Uutiset

Toiveena silmän lailla toimiva älyanturi – Uusi teknologia voisi tunnistaa kuljettajan sykkeestä tai ilmeestä, millaisessa mielentilassa hän on

Suurhankkeessa tutkijat kehittävät älykkäitä antureita tarkkailemaan ihmisen liikkeitä, väsymystä ja tunteita. Aluksi hanke keskittyy terveydenhuoltoon ja liikenneturvallisuuteen, mutta uudenlaisille antureille on myös muita käyttötarkoituksia.
Antureilla halutaan saada autojen automatiikkaa varten ennakointitietoa myös pyöräilijöiden ja kävelijöiden käyttäytymistä. Tämä tekisi risteyksistä turvallisempia. Kuva: Arttu Laitala
Antureilla halutaan saada autojen automatiikkaa varten ennakointitietoa myös pyöräilijöiden ja kävelijöiden käyttäytymistä. Tämä tekisi risteyksistä turvallisempia. Kuva: Arttu Laitala

Ihmiset nojaavat päätöksenteossaan yhä enemmän koneen älykkyyteen.

Jotta koneen tekemät päätökset olisivat turvallisia, niillä pitää olla oikeaa ja täsmällistä tietoa ihmisistä ja heidän ympäristöstään. Ilman tätä on esimerkiksi itseohjautuva auto vain turvallisuusriski.

Teknologian tutkimuskeskus VTT:n vetämässä uudessa hankkeessa kehitetään anturiteknologiaa, jonka tarkoituksena on lisätä muun muassa automaattiajamisen ja risteyksien turvallisuutta.

Uusilla älykkäillä antureilla olisi käyttöä myös terveydenhuollossa potilaiden voinnin entistä tarkempana seuraajana.

Silmän tavoin ympäristöä havainnoivia antureita?

NextPerception-hankkeessa on mukana toista sataa tutkijaa seitsemästä maasta. VTT:n erikoistutkijan Johan Plompin tutkimustyön inspiraationlähteenä on silmä.

Silmä on ihmisen aistinelin, joka välittää informaatiota aivoihin. Silmä kykenee myös huolehtimaan itsenäisesti monista asioista: se voi esimerkiksi vaikuttaa siihen, kuinka ihminen näkee hyvin eri olosuhteissa ja eri etäisyyksillä. Silmällä on siis paljon kykyjä itsesäätelyyn.

Plomp haluaa selvittää, kuinka voisi luoda silmän tavoin itseään sääteleviä, ympäristöä havainnoivia – tai aistivia – antureita.

Tutkateknologia mielletään kuuluvaksi ilmailuun tai puolustuskäyttöön. VTT:n hankkeessa selvitetään sitä, miten tutkaa voisi käyttää esimerkiksi ihmisen sykkeen tai hengitystaajuuden mittaamiseen. Tälle voisi olla käyttöä esimerkiksi iäkkäiden ihmisten terveydentilan seuraamisessa.

Tähän tarkoitukseen on jo olemassa erilaisia hyvinvointirannekkeita. Ongelmana on se, että ranneke voi hiertää tai tuntua muuten ikävältä, ja se on myös helppo riisua. Tällöin tarvitaan monitorointia, jonka voi tuoda ympäristöön. Tässä tutka on yksi vaihtoehto.

Tavoitteena myös tunteiden seuraaminen

Autoteollisuudessa uutta anturiteknologiaa voisi hyödyntää kuljettajan kognitiivisen tilan ja tunteiden seuraamisessa.

Vaikka autot kehittyvätkin koko ajan automaattisemmaksi, ei vastuuta voi – ainakaan vielä – jättää kokonaan autolle. Ajajan pitää olla valmis ottamaan tilanne haltuun heti, kun automatiikan kyvyt loppuvat.

Jotta auton automatiikka osaisi tarvittaessa varoittaa ihmistä, täytyy sillä taas olla tarpeeksi tietoa kuljettajan tilasta: onko kuski hereillä, onko hän jo itse havainnut lähestyvän vaaran?

Kuskin seuraamiseen tutkateknologia antaa uudenlaisia ratkaisuja.

Jo nyt on olemassa nukahtamista tarkkailevia kuljettajavahteja. Ne tunnistavat nukahtamisen esimerkiksi kuskin silmänliikkeistä, pään notkahduksesta tai muutoksista ajotavassa.

Nukahtamisvahti voi olla sisäänrakennettuna autoon, kuten Mercedes-Benzin Attention Assist -vireystila-avustimen tapauksessa. Avustin analysoi ajajan käyttäytymistä ja liikkeitä ja varoittaa, jos havaitsee kuljettajan väsyvän.

Kuskia herättelemään on kehitetty erillisiä lisälaitteita. Esimerkiksi sormuksen lailla puettava StopSleep-laite mittaa ihon sähkönjohtavuutta ja siinä tapahtuvia muutoksia.

Juttu jatkuu kuvan jälkeen.

Yksi käyttöpaikka uudelle teknologialle löytyy risteysalueilta. Auton automatiikka oppii jo tunnistamaan tieopasteita ja reagoimaan niihin. Kuva: Arttu Laitala
Yksi käyttöpaikka uudelle teknologialle löytyy risteysalueilta. Auton automatiikka oppii jo tunnistamaan tieopasteita ja reagoimaan niihin. Kuva: Arttu Laitala

Uutena asiana tässä projektissa pohditaan sitä, voisiko kuljettajan tarkkailuun tuoda mukaan sykkeen seuraamisen. Etenkin sykevälivaihtelu paljastaa, onko ihminen rentoutumassa liikaa. Autoyritykset ovat Johan Plompin mukaan yrittäneet kehittää penkkiin laitettavaa sykemittaria, toistaiseksi siinä onnistumatta.

Kehitettävä anturiteknologia ei vain seuraisi kuljettajan vireyttä, mutta se voi myös oppia tunnistamaan paremmin vallalla olevia tunteita.

– Tunteet vaikuttavat siihen, miten ihmiset ajavat.

Lisää turvallisuutta risteysalueille

Kysyntää kuljettajaa tarkkailevalle tekniikalle löytyy etenkin ammattiajajilta.

Johan Plomp ottaa esimerkin rekkaliikenteestä Norjasta Suomeen. Vaikka Suomen puolella tiet ovat suhteellisen suoria ja hyväkuntoisia, ulosajoja sattuu silti. Syynä on teiden tylsyys ja siitä seuraava kuskin nukahtaminen rattiin.

Yksi käyttöpaikka uudelle teknologialle löytyy risteysalueilta.

Auton automatiikka oppii jo tunnistamaan tieopasteita ja reagoimaan niihin. Sen sijaan pyöräilijöiden ja kävelijöiden käyttäytymistä auto ei osaa ennustaa.

Nyt kehitettävillä antureilla halutaan saada ennakointitietoa siitä, mihin pyöräilijät ja jalankulkijat seuraavaksi siirtyvät. Tämä tekisi risteyksistä turvallisempia.

Kuinka kaukana nykyteknologia on suunnitellusta?

Johan Plompin mukaan moni esimerkeistä on mahdollisia jo laboratorio-olosuhteissa. Esimerkiksi ihmisen sykkeen ja hengityksen seuraamista on tutkalla tehty VTT:n laboratoriossa. Kyse on ollut tosin lepotilasta ja vain yhden ihmisen monitoroinnista kerrallaan.

Seuraava harppaus vaaditaan siinä, että sovellutukset voidaan tuoda laboratorion seinien ulkopuolelle.

Plomp puhuu älykkyyden hajauttamisesta. Se lisäisi toivottua itsesäätelykykyä: anturit voisivat tulevaisuudessa hoitaa datan käsittelyä jo itsessään, ennen kuin ne siirtävät tiedon eteenpäin.

Toinen haaste liittyy siihen, missä dataa käsitellään. Esimerkiksi hyvinvointia seuraava ranneke voi yhdistyä kännykkään, jossa tapahtuu ensimmäinen datankäsittely. Sitten tieto siirtyy pilvipalveluun ja sieltä verkkosovellukseen, jossa saatua dataa voi analysoida. Mutta entä jos jokainen ketjun palanen osaisi jo analysoida dataa itse?

”On tärkeää hahmottaa, mikä on eettisesti sallittavaa”

Mitä enemmän ja yksityiskohtaisempaa tietoa ihmisestä kerätään, sitä tärkeämpää on myös huolehtia tiedonkeruun turvallisuudesta.

Johan Plompin mukaan turvallisuuden pohtiminen on tutkijoiden mielessä heti hankkeen alusta lähtien.

Kun ihmisiä seurataan näin tarkasti, talteen kertyy hyvin henkilökohtaista tietoa.

Tapoja tiedon turvalliseen kehittämiseen on jo luotu, Plomp sanoo.

– Jatkamme hyviä menetelmiä ja varmistamme, että data on suojassa.

Teknologian kehittämiseen liittyy eettisiä kysymyksiä. Ennen kuin ideat päätyvät tuotteiksi, on hyvä käydä eettistä keskustelua ja rajanvetoa.

Tähän tutkimusvaihe on hyvä paikka, sillä seurauksia voi hallita.

– On tärkeää hahmottaa, mikä on eettisesti järkevää ja sallittavaa, ja mikä taas menee rajan yli. Kun aletaan soveltaa ja tehdä tuotteita, täytyy tietää, missä rajat menevät.

Antureista apua myös lentokoneisiin ja laivoihin?

NextPerception-hanke keskittyy ainakin aluksi terveydenhuoltoon ja liikenneturvallisuuteen. Uudenlaisille antureille on silti muitakin käyttötarkoituksia.

Plomp mainitsee esimerkiksi korona-ajan tarpeen seurata matkustajien terveystilaa julkisissa tiloissa. Nyt osassa maailman lentokentistä ja satamista on käytetty lämpökameroita seuraamaan matkustajien ruumiinlämpötilaa virustartunnan saaneiden tunnistamiseksi.

Kameroiden toimintaa on myös kritisoitu: lehtitietojen mukaan lämpökamerat ovat toisinaan hälyttäneet esimerkiksi sitä, jos matkustaja on kävellyt kameran ohi kuuman juoman kanssa.

Kenties uusilla tutkapohjaisilla järjestelmillä voisi saada lisää tietoa, Plomp pohtii.

Kuljettajan henkistä tilaa tarkkaileville järjestelmille voisi olla Plompin mukaan kysyntää myös esimerkiksi lentokoneissa ja laivoissa.

Älykkäämpiä antureita

Teknologian tutkimuskeskus VTT vetää 30 miljoonan euron NextPerception-hanketta.

Hankkeessa kehitetään älykkäitä anturijärjestelmiä. Ainakin alkuvaiheessa hanke keskittyy terveyteen ja autoteollisuuteen.

Hanke käynnistyi toukokuussa 2020, ja se kestää kolme vuotta.

Mukana on yhteensä 43 yhteistyökumppania seitsemästä maasta. Hankkeeseen osallistuu toista sataa tutkijaa.

Mukana on tutkimuslaitosten ja yliopistojen lisäksi yrityksiä. Yrityksistä hankkeeseen osallistuvat muun muassa saksalainen monialayritys Bosch, puolijohteita valmistava NXP Semiconductors ja tutkateknologiaa kehittävä Smartmicro.

VTT on kehittänyt anturitekniikkaa Suomessa pitkään. VTT:llä on kehitetty aiemmin muun muassa anturi, joka havaitsee elintarvikkeen pilaantumisen.

VTT, Työtehoseura ja Posti ovat kokeilleet myös ”älyrekkaa”, jossa testattiin, kuinka hyvin erilaiset kamerat ja tutkat voivat havaita olosuhteita ja tielläliikkujia.

 

Uusimmat

Näkoislehti

28.9.2020

Fingerpori

comic