Robottiauto

Kohteesta Wikipedia
Siirry navigaatioon Siirry hakuun
Junior 2, automatisoitu Volkswagen Passat Stanfordin yliopiston pihalla

Automatisoitu auto, usein myös itseohjautuva auto tai robottiauto, on auto, joka on kokonaan tietokoneen ohjaama ja pystyy ympäristöään havainnoimalla ajamaan ja navigoimaan itsenäisesti. Tietokone tekee ajoneuvon ohjaamisen vaatimat päätökset antureilla kerättävän tiedon avulla. Antureina käytetään mm. paikannusjärjestelmiä, kameroita, kiihtyvyysantureita, mikrofoneja ja lidar-sensoreita, joiden avulla auto havaitsee muut tielläliikkujat ja osaa tarvittaessa reagoida myös yllättäviin tilanteisiin.

Autonomisten autojen potentiaalisina hyötyinä listataan usein vähentyneet infrastruktuuri- ja kuljetuskustannukset sekä parempi turvallisuus ja liikennerikkomusten vähentyminen. Saavutettavista hyödyistä huolimatta autonomisiin ajoneuvoihin liittyy useita haasteita esimerkiksi teknologian, lainsäädännön, turvallisuuden ja yksityisyyden suojan osalta.

Robottiauton älystä huolehtii supertietokonetta vastaava laskentateho. Kehityksessä aluksi käytettiin tavallisia suorittimia (CPU), mutta pian huomattiin näytönohjainten eli erillisten grafiikkapiirien (GPU) laskentatehon soveltuvan paremmin robottiautojen tarpeisiin. Esimerkiksi näytönohjainvalmistajana tunnettu Nvidia kehittää laskentapiirejä robottiautojen supertietokoneiksi. Pegasus-piiri kykenee 320 triljoonaan laskuoperaatioon sekunnissa, mikä mahdollistaa tason viisi autonomisen ajamisen. Piiriä aletaan toimittaa autonvalmistajille vuonna 2018.[1]

Robottiautolla tarkoitetaan viisitasoisessa luokituksessa tason 5 autoa, jolla tarkoitetetaan täysin autonomiseen liikkumiseen kykenevää ajoneuvoa.[2][3]

Robottiautojen kehityksessä pitkällä ovat Googlen emoyhtiön Alphabetin omistama Waymo, sähköautojen valmistaja Tesla, General Motors[4], Lyft[5] ja Uberille autoja toimittva Volvo[6].

Historia[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Testiradoilla itseohjautuvia autoja on esitelty jo 1960-luvulla, jolloin Englannin Berkshiressa demonstroitiin tekniikkaa käyttäen muun muassa hydraulisesti kontrolloitavaa Citroën DS autoa. Testiradan tiehen oli upotettu kaapeli, jonka auton edessä ja takana olevat sensorit pystyivät havaitsemaan. Auto kulki luotettavasti lähes 130 km/h nopeudella myös lumisella ja jäisellä kelillä. Automaattinen ohjaus todettiin testeissä ihmiskuskia tarkemmaksi. Tekniikassa oli ongelmansa, sillä autoa ei saatu esimerkiksi vaihtamaan kaistaa.[7][8]

1980-luvulla itseohjautuvat autot osasivat jo liikkua normaaleilla teillä. Esimerkiksi Saksassa Ernst Dickmannsin tutkimusrymä rakensi auton, joka pystyi kulkemaan 96 km/h nopeudella, kun tiellä ei ollut muuta liikennettä.[9] 1990-luvun loppupuolella tekniikka kehittyi useissa tutkimusprojekteissa tasolle, jolla itseohjautuvilla autoilla voitiin ajaa moottoriteillä muun liikenteen seassa ilman ihmisen apua.[10]

Autonomisia ajoneuvoja olivat myös vuonna 2004 Marsiin laskeutuneet mönkijäluotaimet Spirit ja Opportunity, jotka kulkivat osan matkastaan Mars-planeetan pinnalla automaattisesti ja osan osittain kauko-ohjatusti.

Nykytilanne ja tulevaisuuden näkymät[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Useilla suurilla valmistajilla on itseohjautuvia autoja testi- ja kehitysvaiheissa.

Monet yritykset, kuten General Motors, Volkswagen, Audi, BMW, Volvo ja Google, ovat alkaneet testata autonomisia autoja. Osa testeistä on tapahtunut yleisillä teillä ihmisen valvonnassa siten, että auton matkustajalla on ollut mahdollisuus puuttua auton toimintaan. Autonomisia autoja kehittävistä yhtiöistä vain osa on sellaisia autoyhtiöitä, jotka tähtäävät alunperinkin autonomisiksi tehtyjen autojen suunnitteluun. Ainakin yksi yhtiö tähtää autonomisuuden jälkiasentamiseen olemassa oleviin automalleihin.

Maailmalla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Yhdysvaltain osavaltio Nevada hyväksyi kesäkuussa 2011 lain itseohjautuvien autojen käytöstä.[11][12][13] Laki tuli voimaan Nevadassa 1. maaliskuuta 2012.[14] Laissa vaaditaan, että auton sisällä on oltava kaksi henkilöä, joista toinen istuu ratin takana, ja toinen seuraa tietokoneen näytöltä auton etenemistä. Auton ottaminen hallintaan onnistuu jarruttamalla tai ohjauspyörää koskettamalla.[15] Myös Kaliforniassa on tehty lakiehdotus itseohjautuvien autojen sallimiseksi.[16]

Alueet, joilla saa jo jollain tavalla käyttää robottiautoja julkisilla teillä:[17]

  1. Nevada, Yhdysvallat
  2. Florida, Yhdysvallat
  3. Kalifornia, Yhdysvallat
  4. Michigan, Yhdysvallat
  5. Singapore

Lähes kaikilla alueilla maailmassa tarvitaan lakimuutoksia autonomisten autojen käyttöönottamiseksi yleisessä liikenteessä. Nevadan edustajainhuone USA:ssa otti ensimmäisenä kantaa asiaan ja hyväksyi kuskittomat autot vuonna 2011. Kalifornian osavaltiossa vastaava laki hyväksyttiin vuonna 2012. Ihmisen on kuitenkin kaiken varalta istuttava kuljettajan paikalla valvomassa auton toimintaa.[18]

Vuonna 2013 automatisoitujen autojen testikäyttö oli sallittua useissa Yhdysvaltojen osavaltioissa. Lisäksi Singaporessa on sallittu kokonaan autonomisten joukkoliikennevälineiden liikkua liikenteen seassa.[19]

Autonomisilla autoilla on ajettu muun liikenteen joukossa yhteensä jo noin miljoona testikilometriä ilman ainuttakaan auton aiheuttamaa onnettomuutta.[19]

Suomessa[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Liikenne- ja viestintäministeriön aloitti vuonna 2013 tieliikennelain kokonaisuudistuksen valmistelun, jonka tarkoituksena oli mahdollistaa ilman kuljettajaa liikkuvat robottiautot rajatulla alueella ja aikanaan yleisessä tieliikenteessä. Tässä yhteydessä huomattiin, että laki vahingossa jo salli robottiautot, koska ajoneuvon määritelmästä puuttuu sana kuljettaja.[20][21] Vantaan asuntomessuilla kesällä 2015 vieraat ovat voineet kulkea pienten automaattibussien kyydissä.[21]

Sovelto-yrityksen käynnistämän Suomi 2.0 -ohjelman osana useiden suurien kaupunkien, Sitran sekä liikenne- ja viestintäministeriön asiantuntijoiden johdolla pyritään edistämään henkilö- ja tavaraliikenteen siirtymistä robottien ohjaukseen ja kaksinkertaistamaan henkilötyön keskimääräinen tuottavuus Suomessa vuoteen 2030 mennessä. Mahdollisiksi säästöiksi arvioidaan jopa 10 miljardia euroa vuoteen 2030 mennessä.[17] [22]

Eduskunnan tulevaisuusvaliokunta arvioi itseohjautuvien autojen tulevan sarjatuotantoon vuosien 2018–2020 välillä. Henkilöautojen automatisoituminen Suomessa toisi kyseisen tutkimuksen mukaan arviolta 10–20 miljardin euron säästöt vuodessa. Myös tavaraliikenteen automatisoinnilla saavutettaisiin merkittäviä säästöjä, sillä kymmenien tuhansien henkilötyövuosien vähennys ja kansalaisten arjessa säästämä aika nousisi helposti sataan miljoonaan tuntiin.[19] Muutos tulee olemaan suuri myös kotitalouksien rahankäytössä, sillä suuri osa suomalaisten kansallisvarallisuudesta on kiinni autoissa. Pelkästään henkilöautokannan kustannus on joka vuosi 20 miljardia euroa.[23]

Merkittävä yhteiskunnallinen keskustelu ja eduskunnan aloitteellisuus robottiautojen hyödyntämisessä ovat kuitenkin Suomessa puuttuneet. Selontekoa erityisesti robottiautojen merkityksestä ja mahdollisuuksista ei ole teetetty tai käsitelty eduskunnassa.

Tulevaisuuden ennusteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  • IEEE:n asiantuntijajäsenet ovat arvioineet, että jopa 75 % kaikista ajoneuvoista ovat autonomisia vuoteen 2040 mennessä.[24]
  • Navigant Research ennustaa että autonomiset ajoneuvot tulevat asteittain saamaan suosiota markkinoilla seuraavien kahden vuosikymmenen aikana ja vuoteen 2035 mennessä autonomisten ajoneuvojen myynti saavuttaa 95,6 miljoonaa autoa vuosittain, joka on 75 % kaikkien kevytajoneuvojen myynnistä.[25]
  • ABI Research ennustaa aidosti itseään ajavien autojen olevan todellisuutta vuonna 2020. Ennusteen mukaan vuodesta 2032 eteenpäin joka vuosi 10 miljoonaa uutta täysin autonomista autoa otettaisiin käyttöön Yhdysvalloissa.[26]
  • PricewaterhouseCoopers ennustaa liikenneonnettomuuksien vähenevän 10-kertaisesti, kun Yhdysvaltain autokanta putoaa 245 miljoonasta vain 2,4 miljoonaan.[27]
  • KPMG LLP ja Center for Automotive Research (CAR) ennustavat parannuksia tuottavuuteen ja energiatehokkuuteen sekä liiketoimintamalleihin.[28]

Tekniikka[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Robottiautojen tekniikka koostuu useista toisaan tukevista teknisistä ratkaisuista. Robottiautojen kehittäjien suunnitelmat poikkeavat kuitenkin toisistaan. Osa kehittäjistä suunnittelee autoja, jotka pystyvät toimimaan täysin itsenäisesti ja toisistaan riippumatta. Osalla puolestaan on suunnitelmissa hiihtohissiä muistuttavia keskusohjattuja järjestelmiä.[29]

Täysin autonomisista autoista esimerkiksi Googlen autossa tärkein anturi on katolle sijoitettu pyörivä lidar-anturi, joka muodosta 360 asteen kuvan ympäristöstä mittaamalla lähetettyjen laser-pulssien heijastuksia. Lisäksi voidaan käyttää esimerkiksi videokameraa havaitsemaan liikennevaloja ja nopeasti liikkuvia kohteita kuten pyöräilijöitä. Tutka-antureiden avulla auto voi seurata muuta liikennettä. GPS-paikannusta yhdistämällä erilaisiin liikkeentunnistusteknologioihin auto voi määrittää oman sijaintinsa hyvin tarkasti ja käyttää tietokannassa olevia kyseiseen paikkaan liittyviä tietoja liikennemerkeistä ja tiemerkinnöistä apuna ohjauspäätöksissään.[30]

Volvo puolestaan suunnittelee järjestelmää, jossa autot kulkisivat jonoissa, jonka ensimmäinen auto olisi esimerkiksi ammattukuljettajan ohjaama kuorma-auto. Muut autot voisivat liittyä tämän auton perään muodostuvaan jonoon, jonka jälkeen jälkeen auto seuraisi jonoa autonomisesti ilman, että kuljettajan tarvitsee sitä ohjata.[31]

Nykyteknologia asettaa rajoituksia autonomisille ajoneuvoille yleisessä liikenteessä. Esimerkiksi risteyksestä vasemmalle kääntyminen turvallisesti nopeasti liikkuvan liikenteen sekaan on todella haastavaa ottaen huomioon olemassa olevien sensoreiden mittaustarkkuuden ja mittausetäisyyden. Ihminen tekee nopeita päätöksiä intuitiivisesti, mikä on koneälylle vaikeaa.[29]

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Viitteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. https://www.forbes.com/sites/alanohnsman/2017/10/10/nvidia-readying-a-supercomputer-brain-for-fully-robotic-driving-in-2018/
  2. https://www.techrepublic.com/article/autonomous-driving-levels-0-to-5-understanding-the-differences/
  3. The 5 Autonomous Driving Levels Explained Medium. Viitattu 16.6.2018.
  4. https://www.reuters.com/article/us-gm-autonomous/gm-plans-large-scale-launch-of-self-driving-cars-in-u-s-cities-in-2019-idUSKBN1DU2H0
  5. https://www.theverge.com/2018/3/14/17121186/lyft-magna-self-driving-car-announcement
  6. https://www.theguardian.com/technology/2017/nov/20/uber-volvo-suv-self-driving-future-business-ride-hailing-lyft-waymo
  7. John Reynolds: Cruising into the future The Telegraph (verkkolehti). 26.5.2001. Viitattu 4.12.2013. (englanniksi)
  8. Rob Waugh: How the first "driverless car" was invented in Britain in 1960 Yahoo! News. 17.6.2013. Viitattu 4.12.2013. (englanniksi)
  9. Geschichte des Autonomen Fahrens Autonomes Fahren -verkkosivut. Viitattu 4.12.2013. (saksaksi)
  10. Chloe Albanesius: Google Car: Not the First Self-Driving Vehicle PC Magazine (Verkkoversio pcmag.com). 11.10.2010. Viitattu 4.12.2013. (englanniksi)
  11. Nevada enacts law authorizing autonomous (driverless) vehicles greencarcongress.com. Viitattu 8.8.2012. (englanniksi)
  12. Nevada Passes Law Authorizing Driverless Cars forbes.com. Viitattu 8.8.2012. (englanniksi)
  13. Google Lobbies Nevada to Allow Self-Driving Cars nytimes.com. Viitattu 8.8.2012. (englanniksi)
  14. Google gets first self-driven car license in Nevada reuters.com. Viitattu 8.8.2012. (englanniksi)
  15. Eikö kuljettaja ohjaa autoa? Toivottavasti olet Nevadassa mtv3.fi. Viitattu 8.8.2012.
  16. Itsestään ajavat autot ovat nyt laillisia Kaliforniassa talouselama.fi. Viitattu 1.10.2012.
  17. a b Talouselämä: "Robottiautot tulossa Suomen suurkaupunkeihin - "Nevada ja Kalifornia sallivat jo" ", julkaistu 8.1.2013, luettu 20.1.2014
  18. Tuomas Linnake: Kalifornia nyökkää itsestään ajaville autoille digitoday. 31.8.2012. Viitattu 4.12.2013.
  19. a b c Linturi R., Kuusi O., Ahlqvist A.: Suomen sata uutta mahdollisuutta: radikaalit teknologiset ratkaisut (pdf) (sivut 18-19 ja 91, ISBN 978-951-53-3514-2 (nid.) ISBN 978-951-53-3515-9 (PDF)) Eduskunnan tulevaisuusvaliokunnan julkaisu 6/2013. Viitattu 4.12.2013.
  20. Laista puuttuva sana voi tehdä Suomesta robottiautoilun edelläkävijän, Helsingin Sanomat 9.7.2015
  21. a b Vantaan Sanomat: Robottiautot yleiseen liikenteeseen ensi vuonna – miten käy taksikuskeille? Julkaistu: 21.05.2014 Viitattu: 28.5.2014
  22. Sovelto, tiedote: Julkinen liikenne robottien ohjaukseen. Julkaistu 8.1.2013. Luettu 20.1.2014.
  23. Suomen Kuvalehti: "Kotiovelle tilattavat robottiautot voivat vapauttaa ihmiset autoriippuvuudesta" Julkaistu: 2.6.2013 Luettu: 20.1.2014
  24. Look Ma, No Hands! 2 September 2012. ieee.org. Viitattu 6 September 2013.
  25. Autonomous Vehicles Will Surpass 95 Million in Annual Sales by 2035 21 August 2013. navigantresearch.com. Viitattu 6 September 2013.
  26. Self-driving cars could be a decade away 5 September 2013. dailycamera.com. Viitattu 6 September 2013.
  27. Look Mom, No Hands! February 2013. emarketing.pwc.com. Viitattu 6 September 2013.
  28. Self-drivng cars: The next revolution 5 September 2013. kpmg.com. Viitattu 6 September 2013.
  29. a b Joseph Brean: Technical issues with robot cars just engineering problems. The moral quandaries are harder to fix National Post. 12.8.2014. Viitattu 20.1.2015. (englanniksi)
  30. Jon Steward: Robot cars get ready to roll BBC.com. 24.4.2012. Viitattu 20.1.2015. (englanniksi)
  31. Erik Coelingh, Stefan Solyom: All Aboard the Robotic Road Train IEEE Spectrum. 26.10.2012. Viitattu 20.1.2015. (englanniksi)

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]