Miksi sensoreissa on järkeä?

Näkö, kuulo, tunto, haju ja maku… Ihmisen viisi aistia ovat elintärkeitä mukavuuden, turvallisuuden ja hengissä selviämisen kannalta. Nämä sisäiset anturimme eivät kuitenkaan riitä tarjoamaan meille riittävää varmuutta joka päivä kaikkina vuorokauden aikoina. Nykyään valtava määrä ihmisen tekemiä sensoreita auttaa meitä seuraamaan asioita.

Mieti, kuinka vaikeaa ja vaarallista elämä olisi ilman aisteja. Emme voisi tarttua ovenkahvaan tai kahvikuppiin emmekä pystyisi maistamaan, onko hedelmä kypsä ja valmis syötäväksi. Mikä pahempaa, emme haistaisi tulipalon tuottamaa savua, tuntisi hellan kuumuutta tai kuulisi lähestyvää autoa.

Aistisolumme reagoivat fysikaalisiin ja kemiallisiin ilmiöihin, kuten ääniaaltoihin ja orgaanisiin molekyyleihin, ja lähettävät signaaleja aivoihin, jotka tulkitsevat ne. Tämän saamamme tilannekuvan ansiosta voimme välttää vaarat ja kohdata jokapäiväisen elämämme vaarat ja haasteet varustettuina oikeilla työkaluilla. Nykymaailmassa aistiemme terävyys ei kuitenkaan riitä haluamamme mukavuuden ja turvallisuuden varmistamiseen, joten turvaudumme yhä suuremmassa määrin elämäämme helpottaviin sensoreihin.

Mitä sensorit ovat ja miksi ne ovat niin tärkeitä?

Sensorit ovat laitteita, moduuleita tai alajärjestelmiä, jotka havainnoivat fyysistä ympäristöämme ja reagoivat sieltä tuleviin ärsykkeisiin. Niiden lähettämät signaalit muunnetaan näyttöpaneelin ilmaisuiksi tai siirretään tietokoneisiin elektronista käsittelyä varten.

Nykyaikaisissa autoissa on monenlaisia ominaisuuksia, jotka parantavat ajamisen turvallisuutta ja mukavuutta. Lyhyen kantaman tutkajärjestelmät mittaavat edellä ajavan ajoneuvon etäisyyttä ja nopeutta. Niitä käytetään mukautuvissa vakionopeussäädinjärjestelmissä sekä teiden varsille pystytetyissä nopeuskameroissa. Sähkömagneettiset tai ultraäänianturit auttavat kuljettajaan välttämään törmäyksiä pysäköitäessä ja lähestymisanturit kertovat, kuinka lähellä edessä oleva ajoneuvo on. Sensoriteknologiaan perustuvat myös pysäköintiavustimet, jotka auttavat kuljettajaa löytämään riittävän suuren pysäköintitilan. Automaattiset jarrutusjärjestelmät pystyvät jopa havaitsemaan auton reitillä olevat esteet ja pysäyttämään auton ennen sen törmäämistä jalankulkijaan, jos kuljettaja ei paina jarrua ajoissa.

Nopeutta, turvavöitä, jousituksen korkeutta ja ohjauspyörän kulmaa valvovat sensorit ovat esimerkkejä nykyaikaisen auton monista ominaisuuksista, puhumattakaan polttoaineen ja moottorin lämpötilaa sekä pakokaasujen happi- ja saastepäästötasoja mittaavista antureista.  Eikä siinä kaikki…

Sensorien mahdolliset käyttötarkoitukset ovat rajattomat. Jo nyt käytössä on esimerkiksi terveydentilaa valvovia laitteita, jotka lähettävät hoitohenkilöstölle hälytyksen, kun apua tarvitaan. On myös todella älykkäitä älypuhelimia, jotka tunnistavat, että olet kokouksessa, ja hiljentävät itsensä automaattisesti.

Sensoreita voi käyttää kaikilla elämänalueilla, niin humanitaarisissa tehtävissä, maanpuolustuksessa, lääketieteessä, robotiikassa kuin ilmailussakin. Siksi niissä on järkeä.

Tutkan varassa

Lähiympäristöä valvovien sensorien lisäksi ihmiset tarvitsevat myös laajempaa kuvaa ympäristöstään. Saabin liiketoiminnan kehityksestä vastaava johtaja Erik Winberg kertoo: ”Käytämme nykyään tutkaa kaikenlaisiin tehtäviin.”

Jo vuosien ajan tutkan avulla on seurattu ja ennustettu sääilmiöitä, jotka vaikuttavat meidän kaikkien elämään. Sillä voi seurata pilvien liikkeitä ja paikantaa sateita, mitata niiden voimakkuutta ja ennustaa niiden liikkeitä, minkä ansiosta voimme suunnitella vaikkapa uimarannalle menon kauniina päivänä tai varautua myrskyn varalle.

Saab kehitti aikoinaan television säätiedotuksissa näkyvien tutkien kaltaisia tutkia, mutta sittemmin yhtiö on keskittynyt kehittyneempien tutkien sekä johtamis- ja valvontajärjestelmien kehittämiseen. Niissä käytetään monenlaisia tutkia verkkoon kytkettyinä tuottamaan mahdollisimman tarkka tilannekuva.

Tutkajärjestelmiä on käytetty toisesta maailmansodasta lähtien

”Tutkajärjestelmien todellinen vahvuus käy ilmi, kun kaikki niiden tuottama tieto sulautetaan yhteen”, Winberg sanoo. ”Tämä tehdään käsittelemällä tietoja monimutkaisilla tietokonealgoritmeilla, tavallisesti komento- ja ohjauskeskuksessa. Tätä alaa on tutkittu toisesta maailmansodasta lähtien.”

Winberg vertaa Saabin johtamis- ja ohjausjärjestelmiä pelastuspalveluiden hälytyskeskuksiin. ”Operaattori vastaa apua tarvitsevan ihmisen hätäpuheluun ja välittää pyynnön poliisille, palokunnalle, ambulanssille tai rannikkovartiostolle ja päättää, tarvitaanko apuvoimia. Vastaavalla tavalla me räätälöimme johtamis- ja ohjausjärjestelmämme sekä siviili- että puolustusalan asiakkaidemme tarpeisiin sopivaksi. Järjestelmät sisältävät suuren määrän pitkälle kehitettyjä sensoriratkaisuja, jotka takaavat tarkat havainnot ja joiden avulla voi toteuttaa tehokasta tiedustelutyötä.”

Valtion koskemattomuuden turvaaminen edellyttää tilannekuvaa niin maa- ja merialueilta kuin ilmatilastakin vuorokaudenajasta ja säästä riippumatta. Äärimmäisissäkin sääolosuhteissa tutkat pystyvät havaitsemaan ajoneuvot, junat ja rahtialukset.

”Tämä on hyvin tärkeää, erityisesti kun otetaan huomioon YK:n määritelmä valtiolle”, Winberg sanoo. Sen mukaan valtiolla on laajamittainen oikeus varjella rajojaan ja velvollisuus puolustaa näiden rajojen sisällä olevia ihmisiä. Voidakseen toteuttaa tämän velvoitteensa valtioiden on oltava selvillä siitä, mitä tapahtuu. ”Valtio, joka ei pysty puolustamaan rajojaan, ei ole valtio.

”Tutka-aallot liikkuvat verrattain suoraan, joten niillä näkee vain horisonttiin asti. Siksi tutkavalvontajärjestelmät sijoitetaan korkeille paikoille tai ilmaan, jotta ne kattaisivat mahdollisimman laajan alueen. Suurikokoiset maahan sijoitetut tutkajärjestelmät pystyvät havaitsemaan korkealla lentävän lentokoneen jopa yli 500 kilometrin päästä ja rannikolle sijoitetut tutkat pystyvät seuraamaan enintään 40 kilometrin päässä olevien alusten liikkeitä. Matalalla lentävien koneiden tai kaukana merellä olevien alusten havaitsemiseen tarvitaan lentävä tutkajärjestelmä, joka pystyy näkemään horisontin taakse.

Uhat toimivat monessa ympäristössä

Uhkia ja rikollisuutta ilmenee nykyään niin maalla, merellä kuin ilmassakin. Seurantatehtävä voi alkaa yhdessä ympäristössä ja jatkua toisessa.  Esimerkiksi rannikkovartioston seuraamasta aluksesta voi nousta ilmaan helikopteri, joka lentää rantaan, laskeutuu ja purkaa lastinsa kuorma-autoon.

Saabin uusi lentävä varhaisvaroitus- ja valvontajärjestelmä GlobalEye koostuu yhdistelmästä monenlaisia kehittyneitä sensoreita sekä johtamis- ja ohjausjärjestelmästä. Sen avulla voi seurata sekä ilmatilaa, maa-alueita että merialueita. Sen on lajissaan ainoa markkinoilla oleva järjestelmä, joka kattaa sekä maa- ja merialueiden että ilmatilan valvonnan.

GlobalEyen ansiosta viranomaiset voivat toteuttaa tehtävänsä tarvitsematta kutsua paikalle toista järjestelmää uutta toimintaympäristöä varten. Ennen kaikkea GlobalEye antaa joustavuutta, sillä sitä voi käyttää siellä, missä sitä tarvitaan – esimerkiksi kriisipesäkkeissä – valvomaan tilannetta maalla ja ilmassa toisella puolella rajaa. Myöhemmin sille voi olla käyttöä esimerkiksi laivareittien turvaamisessa ja pitkän etäisyyden ilmavalvonnassa. Sitä voi käyttää myös komento- ja ohjauskeskuksena esimerkiksi ohjaamaan poliisia ja muita viranomaisia onnettomuustilanteissa, jotka ovat vaikeita seurata maan pinnalta, esimerkiksi rankoissa sääolosuhteissa, kuten lumimyräkässä.

Yhteiskunnan turvallisuuden takaaminen

Sensoreita ja tutkia käytetään yhteiskuntien turvallisuuden takaamiseen monin tavoin. Yksi esimerkki tästä ovat katastrofitilanteissa yleisesti käytettävät tutkavalvontalentokoneet.

”Kun hurrikaani tai maanjäristys iskee, on ensiarvoisen tärkeää saada yleiskuva vahingoittuneesta alueesta ja pystyä toimittamaan tarvikkeet ja muut varusteet oikeisiin paikkoihin”, sanoo Saabin liiketoiminnan kehityksestä vastaava johtaja Erik Winberg. Seuraavat kolme tapausta kuvaavat muita tapoja, joilla antureita ja tutkia voi käyttää ihmisten ja yhteiskuntien turvallisuuden takaamiseen.

Valvontaa Amazonilla

Miten havaita huumesalakuljettajien jengi Amazonin trooppisesta sademetsästä, joka on kenties maailman paras piilopaikka? Vastaus: Saabin uudenaikaisilla lentävillä tutkavalvontajärjestelmillä.

Lontoon olympialaisten ilmatilan valvonta

Kun miljoonat television katsojat seurasivat Usain Boltin kultamitalijuoksua vuoden 2012 Lontoon olympialaisten 100 metrin finaalissa, jännitys oli suurta kaikilla tasoilla – ei vähiten Britannian pääkaupungin kohonneen terrorismiuhan takia. Mutta kuten aina tällaisissa suuratapahtumissa, turvatoimet olivat tiukat. Yksi käytössä olevista keinoista oli Saabin Giraffe AMB -tutkajärjestelmä.

Kohti etävalvonnan aikakautta

Tulevaisuudessa monet maailman satamista ja lennonjohtotorneista toimivat kauko-ohjatusti tehostetun keskusvalvontajärjestelmän kautta. Tämä virtaviivaistaa logistiikka- ja liikennevirtoja sekä ilmassa että maassa. Saabin uudenaikainen sensoriteknologia tarjoaa jo nyt digitaalisia ratkaisuja hyvin monenlaiseen ja vaihtelevaan merenkulku- ja ilmailukäyttöön.

Kun hurrikaani Florence aiheutti vakavia vaurioita Carolinassa vuonna 2018 ja Katrina runteli Meksikonlahden rannikkoa Floridan keskiosista Teksasiin ulottuvalla alueella vuonna 2005, lentokoneisiin asennettuja komento- ja ohjausjärjestelmiä käytettiin apuna lentokoneiden tunnistamisessa ja avustustoimien koordinoinnissa katastrofialueilla.