Itseohjautuva auto A!ex yllyttää tutkijoita yhteistyöhön

Auto-ostoksille päästiin loppukeväästä 2021. Nyt keskellä Otaniemen rakennustyömaita, suljettujen ovien takana kiiltelee Lexus RX -maasturi, jonka vakiovarusteisiin kuuluu kuljettajaa avustava tekniikka.

”Tilasimme Yhdysvalloista itsenäisen ajon mahdollistavan perusjärjestelmän, jota voimme ohjelmoida ja kehittää”, kertoo professori Kari Tammi.

”Autoa voidaan ajaa itseohjautuvasti, mutta toistaiseksi kuskin pitää olla aina paikalla.”  

Otaniemessä on pitkät perinteet ajoneuvotekniikkaan liittyvästä tutkimuksesta ja opetuksesta.

Tämä valkoinen Lexus on saanut kutsumanimekseen A!ex, ja tutkimustyö sen parissa on vasta aluillaan. Auton parissa työskentelevät tohtorikoulutettava Risto Ojala sekä laboratorioinsinööri Jesse Pirhonen. Hänen vastuullaan on tietää joka käänteessä, mitä lisälaitteita ja ohjelmistoja autoon asennetaan. 

Auto on oiva jatko-opintojen kohde.

”Eri tutkimusryhmät haluavat testata siinä erilaisia asioita. Tehtäväni on vastata siitä, että perusjärjestelmä pysyy hallinnassa, eivätkä kokeilut sotke toisiaan”, Pirhonen sanoo.

Auto yhdistää tutkimusaloja

Aalto-yliopistoon perustettiin vuonna 2019 Suomen Akatemian rahoittama autonomisten järjestelmien tutkimuskeskus (ACAS). Itseohjautuva katumaasturi – autonomiseksi muuttuva auto – on yksi keskuksen kärkiprojekteista.

”Auton avulla voidaan yhdistää monta tutkimusaihetta”, robotiikan professori Ville Kyrki iloitsee.

A!exin kautta tutkitaan 5G-tietoliikennettä sekä sitä, miten auto keskustelee muiden kulkuneuvojen ja liikenneinfran kanssa. Toisia tutkimusryhmiä kiinnostavat sensoritiedon käsittely ja auton avustavat järjestelmät, kuten älykkäät vakionopeudensäätimet. 

Suomessa on paljon kiinnostusta liikenteen etäohjaukseen ja puoliautonomisiin järjestelmiin. Tarve näkyy erityisesti laivaliikenteessä sekä työkoneiden käsittelyssä ja joukkoliikenteessä. 

Myös tekoälyn näkökulmasta kehitys on kiinnostavassa vaiheessa. Tällä hetkellä autonominen auto tarvitsee vielä ihmisen apua poikkeustilanteissa. Kuljettaja voi ottaa A!exin hallintaansa ratin tai poljinten avulla. Lisäksi autossa on hätäkytkin.

Koska ratin taakse tarvitaan yhä ihminen, tutkijat haluavat kehittää erityisesti etäohjausta.

Tulevaisuudessa kuljettajan ja tämän ohjaamien, esimerkiksi useiden maansiirtokoneiden välinen etäisyys voisi olla kilometrien mittainen. Autonomian ja etäohjauksen yhdistelmällä etäoperaattori voisi antaa ajoneuvoille tehtäviä. 

Kerrankin Suomen sää suosii 

Autonomisia autoja kulkee jo Yhdysvalloissa Kalifornian auringon alla, mutta yhä edelleen poikkeustilanteet ja erilaiset sääolosuhteet aiheuttavat ongelmia.

”Keskitymme Suomessa ja Otaniemessä erityisesti siihen, miten autonomiset järjestelmät käyttäytyvät erilaisissa sää- ja valaistusolosuhteissa sekä erilaisilla teillä”, Kari Tammi sanoo.

”Sensoritekniikka häiriytyy herkästi horisontista paistavan auringon ja heijastusten myötä.”

Ville Kyrjen mukaan täysautonomista ja puoliautonomista järjestelmää ei tule ajatella vastakkaisina.

”Rajatuissa tilanteissa autonomia ei ole ongelma. Myös Otaniemessä A!ex on kulkenut hyvissä olosuhteissa suoraviivaisesti. Tekoäly on fiksua, mutta ei vielä järkevää.”

Sään ja vuodenaikojen vaihtelut vaativat ohjelmistojen kehittämistä siten, että auto esimerkiksi tunnistaa puun samaksi puuksi, oli se sitten täydessä vihreydessä tai lumen alla. Tutkijoita kiinnostaa, miten sensoreista saatava mittaustieto pystytään tulkitsemaan säästä riippumatta.

Entä, jos verkko ei toimi?

Etäohjauksen suurimpia tutkimuskysymyksiä ovat tietoliikenneyhteyksien toimintavarmuus ja tietoturva sekä se, miten vastuu etäohjaajan ja järjestelmän kanssa jaetaan. Miten toimitaan tilanteessa, jossa etäohjaaja painaa kaasua toisella puolen maapalloa ja yhteys katkeaa juuri tuolloin?

”Auton on oltava turvallinen myös silloin, kun verkko ei toimi tai sitä häiritään”, korostaa tietoliikenteen professori Riku Jäntti, joka toimii ACAS-tutkimuskeskuksen vetäjänä. 

Jäntin mukaan huippunopeat 5G-verkot ovat autonomisen liikenteen edellytys. Toimivien yhteyksien avulla voidaan parantaa turvallisuutta sekä liikenteen sujuvuutta.

”A!exin parissa tehtävä tutkimustyö ei palvele pelkästään autoja tai liikenneinfraa. Samoja teknologioita on käytössä muun muassa metsäkoneissa”, professori Kari Tammi muistuttaa. 

”Suomalaiselle teollisuudelle autonomiset ratkaisut ovat tuttuja. Niitä on kehitetty satamien lastinkäsittelylaitteisiin, kaivosajoneuvoihin ja trukkeihin. Haluamme tehdä yhteistyötä myös teollisuuden kanssa.”

Teksti: Niina Norjamäki
Kuva: Kalle Kataila

Artikkeli on julkaistu Aalto University Magazinen numerossa 29 lokakuussa 2021.