Lentotaksit ilmaan vuonna 2026? Kehitys usealla rintamalla vie kohti futuristista visiota

Artikkelit
Hannu Karvonen

Droonien rooli kasvaa nopeasti eri toimialoilla muun muassa tarkastus- ja valvontatehtävissä sekä aikakriittisissä kuljetuksissa. Nopeat, pitkään lentävät ja kustannustehokkaat droonit pärjäävät haastavissa ympäristöissä. Teknologian kehitys ja aktiivinen tutkimus avaavat niille uusia käyttömahdollisuuksia.

Automaattiohjauksella toimivat droonit ovat tulossa nopeasti osaksi kuljetusjärjestelmiä eri toimialoilla. Niillä on suurta potentiaalia esimerkiksi rakennus- ja aluevalvonnassa tai osana tehdasalueiden turvallisuusratkaisuja. Droonien merkitys kasvaa myös kriittisissä toimituksissa, kuten veri- ja laboratorionäytteiden ja jopa elinten kuljetuksissa. 

– Näitä ratkaisuja hyödynnetään mm. Ghanassa ja Ruandassa, missä maantieinfra on puutteellista ja droonit helpottavat kuljetuksia syrjäseuduille. Esimerkiksi koronarokotteita on toimitettu droonien ja niiden kuljettamien pakettien laskuvarjojen avulla perille. Suomessakin on kokeiltu lääke- ja defibrillaattorikuljetuksia. Kiireellisesti tarvittavat varaosat ovat esimerkki lääketieteen ulkopuolelta, kertoo erikoistutkija Hannu Karvonen VTT:ltä.

Miten droonit kehittyvät lähivuosina?

VTT:llä tehdään paljon drooneihin ja niiden järjestelmiin liittyvää tutkimus- ja kehitystyötä. Skaala on laaja: tutkimusaiheita ovat mm. droonien autonominen operointi, ilmatilanhallintaratkaisut, parvilentäminen ja droonit, joilla voidaan lentää vähäpäästöisesti kohtuullisen pitkälle.

Droonien tulevaisuutta on VTT:llä hahmotettu vuosien 2022–2026 vaikuttavuustiekartan avulla. Vuonna 2022 kehityksen keskiössä on miehittämättömien droonien liikenteenhallinta. 

– Tyypillisesti droonit lentävät alle 120 metrin korkeudessa ilmatilassa, jota saattavat käyttää myös esimerkiksi lääkintähelikopterit ja Rajavartiolaitos. Turvallisuuden varmistamiseksi droonien on pystyttävä ilmoittamaan olemassa olostaan muille ilmatilan käyttäjille ja mahdollisesti myös väistämään niitä, toteaa Karvonen. 

Vuonna 2023 ajankohtaisia ovat droonit, jotka lentävät näköyhteyden ulkopuolella (BVLoS, Beyond Visual Line-of-Sight). Tämä edellyttää sekä toimivaksi todettuja turvallisuusratkaisuja että varmoja tietoliikenne- ja videoyhteyksiä. Suomessa on myös jo nyt perustettu testialueita tällaisten lentojen kokeilemiseen. Näköetäisyyden ulkopuolelle kohdistuvat lennot tulevat osaksi kriittisten logistiikka-, turvallisuus- ja valvontaympäristöjen liikennejärjestelmää arviolta vuonna 2024. 

Vuonna 2025 kehitys kulkee jo kohti vertiportteja eli lentopaikkoja vertikaalisesti nousevia ja laskeutuvia drooneja varten. Vuonna 2026 voidaan päästä kokeilemaan eVTOL-lentotakseja, jotka tuovat mahdollisuuksia esimerkiksi lääkintä- tai pelastushenkilöstön nopeisiin kuljetuksiin.  

– Vision toteutuminen edellyttää sekä teknologian kehittymistä että lainsäädännöllisten kysymysten ratkaisemista. Myös julkisella mielipiteellä on tärkeä rooli, Karvonen huomauttaa.

Parvilentäminen hakee inspiraatiota luonnosta

Laivueiden hallinta ja parvilentäminen ovat erityisen kiinnostavia ja ajankohtaisia aiheita droonitutkimuksessa. 

– Ratkaisuissa haetaan inspiraatiota biologiasta ja luonnosta. Eläinkunnassa on paljon erilaisia parvia, joiden tehtävänjakoa ja parvikäyttäytymistä voidaan soveltaa myös droonien parvilentämisessä, sanoo Karvonen.

Parvilentämistä voidaan hyödyntää esimerkiksi laajoille alueille kohdistuvissa pelastus- ja puolustustehtävissä. Kollektiivinen keinoäly mahdollistaa drooniparven itsenäisen koordinoinnin ja työnjaon monimutkaisissa tehtävissä. Tämä auttaa maksimoimaan laivueen hyödyt samalla, kun minimoidaan inhimillisen työn määrä parven hallinnassa.

VTT:n kehittämän parvisimulaattorin avulla voidaan tutkia esimerkiksi drooniparven autonomista tehtävänjakoa.

Parvi

Asiaa tutkitaan esimerkiksi Suomen Akatemian rahoittamassa FireMan-hankkeessa, jossa drooneja hyödynnetään metsäpalojen ehkäisemiseen, tunnistamiseen ja hallintaan.

– Ilmastonmuutoksen myötä metsäpalot ovat kasvava ongelma eri puolilla maapalloa. Drooneja voitaisiin hyödyntää nykyistä enemmän metsäpalojen riskien kartoittamisessa, tilannetiedon keräämisessä, palorintaman etenemisen tunnistamisessa sekä sammutuksessa. Tätä kehitämme yhdessä eri pelastusviranomaisten kanssa, Karvonen selvittää. 

Arktisten olosuhteiden vaikutusta tutkitaan jäätävässä tuulitunnelissa

Suomessa erityistä huomiota vaativat arktiset olosuhteet ja droonien toiminta eri vuodenaikoina. VTT tutkii droonien toimintaa jäätävässä tuulitunnelissa, jonka olosuhteita voidaan kontrolloida. 

– Testaamme sitä, kuinka droonien komponentit jäätyvät eri olosuhteissa ja voidaanko tähän vaikuttaa esimerkiksi aerodynaamisilla ratkaisuilla tai jäänestoaineilla. Näin voidaan tutkia, kuinka jäätäminen vaikuttaa droonin lentokykyyn. Tavoitteena on varmistaa droonien toimintavalmius sääolosuhteista riippumatta.
 

Droonin roottorilavan jäätyminen VTT:n jäätävässä tuulitunnelissa. 

Lapa tuulitunnelissa

Vaikuttavuutta suurilla hankkeilla

Suomi on maailman johtavia maita droonitutkimuksessa ja edistää droonien kehitystä useissa kansallisissa ja kansainvälisissä yhteishankkeissa. VTT on tiiviisti mukana tässä yhteistyössä.

Esimerkiksi Suomen Akatemian rahoittama FUAVE (Finnish UAV Ecosystem) on drooniekosysteemi, jossa on mukana 73 droonien kehitykseen liittyvää toimijaa Suomesta. Verkostolla on käytössään testialueita droonien kehittämiseen eri puolella Suomea. Toinen esimerkki on Business Finlandin rahoittama Drolo. Kyseessä on ilmatilan hallintaan keskittynyt yhteishanke, jossa on mukana runsaasti teollisuuden edustajia. 

AiRMOUR on puolestaan mittava EU-projekti, jossa selvitetään droonien hyödyntämistä hätätilanteissa henkilöiden ja raskaiden kuormien, kuten lääketieteellisten laitteiden kuljetuksissa. 

– Kesällä 2023 hankkeessa toteutetaan suuri demonstraatio Helsingissä. Pääsemme silloin näkemään futuristisen esimerkin henkilökuljetukseen kykenevän droonin lennosta Helsingissä, Karvonen paljastaa.

Fuave and Airmour logos

VTT:n tutkimusaiheita drooneihin liittyen:

  • Droonien autonominen operointi
  • Parvilentäminen
  • Ilmatilan hallinta
  • Droonien toiminta arktisissa olosuhteissa
  • Öljy- ja kemikaalivuotojen havaitseminen
  • Lentotaksit hätätilanteissa
  • Rakennusten tarkastus droonien avulla
  • Operointikonseptien kehitys
  • Käyttöliittymät droonien ohjauksessa ja hallinnassa
  • Lisättyyn todellisuuteen perustuva visualisointi ja hallinta
  • Energiajärjestelmän ylläpito, kuten valvonta ja tarkistukset
  • Droonien reittisuunnittelu, kommunikaatio ja kauko-ohjaus
Jaa
Hannu Karvonen
Hannu Karvonen

Miten itseohjautuvista autoista tehdään liikenneturvallisia? Voidaanko älykkäiden laastareiden avulla tunnistaa ja ennaltaehkäistä sairauksia? Kannattaako maapallon metsävarat inventoida avaruudesta käsin? Esimerkit raapaisevat vasta pintaa kaikesta siitä potentiaalista, jota digitalisaatio tuo yhteiskuntamme ja liike-elämämme ulottuville.

Tutkimusosaaminen