Jaakonmeren testialue ja etäohjattu autolautta olivat vasta alkua – Suomi on autonomisen merenkulun edelläkävijä

VTT:n Safe and Connected Society -tutkimusalueen johtaja Sauli Eloranta kertoo, että autonomisista laivoista olisi hyötyä niin merenkulkualalle kuin yhteiskunnalle. 

”Esimerkiksi itseohjautuvat lossit tekisivät liikennöinnistä harvaan asutuilla saaristoalueilla paljon edullisempaa”, Eloranta sanoo. 

”Lossi on hyvä esimerkki, koska se voisi toimia kuin vaakasuorassa kulkeva hissi. Teknologia on jo olemassa – ja Suomen lainsäädäntökin tunnisti hiljattain, että losseja voisi ohjata virtuaalisen vaijerin avulla fyysisen vaijerin sijaan”, hän lisää.

Neljä automaatioastetta

Maallikolle termi ‘autonominen laiva’ kuulostaa itsestään kulkevalta alukselta, joka purjehtii satamasta toiseen ilman ihmisten apua. Tutkijoille ja merenkulkualalle automaatio tarkoittaa pikemminkin erilaisten kyvykkyyksien jatkumoa.

”Kansainvälinen Merenkulkujärjestö IMO on tunnistanut neljä automaatioastetta. Ensimmäisen asteen automaatio tarkoittaa laivaa, jossa on miehistö ohjaamassa järjestelmiä ja algoritmit toimivat heillä päätöksenteon tukena”, kertoo Aalto-yliopiston meritekniikan apulaisprofessori Mashrura Musharraf.

”Automaation seuraava aste on etäohjattava alus, jossa on silti miehistöä. Tarpeen tullen he voivat hallita ja ohjata alusta. Kolmas aste on etäohjattava alus, jossa ei ole miehistöä. Neljäs aste on täysin autonominen laiva. Sen käyttöjärjestelmä voi tehdä päätöksiä ja määritellä toimenpiteet itsenäisesti.” 

Aalto-yliopistossa tehdyn selvityksen mukaan voimme odottaa näkevämme ensimmäisen automaatioasteen aluksia – joissa on joitain automatisoituja prosesseja ja teknologiaa tukemassa miehistön päätöksentekoa – vuoteen 2025 mennessä. 

”Nyt laivoissa käytetään esimerkiksi tutkaa ja satelliittipaikannusta, mutta vielä ei edellytetä, että laivat hyödyntäisivät kaikkia saatavilla olevia ratkaisuja tilannekuvan muodostamiseksi. Sensorifuusio ja muut digitaalisen tilannekuvan muodostamisessa auttavat ratkaisut kehittyvät hurjaa vauhtia, eivätkä ne ole kalliita. Soisin näkeväni niitä paljon laajemmassa käytössä kaikissa kauppa-aluksissa”, Eloranta huomauttaa.

”Totta, ensimmäisen automaatioasteen aluksia voidaan jo toteuttaa. Mutta ennen kuin näemme toisen tai kolmannen automaatioasteen laivoja, meidän on keskityttävä turvallisuuskysymyksiin ja ratkaistava ne huolella. Neljännen asteen täysin itseohjautuvia laivoja en usko meidän näkevän lähitulevaisuudessa”, Musharraf pohtii.

Onnistuneita esimerkkejä 

Suomi on johtavia maita autonomisten laivojen tutkimisessa ja kehittämisessä. Eurajoen kunnan edustalle avattiin jo vuonna 2017 maailman ensimmäinen kaikille avoin testialue, Jaakonmeri, jossa voi testata itseohjautuvaa meriliikennettä, aluksia ja teknologioita.

Pian tämän jälkeen Suomessa nähtiin useita havaintoesityksiä siitä, miltä tulevaisuuden autonominen merenkulku voi näyttää.

Esimerkiksi vuonna 2018 Finferries testasi yhteistyössä Rolls-Roycen kanssa autonomista lauttaa Turun saaristossa. Falco-niminen autolautta navigoi Paraisten ja Nauvon välillä. Matkan ensimmäinen osuus taittui autonomisesti ja paluuta ohjattiin 50 kilometrin päässä sijaitsevasta etäoperointikeskuksesta. Sauli Eloranta oli Falcon kyydissä, vastuullaan osa matkan turvallisuuskysymyksistä.

”Falco havainnoi ympäristöään sensorifuusion ja tekoälyn avulla. Meillä oli 80 vierasta mukana, ja sää oli valitettavasti karmea. Räntää tuli taivaan täydeltä ja myrskysi. Vaikka olosuhteet olivat kaikkea muuta kuin ihanteelliset, matka sujui täysin suunnitelmien mukaan. Kokemus oli loppujen lopuksi aika tapahtumaköyhä, kuten autonomisen lauttamatkan kuuluukin olla”, Eloranta muistelee.

Samana vuonna, 2018, ABB ja Helsingin seudun liikenne suorittivat ensimmäisinä maailmassa olemassa olevan matkustajalautan etäohjaustestin Helsingin edustalla, ja vuonna 2022 Finnpilot Pilotage käytti onnistuneesti etäluotsausteknologiaa aluksen luotsaamisessa Kokkolan satamasta väylälle. 

Autonomiset alukset etenevät ripeästi konseptitasolta todellisuuteen. Kehityksen eturintamassa on Elorannan ja Musharrafin mukaan Suomen ohella myös Norja. Norjan vuonoissa on testattu itseohjautuvia lauttoja menestyksekkäästi jo vuosia – ja 2021 siellä lanseerattiin maailman ensimmäinen sähköinen autonominen rahtilaiva: Yara Birkeland. Testivaiheessa miehistöä on vielä mukana, mutta tavoitteena on saada alus kulkemaan reitillään ilman miehistöä muutaman vuoden sisällä.

Uudistuksia turvallisuuskulttuurin ja lakiin

Kehittyvä teknologia on avainasemassa kirittämässä autonomisia laivoja vesille, mutta edistystä tarvitaan muillakin rintamilla. Eloranta ja Musharraf tähdentävät, että meriteollisuus tarvitsee uudenlaisen turvallisuuskulttuurin. Myös merilakiin pitäisi saada muutoksia, jotta lainsäädäntö pysyisi tekniikan kehityksessä mukana.

”Tutkimusten mukaan jopa 80–90 % onnettomuuksista merellä voi johtua inhimillisistä virheistä. Autonomisten laivojen tarvetta perustellaan usein juuri sillä, että ne parantaisivat turvallisuutta”, Musharraf sanoo. 

”Autonomisuus tuo varmasti mittavia hyötyjä. Mutta jos korvaamme aluksen miehistön osittain tai kokonaan tekoälyn ohjaamilla algoritmeilla, on tärkeää tehdä algoritmeista läpinäkyviä ja helposti tulkittavia”, hän lisää.

”Algoritmit eivät ole erehtymättömiä. Monet muistavat, kun itseohjautuva Uber tappoi Yhdysvalloissa jalankulkijan. Jälkikäteen ilmeni, ettei auton algoritmi havainnut jalankulkijaa, koska se oletti ihmisten liikkuvan ainoastaan suojateiden tuntumassa. Merenkulkualan on opittava tästä esimerkistä ja lähestyttävä turvallisuuskysymyksiä ihmiskeskeisesti”, Musharraf korostaa.

Eloranta on samaa mieltä. Vaadittavat turvallisuustasot autonomisille aluksille on luotava koko toimialan voimin. 

”Meriteollisuuteen tarvitaan turvallisuuskulttuuri, jossa onnettomuustiedot ja parhaat käytännöt jaetaan, ja autonomisten alusten turvallisuusvaatimukset määritellään todella tarkasti”, hän painottaa.

Keskustelijat ovat samaa mieltä myös siitä, että merilakia on uudistettava, jotta se pysyisi kehittyvän teknologian tahdissa. 

”Autonomisista laivoista tulee osa merenkulkualan arkea. Laivateknologia kehittyy nyt niin nopeasti, että lainsäädäntö uhkaa jäädä jälkeen”, Musharraf toteaa.

”Onneksi lainsäädäntökin kehittyy. Suomi laillisti ensimmäisenä maailmassa etäluotsauksen. Toivon, että maailmalla seurataan pian esimerkkiämme”, Eloranta sanoo.

Mashrura Musharraf on meritekniikan apulaisprofessori Aalto-yliopistossa. Hänen tutkimuksensa keskittyy tiedon louhinta-, koneoppimis- ja tekoälytekniikoiden soveltamiseen ihmiskeskeisten järjestelmien rakentamisessa ja käyttöönotossa sekä turvallisemman meriteollisuuden kehittämiseen.

Sauli Eloranta on Safe and Connected Society -tutkimusalueen johtaja johtaa VTT:llä. Hän johtaa laajaa tutkijaryhmää, joka luo ratkaisuja tietoliikenneverkkojen, kyberturvallisuuden, tilannetietoisuuden sekä puolustuksen ja turvallisuuden aloilla. Teknologiateollisuus ry valitsi Elorannan vuoden teknologiajohtajaksi 2019.

Teksti: Joanna Sinclair
Kuva: Jaakko Kahilaniemi

Artikkeli on julkaistu Aalto University Magazinen numerossa 31 (issuu.com) lokakuussa 2022.