Itseohjautuvat kulkuvälineet

Nykyään auton ajamiseen tarvitaan ajo-oikeus eli ajokortti. Tämä asettaa ihmiset epätasa-arvoon, sillä kaikki eivät halua tai edes voi ajaa ajokorttia. He eivät siis voi nykyisellään kulkea autolla, ellei tietysti joku muu kuljeta ajoneuvoa. Kun ajoneuvoja kuljettaa robotti, on autoilu kaikkien saavutettavissa. Joskaan nykyisenkaltaista autoilua, eli sellaista että kaikki omistaa oman ajoneuvonsa tuskin tullaan itseohjautuvien autojen yleistyessä näkemään. Liikkuvuus tulee olemaan pian siis kaikkien saatavilla. Itseohjautuvilla autoilla voidaan myös väähentää liikenneköyhyyttä.

Auton omistamisen tulevaisuudelle olen pyhittänyt ihan oman sivun, joten kannattaa lukaista myös se täältä!

Nykyisin liikenneonnettomuuksista peräti yli 95% tapahtuu ihmisen toiminnasta. On kyseessä sitten ylinopeus, humalassa ajo, kännykän käyttöön ajaonaikana jne jne, lista on pitkä! On varmasti sanomattakin selvää, että robotti keskittyy ajamiseen, ajaa tunnollisesti nopeusrajoituksia ja muita liikennesääntöjä noudattaen ja tietääkseni robotit eivät kärsi alkoholi- tai päihdeongelmista. Lisäksi itseohjautuvat autot kun saadaan verkkoon, voi ne ns. varoittaa toisiaan. Käytännön esimerkki on, että risteysalueella autot tietäisivät jo ennalta niiden kohtaamisen risteyksessä, jolloin ne voi ennakoida tämän hyvissä ajoin. Samoin esimerkiksi mahdollinen tietyömaa tai muu odottamaton este, yksi auto voi varoittaa tästä muita itseohjautuvia ajoneuvoja, jotka osaavat varautua tullessaan kohdalle. Sinänsä tälläisiä järjestelmiä on nykyisellään jo ihmiskuljettajille, mutta ihmisen ajatus herpaantuu niin herkästi ja toisaalta, hirveästi et voi näprätä mitään laitetta kun ajat ajoneuvoa. Tämä on siis roboteille helpommin toteuttavissa.

Liikkumiskulu alentuu paitsi siksi, että ihminen ei ohjaa ajoneuvoa ja ajoneuvot ovat varmasti pitkälti joko sähkökäyttöisiä tai muita kestäviä käyttövoimia omaavia ajoneuvoja. Kulut alentuu myös, kun tulee paremmat mahdollisuudet yhdistää yhteen kulkuvälineeseen usempia ihmisiä oli se sitten robotaxi, shuttlebus, isompi bussi tai mikä vain. Näin kulut ei jakaudu vain yhden, vaan useamman henkilön kesken samalla tavalla kuin joukkoliikenteessä.

Nykypäivänä joukkoliikenteen yksi merkittävistä kuluista on kuljettajakulut. Itseohjautuvuudella voidaan vähentää heti näitä kuluja, joka vaikuttanee suotuisasti myös tarjottavan palvelun hintaan. Ja varmasti kun kilpailua tulee enemmän, myös hinnatkin laskevat - samalla kun palvelu ja tarjonta paranee.

Itseohjautuvat ajoneuvot säästävät kaupunkitilaa, sillä datan ja tekoälyn avulla voidaan älykkäästi ohjata ajoneuvoja oikeaan paikkaan, oikeaan aikaan. Tämä puolestaan auttaa nostamaan ajoneuvojen täyttöastetta, joka puolestaan vaikuttaa vähentävästi liikenteen määrään.

Päästöjen vähennys puolestaan korostuu etenkin kaupungeissa ja varmasti itseohjautuvat ajoneuvot tulevat olemaan sähköisiä tai muita kestäviä käyttövoimia käyttäviä ajoneuvoja. Lisäksi, kun saadaan samaan ajoneuvoon useampia matkustajia, on se niin tilankäytöllisesti että päästöjen osalta pelkästään positiivinen asia.

Kaikki on ainakin teorian tasolla hakkeroitavissa. Mutta mitkä ovat riskit itseohjautuvissa autoissa? Kuten aina kaikessa, myös itseohjautuvien ajoneuvojen järjestelmissä tietoturva on on oltava kunnossa ja siihen on kiinnitettävä erityistä huomiota. Tietoturvaan liittyvät päivitykset on oltava kunnossa ja toisaalta järjestelmä on rakennettava niin, että hakkerit etsivät helpompia kohteita, kun itseohjautuva auto. Esimerkiksi tekemällä tehokkaat turvatoimet ja pitämällä huoli tietoturvasta, voidaan minimoida hakkeroinnin riskiä merkittävistä myös robottiautojen osalta.

Jos itseohjautuva auto hakkeroidaan, se voi pahimmillaan saada hakkerin ottamaan auton hallintaan ja tekemään käytännössä kaikenlaista tuhoa, etkä välttämättä pääsisi sinne, minne olet menossa. 

Hakkeroinnista ei kuitenkaan kannata olla huolissaan, sillä asianmukaisilla tietoturvaratkaisuilla, joita säännöllisesti ylläpidetään auttaa ehkäisemään hakkeroinnin riskien määrää. Tietoturvaratkaisut myös kehittyy jatkuvasti ja yrityksillä olisi hyvä olla myös omia, tietoturvallisuudesta vastaavia henkilöitä.

Itseohjautuvien ajoneuvojen tulee kunnioittaa yksilönvapautta. Tämä siis tarkoittaa, että kuinka paljon ja minkälaista tietoa voidaan yksilöstä kerätä, jotta se pysyy sopivissa rajoissa? 

Vahinkojen vastuuseen liittyy vielä myös ratkaisemattomia asioita. Itseohjautuvan autossa joutuessa kolariin (riippumatta syyllisyydestä) on ratkaistava, kuka on syyllinen. Jos ajatellaan, että onnettomuden aiheuttaja on ollut nimenomaan robotti eli itseohjautuva ajoneuvo, kenen vastuulla se on? Onko se autonvalmistajan, tekniikan kehittäjän vai sisällä olleen henkilön vastuulla. Riippuu toki varmasti aivan tilanteesta, kuten ihmiskuljettajienkin kohdalla. Muiden muassa näitä asioita pyritään lainsäädännöllisesti ratkaisemaan ja tietysti mahdollisimman yhtenäiset säädökset olisi selkeimpiä eri maiden välillä. On myös ajateltu, että itseohjautuviin autoihin voisi olla hyväksi myös lentoliikenteestä tuttu "musta laatikko", koska itseohjautuvassa autossa ei luonnollisesti ole kuljettajaa ajoneuvossa. Se voisi helpottaa onnettomuuksien tutkintaa myös niissä tilanteessa kun kolaria ei tapahdu vaan myös kun autossa on matkustettu vaikkapa epäasiallisesti ja pahimmillaan paikkoja rikottu.

Huono sää ja näkyvyys ovat haasteita AV-autoille, mutta eivät ole esteitä. Tekniikan kehittäjät ovat tietoisia haasteista ja kehittävät jatkuvasti keinoja parantaa autojen turvallisuutta myös huonolla säällä. Erilaiset kamerat ja anturit auttavat havainnollistamaan ympäristöä ja kartoituksen avulla ajoneuvo tietää, missä se on. Kartoituksen avulla voidaan pitää huoli siitä, että ajoneuvo pysyy varmasti tiellä ja oikealla kaistalla, koska sijainti on millimetrien tarkkaa samoin ajoneuvo tietää alueen, joten se osaa ennakoida.

Huonolla säällä, kuten kovalla lumi- tai vesisateella näiden toiminta voi hankaloitua, ihan kuten ihmisenkin. Sumu ja lumi estävät kameran näkyvyyden, samalla tavalla kun ihmiskuljettajan näkökenttä heikkenee. Kamerat ja muut tutkat voidaan sijoittaa koteloida suojaan, jotta ne eivät altistu niin paljoa sääolosuhteille. Huonolla säällä, kun pöly, vesi tai vaikka hiekka tukkivat antureita, ne kannattaa varustaa pyyhkijällä, vähän samaan tyyliin kuin tuulilasissakin on pyyhkijät. Näin robotin kyky havannoida ympäristöä ei kärsi. Joissakin nykyajan ihmisohjaimissa oleva auto, jossa on esim. 2/3 tason automaatio voi olla että kameroiden ja tutkien toimintaan ei ole kiinnitetty huomiota, esimerkiksi kameroissa ei ole mitään sääsuojaa tai ei ole muuten huomioitu tekniikkaa kaikkien olosuhteiden osalta. Täysin itseohjautuvien autojen osalta se on välttämätöntä.

Robottiautot osaa myös ennakoida herkemmin kuin ihmiset ja modernit ajoneuvot osaa kommunikoida reaaliaikaisesti keskenään, jolloin esimerkiksi myrskyisessä tiellä ajava auto voi varoittaa samaan kohtaan pian tulevaa toista autoa, joka voi ennakoida tilanteen jo etukäteen joka puolestaan parantaa turvallisuutta.

Lainsäädäntö määrittelee raamit myös itseohjautuvissa ajoneuvoissa. Se oikeastaan pitkälti määrittelee, kuinka nopeasti niitä saa tuoda kaduilla ja minkä rajojen puitteissa. Pääosin lait antavat suopeammat oikeudet yhteiskäyttöisille robottiautoille, johtuen ihan siitä että niitä on helpompi valvoa, kun toimivat yrityksen nimissä. Yksityishenkilöiden omistuksessa olevien autojen määrä tulee toki tulevaisuudessa muutenkin vähenemään, mutta näiden lainsäädännöllinen puoli on huomattavasti yhteiskäyttöisyyttä tiukempi. Esimerkiksi EU on hyväksynyt lain, joka nyt ensin hyväksyy 1500 rekisteröintiä jokaista automallia kohden vuodessa, jotka myydään kuluttajille ja tekniikan kehittyessä hyväksyttyjen määrää tarkistetaan. Laki pitkälti kuitenkin määrittelee juurikin yhteiskäyttöisyydelle raameja, koska niitä on helpointa valvoa. Tämä sisältää esimerkiksi robotaksien ja kaupunkisukkuloiden (=shuttle) käyttöönoton kaupallisesti tasolla 4.

Itseohjautuvat autot toimivat niin, miten ne ohjelmoidaan. Eli kuten mikä tahansa digitaalinen palvelu tai laite. Robottiautoille annetaan jatkossa päätösvaltaa, kun ne liikkuvat itsenäisesti liikenteessä. Tällä siis tarkoitetaan samaa asiaa, kun me ihmiset teemme liikenteessä päätöksiä. Käytännössä robottiautot joutuu ennemmin tai myöhemmin tekemään päätöksiä esimerkiksi sen suhteen kenen pitäisi selvitä tien ylityksestä. Otetaan esimerkikki!

Kun tietä ylittää päin punaisia valoja molemmin puolin tietä esimerkiksi koditon henkilö ja toiselta puolelta taas julkisuuden henkilö, niin kumman piäisi selvitä ylityksestä? Miten itseohjautuvat autot tulevat näiden osalta käyttäytymään on määriteltävissä ohjelmoinnin avulla. Käytännön tasolla me ihmiset siis teemme ohjelmoinnin muodossa nämä päätökset perustaen meidän ajatusmaailmaan, jota robotti sitten tarpeen vaatiessa hyödyntää päätöksenteossa. Huomaa kuitenkin, että tällä ei nyt tarkoiteta sitä, että robottiautot ohjelmoitaisiin ajamaan kenenkään päältä tahallisesti huvin vuoksi. Robottiautoille annetaan varmasti vastuuta näissä asioissa, mutta on yhtä lailla tärkeää pitää itse huoli että noudattaa liikennesääntöjä. Yhtälailla robotille, kuten meille ihmisille on haasteellista reagoida, jos yks kaks yllättäen jostain katveesta pöllähtävä ihminen rikkoen liikennesääntöjä esimerkiksi kipittämällä "vain pikaisesti" tien yli kohdasta, jossa ei ole suojatietä tai muuta sallittua ylityskohtaa. Robotti kuitenkin keskittyy liikenteeseen ja ympäröivään maailmaan ihan koko ajan, joten ennakointi ja reagointi on ihmistä huomattavasti paremmalla tasolla.

Lisäksi, on pidettävä huoli että kaikilla on oikeasti mahdollisuus näitä käyttää. Itseohjautuvassa autossa ei voi siis olla "pärstäkerrointa", vaan aivan kaikkien, iästä, sukupuolesta, etnisestä taustasta jne riippumatta on voitava käyttää itseohjautuvaa autoa.

Itseohjautuvia autoja pitää tosiaan alussa opettaa niin, että autossa on turvaohjaaja tarvittaessa ottamassa heti ohjia käsiin. Se ei siis ole kuljettajalle mikään laiskotteluun tarkoitettu Netflixin katsomishetki vaan pitää olla yhtä valppaana, kuin olisi ajamassa itse autoa. Kun järjestelmiin lisätään tekoälyä ja algoritmejä, ne oppii liikennetilanteita. Mitä enemmän niillä ajetaan, sitä enemmän ne oppivat. Luonnollisesti. Nykypäivänä myös yksityishenkilöiden omistuksessa voi olla sellaisia autoja, jotka samalla lähettävät dataa tulevaisuutta varten. Nämä tiedot ovat anonyymejä, eli niistä ei voida tietää kuka on mennyt ja missäkin koska ne eivät ole kehityksen kannalta relevanttia. Ne lähinnä edistävät itseohjautuvien autojen oppimista kun autojen kamerat näkevät erilaisia liikennetilanteita, olosuhteita ja paikallisia ajotapoja. Käytännössä AV-ajoneuvoja tulee juurikin kouluttaa erilaisiin tilanteisiin ja opettaa myös ennakoinnin taidon.

Sitten kun itseohjautuvia autoja tulee liikenteeseen (eli pian!) niin ne toimivat samalla periaatteella. Ne oppivat koko ajan liikenteestä ja robotit kehittyvät paremmiksi kuljettajiksi. Samalla tietysti varoittavat muita ajoneuvoja mahdollisista tulevista vaaroista, joita edessä on.

Kartoitus liittyy periaatteessa vähän samaan kategoriaan, kuin aihe "Opettaminen". Kartoittaminen menee kuitenkin hieman astetta pidemmälle.

Kun itseohjautuvia autoja kartoitetaan, on siinä liikennetilanteiden oppimisen ja tunnistamisen lisäksi se hyöty, että se tietää millilleen missä auto kulkee. Näin ollen tällä voidaan parantaa huomattavasti auton pysymistä oikealla kaistalla ja ylipäätänsä tiellä. Kartoituksella myös saadaan arvokasta tietoa esimerkiksi liikenneolosuhteista ja paikallisesta liikennekäyttäytymisestä. Kun samaa kartoitusta käytetään kaikkiin autoihin, ne voi tässäkin noudattaa toisiltaan oppimaa tietoa. Kartoituksella voidaan myös nopeuttaa itseohjautuvien autojen tuloa kaupallisille markkinoille. Kartoituksella voidaan myös parantaa liikenneturvallisuutta, esimerkiksi jos on talvi ja kaistamerkinnät tai liikennemerkit ovat lumen tai jään peitossa. Kartoituksesta järjestelmä tietää kohdan jossa auton on pysyttävä ja samoja karttoja voidaan täten käyttää myös talvella. Karttoja voidaan myös käyttää paremmin AV:n päätöksentekoprosessissa, kun tulee kompromissitilanteita vastaan.

Kartoitustekniikka itseohjautuvissa autoissa perustuu laserskannereihin ja LiDAR tekniikoihin (tarkemmin seuraavassa osiossa), jotta voidaan saada oikeasti täsmällinen, millimetrien tarkkuudella oleva sijainti. Tämä on tärkeää etenkin huonolla säällä ja tilanteissa, jossa liikennetilanteet vaihtuvat nopeasti. Kamerat, anturit ja LIDAR tekevät siis kaikki yhteistyötä kartoituksessakin.

Jotta itseohjautuvat ajoneuvot toimisi hyvin, on niiden luonnollisesti ymmärrettävä ympäröivä ympäristö. Toki niin on ihmisenkin, eikä ihminenkään ole vahvimmillaan täysin huonossa kelissä. AV-ajoneuvot toimivat kameroilla, LIDAR:lla ja erilaisilla tutkilla, jotka saavat tarkan kuvan reaaliaikaisesti ympäristöstä. 

Itseohjautuvissa autoissa on runsaasti erilaisia kameroita ja antureita. Robottiauton on nähtävä 360 astetta eli joka suuntaan, jotta ei tule kuolleita kulmia (tämä on etu itseohjautuvissa autoissa verrattuna ihmiskuljettajan näkyvyyteen!) ja jotta ajoneuvo voi havaita ympärillensä. LiDAR eli lämpökamerat puolestaan auttaa yhdessä kameroiden kanssa kokonaiskuvan saavuttamisessa ja turvallisen ajon toteuttamisessa. Toisaalta nämä voisi toimia myös toisen korvikkeena, jos toinen vaikka sattuisi vikaantumaan. Ajoneuvon ei tarvitsisi lopettaa ajoa, eikä myöskään turvallisuudesta tingittäisi. Osa tekniikkaa kehittävät yritykset voivat käyttää vain toista näistä, mutta turvallisuuden näkökannasta molempi parempi. Etenkin tuon varajärjestelmänä toimimisen suhteen.

Tekoäly sinänsä liittyy edellä mainittuun "opettaminen" aiheeseen, sillä tekoälyä voidaan hyödyntää itseajavien autojen opettamisessa. Tekoälyä kuitenkin hyödynnetään paljon myös kartoituksessa, sillä jos mietitään sitä tulevaisuuden hetkeä, kun kerrot autolle mihin olet menossa ja se vie sinut sinne. Tämän lisäksi matkan reitittämiseen käytetään tekoälyä ja algoritmeja ja myös esimerkiksi sää- tai ruuhkatilanteen huomioon ottaen. Edellämainitut opettaminen ja kartoittaminen sisältää tekoälyä. Käytännössä kaikki itseohjautuvat auton tekniikkaan liittyävät asiat (näkeminen, ajattelu, kuuleminen jne) on tekoälyä, joka vastaa kuin ihmiskuljettajaa.

Tekoäly tulee myös tekemään päätöksen, mitä tulee liikennetilanteisiin. Itseohjautuvat auto on erilaisten antureiden ja kameroiden lisäksi runsaasti tekoälyä, jotta auto saadaan turvalliseksi ja tekemään päätöksiä ihmisen puolesta. Lopulta AV-auto toimii niin, miten se ohjelmoidaan toimimaan.