Ainutlaatuinen virtuaalilaboratorio ennustaa ja ratkoo kaupunkiliikenteen ympäristövaikutuksia

Mitä jos kaupungin kaikista autoista puolet olisivat itseajavia? Vältyttäisiinkö ruuhkilta, vähenisivätkö ilmansaasteet? Entä mitä jos dieselautot kielletään tietyistä kortteleista - mitä käy melutasolle, entä muulle asumismukavuudelle?

Tämänkaltaisiin kysymyksiin voidaan pian saada vastaus, kiitos poikkeuksellisen virtuaalilaboratorion, jota Suomen tekoälykeskus FCAI:n tutkijat parhaillaan rakentavat. Virtuaalilaboratorio on digitaalinen ympäristö, johon tutkijat tuovat kehittyvän kaupunkiliikenteen ympäristövaikutuksiin eri tavoin pureutuvia simulaattoreita. Erityishuomio on lisääntyvän automaattiliikenteen vaikutuksissa.

“Kehitämme tekoälymenetelmiä, jotka ennustavat, miten automaattiautot vuorovaikuttavat keskenään ja miten liikennejärjestelyjen ratkaisut siihen vaikuttavat. Otamme myös huomioon vaikutukset muun muassa ilmanlaatuun, kasvihuonekaasupäästöihin ja ihmisten sosiaaliseen hyvinvointiin”, kertoo FCAI:lla kestävyysnäkökulmasta vastaava apulaisprofessori Laura Ruotsalainen Helsingin yliopistosta.

Koska selvitettävät liikennevaikutukset ovat moninaisia, virtuaalilaboratorio tuo yhteen tutkimustuloksia ja malleja eri aloilta. Tämä tekee projektista poikkeuksellisen.

“Jotta voimme arvioida esimerkiksi autonomisen liikenteen ilmastovaikutuksia, meidän täytyy rakentaa sellainen ympäristö, josta voidaan yhdistää tietoja eri mallien yli. Tämän tyyppisiä usean eri alan simulaatioita yhdistäviä virtuaalilaboratorioita ei ennestään juuri ole”, kertoo professori Ville Kyrki Aalto-yliopistolta.

“Kehitämmekin samalla ymmärrystä siitä, miten tämän tyyppisiä ympäristöjä pystytään rakentamaan.”

Tekoälyratkaisuja sujuvaan liikenteeseen

Virtuaalilaboratorio keskittyy ainakin alkuvaiheessa henkilöliikenteeseen. Vaikka pääpaino on  itseajavissa autoissa, myös muunlaisia tekoälysovelluksia voidaan simuloida.

“Esimerkiksi bussien aikataulut voisi optimoida hyödyntämällä dataa ihmisten liikkumisesta”, Kyrki pohtii mahdollisia sovelluksia.

Pääasia on saada mahdollisimman hyvää tietoa siitä, miten kehitetyt menetelmät todellisuudessa toimisivat.

“Paneudumme siihen, miten simuloinnin tulokset saadaan tuotua oikean maailman käyttöön”, Ruotsalainen sanoo.

Työ alkaa infrastruktuurin rakentamisella

Tutkijat pystyttävät parhaillaan virtuaalilaboratorion digitaalista infrastruktuuria eli tietokoneohjelmia. Kyrki arvelee, että tämä työ kestää vuoden tai pidempäänkin. Suuri osa työssä tarvittavista malleista on kuitenkin jo olemassa.

Laboratorion työnimi on Sustainable Mobility and Autonomous Systems. Se yhdistää FCAI:n Highlight F -tutkimusohjelman sekä Autonomous AI -tutkimusohjelman osaamista. Edellinen keskittyy vahvistamaan kestävää kehitystä tukevaa tekoälytutkimusta FCAI:lla, jälkimmäinen kehittämään tekoälymenetelmiä autonomisille koneille ja laitteille. 

Ruotsalainen on apulaisprofessori Helsingin yliopistolla ja Helsusissa. Hän on tutkinut erityisesti itseajavien autojen havaintojen muodostusta sekä liikenteen optimointia kestävyysnäkökulmasta . Ville Kyrki on Aallon automaatiotekniikan professori. Hän on tutkinut muun muassa robottien ja muiden autonomisten koneiden havainnointia, päätöksentekoa ja oppimista.

FCAI on Suomen Akatemian lippulaivahanke, jonka tarkoituksena on kehittää uudenlaista, luotettavaa ja käyttäjää ymmärtävää tekoälyä.