Yhdistetty todellisuus saapuu lentosimulaattoreihin
Saab ja Varjo Technologies mullistavat yhdessä lentosimulaatiot. Suomalaisen Varjon valokuvantarkan yhdistetyn todellisuuden (mixed reality - XR) mahdollistava teknologia saatetaan osaksi kaikkia Saabin Gripen E -simulaattoreita. Yhteistyö tarjoaa aivan uuden kuvatarkkuuden ja -syvyyden lisäksi myös lukuisia uusia koulutusmahdollisuuksia, ja murto-osalla aiemmista kustannuksista.
Istun Airbus A350:n ohjaamossa ja katson erilaisten ohjaimien määrää edessäni. Luen tekstejä niiden pinnoissa ja mietin mitä mikäkin tekee. Ohjaamon ikkunasta edessäni avautuu näkymä kohti lentokentän lähtöaulan ikkunoita. Vaikka olen matkustanut lentokoneissa paljon elämäni aikana, en ole koskaan aiemmin nähnyt lentokenttää ohjaamosta käsin. Paitsi, että en oikeasti ole ohjaamossa. Yhtäkkiä näkymä ikkunasta katoaa ja tilalla seisoo Jussi Mäkinen, Varjon brändijohtaja. Tämä on niin kutsutun yhdistetyn todellisuuden taikaa. Hän kysyy, haluanko kokeilla toista demoa. Hän kehottaa nousemaan tuolista, jolla istun ja astumaan ohjaamosta ulos. Nousen ja otan pari askelta, varon päätäni sekä kynnystä. Joita kumpaakaan ei ole oikeasti olemassa, mutta ne tuntuvat täysin todellisilta minulle siihen asti, kunnes riisun Varjo XR-3 headsetin.
Katselen ympärilleni valkeassa tyhjässä tilassa, korkealla yläpuolellani päivänvalo paistaa kattoikkunasta. Mäkinen lataa seuraavan demon ja asettaa headsetin jälleen päähäni. Yhtäkkiä edessäni seisoo suuri, tehtaiden kokoomalinjoista tuttu robottikäsi. Käsi kääntyy nostaen jotain ja asettaa ylleni nelimetrisen, valokuvantarkan kopion ISS-avaruusasemasta. Kävelen aseman alla sen yksityiskohtia ihaillen ja huomaan, että asema myös langettaa varjon lattiaan. Illuusio on täydellinen.
Luulin jo nähneeni huipun, kunnes minulle esitellään tuore autodemo erään autovalmistajan tulevasta mallista. Kierrän oikeankokoista autoa edessäni, tarkastellen sitä ulkopuolelta ja sisältä. Yksityiskohtien taso on häkellyttävä. Katson lähempää ja pystyn erottamaan nahan tekstuurin kojelaudasta sekä jalopuun syyt vaihteiston paneloinnista. Huomaan auton maalipinnan heijastavan ympäröivää tilaa. Tulevaisuus on totisesti täällä.
Virtuaalisen ja yhdistetyn todellisuuden teknologiaa ammattilaiskäyttöön kehittävä Varjo Technologies perustettiin 2016, ja yritys astui julkisuuteen vuonna 2017. Tekijöiden pitkä kokemus ja osaaminen mekaniikassa, optiikassa ja ohjelmistosuunnittelussa mahdollisti aivan uuden innovaation. Lehdistölle esiteltiin prototyyppejä ja kerrottiin, että ensimmäistä kertaa virtuaalitodellisuudessa on saavutettu tarkin mahdollinen resoluutio, ihmissilmän resoluutio. Tämä kantautui eri alojen edistyksellisimpien yritysten tietoon, mukaan lukien Saabin, josta otettiin yhteyttä ja haluttiin kokea tämä innovaatio.
”Ratkaisumme avulla virtuaalitodellisuudessa pystyi lukemaan pienintäkin tekstiä, joka oli siihen aikaan aivan ennenkuulumatonta”, muistelee Mäkinen.
Tämä oli ratkaiseva tekijä, sillä pilottikoulutuksessa on kyettävä lukemaan tekstiä ja näkemään kaikki pienimmätkin yksityiskohdat. Saabin kautta Varjo alkoi oppia, mitkä ovat vaatimukset hyvin vaativassa lentäjä- ja simulaattorikoulutuksessa, ja minkälaista teknologiaa tähän täytyy tulevaisuudessa kehittää.
Saab arvioi uusia teknologioita simuloidun maailman visualisointiin lentosimulaattoreissa. Lentäjien täytyy tuntea lentävänsä todellisessa maailmassa simulaattorissa ollessaan. Tähän saakka luodakseen lentäjälle mahdollisimman immersiivinen eli virtuaalitodellisuuteen ”upottava” kokemus, on tarvittu niin kutsuttuja luola- tai kupolisimulaattoreita. Ne ovat erittäin suuria ja kalliita, ja niiden näyttöjärjestelmien rakentaminen vaatii paljon työtä.
”Olimme hyvin kiinnostuneita etsimään parempia ja älykkäämpiä vaihtoehtoisia teknologioita, jotka olisivat kooltaan pienempiä mutta silti hyvin immersiivisiä”, kertoo Stefan Furenbäck, Saabin lentosimulaattoreiden ja näyttöjärjestelmien visualisoinnista vastaava johtaja.
”Aloitimme etsintämme kaupallisista laitteista mutta huomasimme hyvin nopeasti, että ne eivät vastanneet järjestelmävaatimuksiamme. Sitten tutustuimme Varjoon. Heidän teknologiallaan voimme rakentaa ratkaisuja, jotka täyttävät vaatimuksemme ja antavat immersiivisen kokemuksen lentäjälle. Mahdollisuus lukea tekstiä virtuaalitodellisuudessa on hyvin tärkeää. Kun teimme ensimmäiset kokeilumme kaupallisilla laitteilla, saimme lentäjiltä palautetta, että he eivät kyenneet lukemaan tekstejä virtuaalitodellisuudessa, koska resoluutio ei ollut riittävä. Varjon XR-3 ja VR-3 tuotteilla tämä onnistui.”
Yhteistyö eteni mallikkaasti ja kasvoi koskemaan Gripen E-hävittäjän simulaattoria Varjon teknologialla.
”Olemme työskennelleet heidän kanssaan aivan alusta alkaen ja saimme käsiimme ensimmäisen prototypin. Aloitimme pienin projektein, varmistaen integroinnin ja että teknologia täytti vaatimuksemme. Tämän jälkeen olemme jatkaneet keskusteluja Varjon kanssa siitä, kuinka he voisivat parantaa järjestelmäänsä. Olemme päivittäneet omat järjestelmämme vastaamaan heidän uusia tuotteitaan. He ovat toimittaneet meille aina vain kehittyneempiä järjestelmiä tarpeisiimme”, Furenbäck kertoo
”Viimeistelemme perustoimintojen osalta sitä omaan simulaattoriimme, jotta voimme käyttää heidän headset-laitteitaan kaikissa lentosimulaattoreissamme. Olemme aiemmin toteuttaneet pienempiä, itsenäisiä projekteja prototyyppien tapaan mutta nyt integroimme ne varsinaisiin lentosimulaattoreihimme”, hän jatkaa projektin etenemisestä.
”Yhteistyömme on ollut hyvin helppoa ja mutkatonta. Ymmärrämme toistemme tarpeita ja sitä, miten voimme ratkaista yhteisiä teknologisia ongelmia. Kaksi yritystä, joilla on samanlaiset kulttuurit, innovaatio korkealla agendalla sekä avoimuus keskustella asioista”, summaa Varjon kaupallinen johtaja Seppo Aaltonen tähänastista yhteistyötä.
Uusi teknologia tuo uusia mahdollisuuksia
Perinteiset luolajärjestelmät vaativat paljon tilaa, joten niiden sijoittamiseen tarvitaan oikeanlaiset fasiliteetit. Joskus immersiivisiä ratkaisuja etsivillä asiakkailla ei ole oikeankokoisia tiloja tähän. Näihin tilanteisiin kyetään nyt tarjoamaan virtuaalitodellisuuden ratkaisu, joka ei tarvitsee suurta tilaa. Kokonainen joukko lentäjiä voi harjoitella samassa tilassa, keskustella keskenään ja istua harjoitusohjaamoissa. Enää ei tarvita isoa harjoitusluolaa luomaan immersiivistä ympäristöä, ainoastaan headsetti.
”Minua todella kiehtoo yhdistetyn todellisuuden mahdollisuudet, jossa kyetään yhdistämään sekä virtuaalisia että todellisia ympäristöjä ja esineitä. Voimme rakentaa mitä tahansa mitä on kuviteltavissa. Jos meillä ei ole jotakin asiaa, voimme korvata sen virtuaalisella ympäristöllä tai esineellä. Ja käänteisesti käyttää todellisia laitteita tai ympäristöä yhteistyössä virtuaalisten kanssa. Tällä on isoja mahdollisuuksia esimerkiksi kunnossapitokoulutuksissa”, Furenbäck kuvailee.
Välittömät edut tulevat myös alhaisempien kustannusten kautta, kun järjestelmää verrataan projektoreihin. Eikä ainoastaan käytön ja liikuteltavuuden osalta, sillä perinteisten näyttöjärjestelmien rakentaminen ja ylläpito on verrattain kalliimpaa.
”Olen saanut lentäjiltä palautetta, että huolimatta luolajärjestelmän suljetusta ympäristöstä, olet tietoinen, että katsot parin metrin päässä olevaa näyttöä ja illuusio ei ole täydellinen. Sen sijaan, tämän Varjo XR-3 headsetin avulla unohdat olevasi virtuaalitodellisuudessa, kokemus on niin immersiivinen.”, Furenbäck lisää.
Keskiössä skaalautuvuus ja syvyyden tunne
Mutta miltä virtuaalitodellisuuden mahdollisuudet tuntuvat varsinaisista loppukäyttäjistä? Syvyydentunne nousee nopeasti keskiöön, kun keskustellaan niistä eduista, joita uusi teknologia tuo simulaatioihin.
”Perinteisissä kupolisimulaattoreissa on litteä näyttö ja 3D-näkymä onnistuu vain erikoislasien avulla. VR-päähineissä on erilliset näytöt kummallekin silmälle, joten kolmiulotteisuus tulee valmiina. Tietyissä simulaatioissa kuten ilmatankkauksessa, korin lähestyminen ilmassa edellyttää syvyyttä sekä etäisyyden hahmottamista. Tässä tämä teknologia on ylivertainen muihin nähden. Sama pätee myös muihin harjoitteisiin kuten matalalentoon”, kertoo Saabin koelentäjä Jonas Jakobsson.
Työssään Jakobsson on havainnut, että kuten kaikilla ihmisillä myös lentäjillä on erilaisia oppimistapoja. Tästäkin syystä hän kokee, että Gripen E:n kaltaiset skaalattavat simulaattorit olisivat hyvin hyödyllisiä koulutustarkoituksiin.
”Voisit istua simulaatiossa työpöytäsi ääressä ja opetella järjestelmää. Kaikki dokumentaatio olisi saatavilla headsetin kautta, jolloin sitä voisi lukea simulaattoria operoidessakin. Se toimisi ikään kuin perusasioiden kouluttajana myös. Koulutusnäkökulmasta katsottuna mahdollisuudet tässä ovat rajattomat”, Jakobsson kertoo.
”Mieluiten minulla olisi tässä tilanteessa käsieni ulottuvilla myös ohjain ja kaasu, mutta kaikki muu olisi saatavilla headsetistä, virtuaalisena. Askel tästä ylöspäin olisi simulaattorin ohjaamo, jossa olisi kaikki ohjaamon laitteet ja headsettiä käytettäisiin vain luomaan ympäröivää maailmaa. Skaalauksen mahdollisuudet ovat huomattavat”, hän jatkaa.
Headsetiä voi käyttää erillisenä laitteena tai osana harjoitusohjaamoa. Kumpikin tapa antaa saman realistisen näkymän simulaatiossa. Jakobsson nostaa esiin vielä erään edun, jonka uusi teknologia antaa.
”Kiinteän simulaattorin kanssa olet sidoksissa tiettyyn lentokonetyyppiin. Tämä järjestelmä sen sijaan on periaatteessa ohjelmisto, joten voit teoriassa vaihtaa lentokonetta lennosta. Voit simuloida erilaisia lentokoneita samalla headsetillä. Ensiksi se on Hawk, hetken päästä se onkin Gripen. Tämä mahdollinen joustavuus on loistavaa.”
Kehitystyö jatkuu
Tulevaisuudessa hävittäjälentäjät viettävät yhä suuremman ajan koulutuksistaan simulaattoreissa. Perinteisesti simulaattoreita on ollut yksi per lentue. Suurin osa koulutuksesta on liittynyt lentoturvallisuuteen tai vuosittaiseen operatiiviseen pätevyystarkastukseen, mutta tulevaisuudessa simulaattoreissa tullaan harjoittelemaan enemmän taktisia skenaarioitakin. Tähän Gripen E-simulaattorin kaltaiset järjestelmät antavat skaalautuvuudellaan ilmeisen edun, pitäen myös kustannukset aiempaa pienemmällä tasolla. Perustoimintojen jälkeen on mahdollista kokeilla ja soveltaa teknologiaa useaan eri tarkoitukseen.
”Yksi mielenkiintoinen mahdollisuus on verkottunut toiminta. Tässä eri simulaattorit verkotetaan yhteen sekä myös oikeisiin lentokoneisiin, jotka ovat ilmassa, LVC (Live Virtual Constructive) järjestelmiin. Tällaiset LVC järjestelmät olivat aiemmin kallista toteuttaa laajassa mittakaavassa. Nyt verkotetut VR/XR simulaattorit ja LVC on hyvin nopeassa kehityksessä, sillä teknologia tuo siihen uudet mahdollisuudet”, Aaltonen sanoo.
”Mielestäni olisi myös todella mielenkiintoista yhdistää dynaaminen simulaattori uuteen yhdistetyn todellisuuden ratkaisuun. Tällä tavalla voisi kokea myös todelliset G-voimat virtuaalitodellisuudessa ollessaan”, täydentää Jakobsson.
”Teknologiaamme liittyvällä silmän träkkäyksellä voidaan seurata, miten nopeasti hävittäjälentäjä havaitsee jotain simulaatiossa. Tai kuinka nopeasti helikopteriin reagoidaan ilmatorjuntaskenaariossa”, lisää Mäkinen.
”Saab on mukana monessa, sekä ilmassa, maassa ja merellä ja näemme tämän synergiamahdollisuudet. Kun ratkaisemme jonkin ongelman, ratkaisua voidaan pyrkiä hyödyntämään jossain muussakin osa-alueessa. Tämä tekee yhteistyön vielä mielenkiintoisemmaksi”, Aaltonen sanoo.
”Olemme yhdessä suunnannäyttäjiä koko alalle – mikä on tulevaisuuden lentokoulutusta, miten sitä pystytään tekemään tehokkaammin ja paremmin ja miten vastataan nykypäivän olosuhteisiin paremmin kuin ketkään muut”, Mäkinen kuvailee
”Jatkamme rajojen ylittämistä ja varmistamme, että olemme osa tätä innovaatiovoimaa, joka vie laajennetun todellisuuden mahdollisuuksia eteenpäin”, Furenbäck päättää.
Lue myös:
Saab laajentaa yhteistyötään VTT:n kanssa miljoonainvestoinnilla – korkeatasoinen tutkimustyö ja tuotekehitys yhteistyön keskiössä
Saab ja VTT laajentavat yhteistyötään miljoonan euron investoinnilla. Osapuolten strateginen yhteistyö keskittyy eritoten huoltovarmuuskriittisen teknologian tutkimus- ja kehitystyöhön. Saabin päätös investoida lisää kahdenvälisiin hankkeisiin VTT:n kanssa antaa poikkeuksellisen mahdollisuuden uusille innovaatioille.
Saab investoi suomalaiseen osaamiseen ja innovaatiotoimintaan
Suomalainen teknologiaosaaminen kerää arvostusta maailmanlaajuisesti. Myös Saabilla osaaminen on huomattu ja suomalaiseen teknologiaosaamiseen sekä innovaatiotoimintaan panostetaan merkittävästi. Joulukuussa 2017 Tampereelle perustetun Saab Teknologiakeskuksen myötä Saab hyödyntää suomalaista huippuosaamista niin Suomen kuin muidenkin markkinoiden puolustuskyvyn ja turvallisuuden kehittämiseen.