Suomalaistutkijat rakentavat meriliikenteeseen uusien antureiden ja tekoälyn avulla parempaa tilannetietoisuutta. Uusien ratkaisujen avulla avulla voidaan havaita automaattisesti laivoja ja poijuja eri etäisyyksillä, mutta täysin autonomiset laivat tulevat olemaan todellisuutta vasta tulevaisuudessa.
Maritime AI-NAV-tutkimusohjelmassa yhdistettiin visuaalista kuvaa, ympäristöääniä, tutka- ja laserkeilaus-mittauksia sekä paikannustietoa satelliiteista ja aluksen transpondereista. Tuloksena oli ratkaisu, jossa havaittiin laivat ja merimerkit jopa viiden kilometrin etäisyydeltä.
Kokeet tehtiin Tallink-konsernin Megastar-aluksella joulukuussa 2020, johon oli asennettu erilaisia antureita, ja data käsiteltiin uusien koneoppimis- ja sensorifuusio-ohjelmistoilla. Mukana olivat Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskus (FGI), Aalto-yliopisto ja Fleetrange Oy.
’’Tulokset ovat jo lupaavia autonomisen navigoinnin kannalta, mutta hienointa tässä on se, että prosessia voidaan myös laajentaa. Koulutustiedon ja koulutuksen lisääntyessä tekoälyalgoritmimme suorituskyky paranee varmasti’’, kertoo Paikkatietokeskuksen tutkija Toni Hammarberg.
Kameroiden lisäksi esimerkiksi mikrofonit ja laserkeilaimet auttoivat havaitsemaan muut laivat, kun näkyvyys oli huono. Esimerkiksi toisen aluksen torven äänen suunta voidaan arvioida kolmella mikrofonilla. Neljäs mikrofoni auttaa arvioimaan lisäksi äänenlähteen etäisyyden.
Laserkeilaimet havaitsevat tunnistettavia kohteita lähettämällä laserpulsseja niitä kohti ja mittaamalla pulssin kaiun voimakkuuden, suunnan ja lentoajan. Näiden tietojen perusteella keilain rakentaa 3D-pistepilven ympäristöstään, mutta täysin ongelmattomia laserkeilaimet eivät kuitenkaan ole meriliikenteessä.
’’Nykyisen sukupolven ilmaisuetäisyys, pulssinopeus ja kulmaerottelukyky ovat yleisesti riittämättömiä. Tämä rajoittaa kohteiden näkyvyyttä yleensä alle yhteen kilometriin’’, sanoo tutkimusryhmäpäällikkö Tuomo Malkamäki Paikkatietokeskuksesta.
”Toisin sanoen laserkeilaimet soveltuvat turvallisuuden parantamiseen satamissa, mutta muutoin niistä ei ole paljon apua merimerkkien tai muiden laivojen havaitsemisessa riittävän ajoissa, sanoo Tuomo Malkamäki Paikkatietokeskuksesta.
Laserkeilaimien ongelmia voidaan kuitenkin ratkaista laserkeilainsovellusten huolellisella optimoinnilla. Tutkijat uskovatkin, että tulevaisuudessa tälläisilla lasekeilaimilla varustetut alukset voivat muodostaa huomattavasti paremman tilannekuvan, kun laserkeilaimet tuottavat kohtuullisen tarkan 3D-pistepilven lähiympäristöstä.
Lisää: Maritime AI-NAV-tutkimusohjelma (LINKKI).
Taustaa: Maritime-AI-NAV-ohjelmassa yritetään kehittää aluksia, jotka purjehtivat autonomisesti aavalla merellä, navigoivat vaikeakulkuisilla ja ruuhkaisilla rannikkovesillä sekä kiinnittyvät oikeaan laituriin täysin ilman ihmisen toimenpiteitä. Tämä edellyttää oikeaa yhdistelmää anturitekniikoita , jotka pystyvät näkemään ja kuulemaan lähietäisyydellä sekä havaitsemaan muut laivat etäältä.
Aloituskuva: Tekoäly tunnistaa kameran tuottamasta kuvasta kohteita. Se rajaa ne neliöllä, ilmoittaa, miksi ne tulkitsee ja millä todennäköisyydellä. Kuvassa on kaksi venettä ja merimerkki.
Kuvat: Maanmittauslaitoksen paikkatietokeskus FGI.