Tutkimus

Parvi droneja oppii tekemään yhteistyötä

Drone
Tampereen yliopistossa on droneavusteisen viestintäteknologian osaamista, jota tarvitaan, jotta dronet saadaan viestimään keskenään riittävän nopeasti ja luotettavasti
Dronet eivät ole vain puiston yllä pörrääviä pikku kuvauskoptereita tai suurten valtioiden sotasalaisuuksia. Niillä on yhä enemmän arkista käyttöä muun muassa infrastuktuurin hoidossa, kuljetuksissa, maataloudessa, valvonnassa ja viihteessä. Tampereen yliopiston tutkijat ovat mukana Intel Science & Technology Centerin itsenäisten langattomien järjestelmien tutkimuksessa, joka auttaa droneja viestimään suoraan keskenään.

Laajamittainen kehitys dronejen eli miehittämättömien pienoiskoptereiden ympärillä on kirjaimellisesti lähdössä lentoon. Alan tuoreiden raporttien mukaan drone-bisnekselle saattaa olla vuonna 2020 sadan miljardin dollarin markkinat.

Droneille on jo pitkään ollut kysyntää asevoimissa, jossa ne ovat kilpailukykyinen vaihtoehto miehitetyille lentokoneille. Suurinta kasvu on kuitenkin muualla.

Kuluttajat ovat löytäneet dronet harrastus- ja valokuvauskäyttöön ja suosio kasvaa, mutta suurinta nousua odotetaan liike-elämän ja hallinnon taholla. Siellä dronejen käyttö on vielä alussa, mutta mahdollisuudet rajattomat: droneja voidaan käyttää kaikessa viihteestä ja maastopalojen sammutuksesta maatalouteen ja talonrakennukseen.

– Esimerkkisovelluksia ovat vaikkapa lääkkeiden jakelu droneilla Ruandassa ja autonominen taksipalvelu Dubaissa. Dronet voivat myös toimia vaikkapa tilapäisinä linkkiasemina katastrofialueilla tai suurissa yleisötapahtumissa. Jättiyritykset, kuten Amazon, selvittelevät dronejen käyttömahdollisuuksia paitsi kuljetuksissa myös paljon laajemmalla skaalalla, tenure track -professori Sergey Andreev Tampereen yliopiston informaatioteknologian ja viestinnän tiedekunnasta listaa.

Suomessa on kokeiltu muun muassa noutoruoan kuljetuksia droneilla, mutta kovin laajaa niiden käyttö ei vielä ole. Pian saattaa olla toisin.

– FAA:n (US Federal Aviation Administration) arvio on, että vuonna 2020 maailmassa on yli seitsemän miljoonaa dronea ja määrä kasvaa nopeasti: myytyjen dronejen määrä saavuttaa pian 2,7 miljoonan kappaleen rajan. Vertailun vuoksi: maailmassa arvioidaan olevan 23 600 – 39 000 lentokonetta, Andreev kertoo.

Sergey Andreeve
Sergey Andreev toivoo pääsevänsä kasvattamaan tutkimusryhmää aiheen ympärillä.

Droneparvi muodostelmalennossa

Jos jo yksittäisestä dronesta on moneksi, mihin ne pysyisivätkään yhteistyössä, pieninä parvina? 

– Dronet voivat jo nyt kommunikoida keskenään käyttämällä GPS-järjestelmää tai erilaisia kameroita, mutta yhteistyö on vielä rajallista ja hidasta. Pennsylvanian yliopiston tutkijat ovat pystyneet opettamaan dronensa lentämään muodostelmassa käyttäen vain yhtä, alaspäin suunnattua kameraa, mikä on huima edistysaskel, mutta jotta päästäisiin kiinni todella joustaviin ja luotettaviin sovelluksiin, useiden dronejen pitäisi pystyä viestimään suoraan keskenään, Sergey Andreev kertoo.

– Tarvitaan uusia radioviestintäteknologioita, joiden avulla dronet voivat ”puhua” keskenään ja hoitaa yhdessä tehtäviä, joihin yksi drone ei pysty.

Droneparvirobotiikan tulevaisuuden potentiaali on valtava ja kattaa monenlaisia sovelluksia autonomisesta valvonnasta ja katastrofialueiden auttamisesta aina droneavusteiseen rakennusyhteistyöhön ja ympäristöseurantaan.  

Alejandro Ribeiro
Professori Alejandro Ribeiro ja hankkeen tiimiläisiä tutkimustyössä Pennsylvanian yliopistossa.

Yhdysvaltalaisyliopistot + Tampere = suuria mahdollisuuksia

Tampereen yliopiston informaatioteknologian ja viestinnän tiedekunnasta löytyy tietoliikenneteknologian osaamista, jonka avulla dronet voivat parantaa yhteistyötään. Sergey Andreev on mukana Mikko Valkaman johtamassa sähkötekniikan yksikössä, joka kutsuttiin viime vuonna mukaan Intel Corporationin perustamaan Intel Science & Technology Centeriin (ISTC) ja sen itsenäisten langattomien järjestelmien tutkimukseen. Keskuksen muina jäseninä on tutkijoita alan huippuyliopistoista, Massachusetts Institute of Technology MIT:stä, Pennsylvanian yliopistosta ja Cornell-yliopistosta.          

– Olemme tehneet ISTC:n kanssa yhteistyötä tällä saralla jo pidempään, mutta on hienoa tulla viimein kutsutuksi jäseneksi ainoana yksikkönä Yhdysvaltojen ulkopuolelta. Tampereen yliopiston älykkäiden miehittämättömien ilma-alusten tutkimusta pidetään tärkeänä pilarina tutkimuskokonaisuudessa. Meillä on droneavusteisen viestintäteknologian osaamista, jota hankkeessa tarvitaan, jotta dronet saadaan viestimään keskenään riittävän nopeasti ja luotettavasti, Andreev kertoo.

Professori Andreev toivoo pääsevänsä kasvattamaan tutkimusryhmää aiheen ympärillä. Ryhmä on laatinut yhteisen projektiehdotuksen Pennsylvanian yliopistossa toimivan professori Alejandro Ribeiron johtaman ryhmän kanssa. Laajemmin tutkimusaluetta tukevat jo Suomen Akatemia ja Business Finland -organisaatio. 

– Projektimme toimii nyt vielä pienimuotoisesti, mutta etsimme jatkuvasti uusia yhteistyökumppaneita laajentaaksemme toimintaamme. Meillä on taitoa, intoa, osaamista ja sitoutumista, mutta resursseja saisi olla enemmän. Olemme myös käyneet keskusteluja Tampereen yliopiston yhteistyö ja kumppanuudet -yksikön johtajan, Pauli Kuosmasen kanssa mahdollisuudesta kasvattaa hankkeesta laajempi tutkimuskokonaisuus. Sellainen voisi kiinnostaa yritysmaailman edustajia ja mahdollistaa heidänkin osallistumisesta. 

Suomi on poikkeuksellisen hyvä paikka tehdä dronetutkimusta, sillä autonomisiin lentäviin koneisiin sovellettava lainsäädäntö on täällä verrattain liberaali 

– Aihe on nyt erittäin kuuma sekä tieteen että yritysmaailman näkökulmasta. Toivomme, että monenlaiset yritykset käyttäisivät hyväkseen osaamistamme ja tutkimustamme täällä Suomessa! Tämä teknologia voisi parhaimmillaan luoda pohjan uudelle taloudelliselle nousulle, Andreev sanoo.

Teksti: Sanna Kähkönen
Kuvat: Jonne Renvall ja Sergey Andreev

Lisätietoja: tenure track -professori Sergey Andreev (englanniksi), Tampereen yliopiston informaatioteknologian ja viestinnän tiedekunta, puh. 044 329 4200, sergey.andreev@tuni.fi