Tilannetietoisuus suunnittelussa – kolme oppia pätevät alasta riippumatta

Blogit
Sauli Eloranta,
Juhani Latvakoski

Yhä useamman yrityksen käyttämät teknologiaratkaisut perustuvat tilannetietoisuudelle. Mitä tilannetietojärjestelmien suunnittelussa on huomioitava? Listasimme kolme lainalaisuutta, jotka pätevät alalla kuin alalla.

Tilannetietoisuus (situational awareness) on ihmisen tai koneen muodostama ymmärrys siitä, mitä ympärillä tapahtuu. Se tukee päätöksentekoa ja ennakointia, joka perustuu reaaliaikaiselle havainnoinnille ja eri tietolähteiden yhdistelylle. Havaintoja voivat kerätä esimerkiksi erilaiset mittarit, sensorit tai droonit, joista jälkimmäinen on esimerkki liikkuvasta sensorista. Tilannetietoisuutta sovelletaan erityisesti olosuhteissa, jossa havainnointi on hankalaa. Näitä ovat esimerkiksi koneavusteinen kirurgia, itseajavat autot tai autonomiset maanalaiset kaivoskoneet.

 Laajalla käsitteellä on useita tulkintoja, jotka vaihtelevat sovellusalasta riippuen. Usein keskitymme eroihin alojen välillä, mutta mitä yhteistä eri sovelluksilla on? Tunnistimme kolme lainalaisuutta, joista jokainen pätee alasta riippumatta.

1. Luotettavuus ja vertailu

Tilannetietoisuutta voidaan soveltaa turvallisuuskriittisillä aloilla kuten liikenteessä. Onkin ensisijaista varmistaa, että päätöksenteko perustuu usealle luotettavalle lähteelle. Lähteiden tuottamaa dataa voidaan myös vertailla keskenään esimerkiksi tekoälyn avulla. Lisäksi on huolehdittava, ettei mikään tahallinen tai tahaton ulkopuolinen häiriö pääse vaikuttamaan tiedonsaantiin.

Esimerkki havainnointilaitteiden yhteistyöstä on FireMan-hanke, jossa myös VTT on mukana. Hankkeessa kehitetään menetelmiä pienten metsäpalojen havaitsemiseksi droonien avulla. Drooniparvet havaitsevat juuri syttyneet metsäpalot, jolloin sammutustyöt voidaan aloittaa ajoissa. Droonit mittaavat liekkien korkeuden ja kuumuuden, ja tämä data yhdistetään paikkatietoon. Näin saadaan useasta lähteestä muodostuva luotettava ja reaaliaikainen tilannekuva palon etenemisestä.

2. Turvallisuus ja testaaminen

Tilannetietoisuus on riskienhallintaa ja mahdollisiin turvallisuusuhkiin varautumista. Se, millaisia riskejä voidaan ottaa, riippuu sovellusalasta. Suunnittelussa on tehtävä alakohtainen arvio siitä, miten suuri riski on verrattuna sen seurauksiin.

Esimerkiksi lentoliikenteessä tehty virhe voi pahimmillaan aiheuttaa ihmishenkien menetyksen. Korkeariskisellä alalla tilannetiedon on oltava mahdollisimman ajantasaista, monipuolista ja luotettavaa.

Turvallisuuteen tulee panostaa jo järjestelmäarkkitehtuuria rakennettaessa. Ohjelmiston koodin on oltava eheää ja toimintavarmaa. Turvallisuusriskejä voidaan minimoida järjestelmän testauksella ja erilaisilla simulaattoreilla. Redundanssilla varmistetaan, ettei yksittäisen komponentin tai osan rikkoutuminen vaaranna toimintaa. Testaaminen on kallista, mutta samalla investointi järjestelmän turvallisuuteen. Ilmailualalla on tyypillistä, että eri toimijat jakavat toisilleen tietoa turvallisuusriskeistä. Voisiko vastaava tiedonjako olla mahdollista myös muilla aloilla?

3. Eettisyys ja vastuu

Autonomiset järjestelmät ja niihin liittyvät eettiset ongelmat herättävät keskustelua. Tilannetietoisuuteen perustuvat tekoälyteknologiat nopeuttavat päätöksentekoa ja auttavat ihmistä tekemään punnittuja päätöksiä. Vaikka kone auttaa keräämään tietoa ja muodostamaan tilannekuvan, on lopullinen vastuu päätöksestä silti ihmisellä.

Mitä jos tapahtuukin virhearvio, kuka silloin kantaa vastuun? Jos itseohjautuva auto joutuu onnettomuuteen tai ajaa kolarin, onko syypää kolarin vastapuoli, auton kuljettaja, sen valmistaja vai esimerkiksi ohjausjärjestelmän osa, kuten sensori? Haasteelle ei ole vakiintunutta ratkaisua, mutta jo suunnitteluvaiheessa on pohdittava, miten vastuu päätöksentekoketjussa jakautuu.

Tiedon jakaminen on yhteisen osaamisen kasvattamista

Alat voivat myös oppia toisiltaan. Lentoliikenteessä ollaan mestareita minimoimaan turvallisuusriskejä, kun taas kaivoksissa on opittu varautumaan viiveeseen tai jopa katkoksiin informaation välittymisessä. Autoteollisuuden yritykset ovat asiantuntijoita siinä, miten kulkuneuvojen reaktionopeutta voidaan kehittää.

VTT toimii sillanrakentajana alojen välillä. Mitä esimerkiksi logistiikka-alan yhtiö voisi oppia sairaalateknologiaa valmistavalta yhtiöltä? Molemmilla aloilla korostuu tilannetiedon turvallisuuskriittisyys, sensoriteknologiat, tekoälyn hyödyntäminen sekä kyberturvallinen tiedon jakaminen. Synergiaetuja on enemmän kuin osaamme arvata.

Jaa
Sauli Eloranta
Sauli Eloranta
Juhani Latvakoski
Juhani Latvakoski

Hyvinvointivaltio on mahtava asia. Sitä kannattaa vaalia ja vahvistaa, jotta tunnetut ja tuntemattomat uhat niin todellisessa kuin digitaalisessa maailmassa eivät sitä horjuta.