autonominen vene

Jos Tallinnaan mennessä meno laivan ravintoloissa ja baareissa on toisinaan hieman älytöntä, on onneksi laivan ohjaamossa tilanne aivan toinen. Tallinkin uusimmalla aluksella, Megastarilla, tulee älyä olemaan pian kyydissä jopa tavanomaista enemmän, koska sen avulla testataan ja kehitetään uudenlaisia laivojen autonomisen navigoinnin menetelmiä.

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.

Tagit

meriliikenne

laivat

autonominen vene

tekoäly

Tallink

paikkatietokeskus

Ei ketään komentosillalla! Maailman ensimmäinen automaattisesti kulkeva rahtialus valmistuu vuonna 2020. Norjalaisen Yara Internationalin tilaama alus tekee ensimmäiset matkansa miehistön kanssa, mutta jatkaa seilaamista ihan itseksensä vuodesta 2022 alkaen. Se näyttää tietä tulevaisuuden meriliikenteelle.

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.

Siinä missä lentokoneilla akkujen suuri massa on suuri ongelma tekniikan laajemmalle käytölle, ei laivoissa tätä ongelmaa ole. Sen sijaan hankaluutena on akkujen varauskapasiteetti, eikä mannertenvälisiä matkoja voi vielä eikä ihan lähitulevaisuudessa tehdä sähkölaivoilla.

Niinpä Yara Birkeland tulee varsin lyhyelle matkalle, ja se on varsin pieni alus: vain 70 metriä pitkä ja 14 metriä leveä. Se voi ottaa mukaansa 120 konttia ja tulee liikennöimään noin satakunta kilometriä pitkää reittiä Larvikin ja Herøyan väliä Oslon etelälounaispuolella Skagerrakin rannalla.

Matka soveltuu hyvin niin autonomisen liikkumisen kuin sähkömoottoritekniikan testaamiseen. Reitti on mutkikas ja kulkee niin hieman avomerellä (tosin rannikon läheisyydessä) kuin vuonossakin. Sen pituus on myös juuri sopiva siihen, että sähköä riittää akuissa ja ne voidaan ladata rahdin purkamisen ja lastaamisen aikana uudelleen. Näin laiva voi sahata reittiä edes takaisin lähes nonstoppina.

Yara Internationalin mukaan laivalla pystytään korvaamaan noin 40 000 rekkamatkaa vuodessa. Lisäksi yhtiö kertoo ottavansa käyttöön sähkörekkoja, joilla tavaraa kuljetetaan laivalle ja siitä pois kohteisiin.

Yara Birkelandin ohjelmistot tekee sotilas- ja meritekniikkaan erikoistunut Kongsberg Group ja alus rakennetaan Romaniassa. Sähkömoottorien akut perustuvat Tesla Model X P100D -auton akkupaketteihin, joita laivaan laitetaan mukaan 90 kappaletta.

Rolls-Roycen autonominen rahtilaivakonsepti

Myös Suomessa kehitetään autonomista meriliikennettä: Rolls-Roycen toimipiste Turussa toimii yhtiöjätin tätä koskevan tutkimuksen keskuksena. Rolls-Roycen autonomista ohjaamista sekä hybridimoottoritekniikkaa käytetään jo nyt myös Norjassa, missä on liikenteessä mm. lähes autonominen lossi – siinä kapteeni hoitaa vain saapumiset rantaan ja erikoistilanteet.

*Päästötutkimukset: Buhaug et al., 2009 ja Lee et al., 2011.

Tagit

Tampereen teknillinen yliopisto ja Alamarin-Jet Oy koeajavat miehittämätöntä pinta-alusta Pyhäjärven Tampereen puoleisessa päässä tällä viikolla Ratinan suvannon ja Viikinsaaren välisellä reitillä. Koeajoja pääsee myös seuraamaan tästä tiistaista alkaen perjantaihin kello 10–14 Ratinan suvannon etelärannalla Laukonsillan tuntumassa sijaitsevalla maa-asemalla.

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.

Heinäkuun alun koeajot liittyvät Teknologiateollisuuden 100-vuotissäätiön rahoittamaan aColor-hankkeeseen, jossa tutkitaan miehittämättömien järjestelmien yhteistoimintaa vaativissa saaristo- ja sisävesiolosuhteissa.

Koeajoissa keskitytään miehittämättömän aluksen perustoiminnallisuuksiin, kuten esimerkiksi reitin seurantakykyyn ja ympäristön havainnointikykyyn. Lisäksi tutkitaan maa-aseman ja miehittämättömän veneen välisen radiolinkin toimintaa sekä siihen liittyvien suunta-antennien seurantakykyä. Hankkeeseen osallistuvat myös TTY:n Multimedia Research Group signaalinkäsittelyn laboratoriosta ja Langaton tietoliikenne ja paikannus -tutkimusryhmä elektroniikan ja tietoliikennetekniikan laboratoriosta sekä Tampereen ammattikorkeakoulu.

Koeajot tehdään muun liikenteen ehdoilla ja aluksessa on koko ajan päällikkö ja miehistö.

TTY:n kone- ja tuotantotekniikan laboratorion Mekatroniikan tutkimusryhmä on eräs TTY:n suurimmista tutkimusryhmistä. Yksi ryhmän keskeisimpiä tutkimusalueita on miehittämättömät järjestelmät ilmassa sekä veden alla ja päällä, mutta ryhmä tutkii monenlaisia vempeleitä aina lentotekniikkaan ja luotettavuustekniikkaan asti. Mekatroniikan tutkimusryhmän johtajana toimii professori Kari T. Koskinen.

Alamarin-Jet Oy on puolestaan kokenut veneiden vesisuihkupropulsiolaitteiden valmistaja ja markkinajohtaja maailmassa teholuokaltaan alle 550 kW olevissa propulsiolaitteissa.

*

Juttu on TTY:n tiedote käytännössä suoraan kopioituna.

Tagit

Tilaa aihepiirin autonominen vene RSS-syöte