Oulun ammattikorkeakoulussa on viime vuosien aikana perehdytty droonien tekniikkaan ja käyttömahdollisuuksiin erilaisissa sovelluksissa. Ammattikorkeakoululle on viimeisen vuoden aikana muodostettu oma ”droonilaivasto” Vähähiilisyyttä Edistävät Drooniratkaisut (VED) -projektin toimesta. Samalla on organisoitu tarvittava droonilentäjäyhteisö lennonjohtoineen ja muine tarvittavine käytäntöineen.

Oulun ammattikorkeakoulusta (Oamk) löytyy nykyään runsaasti drooneja ja Liikenne- ja viestintäviraston mukaisen RPAS-käsikirjan (miehittämättömän ilmailun toimintakäsikirja) ohjeiden ja määräysten mukaisen toiminnan hallitsevia droonikapteeneita. Alan säännösten ja toimintaperiaatteiden tuntemus on oleellista teknisen lentotaidon lisäksi, koska ilmatila on kaikille yhteinen ja lentoturvallisuus tärkeää. Lentämisen periaatteiden osaamisen turvaamana hallittu kokemus drooneista on erilaisia sovelluksia ja hyötyjä varten alkanut kasvamaan videon 1 havainnollistamalla tavalla.

VIDEO 1. Oamkin ”droonilentokenttä” ja toimintaperiaatteet (kuvaaja: Manne Hannula)

Mitä drooneilla oikein voidaan tehdä? Youtube on pullollaan drooneilla kerättyä kuvamateriaalia. Drooni ”silmänä taivaalla” avaa luontaisesti kiinnostavan lintuperspektiivin katsojalle. Se tietysti kiehtoo. Mutta entä sitten? Mitä hyötyä siitä silmästä siellä taivaalla on?

Ihmisen oma silmä havainnoi ympäristöä tuottaen verkkokalvolle kuvan. Kun se kuva siirtyy aivojen arvioitavaksi, tapahtuukin paljon – hahmon- ja kuvantunnistusta, havaintoja ja toimintaa. Sama logiikka toimii drooneissakin. Pelkkä kuva ei vielä ole läheskään kaikki, vaikka voidaan toki viihtyä pelkän kuvamateriaalinkin äärellä. Varsinaista hyötyä saadaan sitten, kun ymmärretään mitä kaikkea kuvatulla materiaalilla voidaan tehdä ja kun tämä ymmärrys sitten johtaa toimintaan ja lisäarvoon yritysten ja ihmisten arkipäiväisessä elämässä.

Droonien kameratekniikat ovat maallikon silmään uskomattoman tarkkoja, vaatimattomissakin drooneissa tarkkuudet ovat yli kymmenen megapikseliä. Kehittyneempien droonien kuvaama materiaali voidaan haluttaessa siirtää pilvipalveluun käsiteltäväksi videossa 1 esitellyn periaatteen mukaisesti. Edelleen, pilveen kertyvän tietomassan käsittelyyn voidaan valjastaa tekoälyä soveltavia algoritmeja kerätyn tiedon louhimista varten. Tämänkaltaisilla toimintaprosesseilla voidaan saavuttaa merkittävää suorituskykyä, mikäli asialle keksitään parhaat ja tarpeellisimmat sovelluskohteet.

Yhdellä droonilla vähän, useammalla enemmän, yhdessä moninkertaisesti parempi

Oamkin droonikapteenit ovat lentäneet sekä yksittäisillä drooneilla että drooniparvissa. Lentäminen vaatii oman osaamisensa ja harjoittelun. Video 2 havainnollistaa parvessa tapahtuvaa lentämistä käytännössä. Lentämisen perusteiden jälkeen on pystytty luomaan tiedonsiirto- ja analysointimenettelyjä – miten kuvamateriaalia tallennetaan ja prosessoidaan eteenpäin? Kuvatuista alueista on esimerkiksi luotu kolmiulotteisia malleja niin kutsutun fotogrammetrian keinoin tai kuvista on tunnistettu erilaisia kohteita, kuten autoja tai lehmiä tekoälyn avulla.

VIDEO 2. Parvessa tapahtuva droonilento (kuvaaja: Manne Hannula)

Drooneista saatavia hyötyjä etsitään Oamkilla yhteistyössä yritysten kanssa. Droonien välinen yhteistyö sekä autonomisten toimintojen hyödyntäminen voi olla myös suuri mahdollisuus, joskin autonomisten tekniikoiden kypsyysaste on vielä varhainen. Mutta ehkäpä tulevaisuudessa yksi drooni voi esimerkiksi tarkkailla itseohjautuvasti viljapeltoa ja aina havaitessaan kameransa ja tekoälynsä avulla rikkakasvin, kutsua toisen erityisellä työkalulla varustetun droonin nipsaisemaan kyseisen kasvin pois. Ennakkoon ei voi tietää, missä piileekään uuden ennennäkemättömän teknologian paras sovelluskohde.

Toiveena on, että droonien luomat uudet mahdollisuudet synnyttävät uutta yritystoimintaa tai tehostavat olemassa olevien yritysten toimintaprosesseja. On tärkeä myös tietää, että Oamkin droonilaivasto ei kilpaile olemassa olevien droonitoimijoiden kanssa. Jos yritys tarvitsee droonikuvauspalveluita ja kilpailuttaa tarjoajia, ei Oamkin laivasto osallistu näihin, vaan keskittyy uusien asioiden kehittämiseen ja jättää lentotaivaan vapaaksi yrityksille niiden omilla toimialueilla.

Droonit ovat trendeissä kiinni – vähähiilisyys ja tekoäly

Droonit ovat vähähiilisiä. Ne toimivat lähtökohtaisesti sähköllä ja voivat aina lentää ”linnuntietä” ilman turhia mutkia kohteeseensa. Oikeassa paikassa oikeaan aikaan sovelletuilla drooneilla voidaan vähentää tarpeetonta liikkumista ja tavaroiden tai asioiden siirtelyä päästöjä synnyttävillä tavoilla.

Tekoälystä puhutaan nykyään paljon. Drooneilla on luontainen mahdollisuus tuottaa yläilmoistapäin niin paljon informaatiota ja niin nopeasti, että ihmisäly menisi siitä ähkyyn alta aikayksikön. Tämän vuoksi Oamkissa on ryhdytty alusta alkaen tarkastelemaan droonien keräämää dataa videon 1 havainnollistamalla periaatteella tekoälyavusteisesti. Esimerkiksi videossa 2 taivaalla on yhtäaikaisesti 100 megapikseliä kamerakennoja – yli kymmenen megapikseliä jokaisessa droonissa. Jos tuollaista informaatiotulvaa pitäisi ihmisvoimin rutiinisti analysoida esimerkiksi videokuvassa ilmenevien polkupyörien kappalemäärän tai kuvassa olevien ihmisten keskimääräisten välimatkojen laskemiseksi, kyseessä olisi aika mahdoton tehtävä. Mutta, oikealla tavalla tarkoitusta varten räätälöidyille tekoälylle se on mahdollista. Tekoäly jaksaa tarvittaessa tehdä väsymättä näitä analyysejä vaikka 24 tuntia vuorokaudessa ja ilmoittaa ihmisille, mikäli tarkkailun alla olevassa maisemassa ilmenee jotakin poikkeavaa.

Oamkin droonikapteeneista tekoälysovelluksiin erikoistuneet opiskelijat ovatkin tehneet käytännöllisiä toteutuksia, joissa tekoäly esimerkiksi asemoi droonin kuvaamaan videokuvaan aina tunnistetun kohteen ympärille neliön ja sen viereen tekoälyn tulkinnan kyseisessä kohteessa olevasta asiasta, esimerkiksi ”Tässä on polkupyörä 89 % todennäköisyydellä”. Tekoälyn arvioima polkupyörien määrä tietyssä videokuvassa on myös voitu automaattisesti tallentaa taulukoksi siten, että on mahdollista luoda risteystä valvovalle tekoälylle päättelysääntöjä. Näiden pohjalta voidaan edelleen toteuttaa vaikkapa liikennejärjestelyistä vastaaville vastuuhenkilöille automaattisia hälytysviestejä, jos polkupyörien määrä risteyksessä ylittää tietyn raja-arvon. Kertyvistä hälytyksistä ja sen myötä muodostuvan tekoälyavusteisen kokonaiskokemuksen myötä kyseisen risteyksen liikennevalojen ajoituksia tai liikennemerkein toteutettuja järjestelyjä voidaan säätää.

Rohkeita kokeiluja kannattaa tehdä

Droonien käyttö elinkeinoelämässä on vielä alkuvaiheessa. Jotkut alat ovat pidemmällä, esimerkiksi poliisillahan droonit ovat jo varsin arkipäiväisessä työkäytössä, ehkäpä välillä jopa vyöstä roikkuen pampun ja pistoolin välissä. Useimmilla aloilla drooneja kohdellaan vielä kuitenkin turhan paljon uutena ja outona ”High Techinä”.

Onkin tärkeää rohkeasti kokeilla drooneja arkipäiväisiin tehtäviin – niistä voi löytyä merkittäviä hyötyjä, kun ne vain osataan löytää ja toteuttaa. Oamkilla käynnissä olevassa VED-hankkeessa pyritään yhteistyössä Pohjois-Pohjanmaan elinkeinoelämän kanssa toteuttamaan näitä kokeiluja. Hyviin aiheisiin liittyy käytännön hyöty – onnistuessaan myös rahassa ja työajassa mitattava – pelkkään hauskuuteen, näyttävyyteen tai nokkeluuteen drooneja ei kannata soveltaa.

Kokeilujen mahdollistamiseksi paikassa kuin paikassa Oamkille on hankkeen myötä rakennettu erityinen ”maatukiasema” eli peräkärry, josta löytyvät varusteet ja kalusto etäälläkin tapahtuvaa droonioperointia varten. Tämä sähköverkosta riippumaton maatukiasema ja tarvittava määrä Oamkin droonikapteeneita voidaan järjestää lentotehtäviin haluttuun paikkaan tarpeen mukaan.

Hannula Manne, yliopettaja, tiimipäällikkö
Oulun ammattikorkeakoulu

Vähähiilisyyttä edistävät drooniratkaisut (VED) -hanke

Päätoteuttaja: Oulun ammattikorkeakoulu Oy
Osatoteuttajat: Oulun yliopisto, VTT
Toteutusaika: 1.8.2019–31.7.2021
Toiminta-alue: Pohjois-Pohjanmaa
Budjetti: noin 1 000 000 euroa
Rahoittaja: EAKR
Hankkeen tavoitteet:

• Toteuttaa investointi liikuteltavan drooni-ratkaisujen pilotointi- ja testausympäristön rakentamiseksi.
• Selvittää, miten drooni-ratkaisuja voidaan hyödyntää vähähiilisyyden edistämiseksi.
• Herättää yritysten kiinnostus käynnistää kehittämistoimenpiteitä drooni-ratkaisujen käytön lisäämiseksi.

Droonilentotarpeissa yritykset voivat olla suoraan yhteydessä Oamkin lennonjohtoon osoitteeseen:
manne.hannula@oamk.fi
p. 050 430 9234

Pysyvä osoite: http://urn.fi/urn:nbn:fi-fe2020090868851