Itsestään liikkuvien autojen lisäksi meriliikenteen nykyistäkin laajempaa automatisointia tutkitaan koko ajan. Esimerkiksi Suomessa autonomista merenkulkua tutkiva Rolls-Royce aikoo saada tällaiset uudenlaiset laivat käyttöön vielä ennen vuosikymmenen loppua.

Nyt Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskus ja Aalto-yliopiston tutkijat yhdessä Fleetrange Oy:n ja Tallinkin kanssa tutkivat yhdessä koneoppimisen ja tekoälyn käyttöä Tallinnan ja Helsingin välillä sahaavalla Megastarilla.

Tutkimuksen tarkoitus on yhdistää eri lähteistä saatua aineistoa, niin kuvaa, ääntä, tutka- ja lasermittauksia, satelliittipaikannusta kuin muiden aluksien sijaintitietoja. Tätä varten Megastarille asennetaan erilaisia antureita, joista saadun aineiston käsittelyssä hyödynnetään tekoälyä ja koneoppimista.

”Yksittäinen anturi ei ole koskaan riittävä antamaan luotettavaa kuvaa turvallisuuden kannalta kriittisistä tekijöistä. Miehistö hyödyntää aina useamman laitteen antamaa päällekkäistä tietoa, jolloin yksittäisen laitteen mahdollisesti antama virheellinen tieto on helposti havaittavissa ja hylättävissä. Autonomisen navigointijärjestelmän tulisi toimia samalla periaatteella”, toteaa tutkimuspäällikkö Sarang Thombre Paikkatietokeskuksesta.

Tavoitteena automaattinen tunnistus

Tavoitteena on erilaisten kohteiden, kuten merimerkkien sekä toisten alusten automaattinen tunnistus ja tarkemman tilannekuvan muodostaminen useiden erilaisten sensorien välittämän aineiston pohjalta.

”Kun tällaista tietoa yhdistetään olemassa olevien navigointisäännösten kanssa, mahdollistetaan aluksen suunnistus mahdollisimman vähäisellä ihmisohjauksella, jopa Itämeren kaltaisilla, vilkkaasti liikennöidyillä vesiväylillä”, Thombre jatkaa.

”Megastarin valinta tutkimusalukseksi oli helppo valinta ja olemmekin erittäin tyytyväisiä saatuamme Tallink Gruppin tuen projektille. Tallink Grupp on uusien innovatiivisten ratkaisujen edelläkävijä ja Megastar on tämän alueen kehittynein ja ympäristöystävällisin alus. Tallinnan ja Helsingin välillä on vilkas kaupallisten ja vapaa-ajan alusten liikenne ja siksi se toimii erittäin hyvin tutkimiemme uusien tekniikoiden testialueena”, sanoo kapteeni Henrik Ramm-Schmidt, Fleetrange Oy:n toimitusjohtaja ja perustaja.

”Viimeaikainen kehitys tekoälyn ja koneoppimisen alalla antaa uusia mahdollisuuksia oppia tunnistamaan ja ennustamaan alusten liikkeitä. Näillä uusilla menetelmillä voidaan saavuttaa ennennäkemätön tarkkuus”, lisää vielä professori Simo Särkkä Aalto-yliopistosta.

*

Juttu on Paikkatietokeskuksen tiedote hieman editoituna.

Kyseessä on eurooppalainen suurteholaskennan yhteishanke, EuroHPC Joint Undertaking. Se on Euroopan unionin hanke, jonka ensimmäisenä, kunnianhimoisena päämääränä on hankkia Eurooppaan vähintään kaksi lähelle eksatasoa kurottavaa supertietokonetta vuoteen 2020 mennessä.

Eksataso tarkoitta sitä, että tietokoneen prosessorien laskentateho on vähintään yksi eksaflop. Tämä vastaa 10¹⁸ laskutoimitusta sekunnissa, eli sitä, että kone tekee miljoona miljoona miljoonaa laskua yhdessä sekunnissa.

Suomen tällä hetkellä ärein tietokone, CSC:n ylläpitämä Sisu kykenee teoreettisesti 1,69:n petaflopin laskentatehoon, mikä vastaa noin 0,00169 eksaflopia. Kyseessä on viime marraskuun tilaston mukaan maailman 267. tehokkain tietokone, kun tehokkain nyt Euroopassa oleva kone (maailman viidenneksi tehokkain) on sveitsiläisten Piz Daint, jonka teoreettinen huippulaskentateho on 0,027 eksaflopia.

Osa komeilla revontulikuvilla koristellusta Sisu-supertietokoneesta on otsikkokuvassa.

Nyt suunnitteilla oleva kone on siis suuri hyppäys ylöspäin ja auttaisi suurta laskentakapasiteettia tarvitsevaa tutkimusta. Monet tieteet käyttävät nykyisin simulointeja ja suurten, toisiaan täydentävien tietomassojen käsittelyä, mihin tarvitaan myös supertietokoneita.

Tutkimuksen ohella hanke on merkittävä suomalaiselle tietojenkäsittelyosaamiselle, sillä EuroHPC-supertietokoneen avulla Suomesta voisi tulla arktisen dataliikenteen globaali solmukohta. Järjestelmä sijoitettaisiin CSC:n Kajaanin datakeskukseen.

Iso, kallis ja tärkeä hanke

EU on budjetoinut EuroHPC-hankintoihin yhteensä noin 1,4 miljardia euroa. EU-komissio rahoittaa puolet EuroHPC:n superkoneiden hankinnasta. Toinen puolikas rahoituksesta tulee osallistuvilta mailta.

Tarvittava rahoitus riippuu konsortioon kuuluvien maiden määrästä ja esi-eksa-tason supertietokoneiden lukumäärästä, joita EU-komissio on kaavaillut olevan vähintään kaksi. Moni Euroopan maa näkee Suomen ihanteellisena sijaintipaikkana EuroHPC:n supertietokoneelle.

Päätökset EuroHPC:n ensimmäisten supertietokoneiden sijaintipaikoista tehdään kevään 2019 aikana.

Hakuprosessia varten ollaan muodostamassa laajapohjainen eurooppalainen konsortio, joka tukee esieksatason supertietokoneen sijoittamista Suomeen. Mukana konsortiossa ovat tällä hetkellä muun muassa Pohjoismaat ja Sveitsi.

"Tämä konsortio pystyy tarjoamaan laadukkaan, kustannustehokkaan ja laajapohjaiseen eurooppalaiseen yhteistyöhön pohjautuvan ekosysteemin, joka on myös ympäristöystävällinen", sanoo CSC:n toimitusjohtaja Kimmo Koski.

"Laitteistojen lisäksi tarvitaan korkeatasoista osaamista laskennasta datanhallintaan. Konsortion jäsenillä on vuosikymmenten kokemus tämän tyyppisten palveluiden tehokkaasta tuottamisesta. Suomelle EuroHPC-hanke on valtava mahdollisuus, joka tukee myös kansallista datanhallinnan ja laskennan kehittämishanketta ja vahvistaa kilpailukykyämme."

EuroHPC:n seuraavassa vaiheessa kehitetään eurooppalaista suurteholaskennan osaamista ja teknologiaa siten, että vuosien 2022–2023 aikana Eurooppaan on tarkoitus hankkia maailman nopeimpiin kuuluva eksatason tietokone, joka perustuu eurooppalaiseen teknologiaan.

*

Juttu on lähes suoraan CSC:n tiedote, jota on editoitu ja täydennetty.

Mediassa – kuten Tiedetuubissakin – on aika usein juttuja tulevaisuuden miehittämättömistä autoista ja lentolaitteista, mutta itse asiassa eräs kätevimmin automatisoitavista liikennemuodoista olisi meriliikenne.

Laivat seilaavat yleensä varsin monotonisesti samoja reittejään ja etenkin kun nykyisinkin ne jo toimivat varsin automaattisesti satelliittipaikannuksen avustamana, ei askel täysin ilman miehistöä oleviin rahtilaivoihin ole suuri. Matkustaja-aluksilla miehistöä tarvitaan kuitenkin jatkossakin – ainakin matkustajien palveluun.

Norjalaisyhtiö Yara International on ottanut merkittävän askeleen kohti automaattista merenkulkua tilaamalla reitilleen ensimmäisenä täysin robottiohjatun rahtialuksen. Erityisen kiinnostavan aluksesta tekee se, että uusi Yara Birkeland -laiva on myös sähkökäyttöinen.

Se, että laiva toimii sähköllä, voi olla jopa tärkeämpää sen tekemisessä. Laivojen päästöt ovat ovat jopa suurempia kuin lentoliikenteen, sillä vuonna 2007 maailman meriliikenne tuotti 3,2 kaikista hiilidioksidipäästöistä, kun lentoliikenteen osuus oli 2,1%*. Syynä ei ole vain laivaliikenteen määrä, vaan myös se, että alusten moottorit eivät ole yleensä kovin ekologisia, vaan tupruttavat toisinaan jopa epätäydellisesti palaneen dieselin katkua suodattamattomana ilmaan.

Datalähtöinen talous on jo nyt tuntuvaa bisnestä ja data-analytiikka, big data sekä tekoäly ovat keskeisiä keinoja kilpailukyvyn parantamiseen. Yrityksille kertyy paljon dataa esimerkiksi teknisistä prosesseista, antureista, tietojärjestelmistä ja asiakasrajapinnasta, ja tämän kaiken tiedon analysointi auttaa ymmärtämään ja ennakoimaan taustalla olevia ilmiöitä sekä riippuvuuksia.

Uudessa CSC:n ja Kajaanin ammattikorkeakoulun Data-analytiikan kiihdyttämö -hankkeessa innostetaan kainuulaisia yrityksiä ja yhteisöjä ottamaan käyttöön data-analytiikkaa.

CSC:n osaaminen perustuu pitkäaikaiseen kansalliseen toimintaan data-analytiikan parissa sekä laajaan kansainväliseen yhteistyöhön. Kajaanin ammattikorkeakoulu on puolestaan laajasti verkostoitunut paikallisten toimijoiden kanssa. KAMK auttaa CSC:tä löytämään oikeat paikalliset toimijat ja CSC auttaa KAMK:ia löytämään oikeat data-analytiikan ratkaisut.

Marsiin on tähän mennessä laskeutunut seitsemän laitetta, joiden tarkoituksena on ollut tavalla tai toisella liikkua planeetan pinnalla. Menestys on kuitenkin ollut vaihtelevaa: laitteista vain neljä on toiminut kuten pitikin. Mutta juuri nuo neljä - kaikki Nasan kulkijoita - ovat ylittäneet kaikki odotukset toimintavarmuudellaan. Ja niillä kaikilla on sama perusrakenne: keskustietokone, runko, sekä kuusi itsenäisesti toimivaa ja jousitettua rengasta. Robotit ovat hyvin toimintakykyisiä vaikeassakin maastossa..

Nyt kulkijoiden "piirustukset" on annettu vapaaseen jakeluun kattavien ohjeiden kera. Lähes kuka tahansa pystyy rakentamaan "Open Source Roverin" avulla oman versionsa toimivasta Mars-kulkijasta ja käyttämään sitä haluamallaan tavalla.

Ohjeet opastavat kuinka rakentaa kauko-ohjattava, muokkauskelpoinen ja verrattain edullinen pohjarakenne. Kaikkea tekniikkaa ei kuitenkaan anneta eteenpäin, joten paketissa ei tule ohjeita esimerkiksi tieteellisten mittalaiteiden, kameroiden tai aurinkopaneelien rakentamiseen. Tavoite on, että jokainen tee-se-itse -henkilö lastaa robottinsa kyytiin mitä laitteita haluaa - olivatpa ne sitten tieteellisiä tai jotain aivan muuta.

Tampereen teknillisen yliopiston Mekatroniikan tutkimusryhmä ja Alamarin-Jet Oy ovat yhteistyössä kehittäneet ja rakentaneet tutkimusympäristön miehittämättömien pinta-alusten tutkimukseen.

Tutkimusympäristö koostuu miehittömästä veneestä (virallisesti sanottuna USV, eli Unmanned Surface Vehicle) ja maa-asemasta (SCC – Shore Control Station) sekä näitä yhdistävästä radiolinkistä. Tutkimusympäristöön voidaan liittää myös miehittämättömiä ilma-aluksia (UAV – Unmanned Aerial Vehicle) sekä miehittämättömiä vedenalaisia aluksia (AUV – Autonomous Underwater Vehicle). Tutkimusympäristö soveltuu sekä sisävesi- ja saaristoliikenteen nopeiden miehittämättömien pinta-alusten tutkimukseen että autonomisten järjestelmien yhteistoiminnan tutkimukseen.