Viestiketju: Autotekniikan kehitysnäkymiä

Alunperin kirjoittanut Harri Turunen

Kolmannella vuosikymmenellä varustetaan päätiet (ns. länsimaissa) jonkinlaisella sähkökiskolla tai langalla, josta autojen automaattiset virroittimet ottavat virtaa ajoon ja akkuihin. Voi olla, että tässä vaiheessa autot kulkevat jo ilman kuljettajaa. Tietotekniikassa on tuossa vaiheessa otettu vakavasti ohjelmistojen luotettava toiminta eikä tekniikan testausta kuluttajien parissa enää harrasteta, vaan tekniikan toimintaan luotetaan. Tämän ansiosta autot voivat ajaa vaikkapa 200 km/t lähes toisissaan kiinni. Joukkoliikenteen osuus kääntyy laskuun ja se samoin kuin puhdas auton omistamiseen perustuva henkilöautoliikenne korvautuvat pitkälti automaattitaksijärjestelmällä - joskus 2050-luvulla.

Muista, että kaupunkiliikenteessä ongelmana ei ole ekologisuus vaan tila. Vaikka kadulla ajaisi peräkanaa automaattitakseja, niiden kapasiteetti ei tule ikinä olemaan riittävä, jos jokaista matkustajaa varten tarvitaan oma kuljettimensa.

Muutenkin uskon varovaisuusperiaatteen olevan vielä 2050-luvulla käytössä: jos ei muuten niin tietokoneiden vallankaappausta estämään tarvitaan varojärjestelmä, autoihin myös "manual override", ainakin hätäjarrun muodossa. Elokuva "I, Robot" visualisoi tätä tulevaisuuden mahdollista uhkakuvaa.

Ja 200 km/h ajavaa robottiautoakin voi kohdata moottorivika, tai se voidaan sabotoida. Se voidaan vaikka räjäyttää singolla, näin esimerkiksi. Tällöin takana tulevan auton on syytä olla tarpeeksi kaukana, jotta se ehtii pysähtyä.

Tänään uutisoitiin EU:n vetyautokiinnostuksesta. Tarkkaan ottaen uutisessa sanottiin, ettei vety ole energianlähde, mutta pelkäänpä, että moni maallikko ei ymmärrä tätä. Sen sijaan mieleen jää harhakuva vetyauton täydellisestä saasteettomuudesta (=haitattomuudesta), kun sanotaan pakoputkesta tulevan vain vettä.

Vetyauto on täydellisesti ladattavaan sähköautoon rinnastettava ratkaisu, jossa akkuteknologian sijaan energian varastointitapa on vetykaasu. Vetyä tuotetaan hajoittamalla vettä vedyksi ja hapeksi, ja jostain täytyy ottaa tähän energiaa. Tällä hetkellä hajottaminen käy yksinekrtaisimmin, jos käyteteään sähköä. Sähköä taas saadaan polttamalla fossiilisia tai uusiutuvia polttoaineita, ydinvoimalla tai sähkökemiallisesti aurinkopaneeleilla.

Vetyauto on akkuautoa parempi, jos energiaketjun hyötysuhde on akkuja parempi sekä laitteiden valmistaminen helpompaa ja vähemmän luonnonvaroja kuluttavaa kuin akkutekniikka. En tiedä onko, vaatinee aika lailla tutkimista. Vedyn riskit lienevät kuitenkin pysyvästi suuremmat kuin akkutekniikalla. Kännykän tai tietokoneen akku räjähtää oikosuljettuna aika ikävästi, ja auton kuiva-akku tekee samoin mutta suuremmalla teholla. Vetysäiliö on vielä kamalampi riski, jos se pääsee kuumenemaan ja räjähtämään.

Näitä autotekniikoita kehitetään, jotta voidaan pelastaa autoilu. Mutta kaikki autotekniikan kehitelmät voidaan soveltaa myös joukkoliikenteeseen, joten mikään autokehitelmä ei poista yksilöllisen liikenteen ja joukkoliikenteen pysyvää eroa joukkoliikenteen edusta. Joukkoliikenne kuluttaa aina vähemmän energiaa kuin autoilu ja vie vähemmän tilaa. Ja aina on paras ratkaisu vähentää liikenteen tarvetta, koska itse liikenne on aina haitta teknologiasta riippumatta.

Antero

Alunperin kirjoittanut Antero Alku

Vetyauto on akkuautoa parempi, jos energiaketjun hyötysuhde on akkuja parempi sekä laitteiden valmistaminen helpompaa ja vähemmän luonnonvaroja kuluttavaa kuin akkutekniikka. En tiedä onko, vaatinee aika lailla tutkimista. Vedyn riskit lienevät kuitenkin pysyvästi suuremmat kuin akkutekniikalla. Kännykän tai tietokoneen akku räjähtää oikosuljettuna aika ikävästi, ja auton kuiva-akku tekee samoin mutta suuremmalla teholla. Vetysäiliö on vielä kamalampi riski, jos se pääsee kuumenemaan ja räjähtämään.

Vetyautojen suurimpia ongelmia on vedyn jakelu ja se, että vety haihtuu säiliöistä nopeasti. Vetyauton polttoainesäiliö pitää jäähdyttää -237 asteiseksi, ja silti se ei pysy tankissa kuin parin vuorokauden verran. Vetyä ei siksi voi myöskään kuljetella tehtaasta kovin kauas, eli vetyautojen toimintasäde rajoittuu suuriin keskuksiin ja niidne lähettyville, ei syrjäkylille, ts ne ovat melko hyödyttömiä Suomen kaltaisessa pitkien etäisyyksien maassa.
Vety polttoaineena sopii busseihin ja takseihin jotka ovat jatkuvassa ajossa, ei perheautoihin.

t. Rainer

Alunperin kirjoittanut ultrix

Muista, että kaupunkiliikenteessä ongelmana ei ole ekologisuus vaan tila. Vaikka kadulla ajaisi peräkanaa automaattitakseja, niiden kapasiteetti ei tule ikinä olemaan riittävä, jos jokaista matkustajaa varten tarvitaan oma kuljettimensa.

Muutenkin uskon varovaisuusperiaatteen olevan vielä 2050-luvulla käytössä: jos ei muuten niin tietokoneiden vallankaappausta estämään tarvitaan varojärjestelmä, autoihin myös "manual override", ainakin hätäjarrun muodossa. Elokuva "I, Robot" visualisoi tätä tulevaisuuden mahdollista uhkakuvaa.

Ja 200 km/h ajavaa robottiautoakin voi kohdata moottorivika, tai se voidaan sabotoida. Se voidaan vaikka räjäyttää singolla, näin esimerkiksi. Tällöin takana tulevan auton on syytä olla tarpeeksi kaukana, jotta se ehtii pysähtyä.

Automaattiautoista olisi toki sellainen hyöty, että ajokortittomatkin ja muut ajorajoitteiset pääsisivät liikkumaan yksin ja yksilöllisesti. Se olisi tietenkin joukkoliikenteen kuolinisku, ainakin pienemmissä kaupungeissa ja väljemmissä yhdyskunnissa. Tiheissä miljonakaupungeissa joukkoliikennettä tarvittaisiin, koska automaattiautot ruuhkauttaisivat kadut yhtä lailla kuin tavalliset autot. Samoin pitkillä matkoilla tarvitaan yhä nopeita junia ja lentokoneita.

En usko että automaattiautot, jos niitä tulee, rakennetaan kulkemaan 200 km/h moottoriteillä, vaan ne hoitaisivat paikallisliikennettä, ja huippunopeus täysautomaattiajossa olisi n 100 km/h.

t. Rainer

Alunperin kirjoittanut ultrix

Muista, että kaupunkiliikenteessä ongelmana ei ole ekologisuus vaan tila. Vaikka kadulla ajaisi peräkanaa automaattitakseja, niiden kapasiteetti ei tule ikinä olemaan riittävä, jos jokaista matkustajaa varten tarvitaan oma kuljettimensa.

Automaattitakseja voisi olla eri kokoisia, alkaen yhden hengen mukavasti istuttavista pitkiin matomaisiin busseihin. Ehkäpä ne kulkevat kumipyörien sijaan kiskoilla - tai sitten molemmilla. Mikäli kiskot olisivat vuoristorata tyyliä, voitaisiin niitä ripustaa talojen väliin ilmaan niin moneen "kerrokseen" kuin tarpeen halutun siirtokapasiteetin mahdollistamiseksi.

Koska ihminen ei niitä ohjaisi, voitaisiin ne muotoilla virtaviivaisemmiksi, jolloin energiankulutus alkaa lähestyä näitä litralla tuhatkilometria ajoneuvoja.

Alunperin kirjoittanut ultrix

Ja 200 km/h ajavaa robottiautoakin voi kohdata moottorivika, tai se voidaan sabotoida. Se voidaan vaikka räjäyttää singolla, näin esimerkiksi. Tällöin takana tulevan auton on syytä olla tarpeeksi kaukana, jotta se ehtii pysähtyä.

Robottiautolla olisi ihmiseen verrattuna ylivertainen reaktionopeus mitä tulee jarrutuksen aloittamiseen ja väistöliikkeisiin. Mikäli törmäykseen väistämättä ajaudutaan, niin auto voisi täyttää auton sekunnin murto-osassa matkustajia suojaavilla pehmusteilla, jotka absorboivat liike-energiaa kaikista suunnista (jostain scifi-rymistelystä napattua) ja mahdollistavat matkustajan selviämisen hyvinkin rajusta hidastuvuudesta. Ai niin, voisihan niissä olla "hätäraketit", joiden avulla auto voisi väistää myös ilmaan ja laskeutua turvallisesti.

Alunperin kirjoittanut Harri Turunen

-- auto voisi täyttää auton sekunnin murto-osassa matkustajia suojaavilla pehmusteilla, jotka absorboivat liike-energiaa kaikista suunnista (jostain scifi-rymistelystä napattua) ja mahdollistavat matkustajan selviämisen hyvinkin rajusta hidastuvuudesta.

Eivät pehmusteet auta kuin siihen, että hidastuvuutta voidaan pienentää sillä matkalla kuin pehmusteet painuvat kasaan. Ja sama asia hoidetaan jo nykyisin sillä, että ihminen pidetään turvavöin kiinni autossa, mutta auton nokka painuu metrin verran kasaan.

Mutta metri on aika lyhyt matka hidastaa 56 m/s vauhdista. Siitä tulisi jarrutus 0,036 sekunnissa eli 1500 m/s^2 hidastuvuus eli yli 150 G:tä! Ihmisen elimistön kesto lienee kuitenkin paljon pienempi. Kropan ulkokuori vielä voisi kestääkin 150 N voiman (jos oletetaan, että ihmisen poikkipinta-ala on n. 1 m^2), mutta jarrutuksessa voima kohdistuu suoraan sisäelimiin, jotka omalla liike-energiallaan painuvat kasaan. Tarvittaisiin siis Star Trekistä tuttu "inertial stabilizer", joka poistaisi maagisesti ihmisen liikemäärän.

Jostain Liikenneturvasta varmasti löytyisi tilastoja, kuinka paljon ihmisiä selviää hengissä, kun ajetaan nokat vastakkain 100 km/h tiellä.

Alunperin kirjoittanut Harri Turunen

Automaattitakseja voisi olla eri kokoisia, alkaen yhden hengen mukavasti istuttavista pitkiin matomaisiin busseihin. Ehkäpä ne kulkevat kumipyörien sijaan kiskoilla - tai sitten molemmilla. Mikäli kiskot olisivat vuoristorata tyyliä, voitaisiin niitä ripustaa talojen väliin ilmaan niin moneen "kerrokseen" kuin tarpeen halutun siirtokapasiteetin mahdollistamiseksi.

Koska ihminen ei niitä ohjaisi, voitaisiin ne muotoilla virtaviivaisemmiksi, jolloin energiankulutus alkaa lähestyä näitä litralla tuhatkilometria ajoneuvoja.

Robottiautolla olisi ihmiseen verrattuna ylivertainen reaktionopeus mitä tulee jarrutuksen aloittamiseen ja väistöliikkeisiin. Mikäli törmäykseen väistämättä ajaudutaan, niin auto voisi täyttää auton sekunnin murto-osassa matkustajia suojaavilla pehmusteilla, jotka absorboivat liike-energiaa kaikista suunnista (jostain scifi-rymistelystä napattua) ja mahdollistavat matkustajan selviämisen hyvinkin rajusta hidastuvuudesta. Ai niin, voisihan niissä olla "hätäraketit", joiden avulla auto voisi väistää myös ilmaan ja laskeutua turvallisesti.

Saattaa käydä niin, että vaikka nuo hurjimmat visiot olisivat mahdollisia toteuttaa teknisesti, niin niitä ei oteta koskaan laajemmin käyttöön, koska ne ovat yksinkertaisesti liian kalliit, ja kiinnostus niitä kohtaan noin yleisesti ottaen voi jäädä aika vähäiseksi.

Ovathan ensimmäiset maglev-junat ja stratosfäärissä lentävät yliäänilentokoneet rakennettu jo 40 vuotta sitten, mutta ei niistä ole mitään menestystä tullut, ja monia suurisuuntaisia hankkeita on kuopattu. Myös pieniä "lentäviä autoja" on rakennettu jenkkilässä, ja niille on ennustettu loistava tulevaisuus, mutta vielä niitä ei myydä Toyota-liikkeessä eikä VW-Autocenterissä.

t. Rainer

Alunperin kirjoittanut R.Silfverberg

Saattaa käydä niin, että vaikka nuo hurjimmat visiot olisivat mahdollisia toteuttaa teknisesti, niin niitä ei oteta koskaan laajemmin käyttöön, koska ne ovat yksinkertaisesti liian kalliit, ja kiinnostus niitä kohtaan noin yleisesti ottaen voi jäädä aika vähäiseksi.

Mitä valtavan kallista robottiauton suurimittakaavaisessa massatuotannossa on? Toki järjestelmä on monimutkainen ja sen kehittäminen toimivaksi maksaa ja vaatii paljon resursseja. Mutta automaattiajojärjestelmä kuitenkin rakennetaan tietokoneista, kameroista, "tutkista" ja langattomista tiedonsiirtojärjestelmistä. Noiden tekeminen massatuotantona on jo nyt edullista. Tavalliseen autoon verrattuna kustannuslisä ei ole valtava sen jälkeen kun on kyse massatuotannossa.

Milloin tuollainen järjestelmä saadaan riittävän luotettavaksi on arvoitus. Ja on toki mahdollista, että automaattiajo sinänsä on liian vaikea tehtävä ratkaistavaksi, eikä sitä voida siitä syystä toteuttaa. Minusta kuitenkin vaikuttaa, että 30-100 vuoden aikajänteellä automaattiajo onnistuu.

Yliäänilentokoneet, maglev-junat ja lento-autot eivät ole ottaneet tuulta, koska niiden rakentaminen ja operoiminen on liian kallista. Robottiauto on kuitenkin enemmän nykyisten autojen teknologinen parannus kuin kokonaan uusi liikkumisväline.

Yksi suuri este automaattiautojen käyttöönotolle on kuitenkin nykyinen liikenneympäristö ja koko infrastruktuuri. Automaattiautojärjestelmä olisi helpompi rakentaa, jos teillä ei olisi tavallisia autoja, joiden ehdoilla nykyistä infraa on paljon rakennettu.

Alunperin kirjoittanut petteri

Yksi suuri este automaattiautojen käyttöönotolle on kuitenkin nykyinen liikenneympäristö ja koko infrastruktuuri. Automaattiautojärjestelmä olisi helpompi rakentaa, jos teillä ei olisi tavallisia autoja, joiden ehdoilla nykyistä infraa on paljon rakennettu.

Juuri tämän takia, koska automaattiautoille pitää rakentaa kokonaan uudet tiet joille muita autoja ei päästetä, ja autotehtaita ei kiinnosta uusien teiden rakentaminen.

t. Rainer

Alunperin kirjoittanut petteri

Tietokoneiden huonous, toimivan digikuvauksen, laser-tekniikan sekä pienien tutkien puuttuminen ovat olleet automaattiajon toteuttamisen show-stopperit. Erilaisia automaattijärjestelmiähän on kehitelty laboratorioissa jo pitkään ja vasta viiden viime vuoden aikana on päästy merkittävästi eteenpäin. (http://www.darpa.mil/GRANDCHALLENGE/) Nyt show-stopperit ovat hiljalleen katoamassa. Vaikka vielä kulunee vuosikymmeniä ennenkuin automaattiautot ovat massamarkkinoilla.

Tärkeitä pointteja varmasti. Nostaisin ykkösongelmaksi kuitenkin ohjelmistopuolen kehittymättömyyden. Rautapuoli on kehittynyt huomattavasti nopeammin. Sun esitteli taannoin konttiin rakennetun tietokonekeskuksen. Tuollainen voitaisiin laittaa kuorma-auton lavalle + pieni sähkövoimalaitos ja käyttää kokonaisuutta automaattiajon tutkimukseen. Kun softa on saatu riittävän pitkälle kehitettyä, voitaisiin raskaimpia algoritmeja varten suunnitella omat sirunsa, joiden avulla tuo kontillinen elektroniikkaa voitaisiin korvata muutaman kilon moduulilla (huomioiden elektroniikan kehittyminen kehitysaikana).
Siis näin, mikäli raaka laskentateho olisi ongelmana.

Alunperin kirjoittanut Harri Turunen

Nostaisin ykkösongelmaksi kuitenkin ohjelmistopuolen kehittymättömyyden. Rautapuoli on kehittynyt huomattavasti nopeammin.

Kyllä ohjelmistot ovat yksi pullonkaula. Ohjelmistoja, jotka tunnistavat kohteita digivideokameroiden kuvista ja muista tiedoista ja tekevät niistä "liikkumisvektoreita" ei vielä oikein ole. Tuollainen ohjelmisto on hyvin vaativa ohjelmoida ja tuollaisen ohjelmiston pyörittäminen vaatii paljon prosessointitehoa.

Avain hyvällä tietokonenäolle on kuitenkin videokuvan reaaliaikainen seuranta muiden keinojen ohessa. Pelkillä lasereilla ja tutkilla ei kone saa riittävän hyvää näköä, että se pärjäisi hyvin monimutkaisessa katuympäristössä.

Olen skeptikko, koska tunnen teknologioita, muuta myös jonkin verran niitä syitä, miksi teknologioita on kehitetty. Ja siksi uskon, että utopiat jäävät utopioiksi, vaikka olisivat kuinka hyvänsä innostavia teknisesti. Kaikkea, mikä voidaan tehdä, ei kuitenkaan tehdä, koska ei ole oikeasti tarvetta. Onhan näitä automaattitakseja ja itse ohjautuvia autoja ollut iät ajat, kumminkin poljetaan bensamoottorin kaasupoljinta, vaihdetaan vaihteita ja käännetään rattia edelleen kuten jo 100 vuotta.

Liikenteen vaihtoehto on olla ilman liikennettä eli järjestää asiat niin, ettei tarvita liikennettä. Liikenteestä on tullut suosittua, koska se on alihinnoiteltua. Keskittämällä tuotantoa säästetään enemmän tuotantokuluissa kuin menetetään kasvavassa liikenteessä. Heti kun liikenne maksaa enemmän, aletaan hajauttaa tuotantoa. Automaattilentoautoutopiat maksavat enemmän kuin hajautettu tuotanto, siksi niitä ei tule. Vaikka lentoauto olisi niin halpa, että sen voisi ostaa, niin se ei riitä, kun tavaran tuotanto lähellä on halvempaa.

Niinpä ennustan, että ihmiskunta tulee pääasiassa luopumaan autoilusta ja suuresta osasta muutakin fyysistä liikennettä. Koska kaikilla ei ole mahdollista kuluttaa energiaa ja luonnonvaroja kuten rikkailla teollisuusmaiden kansalaisilla nykyään.

Antero

Alunperin kirjoittanut Antero Alku

Olen skeptikko, koska tunnen teknologioita, muuta myös jonkin verran niitä syitä, miksi teknologioita on kehitetty. Ja siksi uskon, että utopiat jäävät utopioiksi, vaikka olisivat kuinka hyvänsä innostavia teknisesti. Kaikkea, mikä voidaan tehdä, ei kuitenkaan tehdä, koska ei ole oikeasti tarvetta. Onhan näitä automaattitakseja ja itse ohjautuvia autoja ollut iät ajat, kumminkin poljetaan bensamoottorin kaasupoljinta, vaihdetaan vaihteita ja käännetään rattia edelleen kuten jo 100 vuotta.

Jos nyt katsoo aikaa taaksepäin, niin tuleeko kellekään mieleen onko viimeisen 1000 vuoden aikana mikään merkittävä keksintö "flopannut", ts siitä ei ole koskaan tullut mitään.

Tulee ensin tietysti mieleen se, että uskonnot kuten katolinen kirkko täällä Euroopassa yritti pitkään estää keksintöjen syntyä ja tieteellisten seikkojen todistamista, joten unohdetaan ne, samoin ns alkemia, mutta tuleeko mieleen jokin muu keksintö, joka on ollut täysin toimiva laite tai muu kehitelmä, josta olisi voinut tulla jotain, mutta ei tullut koskaan kaupallista menestystä?

t. Rainer