärä tai tuen siirto -menettely:
Hankkeessa kehitetään uusia ratsastussimulaattoreihin, oppilaiden biosignaalimittauksiin ja keinoälyyn perustuvia oppimismenetelmiä ja teknologioita, joita voidaan hyödyntää ratsastusalan koulutuksessa ja terapiassa ratsastuskouluissa sekä erilaisissa tutkimus- ja oppilaitoksissa. Perinteisessä ratsastuksenohjaajien ja -opettajien koulutuksessa oppiminen tapahtuu oikeilla hevosilla ratsastaessa, oppilaitoksen opettajien ohjauksessa tai opiskelijoiden vertaisohjauksessa.
Harjun oppimiskeskukseen on hankittu kaksi kaupallista ratsastussimulaattoria, joissa oppimista voi harjoitella sisätiloissa virtuaalisessa ympäristössä opettajan opastamana. Harjun oppimiskeskuksen simulaattoreilla voidaan harjoitella kouluratsastuksessa hevoselle annettavien apujen käyttöä ja toistaa kouluratsastusratoja. Harjun oppimiskeskuksen simulaattoreilla voi esteratsastuksessa ja maastoesteratsastuksessa harjoitella istuntaa ja tasapainoa estehypyissä sekä saada analyysi ratsastajan mukautumisesta estehyppyyn, ratsastajan tasapainosta, ratsastajan jalkojen paineesta simulaattorin kylkiin ja ohjien paineesta simulaattorin suuhun.
Nykyinen kaupallinen simulaattoriteknologia on kuitenkin hyvin kehittymätöntä eikä simulaattorihevosen liike vastaa oikean autenttisen hevosen liikettä. Simulaattorit tarjoavat yleiset rajatut vakioliikevaihtoehdot esteen ylittämisessä sekä eri askellajeissa. Askellajeista simulaattoreista löytyvät kootut askellajit, keskiaskellajit sekä lisätyt askellajit käynnistä, ravista ja laukasta.
Ratsastusalan tutkimuskeskukset ovat todenneet kansainvälisesti, ettei nykyinen simulaattoritekniikka ole riittävän oikeankaltaista ratsastuksen taidon oppimisprosessin kannalta. LUT yliopistossa on 2000-luvun alusta kehitetty uudenlaista simulaattoritekniikkaa, joka tarjoaa vapaasti ohjelmoitavat ja riittävän laajat ja nopeat liikkeet ratsastussimulaattorille. Keväällä 2021 Business Finlandin rahoittamassa HORZIM-hankkeessa valmistui uusi simulaattoriprototyyppi, joka ensimmäisenä maailmassa mahdollistaa täydet liikealueet ratsastussimulaattorille kaikissa askellajeissa. Keväällä 2022 päättyvässä LUT-yliopiston ja LAB-ammattikorkeakoulun toteuttamassa LUTERGO-hankkeessa on kehitetty mittaustekniikkaa ja -menetelmiä, jotka mahdollistavat työkonekuljettajien erilaisten biosignaalien, kuten elektromyografian (EMG), elektrokardiografian (EKG),ihon sähkönjohtuvuuden (galvanic skin resistance =GSR), silmän liikkeiden (eye tracking = >ET) ja kehon eri osien kiihtyvyyksien (inertial measurement unit = IMU) mittaamisen ja tiedonkeruun työkonesimulaattoriympäristössä. Kerätyn datan perusteella kuljettajan fyysistä ja psyykkistä kuormitusta sekä stressitilaa arvioidaan keinoälyalgoritmeilla. Haettavassa AIRIDE-hankkeessa LUTERGO-hankkeessa kehitettyjä tutkimus- ja analysointimenetelmiä on tarkoitus soveltaa ratsastuksen oppimisessa. LAB-ammattikorkeakoululla on myös langatonta mittaustekniikkaa, jolla ratsastajan erilaisia biosignaaleja voidaan seurata ja rekisteröidä simulaattoriympäristön lisäksi myös todellisessa ratsastustilanteessa. Hankkeessa on tarkoitus kehittää ja soveltaa uudenlaista läpimurtotekniikkaa ratsastuksen oppimisessa ja ratsastusterapian tutkimisessa ja kehittämisessä. Tekniikka sisältää simulaattorien uudenlaista hyödyntämistä, uudenlaisia oppimisprosessien seurantamenetelmiä ja älykkäitä oppimisprosesseja arvioivia algoritmeja. Tavoitteena on myös tukea ja kehittää alueen hevos- ja fysioterapia-alan yritysten liiketoimintamahdollisuuksia teknologiaharppauksessa sekä synnyttää uusia innovaatioita ratsastusalalle. Innovaatiot voivat synnyttää uutta vientiyritystoimintaa ja luoda työpaikkoja Kymenlaakson ja Etelä-Karjalan maakuntiin. Ratsastuksen oppimisen ja terapian lisäksi kehitettyjä oppimismenetelmiä ja teknologioita voidaan soveltaa myös muilla ammatillisilla aloilla.
X-sens liikeanalysointilaitetta hyödynnetään ratsastajan liikkeiden tutkimisessa, rekisteröinnissä ja analysoinnissa sekä simulaattoriympäristössä ja aidoissa ratsastustilanteiss. Hankkeessa kehitetään opetusmenetelmiä, joissa hyödynnetään X-sens-laitteen mittauksia ja sen tuottamia animaatioita. X-sens-liikeanalysointilaitteisto on hiihtohaalaria muistuttava asu, johon on integroitu 18 inertiaalisensoria. Nämä sensorit pystyvät rekisteröimään ihmisen liikkeitä kolmessa liiketasossa (3D- mittaus ja analyysi). Yhdistelemällä eri sensoreista saatavaa tietoa laitteiston tietokoneohjelma muodostaa ihmisen liikkeistä virtuaaliympäristössä liikkuvan avattaren ja laskee kehon eri osista lineaariseen ja rotaatioliikkeeseen liittyviä parametrejä. Ratsastuksesta ja biosignaaleista saatavan datan prosessointi älykkäillä algoritmeilla mahdollistaa oppilaan kehittymisen arvioinnin ratsastuksen oppimisprosessin eri vaiheissa. Ratsastuksen oppimisen analysoinnissa ja arvioinnissa vertailupohjana käytetään opettajan mallisuoritusta.
Haettavassa hankkeessa teknologia ja hevosala kohtaavat ja hevosalalla työskenteleviä naisia opetetaan omaksumaan uusia teknologioita, jotka edistävät tehokkaasti ratsastuksen oppimista.
Hanke lisää insinööritieteiden kiinnostavuutta naisten keskuudessa.
Hankkeen kohderyhmänä ovat suoraan hevosalan oppilaitokset ja ratsastuskoulut. Epäsuorasti kohderyhmiä ovat muiden alojen ammatilliset oppilaitokset, joiden opetukseen kehitettyjä menetelmiä voidaan hankkeen jälkeen soveltaa.
Hankkeen tulokset pyritään tulevaisuudessa saamaan ratsastuskoulujen käyttöön. Tarvittavan teknologian hinta voi olla liian kallis investointi yksittäisille talliyrittäjille, mutta esim. mobilisoitua palvelua tarjoava yritystoiminta voisi olla valtakunnallisesti kannattavaa.
Hankkeessa odotetaan, että jo sen aikana syntyy uutta pk-yritystoimintaa, joka kaupallistaa palvelut siten että ne ovat saatavissa alueen ratsastuskouluille.
Hankkeessa synnytetään alueellisesti ainutlaatuinen verkostokokeiluympäristö, jonka avulla voidaan kehittää ja pilotoida uudenlaisia älykkäitä biosignaalimittauksiin perustuvia kvantitatiivisia oppimismenetelmiä. Lyhyellä aikavälillä menetelmiä pilotoidaan ratsastuksen oppimisessa, mutta samankaltaisia menetelmiä voidaan kehittää myös muille ammatillisille koulutusaloille.
Marinin hallitusohjelman mukaisesti vahvistetaan ammatillista osaamisketjua korostamalla ammattikorkeakoulujen, oppilaitosten ja pk-yritysten merkitystä suomalaisessa TKI-järjestelmässä. Myös elinkeinoministeri Mika Lintilä on painottanut tekoälyn merkitystä Suomen menestystekijänä. Hanke tukee tekoälyohjelman tavoitteita uusien keskeisten toimenpiteiden löytämiseksi, jotka parhaiten tukevat tekoälyn ja robotiikan hyödyntämistä innovaatiotoiminnassa. Hanke edistää simulaattori- ja keinoälykehitystä, joka hyödyntää myös muita teollisia aloja kuin ratsastusalaa. Hankkeen tuloksia ja kehitettyä ympäristöä voidaan soveltaa esim. cobotiikan ja koneiden etäoperoinnin koulutuksen aloille. Pitkällä aikavälillä ympäristö synnyttää innovatiivista pienyritystoimintaa.
Myönnetty EU- ja valtion rahoitus: 169 428
Toteutunut EU- ja valtion rahoitus: 169 428
Suunniteltu julkinen rahoitus yhteensä: 242 042
Toteutunut julkinen rahoitus yhteensä: 242 042
Maakunnat: Etelä-Karjala, Kymenlaakso
Seutukunnat: Lappeenrannan, Kotkan-Haminan
Kunnat: Virolahti, Lappeenranta
Jakeluosoite:
Postinumero:
Postitoimipaikka:
Suunniteltu: 1, joihin työllistyvät naiset 1
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 | 0 | 0 |
| Ilmastonmuutoksen aiheuttamien riskien vähentäminen | 0 | 0 |
| Kasvillisuus, eliöt ja luonnon monimuotoisuus | 0 | 0 |
| Pinta- ja pohjavedet, maaperä sekä ilma (ja kasvihuonekaasujen väheneminen) | 0 | 0 |
| Natura 2000 -ohjelman kohteet | 0 | 0 |
| Taloudellinen kestävyys | ||
| Materiaalit ja jätteet | 0 | 0 |
| Uusiutuvien energialähteiden käyttö | 0 | 0 |
| Paikallisen elinkeinorakenteen kestävä kehittäminen | 0 | 0 |
| Aineettomien tuotteiden ja palvelujen kehittäminen | 9 | 4 |
| Hankkeen tuloksena syntyy uusia tuotteita ja palveluja, joita voidaan laajemmin hyödyntää eri alojen oppimisprosesseissa. | ||
| Liikkuminen ja logistiikka | 0 | 0 |
| Sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys sekä yhdenvertaisuus | ||
| Hyvinvoinnin edistäminen | 8 | 6 |
| Ratsastus on tunnetusti fyysistä ja psyykkistä hyvinvointia lisäävä harrastus. Hanke edistää ratsastuksen houkuttavuutta ja tuo uusia asiakkaita alan yrityksille. Hanke synnyttää uusia tekniikkaa ja hevosalaa yhdistäviä työpaikkoja ja luo siten hyvinvointia alueelle. | ||
| Tasa-arvon edistäminen | 6 | 5 |
| Tekniikka on perinteisesti miesvaltainen ala ja hevos- ja fysioterapia-alat naisvaltaisia. Näiden alojen yhdistäminen edistää naisten työllistymistä tekniikan alalle ja miesten työllistymistä hevos- ja fysioterapia-aloille. | ||
| Yhteiskunnallinen ja kulttuurinen yhdenvertaisuus | 0 | 0 |
| Kulttuuriympäristö | 0 | 0 |
| Ympäristöosaaminen | 0 | 0 |
Hankkeessa kehitettiin uusia ratsastussimulaattoreihin, oppiskelijoiden biosignaalimittauksiin ja keinoälyyn perustuvia oppimismenetelmiä ja teknologioita, joita voidaan hyödyntää ratsastusalan koulutuksessa, ratsastuskouluissa sekä erilaisissa tutkimus- ja oppilaitoksissa. Perinteisessä ratsastuksenohjaajien ja -opettajien koulutuksessa oppiminen tapahtuu oikeilla hevosilla ratsastaessa, oppilaitoksen opettajien ohjauksessa tai opiskelijoiden vertaisohjauksessa. Harjun oppimiskeskuksessa on myös kaksi kaupallista ratsastussimulaattoria, joissa oppimista voi harjoitella
sisätiloissa virtuaalisessa ympäristössä opettajan opastamana. LUT yliopistolla on itse tutkijatyönä kehitetty simulaattori, jossa voidaan toistaa todellisista hevosista mitattuja liikkeitä. Hankkeessa mitattiin ammattiratsastajan, ratsastuksen opettajan ja kolmen ratsastuksen ohjaajaopiskelijan ratsastusta oikeilla hevosilla ja simulaattoreilla useammassa projektin vaiheessa. Ratsukoiden liikeratamittaukset tehtiin Harjun oppimiskeskuksen maneesissa käyttäen Fidera-paikannusjärjestelmää. Ratsastajien liikkeitä oikeilla hevosilla ja simulaattoreilla ratsastettaessa mitattiin LAB-aammattikorkeakoulun Xsens-liikesensorin avulla. Sensensorilla pystyttiin mittaamaan ratsastajien asentoja ja liikkeitä satulassa istuessa. Hankkeessa kehitettiin älykäs algoritmi, jolla analysoitiin mitattua dataa. Käyttäen ratsastajan ratsastaman kouluradan asema- ja nopeustietoja sekä ratsastajan lantion kiertoliikettä pystyttiin arvioimaan hänen suoritustansa kouluradalla. Algoritmilla analysoitiin kilparatsastajan, ratsastuksenopettajan ja viiden oppilaan suoritusta samaa koulurataa ratsastettaessa. Algoritmin analyyseistä pystyttiin toteamaan selkeästi ratsastajien tasoerot. Tuomari arvioi samat suoritukset, jotka analysoitiin algoritmilla. Tulokset olivat hyvin samankaltaisia. Opiskelijoiden suoritukset myös arvioitiin koulutuksen kahdessa vaiheessa. Arviointi suoritettiin protokollan mukaisella kouluratsastuksen avioinnilla, X-sens liikesensorin dataan perustuen sekä Fidera-järjestelmöän paikannusdatan perusteella. Algoritmin antamista tuloksista pystyttiin toteamaan oppilaiden kehitys mittauskertojen välillä.