Aiding the implementation of autonomus machines in dynamic environments

• Main Author: Elawad, Kristian
• Format: Others
• Language: English
• Published: Blekinge Tekniska Högskola, Institutionen för industriell ekonomi 2017
• Subjects: Kristian; Christian; Elawad; autonomous; machines; robotics; implementation; dynamic; environment; construction; Autonoma; maskiner; robotik; dynamisk; miljö; konstruktion; Engineering and Technology; Teknik och teknologier
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:bth-17500

Background It can be observed that our society is heading more and more towards automation. Autonomous machines show large potential and are being used progressively often in a range of different areas and tasks. They are increasing the productivity and transforming jobs and industries. However, the implemented systems of autonomous machines are usually specified for certain conditions, in structured and static environments. Making the implementation very contextual to the environment it is in. Dynamic environments, is something that is continuously changing or being changed, meaning a lot of challenges for the implementation and operation of something autonomous. Objectives The purpose of this study is to investigate how to help the conditions for implementation of autonomous machines in dynamic environments. The sites and machines in the construction industry fulfill the described context well and is therefore chosen as the main field of study for this thesis. Method A main case study exploration has been used to disclose the result. Including different methods of data gathering such as literature research, interviews, observations, field visits, and workshops. Data has also been collected in form of learnings from prototypes and experiments conducted throughout the study. Results The results evaluate how the aiding of the implementation and operation of autonomous machines could be done in dynamic environments such as the construction sites. It considers working at remote areas without human assistance, the external information needed for the autonomous machines, the different technologies that could be used, and how to take a first step towards an autonomous future. A concept solution is presented, which could be implemented today and used to help the implementation and operation of autonomous machines. Conclusion The findings in this study indicates that the machines need to understand elements in dynamic environments to be able to conduct meaningful tasks. For this there is a need for external information through different technologies, making element visible in a continuously changing structure. Material management is one of the essential elements that needs to be made visible for the machines. The results can be introduced today through the concept and be developed along with the rest of the technology to make the adaptation and implementation easier. === Bakgrund Det kan observeras att vårt samhälle går alltmer mot automatisering. Autonoma maskiner visar stor potential och används successivt mer för en rad olika områden och uppgifter. De ökar produktiviteten och omvandlar jobb och industrier. De implementerade systemen för autonoma maskiner är oftast specialiserade för vissa förhållanden, i strukturerade och statiska miljöer, vilket leder till att implementeringen är mycket kontextuellt för miljön. Dynamiska miljöer är något som ständigt ändras, vilket innebär en hel del utmaningar för implementeringen och driften av något autonomt och självständigt. Mål Syftet med denna studie är att undersöka hur man hjälper förutsättningarna för implementeringen av autonoma maskiner i dynamiska miljöer. Byggarbetsplatser och maskiner inom konstruktionsbranschen uppfyller det beskrivna kontexten väl och väljs därför som huvudområde för denna avhandling. Metod En explorativt fallstudie har använts för att komma fram till resultatet, tillsammans med olika metoder för datainsamling såsom litteraturundersökning, intervjuer, observationer, fältbesök och workshops. Insamling av data har även skett i form av lärdomar från prototyper och experiment som genomförts under studien. Resultat Resultaten utvärderar hur implementationen och driften av autonoma maskiner kan hjälpas  i dynamiska miljöer såsom konstruktion lägen. Vidare utreds de autonoma maskinernas arbete i avlägsna områden utan mänskligt bistånd och den externa informationen som behövs för maskinerna i det sammanhanget. De olika teknologierna som kan användas är utvärderade tillsammans med hur ett första steg kan tas mot en självständig framtid. En konceptlösning presenteras, som skulle kunna implementeras idag och användas för att hjälpa till med implementering och driften av autonoma maskiner. Slutsats Resultaten i denna studie visar att maskinerna måste förstå element i dynamiska miljöer för att kunna genomföra meningsfulla uppgifter. Därför finns det behov av extern information genom olika teknologier, vilka synliggör elementet i en ständigt varierande struktur. Materialhantering är en av de väsentliga delarna som måste synliggöras för maskinerna. Resultaten kan introduceras idag genom konceptet och utvecklas tillsammans med resten av tekniken för att göra anpassningen till tekniken och implementationen enklare.