VTT Impulssi 1/2016

1/2016

VTT

KASVAA VR- JA AR-BISNES

VAUHDILLA

TIEDE Kannettavat mikrospektrometri­laitteet

TEKNOLOGIA Raaka-aineiden uusi kulta-aika

LIIKETOIMINTA Miljoonien säästöt Hornet-huoltoon

VTT

1/2016 56 EIT Raw Materialsin aluekeskus: teollinen internet ja digitaalisuus myllertävät kaivostoimialaa.

66

44 52

Erikoistutkija Outi Mäkinen: On palkitsevaa, kun oma tietämys auttaa kehittämään ratkaisua asiakkaalle.

Minkä pitää muuttua, on halu kasvuun. Siinä emme ole olleet vahvoja.

JARI GUSTAFSSON

Kuva: UPM

Kuva: Anton Reenpää

Kasviproteiinien käyttöä monipuolistetaan ja elintarvikesivuvirtoja hyödynnetään.

PÄÄKIRJOITUS

”Muutoksessa on tärkeää kirkastaa ihmisille tarkoitus ja päämäärät.”

Antti Vasara Toimitusjohtaja

Muutosjohtamisen luova voima

M

uutosjohtamisessa pätevät samat säännöt kuin yritysjohtamisessa yleensä. Tunne asiakkaasi, luo strategia jolla erotut, aseta kunnianhimoiset päämäärät, motivoi ja perustele sekä keskity ennen kaikkea ihmisiin.

Ihmiset tekevät tuloksen, eivät prosessit tai järjestelmät, jotka usein ovat ihmisten luovuuden tulppina.

MITEN MUUTTAA parempaan suuntaan jo sinänsä

hyvin toimivaa, mutta uutta öljyämistä vaativaa tietomäärältään huikaisevaa innovaatiokeskittymää, jonka ihmiset ovat vahvoja asiantuntevia yksilöitä, luovia ongelmanratkaisijoita, kansainvälisiä ja asialleen omistautuneita? Auttaako, jos kertoo, että maailma ympärillämme muuttuu nopeasti ja yhtiön osaaminen tulee saattaa asiakkaan hyödyksi entistä nopeammin? Haluammehan vaikuttavuutta sekä asiakkaillemme että omistajallemme − Suomelle.

USKON, ETTÄ MUUTOKSESSA on tärkeää kirkastaa

ihmisille tarkoitus ja päämäärät. Jos ihmiset ymmärtävät, miksi joku on tärkeää ja mihin pyritään, heidän luovuutensa saadaan

valjastettua keksimään reitit, joilla tavoitteisiin päästään. VTT:n tarkoituksena on olla asiakkailleen paras mahdollinen kumppani luomaan tieteellisestä ja teknisestä osaamisesta uusia innovaatioita. Menestymisen edellytyksenä on, että organisaation sisäiset esteet on kaadettu, oikeat ihmiset on saatu oikeille paikoille, jossa he tuntevat, että heitä arvostetaan ja saavat tuottaa parhaansa. Näin ihmisten koko motivoitunut osaaminen saadaan ohjattua valtavaksi voimavaraksi, joka luo tulosta.

MUUTOSJOHTAMISEN SÄÄNNÖT pätevät varmasti

myös kansallisella tasolla. Juuri nyt Suomi käy läpi rakennemuutosta, jossa innovaatiot, kilpailukyky ja uusiutuminen ovat keinoja, joilla pääsemme taas nousukiitoon. Oikeat resurssit oikeille paikoille ja ihmisen arvostaminen ei kuluna vaan yksilönä, luo kansallista yhtenäisyyttä ja tahtoa viedä läpi muutokset.

Innovaatioilla ja yhdessä asiakkaan kanssa tekemällä pidämme VTT:n nousukiidossa.

Tehdään tämä myös kansallisella tasolla.

Antti Vasara Toimitusjohtaja

VTT Impulssi 3

Sisältö 1/2016 ALKUPALAT Katse tulevaisuuteen................................. 6 Polttopisteessä.......................................... 8 Jaakko Eskola Taantuman voittamiseksi........................ 12 Jari Gustafsson

Kuva: Arto Wiikari

Kolumni.................................................... 17 Matti Apunen

60

”Jos Suomen innovaatiokone ei ole kunnossa ja tutkimuslaitostemme resursseja leikataan, emme pärjää maailmalla.”

TIEDE Tiedeuutisia.............................................................18 Enemmän kuin pelkkää piitä...................................20 Philippe Monnoyer Voiko älykkäiden kaupunkien suorituskykyä mitata?.............................................26 Miimu Airaksinen Maailma kuluttajien silmin.......................................34 Janne Laine, Johanna Närväinen 4 VTT Impulssi

8

JAAKKO ESKOLA

Kuva: Finlayson

20

”Olemme kehittäneet teknologian, jolla voidaan valmistaa tukevia ja massatuotantoon soveltuvia mikrospektrometrilaitteita.”

PHILIPPE MONNOYER

73

TEKNOLOGIA Teknologiauutisia..............................................................42 Digikärjellä kaivokseen.....................................................44 Teollinen internet ja digitaalisuus vauhdittavat kaivostoimialaa.

Robottiautojen esiinmarssi..............................................48 Ajoneuvot teknistyvät digitalisoitumisen myötä juoksuaskelin.

Oma osaaminen yhteiseksi hyväksi.................................52 VTT:n Tommi Ekholm, Katri Kallio ja Outi Mäkinen.

Terveyttä ja tehokkuutta ruuan laadusta tinkimättä........56 Kasviproteiineja ja elintarvikesivuvirtoja hyödynnetään.

48

Kohti uusia maailmoja......................................................60 Virtuaalitodellisuuden ja lisätyn todellisuuden hyötysovellukset.

LIIKETOIMINTA Teknologiauutisia..............................................................64 Puhtaampaa kaupunkiliikennettä....................................66 UPM ja VTT pilotoivat puupohjaista dieseliä bussiliikenteessä.

Turbiinisiivillä miljoonien säästöihin.................................70 Moottorien korkeapaineturbiinin siipien tutkimus toi säästön.

56

”Olemme eläneet tuhlaillen ja tämä koskee myös ruokaamme.”

KAISA POUTANEN

Ledikalvoja kansanlampusta lentokoneisiin....................73 Kalvoihin liitetään sensoreita ja niitä ohjataan langattomasti. Älyä koneisiin....................................................................76 SMACC vauhdittaa Suomen valmistavaa teollisuutta.

Kannettava laboratorio maanviljelijälle............................80 GrainSensen laite kertoo heti jyvien laadun.

Kasvua kansainvälisiltä kentiltä.......................................84 Äänessä yrittäjä ja bisnesenkeli Sauli Törmälä.

VTT Impulssi 5

Kyberturvallisuus

vaatii muutakin kuin teknologiaosaamista Tietoverkkoja vastaan tehdyt hyökkäykset yleistyvät, mutta myös tietoverkkojen arkipäiväistyminen tuo omat kyberturvallisuushaasteensa.

Teksti Juha-Pekka Honkanen

V

TT ja Cyberlab Oy selvittivät tammikuussa päättyneessä tutkimushankkeessa suomalaisen kyberturvallisuusosaamisen tason ja lähitulevaisuuden tarpeet. VTT:n tutkija Anna Leinonen kertoo, että yhteiskunta on teknologiasta aiempaa riippuvaisempi ja siten myös sen lamauttaminen on helpompaa.

– Tällöin puhutaan hybridisodankäynnistä.

Globaali ilmapiiri ja isojen valtioiden suhteet ovat sellaiset, että epävakauden voi odottaa lisääntyvän, hän sanoo.

Leinosen ja hänen kollegoidensa leiviskänä ei ole ollut teknologian kehityssuuntien ennustaminen, vaan työtä on tehty laajemmassa sosiaalisesta ja yhteiskunnallisesta näkökulmasta.

Tutkimusmenetelmäksi valittiin sidosryhmätyöpajat, joissa yritysmaailman, tutkimuskentän ja valtionhallinnon edustajat tarkastelivat tulevaisuutta omassa viiteryhmässään.

6 VTT Impulssi

– Yritysten työpajassa esimerkiksi nousi mielenkiintoisesti esille johtajuusosaamisen merkitys. Johtoportaassa ei välttämättä ole näkemystä kyberturvallisuuden kannalta kriittisistä pisteistä. Toisaalta aivan yleinen kansalaistaitoihin liittyvä kriittisyys ja tietoturvaorientaatio nostettiin myös esiin, Leinonen kertaa.

Turvallisuus vaatii osaavaa johtamista Kyberturvallisuus vaatii siis kriittistä asennetta ja tietoa päätöksenteon tueksi. Erikoistutkija Antti Pelkonen sanoo, että selvityksessä korostui teknistä osaamista laajemman vision tärkeys.

Kun digitalisaatio etenee, kyberturvallisuuden tarve tunkeutuu yhtä laajemmin eri puolille yhteiskuntaa.

– Tarvitaan kyberturvallisuuden strategista hallintaa sekä johtamista, mutta myös siihen liittyvää lainsäädännöllistä ja taloudellista osaamista, hän listaa.

KATSE TULEVAISUUTEEN

Yritykset viestittivät selvästi, että osaajista on pulaa. Pelkonen kertoo, että kuusi kymmenestä yritysten edustajista sanoi, että osaajia ei ole riittävästi.

– Yrityksillä ja julkisen sektorin toimijoilla oli jo ollut rekrytointiongelmia, joten osaajavajetta on jo tällä hetkellä.

Suomalaisista yrityksistä F-Secure on Pelkosen mukaan tunnetuin suunnannäyttäjä. Hän lisää, että mobiililaitteiden tietoturvaosaamista löytyy sekä yrityksistä että tutkimuskentältä erityisesti Nokian peruina. Tutkimuspuolella hän pitää esimerkiksi kryptologian osaamista erittäin korkeatasoisena, mutta vain muutaman tutkijan harteilla lepäävänä.

– Suomessa tutkimuspuoli on kasvanut vahvasti, mutta siellä on selkeästi kapeita kärkiosaamisalueita, jotka ovat usein yksittäisten tutkijoiden tai tutkimusryhmien varassa.

Pelkosen mukaan kyberturvallisuuden alan yrityksiä Suomessa on puolestaan väkimäärään nähden paljonkin. Yritysten joukossa on myös menestyneitä kasvuyrityksiä, joilla on selkeitä vahvuusalueita. Hänen mukaansa kansallisen turvallisuuden lisäksi kyberturvallisuuteen liittyy myös liiketoiminnallinen ja taloudellinen ulottuvuus.

– Se on kansainvälisesti vahvasti kasvava ala, jolla suomalaisille yrityksillä on paljonkin mahdollisuuksia, Pelkonen sanoo.

Kärkiosaaminen harvoilla harteilla Tutkimuksessa osaamiskärjet ovat usein kapeaalaisia, ja kokonaisvolyymikin vielä suhteellisen pieni. Pelkonen laskee, että Suomessa on hieman toistakymmentä kyberturvallisuuteen keskittyvää professoria.

Käytännössä tutkimusta on kuitenkin laajemmin.

– Ala kytkeytyy monenlaiseen tutkimukseen, joten lopulta useamman ryhmän ja professorin työ koskettaa joltain osin kyberturvallisuutta.

Tutkimusvolyymiä ja monitieteistä tutkimusta voisi kuitenkin edelleen vahvistaa, Pelkonen sanoo.

Anna Leinonen huomauttaa, että tulevaisuustyöpajoissa tuotiin myös esille kokonaisvaltaisen lähestymistavan tarve. Perinteisesti tietoturva on ollut erillinen tuote – esimerkiksi palomuuri tai virustorjuntaohjelmisto. Nyt alan toimijat esittivät, että järjestelmiä pitäisi kehittää lähtökohtaisesti turvallisemmiksi. Teknologian kehitys voi myös tuoda eteen tietoturvariskejä, joita ei täysin osata ennakoida.

– Erilaisten pilvipalveluiden yleistyessä yksityisyyden suojan varmistaminen voi olla ongelmallista ja esineiden internetiin eli IoT-ratkaisuihin perustuvien tuotteiden älykkyys on niin vähäistä, että tietoturvan toteuttamiseen ei välttämättä ole ylimääräistä kapasiteettia.

Suomessa on korkeatasoista kyberosaamista, mutta myös osaamiskatveita. Teknologioita osataan kyllä kehittää, mutta sekä niiden myynti että ostaminen ontuvat.

– Johtamisosaamisessa korostuu riskin ymmärtämisen vaje ja julkisella puolella osaamisvaje liittyy hankintoihin. Myös hankintapuolella tulisi olla teknistä osaamista, jotta osataan jo kilpailutusta suunniteltaessa tavoitella järkeviä asioita, Leinonen sanoo.

Hänen mukaansa kyberturvallisuuden kilpailutuksissa tulisi käyttää innovatiivisten hankintojen periaatetta.

– Yrityksille saataisiin samalla referenssejä.

Tilaajalta vaaditaan kuitenkin osaamista, kun muotoillaan tarjouspyyntöjä siten, että hankinnan ohella kehitetään myös jotain uutta.

Pelkonen peräänkuuluttaa kyberturvallisuuteen johtajuutta, joka nivoo monipuolisen strategian ja monitieteisen osaamisen yhteen.

Leinonen huomauttaa, että monitieteisen osaamisen juuret ovat kuitenkin tutuissa kivijaloissa.

Hän muistuttaa, että matemaattisen ja teknologisen osaamisen kohtaaminen on se perusta, jolle alan yritystoiminta Suomessa on perustunut.

– Se on turvattava, jos tällä alalla halutaan pärjätä. Vaikka teknologinen osaaminen on ollut Suomessa perinteisesti vahvaa, se voidaan nopeastikin hukata ja hävittää, jos koulutuksen resursseja ei turvata, Pelkonen toteaa.

VTT Impulssi 7

Wärtsilässä tutkimuksen ja tuotekehityksen ajureita ovat energiatehokkuus, kaasu ja digitaalisuus. Suomi on meille tärkeä paikka uusien tuotteiden kehittämisessä, sanoo Jaakko Eskola.

8 VTT Impulssi

POLTTOPISTEESSÄ

WÄRTSILÄN JAAKKO ESKOLA

”Menestymme

vain innovoinnilla ja uusiutumisella” Suomen huipputeknologian kärkiyhtiöihin lukeutuva Wärtsilä on kohdannut viime vuosina kaikki globaalin talouden isot haasteet.

Teksti Esko Lukkari Kuvat Tommi Tuomi

W

ärtsilän kolme liiketoimintasegmenttiä, Marine Solutions, Energy Solutions ja Services kilpailevat maailman parhaiden konepajayhtiöiden kanssa.

Vastassa ovat GE, Siemens, Caterpillar, Rolls-Royce, Mitsubishi, Hyundai, MAN ja Alstom sekä monet paikalliset yhtiöt eri maissa.

Wärtsilä on innovoinut, muuntautunut ja suunnannut liiketoimintaansa uudelleen. Siksi se on menestynyt.

Reilun viiden miljardin euron liikevaihdon ja vajaan 19 000 työntekijän Wärtsilä toimii 70 maassa. Yhtiön liikevaihto on kasvanut viidenneksen viimeisen viiden vuoden aikana.

Viime marraskuusta lähtien yhtiötä johtanut Jaakko Eskola (57) on ollut Wärtsilässä 18 vuotta.

Hän nousi konsernijohtajaksi Marine Solutionsin johtajan ja edellisen konsernijohtajan Björn Rosengrenin sijaisen paikalta. Wärtsilä sai taas suomalaisen toimitusjohtajan.

Eskola sanoo, että menestyäkseen yhtiön täytyy investoida, olla edelläkävijä ja innovoida uusia tuotteita.

– Asiakkaat eivät tule meille sanoakseen, että he haluavat sitä ja tätä. Meidän täytyy itse olla

aktiivisesti kehittämässä tuotteitamme heidän kanssaan, hän sanoo.

Huoli tutkimusleikkauksista Eskola liittyy niihin yritysjohtajiin, jotka ovat huolissaan julkisen vallan tutkimus- ja tuotekehitysrahojen leikkauksista.

Itsekin vuoden VTT:llä tutkijana ollut Eskola sanoo, että yhteistyö Tekesin, VTT:n ja yliopistojen kanssa on ollut yhtiölle tärkeää.

– Jos Suomen innovaatiokone ei ole kunnossa ja tutkimuslaitostemme resursseja leikataan, emme pärjää maailmalla. Meille tärkeää on myös yhteistyö eri yritysten ja toimijoiden kanssa Vaasassa, jossa on ainutlaatuinen konepaja- ja sähköteknisen teollisuuden osaamiskeskittymä, hän sanoo.

Wärtsilä pääsi viime vuonna Guinnessin ennätystenkirjaan uudella Wärtsilä 31 -moottorillaan.

– Se on maailman tehokkain nelitahtidieselmoottori ja kilpailijoitaan ympäristöystävällisempi ja kertoo suomalaisesta osaamisesta, hän sanoo.

Keskinopeissa päämoottoreissa Wärtsilä on 50–60 prosentin markkinaosuudellaan maailman johtava yhtiö. Moottoreissa on yleistynyt

→

VTT Impulssi 9

monipolttoainekäyttö ja mukaan ovat tulleet entistä vahvemmin uusiutuvat polttoaineet.

Yhtiö suuntasi parikymmentä vuotta sitten myös suuriin hidaskäyntisiin kaksitahtimoottoreihin, mutta siitä ei tullut menestystä. Strategiaa muutettiin ja nyt niistä vastaa Wärtsilän ja China Shipbuilding Corporationin yhteisyritys.

Markkinat ja uusiutumisen pakko Wärtsilä on uudistanut tarjontaansa markkinoiden muuttuessa. Moottorit edustavat enää kolmannesta Marine-segmentistä. Potkurit, pumput, automaaatiojärjestelmät, rikkipesurit, painolastivesien käsittelyjärjestelmät ja laivasuunnittelu tuovat kaksi kolmasosaa segmentin liikevaihdosta.

Wärtsilä investoi vuonna 2013 sitten propulsiojärjestelmien testausyksikköön Järvenpäässä.

– Iso osa potkurien tuotekehityksestä tapahtuu Suomessa ja VTT on ollut meille siinä tärkeä yhteistyökumppani. Vaasa on taas moottorituotantomme t&k-keskus ja aiomme keskittää moottoreiden tuotekehitystä entistä enemmän Suomeen, Eskola sanoo.

Wärtsilä on tottunut Marine Solutionsissa nopeisiin markkinamuutoksiin. Offshore-liiketoiminta – Wärtsilän vahva alue – oli vielä 2000-luvun alussa kovassa kasvussa, kun öljyn hinta oli korkealla.

– Nyt offshoressa kysyntä on lähes kadonnut. Kun aiemmin aluksia tilattiin vuodessa satoja, niin viime vuosina tilattiin muutamia kymmeniä, eikä tänä vuonna ole tilattu vielä ainuttakaan, hän sanoo.

Wärtsilä innostui muutama vuosi sitten laivojen rikkipesureiden valmistuksesta, mutta Eskola myöntää, ettei kysyntä vielä ole vastannut odotuksia. Moni laiva ajaa nyt halvalla dieselillä. Markkinat voivat silti kypsyä ympäristönormien kiristyessä.

Uusi kiinnostava tuote on laivojen painolastivesien puhdistusjärjestelmät. Kansainväliseltä Merenkulkujärjestöltä IMO:lta odotetaan päätöksiä painolastivesistä Pariisin ilmastosopimuksen päätösten pohjalta vielä tänä keväänä.

– Niiden myynti olisi isoa liiketoimintaa, jos vain IMO voisi tehdä päätöksiä. Laivojahan on maailmassa 40 000,

”HARKITSEMME JATKUVASTI TUTKIMUS- JA TUOTEKEHITYSRAHOJEMME RIITTÄVYYTTÄ. MEILLÄ OLI MUUTAMA VUOSI SITTEN ISOT PANOSTUKSET UUSIIN TUOTTEISIIN JA NYT NE OVAT MARKKINOILLA.” 10 VTT Impulssi

mutta on ainakin 50 yritystä, jolla on tarjota jonkinlainen tuote painolastivesien puhdistukseen, hän muistuttaa.

Uusia laivoja rakennetaan tänä vuonna vähemmän kuin viime vuonna ja silloinkin niitä tehtiin edellisvuotta vähemmän. Maailmankaupan hidastuminen ja vanhojen alusten käyttöiän jatkaminen hidastavat uustuotantoa.

Wärtsilä on yhä telakkayhtiö, vaikka ei laivoja rakennakaan.

– Olemme integroineet Marine-tuotteemme ja laivasuunnittelumme kokonaisuudeksi, jota varsinainen laivanrakentaja tarvitsee. Siksi meillä on tarjota laivoihin myös niin sanottu integroitu komentosilta, Eskola sanoo.

Tulevaisuudessa laivoja voidaan ajaa Eskolan mukaan pienemmällä miehistöllä tai jopa ilman miehitystä. Myös sotilaspuolta kiinnostaa Wärtsilän osaaminen laivojen etähallinnassa.

Energiavallankumouksen keskiössä Wärtsilän toinen – Marinea hieman pienempi – tuotesegmentti Energy Solutions on sananmukaisesti maailman energiavallankumouksen keskiössä.

Maailma on siirtymässä pois fossiilisista polttoaineista ja investoinnit uusiutuvaan energiaan kahmaisevat jo 80 prosenttia energiainvestoinneista.

Wärtsilä valmistaa ja usein myös pyörittää diesel- ja kaasuvoimaloita, joita usein käytetään tuuli- ja aurinkoenergian säätövoimana. Se on nostanut markkinaosuutensa alle 500 MW:n voimaloissa jo reiluun 10 prosenttiin.

– Siinä meillä on paljon kasvupotentiaalia tulevaisuudessa, Eskola sanoo.

Wärtsilä on myös aurinkoenergialiiketoiminnassa.

Ensimmäisen aurinkoenergiaprojektinsa yhtiö toimittaa Jordaniaan, jossa aurinkovoimala liitetään 250 MW:n polttomoottorivoimalaan.

Wärtsilä tarjoaa suuria yli 10 MW:n aurinkovoimaloita ja hybridivoimaloita, joissa yhdistyvät polttomoottorit ja aurinkopaneelit. Wärtsilä on ensimmäisen ison mittakaavan hybridivoimaloita tarjoava yhtiö.

Wärtsilä odottaa aurinkoliiketoimintansa yltävän 300 miljoonan euron vuotuiseen myyntiin vuoteen 2020 mennessä.

Yhtiön voimaloita sijoitetaan usein suurten tuuli- ja aurinkopuistojen viereen, jotta ne olisivat säätövoimana heti käytössä. Wärtsilän voimaloiden kanssa kilpailevat varsinkin turbiinivoimalat, jotka ovat parhaimmillaan perusvoiman tuotannossa.

Voiko fossiilisista polttoaineista luopuminen uhata Wärtsilän diesel- ja kaasuvoimalabisnestä?

– Tuskinpa ainakaan vielä moneen vuoteen. Öljyn käytön loppumisesta on puhuttu pitkään ja kaasuhan on sitä huomattavasti pienempi rikki- ja hiilidioksidipäästöiltään.

Lisäksi kaasua maailmassa on paljon, Eskola sanoo.

Uusiutuvaa energiaa ja energianvarastointia Wärtsilää kiinnostaa energian varastointi paitsi säätövoimana myös siksi, että maailmalla on kehitetty jo täysin sähköllä toimivia laivoja.

Meillä on pitkäaikainen ja hyvä yhteistyösuhde VTT:n kanssa.

Tunnen itsekin VTT:n, kun olen ollut vuoden sen palveluksessa, sanoo Jaakko Eskola.

– Haluamme ehdottomasti olla mukana mahdollistamassa uusiutuvan energian tehokasta käyttöä sekä energianvarastoinnin kehitystä, Eskola sanoo.

Wärtsilä on huolto- ja kunnossapitopalvelujen globaaleja edelläkävijäyhtiöitä. Servicessegmentti vastaa jo nyt 44 prosenttia konsernin liikevaihdosta. Viime vuonna sen osuus harppasi neljä prosenttiyksikköä ylöspäin.

Entä mikä on teollisen internetin merkitys yhtiön palveluliiketoiminnalla?

– Olemme tehneet etähuoltoa analogisesti jo 20 vuotta. Nyt palveluihin on tullut digitaalisuus, reaaliaikaisuus ja datan tehokas analysointi, Eskola sanoo.

Wärtsilä ei esimerkiksi Koneesta poiketen huolla kilpailijoittensa moottoreita ja laitteita.

– Omien tuotteittemme osuus huoltoliiketoiminnassamme on yli 90 prosenttia. Se on strateginen valinta. Näin asiakkaat ostavat meiltä myös jatkossa ja käyttävät varaosiamme, hän sanoo.

Wärtsilä osti viime vuonna saksalaisen MSI:n, joka on erikoisosaaja laivojen digitaalisissa automaatio-, navigointi- ja sähköjärjestelmissä ja dynaamisessa paikannuksessa.

– Nyt kyse ei ole enää etähuollosta vaan saamme informaatiota uudella tavalla asiakkaittemme laivojen moottoreista ja potkureista kaikkialta maailmasta. Näen ne itsekin tietokoneeltani, Eskola sanoo.

Tutkimuksen ja tuotekehityksen kärjessä Wärtsilä käytti viime vuonna tutkimukseen ja tuotekehitykseen 2,6 prosenttia liikevaihdostaan eli 132 miljoonaa euroa. Yhtiö on vuosia ollut Suomen TOP 3:ssa t&k-määrärahoissa.

Vaikka Wärtsilän liikevaihto on kasvanut, ovat t&k-eurot pysyneet liki paikallaan.

Miksi?

– Harkitsemme jatkuvasti niiden riittävyyttä.

Meillä oli muutama vuosi sitten isot panostukset uusiin tuotteisiin ja nyt ne ovat markkinoilla, Eskola sanoo.

Wärtsilän uusista t&k-hankkeista yksi mielenkiintoisimpia on Hercules 2 -hanke, joka sai viime lokakuussa liki 17 miljoonaa euroa EU:n Horisontti-rahoitusta. Tavoitteena on kolmessa vuodessa kehittää bio-, jäte- ja kaasupohjaisia seoksia käyttävä laivamoottori.

Wärtsilän ja Vaasan yliopiston johtamassa hankkeessa on mukana 11 yritystä ja VTT ja Aalto-yliopisto.

Myös varaosien 3D-valmistus kiinnostaa yhtiötä. Se on mukana VTT:n ja Aalto-yliopiston vetämässä hankkeessa.

– Meillä aineisiin ja tarvikkeisiin sitoutunut pääoma voi olla useita satoja miljoonia euroja.

Jos siitä voitaisiin uudella valmistustekniikalla vapauttaa muutamakin prosentti, olisi vaikutus hyvin suuri, Eskola sanoo.

VTT Impulssi 11

oministeriön son in e k n li e ja TyöJari Gustafs ö k ik ll ä ä p a kansli

Vanhoja ja uusia työjuhtia

TAANTUMAN VOITTAMISEKSI 12 VTT Impulssi

Jari Gustafsson palasi yhdeksän Lontoossa, Japanissa ja Pekingissä vietetyn vuoden jälkeen Helsinkiin viime syksynä. Hän kävi täällä useasti, eikä nähty ollut aina miellyttävää.

Lähtiessä Suomi oli vauraampi.

Teksti Tiina Huokuna Kuvat Tommi Tuomi

VTT Impulssi 13

T

Työ- ja elinkeinoministeriön kansliapäällikkö Jari Gustafssonin mukaan vuodesta 2008 jatkunut talouden taantuma pitää kääntää uudelleen reiluksi kasvuksi. Digitaalisesta taustasta nousee vanhoja ja uusia mahdollisuuksia.

Gustafsson istuu legendaarisessa työhuoneessa Helsingissä, Aleksanterinkatu 4:ssä. Kansliapäällikkönä Gustafsson aloitti lokakuun alussa 2015.

Haastattelua tehtäessä maalis-huhtikuun vaihteessa kevätaurinko näyttäytyy kirkkaana pimeän talven jälkeen. Pientä kirkastumista näkyy myös kansantaloudessa. Bruttokansantuote oli vuodelta 2015 prosentin verran plusmerkkinen. Ja muutakin positiivista on, kuten pk-yritysbarometri viime ajoilta. Samoin asuntorakentaminen on kääntynyt kasvuun.

Työttömyys sen sijaan painaa.

– Tällaiset puolen tai prosentin bruttokansantuotteen kasvuluvut eivät kuitenkaan ruusuista tulevaisuutta lupaa. Tällainen kasvu on eurooppalaisittain heikkoa ja merkitsee sitä, että ero eurooppalaisiin referenssimaihin kasvaa koko ajan. Näillä luvuilla voisimme silti ajatella, että pahin olisi ohitse, Gustafsson sanoo.

Omia vahvuuksia jalostaen Taantuman voittamiseksi ja paremman kasvun löytämiseksi on alueita, joissa ennestään on vahvuutta. Osaamisperustaa on Suomessa esimerkiksi digitaalisen maailman hallinnassa. Uudet innovaatiot syntyvät osin vanhalle pohjalle. Uutta pyritään luomaan esimerkiksi VTT:n Bioruukissa.

14 VTT Impulssi

– Jos sieltä ei kasvu tule, niin mistä se sitten tulee? Varsinaiset perusasiat eivät ole muuttuneet. Ehkä se, minkä pitää muuttua, on halu kasvuun. Siinä emme ole olleet vahvoja. Suomalaisilla yrityksillä on ollut vaikeutta kasvuun, vaikka toisaalta on ollut näyttöä VTT:n ja Tekesin kanssa yhteistyössä toimivista yrityksistä, joilla on parempi tulevaisuus. Yksi syy tähän on se, että tieto kulkee paremmin. Pienillä yrityksillä ei ole mahdollista seurata kaikkea, mitä ympärillä tapahtuu, Gustafsson sanoo.

Jotta orastava kasvu kestäisi, tarvitaan kaiken kokoisia yrityksiä. Nyt ei Gustafssonin mukaan ole aihetta eritellä erikokoisia yrityksiä tärkeiksi ja vähemmän tärkeiksi.

– Slush on esimerkki nuorista, joilta meidän on opittava ainakin asennetta. Pk-yrittäjät ovat edelleenkin toimenpiteittemme keskiössä eikä suuryritysten merkitys ja rooli veturiyrityksinä ole mihinkään kadonnut, korkeintaan muuttanut luonnettaan.

Yksi mahdollinen keino saada aikaan kasvua ja investointeja, on kääntää ajatus. Innovaatio olisikin investointi tuotto-odotuksineen, eikä kuluerä. Parempaa kommunikaatiota voisi myös syntyä, kun tiede, hallinto ja liike-elämä tiivistäisivät vuoropuhelua.

Puhtailla biomarkkinoilla VTT:n Bioruukki Espoossa on pilotointikeskus, jossa edistetään biomassan hyödyntämistä ja kehitetään bioenergian ja biokemikaalien tuotantomenetelmiä. Yritykset voivat hoitaa pilotointinsa Bioruukin prosessilaitteistoilla, joten ne eivät tarvitse omia laitteistoja. Uudet teknologiat vievät metsäteollisuutta ja kemian teollisuutta lähemmäksi toisiaan.

Biotalouden lisäksi Bioruukissa tutkitaan puhdasta teknologiaa. Cleantech, puhdas

”PK-YRITTÄJÄT OVAT EDELLEENKIN TOIMENPITEITTEMME KESKIÖSSÄ EIKÄ SUURYRITYSTEN MERKITYS JA ROOLI VETURIYRITYKSINÄ OLE MIHINKÄÄN KADONNUT, KORKEINTAAN MUUTTANUT LUONNETTAAN.”

teknologia on yksi työ- ja elinkeinoministeriön kärkihankkeista ja sillä on taustaa Gustafssonin omassa työhistoriassa. Kaksi vuotta Pekingissä ja muutoinkin Aasian vuodet konkretisoivat näkökulmaa.

– On runsaasti uusia kasvun alueita, jotka maailmalla kasvavat joka tapauksessa, olimme niissä mukana tai emme. Kysymys onkin siitä, millä tavalla pääsemme niihin kiinni ja saamme oman osuutemme. Siten on hyvä, että meillä on vahvuuksia, joita on tuettu omilla valinnoillamme, hän sanoo.

Gustafsson seurasi suurlähettiläänä Pekingissä suomalaisyrityksiä puhtaan teknologian markkinoilla.

– Yritys, joka valmistaa sisäilman puhdistuslaitteita on hyvä esimerkki. Niissä Kiinan kotitalouksissa, joissa voidaan sisäilmaa puhdistaa, vain kolmessa prosentissa on nämä laitteet.

Kiinan ilmastositoumusten huippuvuosi on 2030 ilmansaasteiden osalta, joten markkina on pitkään olemassa. Tämä on vain yksi esimerkki.

Kiina on edelläkävijä ja muut Aasian maat eri syistä johtuen seuraavat Kiinaa.

Gustafssonin mukaan kysyntä syntyy hitaasti eri puolille Aasiaa.

– Esimerkiksi Indonesia on heräämässä tällaisille investoinneille. Jakartassa on 15 miljoonaa ihmistä, eikä ilmansaasteisiin ole kiinnitetty kovinkaan paljoa huomiota. Kaikki VTT Impulssi 15

– Digitaalisuus vie kehitystä eteenpäin monella toimialalla.

Esineiden internetistä olemme nähneet vasta pienen osan.

Ansaintalogiikkaa etsitään.

VTT:n ja Tekesin kaltaisten organisaatioiden tehtävä on toimia kommunikaatiokanavana, Jari Gustafsson sanoo.

suurkaupungit Aasiassa ovat samassa tilanteessa. Puhtaassa teknologiassa kysynnän lisäksi yritysten osaaminen ei ole ongelma. Ongelma on riskinottokykymme ja halu skaalautua todella isoille markkinoille.

Vettä, koulutusta ja terveysteknologiaa Työhuoneessa fundeeratessaan kansliapäällikkö tuo esiin sen vanhan totuuden, että kauempaa katsomalla näkee kohteen todennäköisesti paremmin ja tarkemmin. Hän kehuu esitystä, jossa sairaanhoidon koulutuspaketista oli tehty vientituote.

– Digitaaliset palvelut ovat pärjänneet viennissä paremmin kuin perinteiset alat. Miksi emme myisi näitä koulutuspaketteja sen sijaan, että opiskelijat tulevat tänne.

Yhteiskunnallisesti tuotetuista palveluista myös terveysteknologia ja ympäristöliiketoiminta on Gustafssonin mielessä.

– Meillä on maailman parhaimmat vesilaitokset, mutta paria poikkeusta lukuun ottamatta ei ole yksityisiä yrityksiä, jotka toimisivat avoimilla markkinoilla. Me olemme osa hienoa pohjoismaista hyvinvointivaltiokokonaisuutta, mutta ei ole niitä, jotka tekevät siitä liiketoimintaa, Jari Gustafsson toteaa.

16 VTT Impulssi

”VARSINAISET PERUSASIAT, PERINTEISET VAHVUUTEMME EIVÄT OLE MUUTTUNEET. JOS KASVU EI TULE SIELTÄ, MISTÄ SE TULEE?”

KOLUMNI

Matti Apunen johtaja Elinkeinoelämän valtuuskunta, EVA

”Suomen talous on pitkäaikaispotilas, jonka kunto ei kohene enää makaamalla.”

Syntymäpäivälahja meiltä itsellemme

L

uvut ovat karuja. Valtion isot budjettisakset leikkaavat kaikelta koulutukselta ja tutkimukselta kaikkiaan 1,2 miljardia euroa vuoteen 2019 mennessä.

Se tarkoittaa noin 9 prosentin jättämää viime vuoden tasoon verrattuna.

Samaan aikaan valtio istuu ison rahakasan päällä. Suomi ei ole toivottoman köyhä poika, mutta jäyhällä tavalla nuuka. Suomi elää kamreeritaloudessa, jolle luonteenomaista on mielikuvituksen ohuus ja tapahtumattomuuden räikeä yliarvostus.

Itse olen taipuvainen arvioimaan, että Suomen talous on pitkäaikaispotilas, jonka kunto ei kohene enää makaamalla vaan liikkumalla.

Mutta mikä olisi ratkaisuna eteenpäin pökkivä, hiukan luova ja melko nopea?

Arvasittekin jo. Otetaan siitä isosta rahakasasta. ”Taseet töihin”, sanoi pääministeri Juha Sipilä. Juuri niin, ja nyt olisi oikea aika ja paikka.

Kansainvälisesti vertaillen Suomen valtio omistaa poikkeuksellisen paljon. Kauppalehden emerituspäätoimittaja Hannu Leinonen arvioi tuoreessa raportissaan Laiska jättiläinen, että valtio voisi saada jopa 20 miljardin tulot yksityistämällä valtionyhtiöitä ja myymällä yhtiöitään.

Valtion omistuksen keventäminen olisi monella tavalla suotavaa. Ei ole kovin järkevää että valtio kantaa markkinahuolien sijasta yhden yrityksen riskejä. Liiketoimintariskit eivät kuulu veronmaksajille.

Vaikka emme laittaisikaan kaikkia yhteisomistuksia lihoiksi, valtio voisi suhteellisen kivuttomasti tulouttaa omistuksistaan pari kolme miljardia euroa. Silloin ei tarvitsisi esimerkiksi heikentää strategisia omistuksia.

Ehdotukseni kuuluu: Rakennetaan nopeasti uusi Sitra. Se voisi olla itsenäisyyden tulevan juhlavuoden kunniaksi perustettu rahamassi, jonka tuotto suunnataan tutkimuksen ja korkeamman opetuksen tarpeisiin. Jos vakavasta asiasta saisi laskea leikkiä, sen nimi olisi tieten-

kin Suomalaisen tutkimuksen tulevaisuuden rahasto (Suttura).

Omistusten keventäminen ei ole isien perinnön polkumyyntiä, vaan tämän perintötuoton parempaa strategista kohdentamista. Jos tutkimus ja innovaatioiden tuotteistaminen ovat niin arvokkaita kuin olemme ymmärtäneet, miksi emme antaisi satavuotiaalle itsellemme syntymäpäivälahjaa tässä muodossa.

Rahaston perustaminen ei aiheuttaisi poliittistakaan ongelmaa. Koska korkeakoulut ovat tilinpidossa osa julkista taloutta, ratkaisu ei nakertaisi julkista taloutta koskevia EU-säännöksiä. Varojen siirrolla on merkitystä vasta sitten kun ne johtavat menojen kasvuun.

Korkeakoulujen ja tutkimuslaitosten autonomia on osittain näennäistä. Niillä on päätösvaltaa omissa asioissaan, mutta ilman parempaa rahoituksen autonomiaa tämä päätösvalta on paperitiikeri.

Jos rahastoon osoitettu peruspääoma olisi noin 2,5 miljardia euroa ja sille oletetaan vaikkapa neljän prosentin tuotto, se merkitsisi 100 miljoonan vuotuista tutkimuspursketta. Sillä voitaisiin ostaa laitteistoja tai osaamista, erilaisia hitutähystimiä insinöörien tarpeisiin tai kansainvälisiä huippunimiä tutkimuksen veturiksi.

Jotta raha ei uppoa yleiskulujen pohjattomaan reikään, sen vastineeksi pitää edellyttää vastaanottajilta tuntuva rakenneuudistusten ohjelma. Nyt Suomen yliopistot ovat kaikki täyden palvelun marketteja, joissa opetetaan ja tutkitaan liian usein samoja asioita liian pienillä panoksilla.

Yliopistot voisivat selvitä kansainvälisessä kilpailussa vain jos ne jaetaan selkeämmin tutkimus- ja virkamiesyliopistoihin – eikä jälkimmäinen rooli ei ole vähääkään kunniattomampi kuin ensin mainittu. Toisin sanoen: mitäpä jos annettaisiin sadan miljoonan porkkana kokeilla selkeämpää työnjakoa, josta markkinatalouden parisataavuotiset kokemukset ovat olleet oikein hyviä.

VTT Impulssi 17

TIEDE

VTT-asiantuntijat tekevät tieteestä teknologiaa

Kitka kuriin

Paju hyötykäyttöön VTT JA AALTO-YLIOPISTO selvittivät, miten pajubiomassaa voidaan

hyödyntää nykyistä tehokkaammin. Oikein käsiteltynä paju soveltuu hyvin sokerin lähteeksi etanolin tuotannossa. Etanoliprosessin sivutuotteena muodostuva ligniinijae sekä pajun kuoren kuidut ja yhdisteet soveltuvat ympäristöystävällisten kemikaalien ja biopohjaisten materiaalien valmistamiseen.

Ympäristöystävällisten kemikaalien ja uusiutuvien polttoaineiden kasviperäisille raaka-aineille on maailmanlaajuisesti kasvava kysyntä pyrittäessä vähentämään hiilidioksidipäästöjä, korvaamaan öljypohjaisia komponentteja ja tuottamaan uusiutuvaa energiaa. Nopeakasvuisen pajun käytöllä voidaan vastata näihin haasteisiin, mutta pajua on hyödynnetty teollisuuden raaka-aineena vasta vähän. Alhaisen hinnan lisäksi pajulla on monia etuja verrattuna muihin metsä- tai maatalousperäisiin raaka-aineisiin: pajua voidaan esimerkiksi kasvattaa tulvaherkillä ja niukkaravinteisilla mailla eli alueilla, jotka eivät sovellu metsä- tai peltoviljelyyn, ja kasvaessaan paju käyttää tehokkaasti ravinteita, joten se vähentää maatalouden tai turvetuotantoalueiden aiheuttamaa vesistöjen ravinnekuormitusta.

VTT:n tutkija, diplomi-insinööri Timo J. Hakalan väitöksen perusteella voidaan todeta, että vesipohjaisilla voiteluaineilla on potentiaalia rajavoiteluun teollisissa sovelluksissa esimerkiksi elintarvike-, tekstiili- ja terveysteknologia-aloilla. Hakalan väitös materiaalitieteen alalta Water-based boundary lubrication with biomolecule additives on diamond-like carbon and stainless steel surfaces tarkastettiin viime tammikuussa Aalto-yliopistossa Espoossa.

Väitöskirja verkossa: http://www. vtt.fi/inf/pdf/science/2015/S118.pdf

On arvioitu, että maailman energiankulutuksesta

30%

kuluu kitkahäviöihin. Kitka ja kuluminen aiheuttavat vuosittain merkittäviä taloudellisia menetyksiä.

Ikää yli 50 miljoonaa vuotta VTT:n tutkija, maatalous- ja metsätieteiden maisteri Lotta Purkamo tutki väitöstyössään Outokummun kallioperän pohjavesien mikrobiyhteisöjä, joista vanhimmat ovat eläneet eristyksissä yli 50 miljoonaa vuotta. Tulosten avulla voidaan arvioida, millaisia vaikutuksia mikrobeilla on teollisissa prosesseissa, jotka hyödyntävät Suomen kallioperää sijoituspaikkana tai raaka-aineiden ja energian lähteenä.

18 VTT Impulssi

Kuva: xxxx

TIEDE

Uusia elintarvikesovelluksia ligniinille KASVIEN SOLUSEINÄN OSA, ligniini, on mielenkiintoinen

tutkimuskohde, jolle kehitetään uusia käyttökohteita VTT:llä, kuten ligniinin hyödyntäminen elintarvikesovelluksissa.

VTT:n tutkija Piritta Niemen väitöstyön tulosten perusteella suolistomikrobit pystyisivät osittain pilkkomaan ligniiniä.

Tutkimus viittaa myös siihen, ettei korkeakaan ligniinipitoisuus ravintokuidussa estä suolistomikrobien tärkeää tehtävää hajottaa ravintokuidun hiilihydraatteja lyhyiksi rasvahapoiksi.

Niemen väitöstyössä erotettiin entsyymien avulla panimomäskistä ligniinipitoisia jakeita, joiden avulla tutkittiin ligniinin ja ihmisen suolistomikrobien vuorovaikutuksia in vitro -paksusuolimallissa. Tulosten perusteella suolistomikrobit pystyisivät ainakin osittain pilkkomaan ligniiniä.

Panimomäskiä syntyy maailmassa vuosittain yli 30 miljoonaa tonnia oluen valmistuksen sivutuotteena. Mäski on elintarvikekelpoista materiaalia, ja sitä hyödynnetään pääasiassa märehtijöiden rehun lisäaineena. Mäski sisältää ravintokuidun lisäksi noin 20 prosenttia proteiinia, joten sillä voisi olla myös rehua arvokkaampaa käyttöä esimerkiksi elintarvikesovelluksissa.

Lisäksi tutkittiin, haittaako korkea ligniinipitoisuus suolistomikrobien hiilihydraattikäymistä tai hyödyllisinä pidettyjen Lactobacillus- ja Bifidobacterium-bakteerien kasvua. Paksusuolimallin avulla toteutetussa tutkimuksessa ei havaittu kuidun korkeankaan ligniinipitoisuuden (20–40 %) estävän mikrobien hiilihydraattikäymistä. Ligniinipitoinen kasvusubstraatti ei myöskään haitannut Lactobacillus- ja Bifidobacterium-bakteerien kasvua.

Ligniinin osalta olisi jatkossa tärkeää tutkia Niemen väitöstyössä havaittujen aineenvaihduntatuotteiden bioaktiivisuuksia, ja onko niillä mahdollisesti terveyttä edistäviä vaikutuksia. On todennäköistä, että ligniinin merkitys ravintokuidun osana on tärkeämpi kuin tähän asti on ymmärretty.

PIRITTA NIEMI VTT:n tutkija, diplomi-insinööri Piritta Niemi väitteli huhtikuussa 2016 Aaltoyliopistossa Espoossa aiheenaan Enzymatic fractionation of brewer’s spent grain and bioconversion of lignin-rich fractions in a colon model in vitro.

Väitöskirja verkossa: http://www.vtt.fi/ inf/pdf/science/2016/S124.pdf

VTT Impulssi 19

ENEMMÄN KUIN

pelkkää

piitä Muutaman vuoden kuluttua internetiin on kytketty todennäköisesti enemmän laitteita kuin maapallolla on ihmisiä. Ja tämä on hyvin varovainen arvio. Laitteiden määrän lisääntyessä käytössä on yhä enemmän mikrosysteemejä (Micro-Electro-Mechanical Systems, MEMS) ja antureita.

Teksti Philippe Monnoyer

20 VTT Impulssi

KUVA 1.

Antureilla varustetut laitteet tuottavat valtavia määriä arvokasta dataa, jonka hyödyntäminen mahdollistaa uudenlaista liiketoimintaa ja uusia liiketoimintamalleja. Tätä tarkoittaa digitalisoituminen.5,6 Digitalisoituminen vaikuttaa aivan kaikkeen: tuottavuuteen7, terveydenhuoltoon, turvallisuuteen, älykoteihin. Sen uskotaan myös edistävän maailmantalouden kasvua merkittävästi.

Verkkoon kytketyt laitteet (älypuhelimista autoihin, tuotantolaitteisiin ja koteihin) sekä ihmiset muodostavat yhdessä kaiken internetin (Internet of Everything, IoE).

VTT:n piiteknologiaa VTT:n kansalliseksi tutkimusinfrastruktuuriksi luokitellut mikroelektroniikan puhdastilat sijaitsevat Espoossa Micronova-rakennuksessa.8 Myös Aalto-yliopisto hyödyntää rakennusta, ja yritykset käyttävät tiloja t&k-toimintaan ja/tai tuotantoon. VTT on kehittänyt useita kilpailukykyisiä piikomponenttiteknologioita.

TIEDE

K

oneet ja höyryvoima mullistivat tuotantoprosessit 1700–1800-lukujen teollisen vallankumouksen1 aikana. Sitä seurasi toinen teollinen vallankumous, joka toi tullessaan sähköiset tuotantolinjat, puhelimen, faksin ja laajenevat rautatieverkostot ja raivasi tietä globalisaatiolle.2 Juuri nyt elämme kolmatta teollista vallankumousta3 eli informaation aikakautta tai digitaalista vallankumousta, jonka taustalla on lukuisia mullistavia keksintöjä kuten transistorit, tietokoneet, internet ja älypuhelimet.

Mikrosysteemit ja anturit ovat yleensä vain muutaman neliömillimetrin kokoisia ja maksavat useimmiten reilusti alle euron. Niiden ansiosta se, mikä oli aiemmin kallista ja suurta, muuttuu pieneksi ja edulliseksi.

Tunnettuja esimerkkejä niistä ovat kiihtyvyysanturit (esimerkiksi ajoneuvojen turvatyynyjen hallintaan), paineanturit, gyroskoopit, mikrofonit, magnetometrit, kosteusanturit, mikropeilit (esimerkiksi digitaalisiin videoprojektoreihin), radiotaajuussuodattimet tiedonsiirtoon, mustesuihkutulostinten suuttimet ja mikropumput.

Alan järjestö MEMS & Sensors Industry Group järjesti maaliskuussa Münchenissä konferenssin4, jossa ilmeni, että markkinoille odotetaan tulevaisuudessa ilmestyvän kaasuantureita (CO2, CO, ammoniakki, SOx, NOx, haihtuvat orgaaniset yhdisteet), hiukkasantureita, ajoneuvojen antureita (esimerkiksi kuvantamiseen tai MEMS-peilejä LIDAR-laitteisiin), mutta myös antureita lääketieteelliseen käyttöön ja terveydenhuoltoon, esimerkiksi ei-invasiivisia glukoosiantureita diabeteksen hoitoon, antureita hengitysanalyysiin ja älylääkkeisiin, iholle kiinnitettäviä antureita, antureita pienen tehon kulutuksen gyroskooppeihin sekä antureita rakennusten monitorointiin ja miniatyrisoituja spektrometreja.

Mikrospektrometrit Ympärillämme on valtava määrä visuaalista tietoa. Jo pelkästään silmin havaittavilla aallonpituuksilla saamme enemmän tietoa kuin aivomme pystyvät käsittelemään. Spektrometreillä voidaan analysoida esineiden lähettämää, heijastamaa tai imemää valoa, jolloin niiden materiaaliominaisuuksia voidaan päätellä.

Spektrometrit ovat kalliita, suuria ja herkkiä instrumentteja. Entä jos ne olisivatkin edullisia, pieniä ja kestäviä?

VTT on käyttänyt yli 200 000 työtuntia mikrospektrometrien miniatyrisoinnin tutkimiseen kattaen aallonpituusalueet UV-alueelta aina termisen infrapunan alueelle asti. Olemme kehittäneet teknologian, jolla voidaan valmistaa tukevia ja massatuotantoon soveltuvia mikrospektrometrilaitteita. Olemme kehittäneet myös

Micronovan tilat Otaniemessä Helsingin kupeessa.

VTT Impulssi 21

Kuva: Ilkka Pölönen, Anna-Leena Erkkilä

KUVA 2.

Lohjanjärven syanobakteerien kartoitus. HSIStereo-projektin yhteistyökumppaneita olivat Jyväskylän yliopisto, Paikkatietokeskus, Luode consulting, Lentokuva Vallas.

hyperspektrikuvantamislaitteita, joiden jokainen pikseli on mikrospektrometri.

Olemme siis luoneet uuden spektraalisten antureiden perheen monenlaiseen kuvantamiseen. Se luo uutta liiketoimintaa monille sektoreille, esimerkiksi terveydenhuoltoon, maatalouteen, päästö- ja ympäristövalvontaan, maanpuolustukseen, kemiallisiin analyyseihin, teolliseen tuotannonvalvontaan, arkeologiaan – vain mielikuvitus on rajana. Kaikilla kohteilla on oma spektrinsä, ja jos kuvantamiseen lisätään aikaulottuvuus, voimme helposti kuvata myös hyperspektraalisia videoita. Jos otamme mukaan vielä kuvien analysoinnin ja koneoppimisen, mielikuvitus lähtee laukkaamaan.

Tässä joitain esimerkkejä, joihin teknologiaa on jo sovellettu: Keväällä 2016 SpaceX-kantoraketilla9 laukaistaan Aalto-1-nanosatelliitti10, jonka kyydissä on yksi hyperspektrikameroistamme (400–1100 nm aallonpituusalueella, 5–10 nm resoluutiolla). Siitä tulee ensimmäinen suomalainen satelliitti ja ensimmäinen avaruuskokeemme. Myös paljon lähempänä maata lentävissä miehittämättömissä ilma-aluksissa (unmanned air vehicle, UAV) (Kuva 5) lennokeissa, nelikoptereissa ja pseudosatelliiteissa voi jo olla hyperspektrikuvantamislaitteita moniin eri tarkoituksiin.

Tekesin HyperGlobal-hankkeessa kehitetään hyperspektrikuvantamista meriolosuhteisiin. Tavoitteena on kehittää menetelmä alusten rikkioksidipäästöjen (SOx) etätunnistamiseen. Tiukentuneiden SOx-päästörajojen noudattaminen voidaan varmistaa vain tehokkaan valvontateknologian avulla, sillä päästörajat aiheuttavat merenkulkualan toimijoille miljardien eurojen lisäkustannukset.

Ympäristövalvonnan alalta Suomesta löytyy kaksi hyvää esimerkkiä: järvien sinilevät ja metsiä vahingoittavat tuholaisten torjunta-aineet. Sinilevä eli syanobakteerit vapauttavat veteen syanotoksiineja, jotka ovat myrkyllisiä eläimille ja ihmisille. Järvistään kuuluisassa Suomessa sinilevätilannetta seurataan joka kesä paikallisten näytteenottojen avulla ja siitä tiedotetaan 22 VTT Impulssi

KUVA 5.

HSI-Stereo-hankkeen (Tekes) hyperspektrikuvantajat lennokin kyydissä.

ihmisille. Myös järvien kartoittamista hyperspektrikameralla lentokoneesta käsin on kokeiltu. Kuvassa 2 on esimerkkinä Lohjanjärvi kuvattuna 200 metrin korkeudelta. Järven koillisosassa lähellä kaupungin keskustaa näkyy merkittävä syanobakteerikeskittymä. Kartoittaminen on paikallista näytteenottoa tehokkaampi keino ymmärtää ilmiötä ja muodostaa siitä kokonaiskuva.

Metsissä esiintyy joskus puita vahingoittavia tuholaisia kuten kaarnakuoriaisia, joilla on ympäristö- ja talousvaikutuksia. Hyperspektrikameroilla voidaan kartoittaa, missä puissa tuhohyönteisiä esiintyy. Näsi ym.11 käyttivät VTT:n kehittämää hyperspektrikameratekniikkaa kuusien (Picea abies L. Karst.) tutkimiseen osana MMEA-tutkimusohjelmaa, jota koordinoi Cleen Oy yhdessä Paikkatietokeskuksen ja Helsingin yliopiston kanssa. Menetelmä vaikuttaa hyvin lupaavalta keinolta ehkäistä ja seurata kaarnakuoriaisten leviämistä.

Terveydenhuoltosektorille kehitimme kameran, jolla voidaan havaita sekunneissa ihosyövän esiasteita.12 Kehitimme myös verkkokalvon hyperspektrikuvantamiseen kameran, jolla voidaan helpottaa happisaturaation ja verkkokalvon rakenteen tutkimista sekä glaukooman ja diabeteksen diagnosointia.13 Muita kehittämiämme laitteita ovat esimerkiksi hyperspektraalimikroskooppi, kemialliset kuvantajat, puhelimen kuoreen kiinnitettävä langaton mikrospektrometri CO2-tason seurantaan ja uutuutena myös iPhonen kameraan liitettävä hyperspektrijärjestelmä. Lue lisää anturiteknologiastamme. 14 Hyperspektrikuvantamista käytetään myös arkeologiassa15, biodiversiteetin kvantifioinnissa ja luonnonhoidossa.16 Jos sinulla on ajatuksia muista tavoista soveltaa spektraalista tietoa, ota meihin yhteyttä! Todennäköisesti voimme räätälöidä kameran juuri sinun tarpeisiisi.

Huoneenlämmössä toimivat infrapuna-nanobolometrit Kehitimme piipohjaisia infrapuna-nanobolometrejä, jotka testirakenteilla suorittamiemme mittausten perusteella ovat jopa yhden tai kaksi suuruusluok-

kaa herkempiä kuin tämänhetkiset huippulaitteet (termistoribolometrit ja lämpösähköiseen ilmiöön perustuvat bolometrit).17 Pieniaukkoisten, edullisten optisten järjestelmien entistä parempi herkkyys on merkittävä etu. Ne voivat tarjota edullisen vaihtoehdon muille antureille yli 5 µm:n aallonpituuksilla.

Superkondensaattorit Esineiden internet ja puettavat teknologiat perustuvat pitkälti siihen, että niiden järjestelmiin kuuluvat mikrosysteemit ja anturit tarvitsevat hyvin vähän energiaa tai jopa keräävät kaiken tarvitsemansa energian ympäristöstään itse ja ovat silti langattomasti kytkettyjä. Monissa tapauksissa pattereiden käyttö ja vaihtaminen olisi liian kallista. Siksi energian kerääminen (lämmöstä, liikkeestä, langattomasta lähiverkosta, auringosta jne.) ja varastoiminen on oleellista.

Superkondensaattorit ovat eräs keino varastoida sähköenergiaa. Ne voivat vapauttaa energiaa hyvin nopeasti (esimerkiksi tiedonsiirtoon) ja pystyvät varastoimaan sitä massaansa nähden runsaasti. Klassinen superkondensaattoreiden vertailukeino on niiden suorituskyvyn arviointi Ragone-kuvaajan18 avulla, jossa esitetään niiden tehotiheys- ja energiatiheysalueet.

Näin voidaan kuvata sitä, miten nopeasti ja miten paljon energiaa superkondensaattori vapauttaa aktiivisen osansa kokoon nähden. VTT:n superkondensaattorit ja tämänhetkiset huippulaitteet perustuvat huokoiseen piihin ja atomikerroskasvatuksella kasvatettuun titaaninitridipinnoitteeseen19.

Koska superkondensaattorit ovat äärimmäisen ohuita, voidaan puhua energiasta per pinta. Tässä tapauksessa saavutetaan tehotiheys ~50 mW/mm2 tai energiatiheys ~2 mWs/mm2.

MEMS-pohjaiset CO2-anturit ja suhteelliset kosteusanturit Ympäristön ja etenkin ilman laadun mittaamiseen käytettäville antureille on yhä enemmän kysyntää. Markkinoille on jo tullut joitain antureita, viimeisimpänä Boschin BME68020. VTT on kehittämässä MEMSpohjaista ratkaisua, jolla pystytään erittäin nopeasti

mittaamaan niin pieniä kuin erittäin suuriakin ilman CO2-pitoisuuksia21 esimerkiksi uloshengityksestä.

Tällä hetkellä keskitymme toimintavarmuuden parantamiseen eri lämpötiloissa. Jos onnistumme, uskomme tämän MEMS-anturin, jossa on 1 neliömillimetrin aktiivinen alue, pystyvän ilmoittamaan CO2pitoisuuden alle sekunnissa ja käyttävän mittaukseen vain muutaman milliwatin. Kokonsa ansiosta CO2anturista voi tulla hyvin edullinen anturivaihtoehto kuluttajaelektroniikkaan. Kehitämme myös menetelmää ilman suhteellisen kosteuden ja hiilidioksidipitoisuuden samanaikaiseen mittaamiseen.

Piifotoniikka Vuosien varrella olemme kehittäneet kilpailukykyisen pii-oksidi-pii-rakenteisiin piikiekkoihin (silicon-oninsulator, SOI) perustuvia valokanavia, joiden koko mitataan mikrometreissä. Niillä on ainutlaatuisia ominaisuuksia kuten alle 0,1 dB:n häviö senttimetrillä, erittäin suuri kaistanleveys (1,2–8 µm) ja alhainen polarisaatioriippuvuus. Niiden taivutussäde on alle 10 µm ja kaarroshäviö alle 0,1 dB/90°.

Osaamisemme ansiosta pystymme integroimaan valokanavia piisiruille entistä tiheämmin. Perinteistä työtämme passiivisten komponenttien parissa täydentävät nyt aktiiviset komponentit ja niiden integrointi kohti entistä edullisempaa, nopeampaa ja energiatehokkaampaa tiedonsiirtoa. Kartoitamme myös muita sovellusmahdollisuuksia esimerkiksi biologian, kaasuantureiden ja lääketieteen alueilla.

Lisää yksityiskohtaista tietoa löytyy tämän lehden aiemmasta numerosta.22 Valmistuspalvelut Sen lisäksi, että VTT tarjoaa t&k-sopimuspalveluja asiakkailleen, valmistusprosessien kehittämistä sekä IP-lisensointia ja osallistuu yhteisrahoitteisiin tutkimusohjelmiin, tarjoamme myös piipohjaisten tuotteiden sopimusvalmistuspalveluja tytäryhtiömme VTT Memsfabin23 kautta. Voimme tarjota valituille prosesseille valmistusprosesseja, jopa kymmenien tuhansien kiekkojen 150 millimetrin piikiekkojen vuosituotantoa.

Kuva: Roope Näsi

KUVA 3.

Tutkittujen puiden luokittelu­ tulokset IR-spektrikuvan ja normaalin värikuvan päällä.

VTT Impulssi 23

TIETOLIIKENNEOSAAMISEMME OVAT TULEVAISUUDEN VERKKOJEN, KUTEN 5G, JA NIIHIN LIITTYVIEN LAITTEISTOJEN KÄRKEÄ.

PHILIPPE MONNOYER Philippe Monnoyer on VTT:n Mikrosysteemit-tutkimusalueen päällikkö. Hän väitteli tohtoriksi fysikaalisesta kemiasta vuonna 1998 Namurin yliopistossa Belgiassa. Hän on työskennellyt Liègen avaruuskeskuksessa, Imecissä ja Motorolalla (sittemmin Freescale Semiconductors) sen, ST Microelectronicsin ja Philipsin (sittemmin NXP) tutkimusyhteistyölaitoksessa Ranskan Crollesissa lähellä Grenoblea.

Vuonna 2007 Monnoyer saapui Suomeen ja VTT:lle työskentelemään MEMSteknologian parissa. Hänen tutkimusryhmänsä keskeisiä tutkimusalueita ovat muun muassa mikrospektrometrit, MEMS, säteilyanturit, superkondensaattorit, infrapunananobolometrit ja pietsosähköiset materiaalit – tutkimusryhmänsä on osa VTT:n liiketoiminta-aluetta, joka tarjoaa teknologiaa piistä pilveen, mukaan lukien painettua elektroniikkaa, anturijärjestelmiä, metrologia- ja terveyssovelluksia, viestintäjärjestelmiä ja digitaalisia palveluja.

24 VTT Impulssi

Kun prosessin kehittäminen on saatu päätökseen, voimme valmistaa asiakkaalle MEMS-ratkaisujamme, antureita ja komponentteja tai pilottituotteita. Kumppanimme ja asiakkaamme voivat sitten integroida avainkomponentit runsaasti lisäarvoa tuottaviin instrumentteihin haluamaansa käyttöä varten. Myös teknologian siirto massatuotantoa varten on mahdollista. Tyypillisiä esimerkkejä tuotannostamme ovat esimerkiksi säteilyanturit, mikromekaaniset Fabry–Perot-interferometrit jne.

Uusia yrityksiä Pelkästään piiosaamisen myötä VTT:stä on irronnut lukuisia spinoff-yrityksiä kuten VTT Memsfab23, Aivon24, Advaplan (CMP-palvelut), Advacam25 (suuripinta-alaiset fotonilaskurit), Spectral Engines (spektrianturit)26 ja Asqella (THzpohjaiset turvatarkastusratkaisut)27.

Koska VTT pystyy integroimaan teknologiaa vertikaalisesti aina komponenteista pilvipalveluihin asti, yrityksiä syntynee tulevaisuudessa lisää.

Piistä pilveen ”Piistä pilveen” on Petri Kalliokosken johtaman liiketoiminta-alueemme motto. Ydintoimintaamme ovat tietointensiiviset tuotteet ja palvelut.

VTT:n vahvuus on kykymme kehittää ratkaisuja läpi koko arvoketjun erillisten tutkimusalueiden rajojen yli. Esimerkiksi rullalta-rullalle

painetun elektroniikan linjamme28,29 ja piipohjaiset mikrosysteemitekniikkamme avaavat ovia entistä edullisemman, joustavan hybridielektroniikan tutkimiseen. Anturijärjestelmien asiantuntijamme integroivat komponentteja yhä uusiin ratkaisuihin, laitteisiin ja prototyyppeihin. Tietoliikenneosaamisemme ovat tulevaisuuden verkkojen, kuten 5G, ja niihin liittyvien laitteistojen kärkeä. Terveysalan sovellukset, akkreditoitu metrologia30 (VTT Mikes) ja digitaaliset järjestelmät ja palvelut täydentävät osaamisemme, jonka turvin pystymme tarjoamaan ratkaisuja yrityksille ja luomaan uutta taloudellista arvoa.

Yksi tuore esimerkki on tapa, jolla yhdistimme ympäristömetrologian ja hyperspektriteknologian osaamisemme. Aluksi esittelimme keinon tunnistaa materiaaleja ennätykselliseltä 1,5 kilometrin etäisyydeltä31.

Menetelmänä on aktiivisesti valaistu infrapuna-alueen hyperspektriilmaisin (active hyperspectral detection, AHS), ja siinä käytetään superjatkumovalonlähdettä. Teknologian tuorein kehitysaskel otettiin TransSmart-ohjelman myötä32, kun sitä onnistuttiin miniatyrisoimaan huomattavasti käyttämällä mikromekaanista Fabry–Perot-teknologiaa ja ottamalla käyttöön seuraavan sukupolven superjatkumolaser.

AHS-instrumenttia testattiin onnistuneesti liikenneolosuhteissa, missä ajoneuvon edessä olevia kohteita erotettiin spektrisesti.

Lähteet [1] https://en.wikipedia.org/wiki/Industrial_ Revolution [2] https://en.wikipedia.org/wiki/Second_ Industrial_Revolution [3] https://en.wikipedia.org/wiki/Digital_ Revolution [4] http://mtceu2016.memscongress.com/ breakoutsessions/ [5] http://www.gartner.com/it-glossary/ digitalization [6] http://www.vttresearch.com/Impulse/Pages/ Digitalisation-in-closing-the-gap.aspx [7] http://www.vtt.fi/inf/pdf/visions/2013/V3.pdf [8] Katunäkymä https://www.google.fi/maps/@6 0.1845479,24.8188365,3a,46.3y,296.53h,90.53t/ data=!3m7!1e1!3m5!1saRxfdVeUG6nespjQnUeqj w!2e0!6s%2F%2Fgeo2.ggpht.com%2Fcbk%3Fp anoid%3DaRxfdVeUG6nespjQnUeqjw%26output %3Dthumbnail%26cb_client%3Dmaps_sv.tactile. gps%26thumb%3D2%26w%3D203%26h%3D10 0%26yaw%3D49.058609%26pitch%3D0!7i13312 !8i6656?hl=en [9] http://www.spacex.com/ [10] https://wiki.aalto.fi/display/SuomiSAT/ Summary Aalto-1-satelliitin spektrikamera on rakennettu osana ESA-StrIn-hanketta “MEMS Fabry-Perot Interferometer Technology for Miniaturized Hyperspectral Imagers and Microspectrometers”, ESA-sopimusnumero 4000106267/12/NL/CP. [11] Näsi, R., Honkavaara, E., LyytikäinenSaarenmaa, P., Blomqvist, M., Litkey, P., Hakala, T., & Holopainen, M. (2015). Using UAV-Based Photogrammetry and Hyperspectral Imaging for Mapping Bark Beetle Damage at Tree-Level.

Remote Sensing, 7(11), 15467-15493.

[12] http://www.vttresearch.com/media/news/ vtts-hyperspectral-camera-shows-promisingresults-in-detection-of-skin-field-cancerization [13] Kaare et al., Development of tunable Fabry-

Perot spectral camera and light source for medical applications, AIP Conf. Proc. 1537, 231 (2013); http://dx.doi.org/10.1063/1.4809717 [14] http://www.vttresearch.com/Impulse/Pages/ Fabry-Perot-Interferometer-technologies.aspx [15] http://www.ted.com/talks/gregory_heyworth_ how_i_m_discovering_the_secrets_of_ancient_ texts [16] http://www.ted.com/talks/greg_asner_ ecology_from_the_air [17] U. Dillner et al., J. Sens. Sens. Syst. 2, 85 (2013).

[18] https://en.wikipedia.org/wiki/Ragone_chart [19] http://arxiv.org/abs/1603.00798 [20] https://www.bosch-sensortec.com/bst/ products/all_products/bme680 [21] Koppinen et al., A novel MEMS gas sensor based on ultrasonic resonance cavity, Ultrasonics Symposium (IUS), 2014 IEEE International, pp 655–658.

[22] http://www.vttresearch.com/Impulse/Pages/ Small-is-big-growth-and-new-opportunities-insilicon-photonics.aspx [23] http://www.vttmemsfab.fi/ [24] http://aivon.fi/ [25] http://www.advacam.com [26] http://www.spectralengines.com/ [27] http://asqella.com/ [28] http://www.vttresearch.com/Impulse/Pages/ Pilot-plants-forge-innovative-ideas-into-businessactivities.aspx [29] https://www.youtube.com/watch?v=vbD2nXJ 9PIc&list=UUsk0HC6ZHwPdbQwE8UWzW5A&ind ex=1 [30] http://www.vttresearch.com/Impulse/Pages/Bymeasuring-you-can-improve.aspx [31] A. Manninen et al. Opt. Express 22, 71727177 (2014).

[32] http://www.transsmart.fi/transsmart/in_english

VTT Impulssi 25

Voiko

älykkäiden kaupunkien suorituskykyä mitata?

Kaupunkiväestön osuus Euroopassa on 78 prosenttia.

Kaupungeissa syntyy 85 prosenttia EU:n bruttokansantuotteesta ja yli 90 prosenttia uusista innovaatioista. Toisaalta kaupungeissa tuotetaan yli 70 prosenttia kaikista hiilidioksidipäästöistä. Negatiivisten vaikutusten vähentäminen edellyttää kaupungeilta kykyä muuntua älykkäiksi kaupungeiksi, Smart Cityiksi.

Teksti Miimu Airaksinen

26 VTT Impulssi

ta, ja kaupunkiväestön osuus niissä kasvaa edelleen.

Lähes 70 prosenttia maailman väestöstä asuu vuoteen 2050 mennessä urbaaneilla alueilla. Kaupunkien korkea väestötiheys lisää energia- ja vesivaroihin, liikenteeseen, rakennuksiin ja julkisiin tiloihin kohdistuvia rasitteita1. Urbaanit alueet vastaavat yli 70 prosentista nykyisistä hiilidioksidipäästöistä. Ne siis vaikuttavat merkittävästi ilmastonmuutoksen etenemiseen, mutta ovat samanaikaisesti erittäin alttiita sen vaikutuksille.

Tästä aiheutuu huomattavia, esimerkiksi ilmansaasteisiin, liikenneruuhkiin, jätehuoltoon ja terveyteen liittyviä haasteita2.

SBA:n mukaan3,4 kestävän kehityksen perusperiaate on, että kaikki elämän ja hyvinvoinnin edellytykset ovat suoraan tai välillisesti riippuvaisia luonnon ympäristöstä. Kestävä kehitys luo ja ylläpitää olosuhteita, joissa ihmiset ja luonto ovat tuottavassa sopusoinnussa tavalla, joka mahdollistaa nykyisen ja tulevien sukupolvien sosiaalisten, taloudellisten ja muiden vaatimusten täyttämisen. Kestävä kehitys on tärkeää, jotta meillä on nyt ja tulevaisuudessa riittävä määrä vettä, raaka-aineita ja muita resursseja ihmisten terveyden ja ympäristön suojeluun.

Smart City -käsite pitää usein sisällään ajatuksen tieto- ja viestintäjärjestelmiä hyödyntävästä kaupungista5. Osa määritelmistä käsittelee intelligent cities- ja smart cities -termejä synonyymeina6, osa taas erillisinä käsitteinä5. Malek7 käyttää nimitystä älykäs kaupunki (intelligent city) kaupungista, jossa on IT-infrastruktuuri. Smart City -kehityksen lopullisena tavoitteena on usein kestävä kehitys8.

Kaupungit ovat myös suotuisa ympäristö luovuudelle ja talouskasvulle: niillä on valtava ja ainutlaatuinen potentiaali, mitä tietojen vaihtoon, optimointiin ja uusiin ratkaisuihin tulee. Siirtymisprosessi etenee kuitenkin hitaasti9, 10. EU on määrittänyt ilmasto- ja energiatavoitteet vuodelle 2030 (EY 2014), joten esteiden purkamiseksi ja ongelmien ratkaisemiseksi tarvitaan kipeästi älykkäitä ratkaisuja11 ja ripeämpää siirtymisprosessia. Infrastruktuurien ruuhkautumiseen, energiankulutukseen, resurssien hallintaan ja ympäristönsuojeluun liittyvien ongelmien ratkaiseminen edellyttää innovatiivisia lähestymistapoja. Smart City -ratkaisujen kehittäminen on erittäin tärkeässä asemassa eurooppalaisen 2030-strategian ympäristötavoitteiden sekä niitä seuraavien 2050-tavoitteiden saavuttamisen kannalta.

LÄHES 70 PROSENTTIA MAAILMAN VÄESTÖSTÄ ASUU VUOTEEN 2050 MENNESSÄ URBAANEILLA ALUEILLA.

Tausta ja johdanto Yli puolet koko maapallon väestöstä asuu kaupungeissa. EU28-maissa osuus on jo yli kaksi kolmannes-

VTT Impulssi 27

TIEDE

S

uorituskykyanalyysi on muodostunut tärkeäksi projektien suunnittelu- ja arviointityökaluksi, ja sitä voidaan hyödyntää myös kaupunkien arviointiin. Kaupunkivertailu voi tukea sopivia kohteita etsivien sijoittajien päätöksentekoa. Kaupungit voivat arvioida omia vahvuuksiaan ja heikkouksiaan vertailujen perusteella ja määrittää tavoitteita ja strategioita tulevalle kehitykselle ja vertailutulosten parantamiselle.

Nykyisten Smart City -arviointikehysten vertailu ja analyysi osoittivat, että kestävän kehityksen kolme pilaria yhteisö, ympäristö ja talous ovat yleisesti omaksuttuja ja laajalti käytössä. Smart City -projektin onnistumisen arviointiin tarvitaan kuitenkin muutakin. Menestyksen määrittää osaltaan myös se, miten projekteja on jo toteutettu tai tullaan toteuttamaan eri olosuhteissa. Smart City -projektien kehityksen ja toteutuksen hallinta vaikuttaa merkittävästi niiden Yhteisö-, Ympäristö- ja Talousmittareilla mitattaviin tuloksiin. CITYkeys sisältää tämän vuoksi erilaisia mittareita, joilla voidaan arvioida kaupunkikontekstin merkitystä sekä kehitysja toteutusprosessin laatua.

Lisäksi on tärkeää, että yksittäisiä Smart City -menestystarinoita voidaan toistaa muissa kaupungeissa ja olosuhteissa. CITYkeys-projektin Levittäminen-luokalla arvioidaan Smart City -projektien laajentamis- ja käyttömahdollisuuksia erilaisissa olosuhteissa.

Keskeisten suorituskykymittareiden (KPI) käyttö mahdollistaa myös kaupungin eri alijärjestelmien toiminnan optimoinnin, kun esimerkiksi energia- ja liikennevirtoja voidaan tehostaa samalla kun niiden ympäristövaikutuksia minimoidaan. Kaupungin valvontajärjestelmä mahdollistaa tietojen käytön ja vaihdon kaupunkiympäristössä käytettävien sovellusten välillä. Jotta kaupunkien alijärjestelmien tietoja voidaan käyttää mahdollisimman kattavasti, järjestelmien tulee noudattaa standardeja ja käyttää yhteensopivia rajapintoja. Valvontajärjestelmät voivat lisäksi tukea kaupungin optimaalista toimintaa holistisilla käyttöjärjestelmillä, jotka mahdollistavat erilaisten sensoreiden keräämän datan jakamisen, analysoinnin ja visualisoinnin.

ÄLYKÄS KAUPUNKIJÄRJESTELMÄ

Käyttäjät

Teknologia

Yhteistyö

Hallinto

Palvelut

TALOUS

YHTEISÖ

Viestintä

Liiketoiminta

RINNAKKAISELO Luonnon ympäristö

Rakennettu ympäristö

YMPÄRISTÖ KUVA 1.

Tyypillinen Smart City -arviointikehys.

Uusia tehokkaita, helppokäyttöisiä, yhteensopivia ja integroitavia teknologioita ja palveluita tarvitaan kipeästi etenkin energia-, kuljetus- ja tieto- ja viestintätekniikassa: älykkäitä ratkaisuja, jotka ovat erittäin tehokkaita ja kestäviä, mutta myös edistävät taloudellista ja sosiaalista hyvinvointia. Tämä onnistuu parhaiten hyödyntämällä kaupungin kaikkia resursseja ja koordinoimalla sen eri toimijoita uusien teknologioiden ja kaukonäköisten yhteisten käytäntöjen avulla.

Suorituskykyanalyysi on muodostunut tärkeäksi projektien suunnittelu- ja arviointityökaluksi, ja sitä voidaan hyödyntää myös kaupunkien arviointiin. Erilaiset kaupunkivertailut ovat nykyään suosittuja ja kiinnostavat yleisöä yhä enemmän. Kaupunkivertailut voivat houkutella kaupunkeihin uusia asukkaita ja tukea sopivia kohteita etsivien sijoittajien päätöksentekoa. Kaupungit voivat arvioida omia vahvuuksiaan ja heikkouksiaan vertailujen perusteella ja määrittää tavoitteita ja strategioita tulevalle kehitykselle ja vertailutulosten parantamiselle. Kaupunkien asianmukainen vertailu edellyttää tarkoitukseen sopivia arviointimekanismeja ja mittareita. Mittarin yksi mahdollinen määritelmä on ”mikä tahansa kiinnostavan kohteen tilan mittaaja. Mittareita käytetään usein muuttujina, kun mallinne28 VTT Impulssi

taan monimutkaisten ympäristöjärjestelmien muutoksia”12.

Kaupunkien hallintoelimet arvioivat yleensä projektien onnistumista keskeisten suorituskykymittareiden (KPI) avulla. Ne voivat liittyä kaupungin ympäristöllisiin, sosiaalisiin ja taloudellisiin tavoitteisiin13. Mittareiden tulee osoittaa, miten kaupunki edistyy kestävän kehityksen periaatteet huomioivien strategisten tavoitteidensa saavuttamisessa, jotta kaupunki voi kehittää mittareita kullekin Smart City -osa-alueelle asetettujen tavoitteiden saavuttamiselle. Lisäksi on esitetty, että onnistumisen mittareiden tulee liittyä kaupungin visioon ja tavoitteisiin14.

Eri kaupungeilla, yrityksillä, tutkimusryhmillä ja viranomaisilla on meneillään useita hankkeita, joissa pyritään luomaan menetelmiä tai arviointikehyksiä kaupunkien ympäristövaikutusten tai kestävän kehityksen mittaamiseen.

Elinkaariajattelun avulla on viime aikoina laadittu useita standardeja, joilla määritetään IT-ja viestintätuotteiden, -verkkojen ja -palveluiden ympäristövaikutuksia. Lisäksi käynnissä on hankkeita, joissa kaupungit raportoivat tietoja kasvihuonekaasupäästöistään ja energiankäytöstään15.

Useimmissa Smart City -arviointikehyksissä käytetään perinteistä jaottelua yhteisö,

ympäristö ja talous (katso Kuva 1). Joissakin tapauksissa jaottelu vaikuttaa arviointikehyksen taustalla. Arviointikehyksissä on yleensä omia mittareita eri luokille, kuten talous, yhteisö ja arki sekä hallinto ja palvelut. Lähes kaikissa on myös ympäristöön liittyviä mittareita esimerkiksi energiankulutuksen, rakennusten kestävän kehityksen, hiilijalanjäljen ja jätetuotannon mittaamiseen. Järjestelmät huomioivat myös älykkään liikkuvuuden, liikenteen ja infrastruktuurit, mutta painotukset vaihtelevat eri arviointikehysten välillä. Tieto- ja viestintätekniikan rooli edistävänä teknologiana sisältyy kaikkiin pääluokkiin.

Keskeiset suorituskykymittarit (KPI) Mittarijoukkoja on lukuisia, mutta vain osa on yleisesti hyväksyttyjä. Kaupungit valitsevat yleensä kuhunkin tarkoitukseen parhaiten sopivat mittarit, mikä vaikeuttaa kaupunkien välisten ja joskus jopa kaupungin omien arviointitulosten vertailua.

Eurooppalainen innovaatiokumppanuus Smart Cities and Communities8 tukee kaupunkien energiatehokkuutta, uusiutuvan energian käyttöä ja kasvihuonekaasupäästöjen vähentämistä edistämällä teknologisia innovaatioita ja kansalaisyhteisöjen osallistumista innovatiivisilla konsepteilla, prosesseilla, menetelmillä ja työkaluilla. Toiminnan avoimuuden ja uskottavuuden kannalta on tärkeää, että se on selkeästi mitattavissa, jotta saavutukset voidaan esittää todistettavasti kaupungin johdolle ja laajemmin koko yhteisölle. Edistymisen mittaaminen voi lisätä kaupunkilaisten tietoisuutta vähähiilisestä elämäntavasta ja auttaa teollisuutta löytämään uusia liiketoimintamahdollisuuksia. Se myös tukee prosessia koordinoivaa ja valvovaa kaupunginhallintoa. Tähän tarkoitukseen tarvitaan kattava mittarijärjestelmä, joka pohjautuu mahdollisimman pitkälti todelliseen dataan.

Kaupunkien käytettävissä on jo monia toimivia mittarijärjestelmiä, kuten Euroopan kaupunkien kestävää kehitystä koskeva viitekehys, Global City Indicators Facility ja European Energy Award. Se mitä puuttuu, on laajalti hyväksytty mittarijärjestelmä, joka kuvastaa nimenomaan Smart City -lähestymistapaa. Tällaisen järjestelmän kehittäminen antaisi kaupungeille mahdollisuuden tehdä itsearviointeja ja verrata omaa edistymistään muiden kaupunkien kanssa. Smart City -termi täytyy ensin määritellä yksiselitteisesti, jotta

TARVITAAN KATTAVA MITTARIJÄRJESTELMÄ, JOKA POHJAUTUU MAHDOLLISIMMAN PITKÄLTI TODELLISEEN DATAAN. sen perusteella voidaan muodostaa mittareita ja eurooppalaisista kaupungeista saadaan yhdenmukaista ja vertailukelpoista dataa. Lisäksi kaupunkeja johtavien tahojen on kyettävä hyväksymään entistä avoimempi raportointi yleisten, yhdessä hyväksyttyjen mittareiden saavuttamisen edistymisestä.

CITYkeys-projektissa suoritettu nykyisten arviointikehysten vertailu osoittaa, että Smart City -viitekehysten ja suorituskykymittareiden kirjo on hyvin laaja: ne vaihtelevat hyvin tarkoista alakohtaisista mittareista kokonaisvaltaisiin ja yhdennettyihin koko kaupunkia koskeviin viitekehyksiin (Kuva 2). Valtaosa arvioiduista viitekehyksistä pyrkii mittaamaan koko kaupungin suorituskykyä käyttämällä kokonaisvaltaisia ja yhdennettyjä menetelmiä sekä asianmukaisia mittareita.

Smart City -mittareita koskevien arviointikehysten tarkastelun16 perusteella voidaan sanoa, että yleisimmin käytettyjä luokkia ovat talous, ihmiset ja arki, hallinto ja palvelut, liikkuvuus, liikenne ja infrastruktuuri sekä ympäristö. Tieto- ja viestintätekniikka sisältyy kaikkiin luokkiin. Kukin arviointimenetelmä jaottelee nämä mittarit eri tavoin, mikä vaikeuttaa luokkien selkeää rajaamista. Luokat ovat yleensä myös osittain päällekkäisiä. Esimerkiksi infrastruktuuriluokan mittarit liittyvät usein myös ympäristöön ja ovat siksi päällekkäisiä ympäristöluokan mittareiden kanssa. Tämä osoittaa, miten tärkeä yhdennetty lähestymistapa on.

Ympäristöön ja energiaan liittyvät mittarit ovat tärkeimpien joukossa, mitä hiilidioksidipäästöjen vähentämiseen tulee17, 18, 19. Energiaan liittyvillä mittareilla arvioidaan useimmiten energiankulutuksen tehokkuutta, uusiutuvan energian käyttöä tai puhtaan energian käyttöä liikenteessä. Energiankulutusta mitataan yleensä BKT- tai asukaskohtaisesti, mutta käytössä VTT Impulssi 29

ENERGIAINTENSITEETEISTÄ ON LUULTAVASTI TULLUT ENERGIATEHOKKUUDEN YLEISIMPIÄ MITTAREITA.

on myös muita mittarityyppejä, kuten älykkäitä energiamittareita käyttävien kotitalouksien osuus kaikista kotitalouksista.

Energiaan ja ilmastonmuutokseen liittyvät mittarit olivat hyvin esillä useimmissa arviointimenetelmissä. Tämä osoittaa, miten tärkeitä ympäristöön liittyvät tekijät eli Kuvan 1 alareunassa näkyvät ympäristömittarit ovat. Myös kaksi muuta perinteistä kestävän kehityksen pilaria eli yhteisö ja talous olivat tärkeässä asemassa. Monitasoista hallintoa ja projektien toistettavuutta kuvaavat mittarit sitä vastoin puuttuivat täysin.

Tämä on huomionarvoista, sillä monitasoinen hallinto on ehdoton edellytys yhdennettyjen ratkaisujen käyttöönotolle kaupungeissa.

Skaalattavuus ja toistettavuus ovat tärkeitä myös toteutuskelpoisten ratkaisujen toteutuksen ja levittämisen kannalta.

CITYkeys-arviointimenetelmä ja -mittarit on tarkoitettu Smart City -projektien onnistumisen arviointiin sekä (onnistuneiden) projektien toistettavuuden arviointiin muissa olosuhteissa.

Menestyksen mitta on koko kaupunkialueiden ekologisessa jalanjäljessä tapahtuva muutos, joka samanaikaisesti edistää taloudellista hyvinvointia ja sosiaalisten tavoitteiden saavuttamista sekä kykyä sietää ilmastonmuutosta ja muita ulkoisia häiriötekijöitä. Kestävän kehityksen käsitteestä ja sen kolmesta peruspilarista eli kestävästä sosiaalisesta kehityksestä (yhteisö), kestävästä ympäristön kehityksestä (ympäristö) ja kestävästä taloudellisesta kehityksestä (talous) on tullut yleisesti hyväksyttyjä kaupunkien kansallisen ja alueellisen arvioinnin mittausjärjestelmien kehittäjien keskuudessa 20. Ne ovat hyvin näkyvässä roolissa myös yritysten raportoinnissa21.

Arvioinnin ytimessä on se, miten laaja vaikutus Smart City -projekteilla on sosiaa30 VTT Impulssi

lisiin, ympäristöä koskeviin ja taloudellisiin mittareihin. Smart City -projektin onnistumisen arviointiin tarvitaan kuitenkin muutakin.

Menestyksen määrittää osaltaan myös se, miten projekteja on jo toteutettu tai tullaan toteuttamaan eri olosuhteissa. Smart City -projektien kehityksen ja toteutuksen hallinta vaikuttaa merkittävästi niiden Yhteisö-, Ympäristö- ja Talous-mittareilla mitattaviin tuloksiin22.

Hiremath et al. huomauttavat myös, että hallinnosta on muodostunut kestävän kehityksen neljäs peruspilari17. Järjestelmän tulee tämän vuoksi sisältää erilaisia mittareita, joilla voidaan arvioida kaupunkikontekstin (ulkoiset tekijät) merkitystä sekä kehitys- ja toteutusprosessin laatua (sisäiset tekijät).

Yksittäisten Smart City -projektien toistettavuus muissa kaupungeissa ja olosuhteissa määrittää viime kädessä niiden lopullisen vaikutuksen energiaan ja hiilidioksidipäästöihin liittyvien eurooppalaisten tavoitteiden saavuttamiseen. Levittäminen-luokan mittareilla arvioidaan Smart City -projektien laajentamis- ja käyttömahdollisuuksia erilaisissa olosuhteissa.

KPI-mittaus Kaupungin toimintojen ymmärtämisen ja suorituskyvyn arvioinnin kannalta on tärkeää, että Smart City -mittarit pohjautuvat mahdollisimman reaaliaikaiseen dataan, kun seurataan esimerkiksi kriittisen tärkeää infrastruktuuria, kuten rakennuksia tai liikennettä.

Reaaliaikainen data voidaan ryhmitellä kahteen pääluokkaan; 1) fyysinen kaupunkidata ja 2) mittausdatasta saatavat tiedot. Fyysisillä tiedoilla viitataan kaupunkialueen valvontaan, kuten kaupunkien fyysiseen valvontaan liittyvien mallien tunnistamiseen. Mittausdatasta saatavilla tiedoilla viitataan tässä kaupungin palveluiden toimittamiseen ja käyttöön eli esimerkiksi energian tai veden jakeluun tai jätteiden keräykseen liittyviä mittauksia.

Kaupunkidata sisältää tietoja kysynnästä ja tarjonnasta.

Seurattavien keskeisten suorituskykymittareiden tulkinta Suorituskyvyn tehokkuus voidaan määritellä suoritteen, palvelun, tavaran tai energian tuotoksen ja energiapanoksen välisenä suhteena23.

Energiaintensiteeteistä on luultavasti tullut energiatehokkuuden yleisimpiä mittareita. Ne

mittaavat tuotoskohtaista energiankulutusta ja vastaavat kysymykseen siitä, miten paljon energiaa täytyy kuluttaa halutun tavoitteen saavuttamiseksi. Tämä saattaa vaikuttaa yksinkertaiselta, mutta tuotoksen ja panoksen mittaamiseen on itse asiassa olemassa lukuisia erilaisia tapoja.

Lähestymistavan valinta edellyttää aina jonkinlaisia kompromisseja24 (Forsström et al. 2011).

Keskeisten suorituskykymittareiden seuraaminen Keskeisten suorituskykymittareiden (KPI) käyttö mahdollistaa myös kaupungin eri alijärjestelmien toiminnan optimoinnin, kun esimerkiksi energia- ja liikennevirtoja voidaan tehostaa samalla kun niiden ympäristövaikutuksia minimoidaan.

Käyttötietojen hyödyntäminen on samalla tärkeää energiayhtiöiden toiminnan ja resurssien tehokkaan käytön kannalta. Jos kuluttajilla ja valtuutetuilla kolmansilla osapuolilla olisi mahdollisuus tarkastella omia tietojaan, ne voisivat ymmärtää ja hallita omaa energiankulutustaan entistä paremmin ja aktiivisemmin. Tämä pienentäisi energialaskuja ja tekisi kuluttajista entistä tehokkaampia energiankäyttäjiä.

Datan tehokas optimointi edellyttää kuluttajien tietosuojaa kunnioittavaa oikeus- ja sääntelyjärjestelmää, kuluttajien mahdollisuutta käyttää omia energiankäyttötietojaan ja päättää niiden jakamisesta kolmansien osapuolten kanssa sekä arkaluonteisten tietojen suojaamista, jotta kuluttajat ovat valmiita hyväksymään

YHTEISÖ

YMPÄRISTÖ

• Terveys (3) • Turvallisuus (4) • (Muiden) palveluiden saatavuus (7) • Koulutus (3) • Monimuotoisuus ja sosiaalinen yhteenkuuluvuus (3) • Asuinrakennusten ja rakennetun ympäristön laatu (6)

• Energia ja ilmastonmuutoksen hillitseminen (7) • Raaka-aineet, vesi ja maa (10) • Ilmastonmuutoksen sieto (1) • Saasteet ja jätteet (4) • Ekosysteemi (2)

KUVA 2.

datan avoimen jakamisen (open data)25. Lisäksi on kehitettävä teknisiä standardeja ja protokollia, jotka edistävät ja tukevat arkaluonteisten tietojen tietosuojaa, jakamisvalintoja sekä turvallista siirtoa ja ylläpitoa yhteensopivissa järjestelmissä.

Keskustelu ja päätelmät Suorituskykyanalyysi on muodostunut tärkeäksi projektien suunnittelu- ja arviointityökaluksi, ja sitä voidaan hyödyntää myös kaupunkien arviointiin. Erilaiset kaupunkivertailut ovat nykyään hyvin suosittuja ja kiinnostavat yleisöä yhä enemmän. Kaupunkivertailu voi tukea sopivia kohteita etsivien sijoittajien päätöksentekoa. Kaupungit ja yhteisöt voivat hyödyntää vertailutuloksia omien vahvuuksiensa ja heikkouksiensa arvioinnissa ja määrittää niiden perusteella tavoitteita ja strategioita tulevalle kehitykselle ja kaupunkijärjestelmän suorituskyvyn parantamiselle.

Kaupunkien hallintoelimet arvioivat projektien onnistumista keskeisten suorituskykymittareiden avulla. Ne voivat liittyä kaupungin ympäristöllisiin, sosiaalisiin sekä taloudellisiin tavoitteisiin. Mittareiden tulee osoittaa, miten kaupunki edistyy kestävän kehityksen periaatteet huomioivien strategisten tavoitteidensa saavuttamisessa, jotta kaupunki voi kehittää mittareita kullekin Smart City -osa-alueelle asetettujen tavoitteiden saavuttamiselle. Lisäksi on esitetty, että onnistumisen mittareiden tulee liittyä kaupungin visioon ja tavoitteisiin.

HYVINVOINTI

• Työllisyys (2) • Pääoma (2) • Vihreä talous (3) • Taloudellinen suorituskyky (5) • Innovointi (5) • Vetovoima ja kilpailukyky (1)

HALLINTO

LEVITTÄMINEN

• Organisaatio (6) • Yhteisön osallistuminen (5) • Monitasoinen hallinto (2)

• Skaalattavuus ja toistettavuus (10) • Menestystekijät (8)

CITYkeys-projektissa kartoitetut Smart City -viitekehykset (www.citykeys-project.eu).

VTT Impulssi 31

Älykkäiden kaupunkien suorituskyvyn mittauskehysten vertailu ja analyysi osoittivat, että kestävän kehityksen kolme pilaria eli yhteisö, ympäristö ja talous ovat yleisesti omaksuttuja ja laajalti käytössä.

Smart City -projektin onnistumisen arviointiin tarvitaan kuitenkin muutakin. Menestyksen määrittää osaltaan myös se, miten projekteja on jo toteutettu tai tullaan toteuttamaan eri olosuhteissa. Smart City -projektien kehityksen ja toteutuksen hallinta vaikuttaa merkittävästi niiden yhteisö-, ympäristö- ja talous-mittareilla mitattaviin tuloksiin. CITYkeys-kehys sisältää tämän vuoksi erilaisia mittareita, joilla voidaan arvioida kaupunkikontekstin (ulkoiset tekijät) merkitystä sekä kehitys- ja toteutusprosessin laatua (sisäiset tekijät).

Yksittäisten Smart City -projektien toistettavuus muissa kaupungeissa ja olosuhteissa määrittää viime kädessä niiden lopullisen vaikutuksen mitä energiaan ja hiilidioksidipäästöihin liittyvien tavoitteiden saavuttamiseen tulee. CITYkeys-projektin Levittäminen-

MIIMU AIRAKSINEN Tutkimusprofessori, tekniikan tohtori (rakennustekniikka) Miimu Airaksinen tuntee sekä suomalaisen että eurooppalaisen rakennusalan haasteet ja vahvuudet.

Airaksinen tutkii rakennetun ympäristön ekotehokkuutta VTT:llä ja rakennusalan tulevaisuuden painopisteitä ja on mukana Suomen ilmastopaneelissa sekä YK:n Habitat-neuvonantajana.

Hän on kehittänyt aktiivisesti Smart Building- ja Smart City -konsepteja sekä käyttäjätutkimuksia.

32 VTT Impulssi

luokalla arvioidaan Smart City -projektien laajentamis- ja käyttömahdollisuuksia erilaisissa olosuhteissa.

Kaupungin toimintojen ymmärtämisen ja suorituskyvyn arvioinnin kannalta on tärkeää, että Smart City -mittarit pohjautuvat mahdollisimman reaaliaikaiseen dataan. Seurattavien mittareiden tulee antaa holistinen näkymä kaupungin kestävästä kehityksestä. Rakennusten energiankulutusta kaupungeissa mitataan yleensä kilowattitunteina (kWh tai kWh/m2).

Mittari on erittäin hyödyllinen rakennuskannan suunnitteluvaiheessa, mutta ei anna tietoja rakennuskannan käytön tehokkuudesta sen valmistuttua. Mittari voi aiheuttaa jopa vääriä johtopäätöksiä, jos rakennuskannan käyttötietoja tai historiaa ei tunneta. Käyttövaiheessa on tärkeää tietää, miten tehokkaasti rakennuksia käytetään. On tärkeää tietää esimerkiksi kuinka monta tuntia päivässä rakennuksessa on ihmisiä, mutta myös ihmisten määrä.

Keskeisten suorituskykymittareiden (KPI) käyttö mahdollistaa myös kaupungin eri alijärjestelmien toiminnan optimoinnin, kun esimerkiksi energia- ja liikennevirtoja voidaan tehostaa samalla kun niiden ympäristövaikutuksia minimoidaan. Kaupungin valvontajärjestelmä mahdollistaa tietojen käytön ja vaihdon kaupunkiympäristössä käytettävien sovellusten välillä.

Jotta kaupunkien alijärjestelmien tietoja voidaan käyttää mahdollisimman kattavasti, järjestelmien tulee noudattaa standardeja ja käyttää yhteensopivia rajapintoja. Valvontajärjestelmät voivat lisäksi tukea kaupungin optimaalista toimintaa holistisilla käyttöjärjestelmillä, jotka mahdollistavat erilaisten sensoreiden keräämän datan jakamisen, analysoinnin ja visualisoinnin.

Datan tehokas optimointi edellyttää kuluttajien tietosuojaa kunnioittavaa oikeus- ja sääntelyjärjestelmää, kuluttajien mahdollisuutta käyttää omia energiankäyttötietojaan ja päättää niiden jakamisesta kolmansien osapuolten kanssa sekä arkaluonteisten tietojen suojaamista, jotta kuluttajat ovat valmiita hyväksymään muun datan avoimen jakamisen (open data).

Lisäksi on kehitettävä teknisiä standardeja ja protokollia, jotka edistävät ja tukevat arkaluonteisten tietojen tietosuojaa, jakamisvalintoja sekä turvallista siirtoa ja ylläpitoa yhteensopivissa järjestelmissä.

Viitteet: [1] Euroopan komissio, 2013, mietintö Euroopan parlamentille: Mapping Smart Cities in the EU. IP/A/ ITRE/ST/2013–02.

[2] OECD, 2012, OECD Environmental Outlook to 2050, OECD Publishing.

[3] SBA Sustainable Building Alliance, 2009.

Common Carbon Metric. For Measuring Energy Use & Reporting Greenhouse Gas Emissions from Building Operations. UNEP SBCI. http://www.sballiance.org/ dldocuments/common-carbon-metric2009.pdf.

[4] EPA, United States Environmental Protection Agency, 2014, What is sustainability?, http://www. epa.gov/sustainability/basicinfo.htm [5] Hollands, RG., 2008. Will the real smart city please stand up? City 12, 3, (joulukuu 2008), 303320. DOI=http://10.1080/13604810802479126.

[6] Allwinkle, S. ja Cruickshank, P., 2011, Creating smarter cities: an overview, Journal of urban technology, 18, 2,(huhtikuu 2011), 1–16. DOI=ht tp://10.1080/10630732.2011.601103.

[7] Malek, JA., 2009. Informative global community development index of informative smart city, 8. kansainvälinen WSEAS (World Scientific and Engineering Academy and Society) -konferenssi, koulutus ja koulutusteknologia. 17.–19. lokakuuta 2009, Genova, Italia. ISSN: 1790–5109.

[8] Euroopan komissio, EIP SCC, Eurooppalainen innovaatiokumppanuus ”Smart Cities and Communities”, strateginen täytäntöönpanosuunnitelma, 14. lokakuuta 2013, http://ec.europa.eu/eip/smartcities/ [9] Giffinger, R., Fertner, C., Kramar, H., Meijers, E., Pichler-Milanovic, N., 2007, Ranking of European medium-sized cities, loppuraportti, Wien, 2007.

[10] Gonzales, J.A. and Rossi, A., 2011, New trends for smart cities, open innovation mechanism in smart cities, Euroopan komissio ja tieto- ja viestintätekniikkapolitiikan tukiohjelma.

[11] Nam, T. & Pardo, T.A., 2011, Conceptualizing Smart City with dimensions of technology, people and institutions. 12. Annual International Conference on Digital Government Research, 12.–15. kesäkuuta, College Park, MD. [12] Canadian Environmental Assessment Agency.

2013. Cumulative Effects Assessment Practitioners’ Guide, http://www.ceaa-acee.gc.ca/default. asp?lang=En&n=43952694[13] GSMA 2013. Guide to Smart Cities.

The Opportunity for Mobile Operators. http:// smartcitiesindex.gsma.com/indicators/ [14] Colldahl, C., Frey, S., Kelemen, J. E., 2013, Smart Cities: Strategic Sustainable Development for

an Urban World, School of Engineering. Blekinge Tekniska Högskola (BTH). Karlskrona, Ruotsi.

[15] Lövehagen, L., Bondesson, A., 2013.

Evaluating sustainability of using ICT solutions in smart cities – methodology requirements. ICT4S 2013, International Conference on Information and Communication Technologies for Sustainability. s.

175–182.

[16] Airaksinen M., Ahvenniemi H., Virtanen M., 2012, Smart City Key Performance Indicators, European Energy Research Alliance, EERA, tilaraportti, Joint Program Energy in Cities.

[17] Hiremath, R.B., Balachandra, P., Kumar, B., Bansode, S.S. and Murali, J., 2013, Indicator-based urban sustainability – A review. Energy for Sustainable Development 17 (2013), 555-563.

[18] McManus, P., (2012) Measuring Urban Sustainability: the potential and pitfalls of city rankings, Australian Geographer, Vol. 43, No. 4, s.

411–424.

[19] Nielsen, Per Sieverts; Ben Amer, Sara and Halsnæs, Kirsten., 2013. TRANSFORM-project.

Definition of Smart Energy City. Julkaisut 1.1. ja 1.2.

Danmarks Tekniske Universitet, DTU. [20] SCOPE, 2007. Sustainability Indicators: A Scientific Assessment. Ed. T. Hák, B. Moldan ja A.L. Dahl., Washington: Island Press. 2.

[21] Kolk, A., 2004. A Decade of Sustainability Reporting: Developments and Significance.

International Journal of Environment and Sustainable Development 3, no. 1 (2004): 51–64.

[22] Fortune, Joyce and Diana White, 2006.

Framing of project critical success factors by a systems model. International Journal of Project Management 24 (2006) 53–65.

[23] Euroopan komissio, 2006. Euroopan parlamentin ja neuvoston direktiivi 2006/32/EY, annettu 5. päivänä huhtikuuta 2006, energian loppukäytön tehokkuudesta ja energiapalveluista sekä neuvoston direktiivin 93/76/ETY kumoamisesta, Euroopan unionin virallinen lehti.

[24] Forsström, Juha; Lahti, Pekka; Pursiheimo, Esa; Rämä, Miika; Shemeikka, Jari; Sipilä, Kari; Tuominen, Pekka; Wahlgren, Irmeli, 2011, Measuring energy efficiency. Indicators and potentials in buildings, communities and energy systems. VTT. [25] DOE, 2010, Department of Energy, Yhdysvaltojen energiaministeriö, Data access of privacy issues related to smart grid technologies, 5. lokakuuta 2010, http://www.energy.gov/sites/prod/ files/gcprod/documents/Broadband_Report_Data_ Privacy_10_5.pdf

VTT Impulssi 33

Maailma

kuluttajien silmin

Kuluttajien käyttäytymisestä ja käyttäjien kokemuksista on mahdollista saada uudenlaista tietoa katseenseurannalla (eye tracking, ET).

Teksti Johanna Närväinen, Janne Laine

34 VTT Impulssi

Mitä katseenseuranta on?

Eri sovellusalueet asettavat katseenseurantajärjestelmille erilaisia vaatimuksia, jotka voivat liittyä esimerkiksi mittaamisen tilalliseen ja ajalliseen tarkkuuteen ja huomaamattomuuteen sekä järjestelmän käyttöönoton ja kalibroinnin helppouteen. Katseenseurantatekniikat ovat kehittyneet huomattavasti viime vuosina.

Teknologia, joka soveltui aiemmin vain melko vaikeasti toteutettaviin ja rajallisiin laboratoriokokeisiin, on nyt entistä monipuolisempi tutkimustyökalu, jota voidaan hyödyntää monipuolisesti kuluttaja- ja käyttäjätutkimuksissa hyvinkin erilaisissa ympäristöissä.

Silmänliikkeitä on seurattu eri tavoin ja menetelmin, kuten silmälihasten sähköistä aktiivisuutta mittaavalla elektromyografialaitteella tai erikoispiilolinsseillä.

Käyttäjä- ja kuluttajatutkimuksissa suositaan optista katseenseurantaa, joka perustuu silmän ja pupillin

KUVA 1.

suhteellisen sijainnin vertailuun. Suhteellinen sijainti muuttuu katseen kohteen (kiintopisteen) vaihtuessa, mutta pienillä päänliikkeillä ei ole vaikutusta siihen.

Pupillin sijaintia seurataan tietokonenäkömenetelmällä silmän takaosassa sijaitsevalle verkkokalvolle heijastettavan infrapunavalonsäteen avulla. Sarveiskalvolta takaisin heijastuva valo muodostaa silmään valotäplän. Sen heijastuspiste voidaan paikantaa ja sitä voidaan seurata silmästä kuvatussa videokuvassa.

Kun laitteisto on kalibroitu, katseen kohdistuminen voidaan visualisoida tietokoneella reaaliaikaisesti.

Kuluttaja- ja käyttäjätutkimuksissa katsetietojen näytteenottotaajuus on yleensä 50–100 Hz. Neurotieteellisissä ja psykologisissa tutkimuksissa käytetään kameroita, joiden näytteenottotaajuus on jopa 1 000 Hz. Katseenseurantalaitteiden kaksi päätyyppiä ovat etäkäyttöiset ja puettavat laitteet.

Etäkäyttöisissä järjestelmissä kamera sijoitetaan tutkittavaa vastapäätä, yleensä näkökentän alapuolelle ja määrätylle etäisyydelle silmistä. Laite sijoitetaan usein esimerkiksi tietokoneen näytön alapuolelle. Myös kauemmas sijoitettavien suurempien näyttöjen käyttö on mahdollista, kunhan näkökentän muoto ei muutu.

Tietokoneen laskema katsevektori liitetään tutkittavan katselemaan näyttöön ja ilmoitetaan koordinaatteina.

Puettavat katseenseurantalaitteet ovat silmälaseja, joissa kamerat on upotettu kehyksiin. Järjestelmässä on yleensä myös eteenpäin suunnattu videokamera, joka tallentaa tutkittavan visuaalisen kentän. Sitä käytetään katseen projektiotasona. Laitteen valinta määräytyy yleensä tutkimuskohteen perusteella: etäkäyttöinen järjestelmä soveltuu kaksiulotteisille

Yhden käyttäjän katseen reitti verkkosivulla ensimmäisten kolmen sekunnin aikana. Reitillä näkyvät ympyrät kuvaavat fiksaatioita, jolloin katse pysähtyi yli 80 millisekunnin ajaksi.

VTT Impulssi 35

TIEDE

K

uinka esimerkiksi selvittäisit, miten asiakkaat liikkuvat ruokakaupassa ja mihin elementteihin ja tuotteisiin heidän huomionsa kohdistuu? Yksi tapa on haastatella heitä ja kysyä, mitä he näkivät ja missä järjestyksessä.

Tuloksia käsiteltäessä on kuitenkin muistettava raportointiharha: vastaajat eivät välttämättä muista kaikkea näkemäänsä – tai eivät halua paljastaa sitä. Samanlaisia haasteita kohdataan aina kun tutkitaan käyttäjien tai kuluttajien käyttäytymistä: mainontaa, verkkosivuja, pelejä, käytettävyyttä tai pakkausten suunnittelua.

Katseenseuranta antaa tietoa visuaalisen huomion kohdistumisesta ja katseen reitistä kvantitatiivisesti ja täysin objektiivisesti.

materiaaleille, on tutkittavalle huomaamaton ja sillä kerätyn datan analysointi on yleensä suoraviivaista.

Katseenseurantalasit soveltuvat kolmiulotteiseen ympäristöön, kuten asiakkaan myymäläkäyttäytymisen seuraamisen tai fyysisten pakkausten tai laitteiden käsittelyn tutkimiseen. Niillä kerätyn datan analysointi on kuitenkin melko työlästä eikä tiedoista ole helppo tehdä ryhmätasoisia yhteenvetoja.

Käyttäjän visuaalisen huomion ja sen siirtymisen seuraaminen Silmä-mieli-hypoteesi olettaa, että kohde, jota henkilö katsoo, liittyy siihen, mihin hän kiinnittää huomiota ja mitä hän ajattelee1.

Vaikka on helppo löytää esimerkkejä tilanteista, joissa huomio ja katse eivät kiinnity samaan asiaan, niillä on yleensä tiivis yhteys – etenkin silloin, kun kohdetta katsovalla henkilöllä on tietty tavoite. Katseenseuranta paljastaa katseen liikeradan ja siten tietoa siitä, mihin

KATSEEN­SEURANTA ON TEHOKAS TYÖKALU, JOLLA ON MAHDOLLISTA KERÄTÄ OBJEKTIIVISTA TIETOA, JOTA EI MUULLA TAVOIN SAADA.

36 VTT Impulssi

katsojan huomio kohdistuu. Toisaalta katse reagoi erittäin nopeasti: uuden näkymän katseluun käytetty ensimmäinen alle sekunnin mittainen jakso voi paljastaa, mihin huomio kohdistuu henkilön tiedostamatta.

Keskeiset visuaaliset ominaisuudet, joihin huomio kiinnittyy, liittyvät kiinteästi biologiaan: huomaamme etenkin ilmeikkäät kasvot, seuraamme visuaalisia vihjeitä siitä, mitä muut katsovat, ja kiinnitämme huomiota liikkeeseen.

Visuaalisen huomion (visual attention) kohdistuminen ja siirtyminen kohteesta toiseen on merkittävä tekijä kuluttajien ja käyttäjien käyttäytymisessä ja käyttökokemusten muodostumisessa eri sovellusalueilla2. Yritykset pyrkivät ymmärtämään kuluttajia ja käyttäjiä entistä paremmin ja suunnittelemaan heidän tarpeisiinsa sopivia palveluita, tuotteita ja markkinointiviestintää. Katseenseuranta on tehokas työkalu, jolla on mahdollista kerätä objektiivista tietoa, jota ei muulla tavoin saada. Tässä artikkelissa esitetään aiem-

JANNE LAINE

JOHANNA NÄRVÄINEN

Diplomi-insinööri Janne Laine toimii erikoistutkijana VTT:n digitaalisten palveluiden kontekstitiimissä. Hän viimeistelee parhaillaan tohtorinväitöskirjaa visuaalisten havaintojen ja käyttäjäkokemusten mittaamisesta ja mallintamisesta.

Lainetta kiinnostaa kaikki visuaalinen, ja hänellä on aiempaa kokemusta kuvantamisteknologioista ja visuaalisesti psykometriasta. Hän keskittyy erilaisten palveluiden suunnitteluun liittyvien visuaalisten ja muiden muuttujien välisiin suhteisiin, käyttäjien ja asiakkaiden kokemuksiin ja arvoihin sekä suunnitteluprosessin ohjaamiseen niiden avulla.

Lainetta kiinnostaa myös pelien hyötykäyttö sekä erilaisten sovellusalueiden pelillistäminen.

Lääketieteellisen fysiikan tohtori Johanna Närväinen työskentelee erikoistutkijana VTT:n digitaalisen terveyden tiimissä.

Närväistä kiinnostavat persoonallisuustekijöiden, eri tavoin mitattujen fysiologisen vasteiden sekä implisiittisten ja eksplisiittisten mieltymysten välinen vuorovaikutus sekä tämän ymmärryksen tuominen terveyskäyttäytymisteemaan.

Hän käyttää työssään laajasti erilaisia mittausmenetelmiä aivokuvantamisesta aktiivisuusrannekkeisiin, ja sovellukset vaihtelevat syömiskäyttäytymisen neurobiologiasta stressin tunnistamiseen.

KUVA 2.

Lämpökarttakuvaus liikuntaesitettä 60 sekunnin ajan tarkastelevien 34 terveen ja normaalipainoisen naisen katseiden reiteistä. Lämpökartat kuvaavat mittauksen aikajaksoja 0–10 sekuntia (vasemmalla), 10–30 sekuntia (keskellä) ja 30–60 sekuntia (oikealla).

pien tutkimustulosten avulla, millaisia tietoja katseenseurantadatan kerääminen ja analysointi voi tuottaa.

Esimerkeissä mainitaan myös joitakin sovellusalueita, joilla katseenseurantaa voidaan hyödyntää.

Kuvassa 1 esitetään yhdeltä kokeellisen verkkosivuston aloitussivulla käyneeltä henkilöltä mitattu katseen reitti. Tutkimuksessa kehitettiin analyysimenetelmiä, joilla voidaan luokitella ja kuvailla erilaisia huomionsiirtymisreittejä digitaalisissa palveluissa.

Ympyrät kuvaavat fiksaatioita eli silmäpysähdyksiä, jolloin katse kohdistuu tiettyyn paikkaan.

Ympyrän koko kuvaa pysähdyksen kestoa. Se on yhteydessä siihen, miten paljon huomiota henkilö kiinnitti kyseiseen kohteeseen. Silmäpysähdykset kohdistuvat yleensä sivuston visuaalisesti keskeisimpiin kohteisiin, kuten otsikoihin, kuviin, logoihin tai navigointipalkkeihin. Fiksaatioiden välissä on sakkadeita eli silmän nopeita liikkeitä, joiden aikana näköjärjestelmä ei vastaanota tietoja.

Huomion sujuva virtaus on tärkeää interaktiivisten tuotteiden ja digitaalisten palveluiden käyttökokemuksen kannalta. Jos kokemus ei ole hyvä, tuote tai palvelu ei houkuttele käyttäjiä kokeilemaan käyttöä tai jatkamaan sitä. Yksinkertaisissa käyttöliittymissä, joissa käyttäjä esimerkiksi antaa henkilötietoja tai varaa lentoja, katseenseurannalla voidaan täydentää muita mittauksia, kuten tehtävän suorittamiseen käytettyä aikaa tai haastatteluin ja kyselyin kerättyjä käyttäjätyytyväisyystietoja.

Käytettävyystestin osallistujat eivät välttämättä aina osaa selittää, miksi käyttöliittymän käyttö tuntuu hankalalta. Katseenseuranta voi paljastaa muutoin vaikeasti selvitettäviä ongelmia, jotka liittyvät tietojen löydettävyyteen tai huomion siirtymiseen käyttöliittymän eri elementtien välillä.

Katseenseurannan avulla voidaan myös kehittää käyttöliittymää käyttökokemuksen sujuvoittamiseksi tai vertailla käyttöliittymän eri versioiden käyttökokemusta koko iteratiivisen suunnitteluprosessin ajan.

Verkkosivusto on monimutkaisempi tutkimuskohde, sillä sivuston käyttäjillä voi olla hyvin erilaisia suoria tai epäsuoria tavoitteita. Osa käyttäjistä saattaa etsiä tiettyä tietoa ja haluaa löytää sen nopeasti, toiset taas selailevat sivuja kiireettä ja lueskelevat löytämiään kiinnostavia sisältöjä. Onpa käyttäjän motiivi mikä tahansa, käyttökokemus pitkälti määrää palvelun arvon käyttäjälle.

Kun katseenseurantaa käytetään yhdessä muiden tutkimusmenetelmien kanssa, voidaan tunnistaa ja ymmärtää erilaisia käyttäjätyyppejä ja määrittää, miten sivustoa voidaan muokata niiden erilaisten tarpeiden ja arvojen mukaisesti.

Yksittäisten käyttäjien katseiden reiteistä voidaan saada tärkeitä kvalitatiivisia tietoja siitä, miten palvelua todellisuudessa käytetään, mikä voi erota hyvinkin paljon suunnittelutiimin oletuksista. Suunnittelupäätöksiä ei kuitenkaan voi tehdä pelkästään yksittäisten käyttäjien käyttötottumusten perusteella.

Jotta katseenseurannan tuloksia voidaan käyttää suunnitteluvalintojen ohjaamiseen, tarvitaan tietoja laajojen käyttäjäryhmien visuaalisesta huomiosta.

Huomaavatko he käyttöliittymän keskeisimmät elementit ja ymmärtävätkö he ne? Kiinnittyykö käyttäjien huomio markkinointiviestintämateriaalin oikeisiin kohtiin? Tuottaisiko erilainen ulkoasu paremman käyttökokemuksen ja enemmän lisäarvoa? Näihin kysymyksiin vastaaminen edellyttää ryhmätasoisia tilastoja visuaalisesta huomiosta.

Heat map eli lämpökartta on yleisesti käytetty – ja myös väärinkäytetty – tapa visualisoida katseenseurantadataa. Lämpökartta asetetaan tutkittavan tarkasteleman aineiston päälle ja alueet, johon kohdistuu eniten visuaalista huomiota, merkitään värein. Lämpökartat eivät kerro, huomasiko käyttäjä tietyt elementit vai ei, vaan antavat yleiskuvan yksittäisen käyttäjän tai käyttäjäryhmän huomion suhteellisesta jakautumisesta.

Kuvassa 2 on kolmen eri ajanjakson aikana mitatut kumulatiiviset lämpökartat. Käyttäjät lukevat ensimmäiVTT Impulssi 37

KUVA 3.

Vasemmalla näkyvä lämpökartta kuvaa 40 tutkittavan huomion kohdistumista katseenseurantakokeen aikana. Keskimmäisen kuvan luvut ovat ryhmätason tilastoja neljään AOI-alueeseen kohdistuneesta visuaalisesta huomiosta. Oikealla kuvataan huomion tyypillistä siirtymistä eri AOI-alueiden välillä kuvan katsomisen alkuvaiheessa.

sen 10 sekunnin aikana esitteen otsikon ja sitä seuraavan tekstin. Sen jälkeen käyttäjien huomio hajautuu, mutta on tärkeää huomata, että he kiinnittivät suhteellisen vähän huomiota kuvaan ja logoon. Kuva katseen reittikartoista kaikille 34 tutkittavalle ei olisi informatiivinen, mutta tiettyä aikajaksoa kuvaavat lämpökartat tai lämpökarttavideot antavat melko hyvän yleiskuvan käyttäjien huomion kohdistumisesta ja siirtymisestä.

Kuvassa 3 vasemmalla näkyvässä kuvassa on lämpökartta, jossa esitetään kootusti kokeellista mainoskuvaa viiden sekunnin ajan katselleen 40 tutkittavan katseen kohdistuminen. Siitä näkyy selvästi, että visuaalinen huomio kohdistui valtaosin kuvassa olevan naisen kasvoihin ja tuotepakkaukseen. Myös naisen jalkoja ja kenkiä katsottiin, mutta vähemmän.

Kun nämä neljä elementtiä määritetään merkittäviksi alueiksi (area of interest, AOI), katseenseurantadatasta voidaan laskea kuvaavia yhteenvetotilastoja, joista saadaan kvantitatiivisia tietoja visuaalisesta huomiosta.

Tilastot näkyvät keskimmäisessä kuvassa. Katseen viipymisaika AOI-alueella on ilmaistu sekä millisekunteina että prosentuaalisena osuutena koko katseluajasta. Osuma-aste (hit ratio) osoittaa niiden tutkimushenkilöiden määrän ja prosentuaalisen osuuden, joilla oli ainakin yksi fiksaatio AOI-alueella. Tilastoista ilmenee muun muassa, että noin 25 prosenttia ajasta käytettiin tuotepakkauksen katsomiseen ja 23 prosenttia naisen kasvojen katseluun. Kengät ja jalat jäivät vähemmälle huomiolle, kuten lämpökartoistakin näkyy.

Edellä käsitellyt lämpökartat ja tilastot antavat hyödyllisiä tietoja tutkittavien ryhmän huomion keskimääräisestä kohdistumisesta. Ne eivät kuitenkaan anna tietoja huomion siirtymisestä alueiden välillä, mikä olisi suunnittelijoille hyödyllistä tietoa.

Katseen reitin mittaus toimii hyvin yhdelle henkilölle (Kuva 1), mutta koko ryhmän reittien kuvauksesta tulee helposti niin epäselvä, että se on 38 VTT Impulssi

käytännössä hyödytön. Ryhmän katseiden keskimääräisten reittien kuvaaminen mielekkäällä tavalla on vaikeaa. Huomion siirtymistä katsomisen alkuvaiheessa on kuitenkin mahdollista kuvata laskemalla ensin kunkin AOI-alueen ensimmäisen fiksaation keskimääräinen aika ja yhdistämällä AOI-alueet niiden ensimmäisen katseluhetken perusteella (Kuva 3, oikealla). Kuvaus on helppotulkintainen, mutta yksinkertaistavana yleistyksenä se saattaa ohittaa tarkempia tietoja esimerkiksi huomion siirtymisestä edestakaisin kahden elementin välillä.

Olemme saaneet lupaavia tuloksia monimuuttujaanalyysien soveltamisesta digitaalisten palveluiden käyttäjien katsereittien automaattiseen tunnistamiseen ja visualisointiin. Tuloksia ei ole vielä julkaistu.

Tässä artikkelissa on toistaiseksi käsitelty esimerkkejä, joissa katsotaan paikallaan pysyviä kohteita (stillkuvia ja verkkosivuja, joissa ei ole dynaamista sisältöä). Etämittausjärjestelmää voidaan toki käyttää myös dynaamisen sisällön, kuten videoiden tai pelien, katselun seurantaan. Se soveltuu minkä tahansa sellaisen kohteen tutkimiseen, josta voidaan saada hyödyllisiä tietoja katseenseurannalla. Etämittaus soveltuu tutkimushenkilöille, jotka eivät liiku paljon ja katsovat paikallaan olevaa näyttölaitetta. Vaihtoehto tälle asetelmalle on kuvassa 4 vasemmalla näkyvät katseenseurantalasit, joita käyttävä tutkimushenkilö voi liikkua suhteellisen vapaasti aidossa ympäristössä, tässä tapauksessa ruokakaupassa.

Mobiilit puettavat katseenseurantajärjestelmät tallentavat videon siitä, mitä tutkittava näkee. Ne myös laskevat katseen sijainnin ja tallentavat sen automaattisesti, esimerkiksi kuvan 4 mittauksessa näytteenottotaajuus oli 30 Hz. Näiden tietojen perusteella tutkittavan huomion kohdistuminen hetki hetkeltä voidaan visualisoida eri tavoin. Kuvassa 4 oikealla näkyvä reaaliaikainen lämpökartta kuvaa visuaalisen huomion kohdistumista ja siirtymistä asioinnin aikana.

AOI-alueita voidaan määrittää myös aidoissa ympäristöissä, mutta AOI-tilastojen laskeminen edellyttää tällöin aiemmin mainituista esimerkeistä poiketen huomattavaa työmäärää. Autenttisissa ympäristöissä ongelmaksi muodostuvat dynaamiset ärsykkeet, jotka vaihtelevat osallistujien välillä. Mahdollisia keinoja prosessin automatisointiin ovat 3D-mallinnus ja tietokonenäkömenetelmät, joista on jo saatu lupaavia alustavia tuloksia. Esimerkiksi pelien käyttöön ja sosiaaliseen vuorovaikutukseen liittyy samanlaisia haasteita ja mahdollisia ratkaisuja, myös kun mittaukseen käytetään etämenetelmää.

Katseenseurantatietojen täydentäminen Visuaalista huomiota koskevia tietoja voidaan täydentää muilla mittauksilla. Käyttäjäkokemuksen mittaamisessa voidaan hyödyntää aivojen ja kehon biosignaaleita. Huomion laatua voidaan luonnehtia tarkemmin esimerkiksi tarkkailemalla viritystilan tasoa, lähestymismotivaation suuntaa tai tunnetiloja.

Katseenseurantaa on käytetty myös aivokuvantamisen kanssa, jolloin saadaan tarkempia tietoja kognitiivisista prosesseista esimerkiksi sosiaalisen vuorovaikutuksen aikana3. Katsedatan avulla on lisäksi mahdollista tunnistaa kiinnostumishetket, jotka tapahtuvat eri henkilöillä eri aikaan: milloin henkilö katsoo kohdetta ja mikä hänen tunnetilansa on sillä hetkellä? Digitaalisten uutistenlukupalveluiden tutkimuksen4 yhteydessä osoittautui, että osanottajat olivat erittäin motivoituneita nähdessään videotallenteen, johon lisättiin heidän katseensa reitti. Osallistujat kommentoivat jälkikäteen tiettyjä kiinnostuksen hetkiä palvelun käytön aikana. Näin saatiin hyödyllisiä tietoja katseenseurantadatan tulkintaan yhdessä kyselyistä, haastatteluista ja käyttäjäkohtaisista mieltymyksistä saatujen tietojen kanssa.

Sekä digitaalisissa että autenttisissa ympäristöissä voidaan kerätä lukuisia muita tietoja, jotka täydentävät

KUVA 4.

KUVA 3: NOIN 25 PROSENTTIA AJASTA KÄYTETTIIN TUOTEPAKKAUKSEN KATSOMISEEN JA 23 PROSENTTIA NAISEN KASVOJEN KATSELUUN. kuvaa asiakkaiden ja käyttäjien käyttäytymisestä, kun niitä analysoidaan yhdessä katseenseurantadatan kanssa.

Kun tutkitaan digitaalisia palveluita, kuten kuvassa 1, katseenseurantadataa voidaan täydentää klikkausdatalla.

Yhdessä ne antavat kattavaa tietoa käyttäjien vuorovaikutuksesta palvelun kanssa ja mahdollistavat käyttäjien reittien seuraamisen heidän siirtyessään sivulta toiselle.

VTT:n syvyyskameratekniikkaa hyödyntävä ihmisten seurantajärjestelmä (Impulssi 2/2014) paljastaa ostoskeskuksessa liikkuvien henkilöiden kulkemat reitit. Sitä hyödynnettiin myös aiemmin mainitussa ruokakauppatutkimuksessa (Kuva 4) yhdessä katseenseurannan kanssa. Tavoitteena oli ymmärtää, millaisia reittejä erityyppiset asiakkaat valitsevat ja mihin heidän visuaalinen huomionsa kohdistuu.

Uusia sovellusalueita Katseenseurannan alalla on tapahtunut merkittävä murros, kun teknologian kehittyminen on tehnyt seurantajärjestelmistä helppokäyttöisempiä ja edullisempia. Kuluttajatutkimuksissa käytettävän ammattilaistason laitteen hinta on noin 20 000 euroa ja peruskäyttö onnistuu ilman erityiskoulutusta. Tie-

Kuva 4. Vasemmalla näkyy ostokokemustutkimuksen osallistuja, joka käyttää katseenseurantalaseja asioidessaan ruokakaupassa. Oikealla on pysäytyskuva lämpökarttavideosta, joka kuvaa asiakkaan huomion kohdistumista ja siirtymistä asioinnin aikana.

VTT Impulssi 39

KUVA 5.

Spontaaneiden vasteiden mittaus, kun tutkittavalle (tutkimushenkilölle) näytetään hedonisia ärsykkeitä. Katseenseuranta tehdään etälaitteella ja lisäksi seurataan aivoja (EEG-päähine), autonomista hermostoa (ihon sähkönjohtavuuden mittaus sormista) sekä kasvonilmeitä (kasvojen iholle kiinnitetyt EMG-elektrodit).

Katseenseurantalaite on palkissa, joka näkyy kuvassa näytön alapuolella. VTT Neurosensing -laboratorio.

tojen siirtoon laitteiden välillä on erilaisia rajapintoja.

Tämä kehitys tulee jatkumaan ja on mahdollista, että katseenseurantalaitteita tullaan integroimaan esimerkiksi kannettaviin tietokoneisiin ja näyttöihin.

Reaaliaikaista katseenseurantadataa on mahdollista käyttää ulkoisen ohjelmiston syötteenä. Käyttöliittymiä voidaan hallita katseella: toiminto käynnistyy, kun fiksaatio tiettyyn elementtiin kestää määrätyn ajan. Muita mahdollisia käynnistimiä ovat silmien sulkeminen (pupillien havainnointi keskeytyy) tai katseen kohdistaminen tutkittavan alueen ulkopuolelle. Näillä hallintaominaisuuksilla on useita kiinnostavia sovelluksia ja käyttäjäryhmiä, joista ilmeisin on henkilöt, joilla on fyysisiä rajoitteita.

Toinen mielenkiintoinen alue on ajoneuvojen ja koneiden ohjaaminen (osittain) katseella tai kuljettajan tai käyttäjän vireystilan arviointi katsetiedon avulla. VTT:n liikennetiimi on tutkinut esimerkiksi autojen uusien näyttöjen vaikutusta kuljettajan visuaaliseen huomioon ja sitä kautta liikenneturvallisuuteen.

Sekä virtuaalitodellisuuden (virtual reality, VR) sovelluksissa käytettäviin VR-päähineisiin että lisätyn todellisuuden (augmented reality, AR) sovelluksissa käytettäviin AR-laseihin on mahdollista integroida katseenseurantaominaisuuksia. Ensimmäisiä prototyyppejä ja ratkaisuja löytyy jo.

VR-päähineisiin lisättynä katseenseuranta mahdollistaa foveated rendering -menetelmän käytön, jolla renderöinti keskitetään käyttäjän tarkan näön alueelle. Menetelmä toimii samaan tapaan kuin ihmisen oma näköjärjestelmä ja sitä pidetään seuraavan sukupolven VR-kokemusten olennaisena elementtinä.

Katseohjausta voidaan virtuaalitodellisuudessa käyttää intuitiivisesti yhdessä eleiden ja puheohjauksen kanssa. Katsepohjaisella vuorovaikutuksella saattaa olla vieläkin lupaavampia mahdollisuuksia lisätyn todellisuuden ratkaisuissa, joissa tietoja voidaan muokata käyttäjän huomion kohdistumisen perusteella. Näin voidaan tukea esimerkiksi tuotannossa, logistiikassa, teknisissä palveluissa tai terveydenhoito­ 40 VTT Impulssi

palveluissa työskenteleviä, monimutkaisia ja haastavia tehtäviä suorittavia asiantuntijoita. Katseenseurannasta tullee VR-ja AR-laitteiden vakiotoiminto.

IoT lisää jokapäiväisiin esineisiin sensoreita ja viestintäominaisuuksia. Kykenemme jo suhteellisen pian seuraamaan käyttäjän katsetta käytännöllisesti katsoen kaikilla laitteilla entistä tarkemmin ja entistä suurempaa laskentatehoa hyödyntäen. Tieteentekijöillä on näin mahdollisuus suorittaa laajamittaisia katseenseurantatutkimuksia luonnollisissa ympäristöissä. Katsepohjaisen vuorovaikutuksen hyödyntäminen avaa myös uusia mahdollisuuksia kehittää älykkäitä ympäristöjä, joissa laitteita ja käyttöliittymiä ohjataan katseella ja ympäristö oppii kunkin käyttäjän rutiinit ja tarpeet ja mukautuu niihin. Vähittäismyynnin, markkinoinnin, median ja jopa teollisuuden alalla voidaan hyödyntää vastaavia ideoita ja tehdä prosesseista entistä sujuvampia, huomaamattomampia ja tehokkaampia.

Viitteet [1] Hoffman, J. E. (1998). Visual attention and eye movements, Attention, Pashler, H. (ed.), Psychology Press, UK. s. 119–154.

[2] Orquin JL ja Loose SM, 2013. Attention and choice: A review on eye movements in decision making, Acta Psychologica 144(1); 190-206.

[3] Wilms M et al. 2010. It’s in your eyes – using gaze-contingent stimuli to create truly interactive paradigms for social cognitive and affective neuroscience, Social Cognitive and Affective Neuroscience (SCAN) 5; 98-107.

[4] Laine, Janne. (2016) Experimental comparison of the user experiences of different digital and printed newspaper versions. Journal of Print and Media Technology Research (tarkistettavana).

©

Rolls-Royce

Näe tulevaisuuteen!

Menestyminen edellyttää rohkeutta ja uusien liiketoimintamahdollisuuksien luomista.

VTT:n InnoLeapin avulla tulevaisuuteen hyppääminen onnistuu hyödyntämällä trendi- ja käyttäjätutkimuksia, yhteissuunnittelua, skenaariotarinoita ja näyttäviä visualisointeja.

Ota yhteyttä ja tee innovatiivinen loikka menestykseen!

www.vtt.fi/innoleap

Rolls-Royce kehittää tulevaisuuden laivojen komentosiltoja sekä autonomisia miehittämättömiä aluksia ja niitä ohjaamaan tarvittavia maihin rakennettavia ohjauskeskuksia. Visiot tulevaisuuden työskentelystä ratkaisuiden kanssa koottiin tarinoiksi, konseptikuviksi ja lopulta 3D-animaatiovideoiksi InnoLeapin avulla.

TEKNOLOGIA Proteiinit paremmin esiin

Maailman houkuttelevin 5G-ympäristö Suomeen VIIDENNEN SUKUPOLVEN langattoman tiedonsiirtojärjestelmän

kehittäminen tulee osaksi arkipäiväämme 2020-luvun alkupuolella. 5G yhdistää tarvittaessa ihmiset, laitteet, kulkuvälineet ja kaupungit toisiinsa internetin ja älykkäiden pilvipalveluiden avulla. 5G:ssä kehitetään mobiilitietoliikenteen lisäksi koneiden, laitteiden ja sensoreiden langattomia yhteyksiä uudelle tasolle.

Meneillään oleva 5G-testiverkkoprojekti mahdollistaa jo nyt uusien ratkaisujen, teknologioiden ja sovellusten kokeilut ja testaukset.

- Tavoitteena on luoda Suomeen maailman houkuttelevin 5G-tutkimus- ja kehitysympäristö, sanoo 5G-testiverkkohankkeen projektipäällikkö Atso Hekkala VTT:ltä.

Tietoliikennetutkimuksen päällikkö Jussi Paakkari VTT:ltä toteaa, että 5G mahdollistaa paljon puhutun digitalisaation toteuttamisen käytännössä. Kyse on kansalaisten sujuvien palvelujen ja uusien liiketoimintamahdollisuuksien lisäksi myös kotimaisen tietoliikenneteollisuuden tulevaisuudesta.

Syväeutektiset eli DES-liuottimet (Deep Eutectic Solvents) tarjoavat VTT:n tutkimusten mukaan tehokkaan, kestävän ja helpon menetelmän proteiinien liuottamiseen maatalouden sivutuotteista.

Menetelmää on kokeiltu proteiinin erottamiseen panimomäskistä, rypsin puristekakusta ja vehnäleseestä, jotka kaikki sisältävät huomattavia määriä proteiinia. Uudesta proteiinin rikastusmenetelmästä voivat hyötyä erityisesti panimot ja rehuntuottajat, mutta lisätutkimusten jälkeen menetelmästä toivotaan myös käyttökohteita elintarviketeollisuuteen.

DES-liuottimilla onnistuttiin erottamaan lähes

80%

olutmäskin proteiinista, kun se perinteisin uutto­ menetelmin päästään korkeintaan 40 prosenttiin.

Älyvaate on aina oikeassa VTT kehitti Smart Clothing -hankkeessaan älykankaisiin ja -vaatteisiin teknologian, joka säätää automaattisesti älyvaatteen lämpötilan henkilön yksilöllisen tarpeen mukaan. Päälle puettavaa älytekniikkaa voidaan soveltaa vaativissa olosuhteisssa: sairaaloissa, vanhainkodeissa sekä eri ammateissa ja kuluttajaryhmissä kuten poliiseilla, palomiehillä, sotilailla, ulkona työskentelevillä, urheilijoilla ja pienillä vauvoilla.

42 VTT Impulssi

VTT ON KEHITTÄNYT toimistoihin ja vaikkapa koululuokkiin

soveltuvan sisustuselementin tarkkailemaan sisäilman laatua. Se havainnoi erityisesti hiilidioksidia, lämpötilaa ja kosteutta ja ohjaa ihmistä valon avulla.

Sisäilman laaduntarkkailijassa yhdistyvät niin VTT:n kehittämät sensorointi-, ledikalvo- kuin langattoman kommunikoinnin teknologiat. Hybridi-integrointiin perustuva valmistusteknologia mahdollistaa tuotteen kustannustehokkaan massavalmistuksen.

Ulkonäöltään purjevenettä muistuttava, sisäilman laatua tarkkaileva design-sisustuselementti soveltuu tiloihin, joissa työhyvinvointi ja -tehokkuus ovat erityisen tärkeitä. Vaihtoehtoisella sensorivalinnalla voidaan mitata myös erilaisia kaasuja, liikettä, ääntä ja valon määrää.

Esineiden internet (IoT) -teknologiaan pohjautuva sisäilman laaduntarkkailija pystyy ohjaamaan valokalvolla ihmisiä puhtaampaan tilaan, jossa esimerkiksi hiilidioksidipitoisuus on alhainen. Kun sensorin mittaama kaasupitoisuus ylittää tietyn tason, lediteknologiaan perustuva valokalvo informoi senhetkisestä tasosta eri väreillä. VTT:n kehittämä Tiny Node -sovellusalusta mahdollistaa myös sisäilman laaduntarkkailijan etäyhteyden ja kommunikoinnin muiden vastaavien IoTlaitteiden kanssa.

Tuotteelle haetaan kaupallistajaa.

Purjevenettä muistuttavan, sisäilman laatua tarkkailevan sisustuselementin korkeus on 30 cm, leveys 20 cm ja pituus 30 cm.

http://www.vtt.fi/medialle/uutiset/vtt-kehittisisustuselementin-tarkkailemaan-sisäilmaa VTT Impulssi 43

TEKNOLOGIA

Kuva: Studio J. Sarkkinen

Sisustuselementti ja sisäilman laaduntarkkailija

TEKNOLOGIA

AVAINSANAT Kiertotalous, kaivosteknologia, raaka-aineet, innovaatio, EIT Raw Materials AVAINHENKILÖT Olli Salmi, Harry Sandström, Mikko Korhonen AVAINVIESTI Teollinen internet ja digitaalisuus vauhdittavat kaivostoimialaa.

VTT:N KONTAKTI Olli Salmi, Harry Sandström, Mikko Korhonen LISÄTIETOJA www.eitrawmaterials.eu

Digikärjellä

kaivokseen Raaka-aineiden uusi kulta-aika saattaa olla aivan kulman takana – sekä Suomessa että Euroopassa.

Teksti Sami J. Anteroinen Kuvat Anton Reenpää ja iStockphoto

44 VTT Impulssi

TEKNOLOGIA

K

un suomalaisissa kaivoksissa kallisarvoisia malmeja tuodaan päivänvaloon, ihan ensimmäisenä ei tule mieleen, että tässä on tilausta aivan uudenlaiselle start-upille. EIT Raw Materialsin Itämeren-aluekeskuksen johtaja Olli Salmi kuitenkin uskoo, että teollinen internet ja digitaalisuus ovat vasta alkaneet myllertää kaivostoimialaa.

– Tulevaisuuden innovaatio voi hyvinkin olla vaikkapa sovellus, joka ohjaa konetta käyttävää kaivosmiestä toimimaan entistä fiksummin, Salmi pohtii.

Kaivosbisneksen – tai isommassa kuvassa raaka-aineiden – tulevaisuus puhuttaa koko mantereen mittakaavassa. Kun nyt ollaan tilanteessa, jossa 80 prosenttia Euroopan unionin tarvitsemista raaka-aineista täytyy tuoda sen ulkopuolelta, vuoteen 2020 mennessä kupletin juoni voikin olla toisenlainen. Esimerkiksi alan sinivalkoista osaamista on jo nyt kosolti olemassa: Euroopan suurin kultakaivos löytyy Kittilästä ja Outotecin ja Metson kaltaiset edelläkävijäyritykset tietävät, miten mineraaleja hyödynnetään huipputeknologian avulla.

Heikkoudesta vahvuus?

Raaka-aineet ovat myös yksi Euroopan innovaatio- ja teknologiainstituutin (EIT) valitsemista painopistealueista. Joulukuussa 2014 perustettiin raaka-aineisiin keskittyvä osaamisja innovaatioyhteisö EIT Raw Materials, jonka tavoitteena on – ei enempää eikä vähempää kuin – kääntää raaka-aineriippuvuuden haaste Euroopan strategiseksi vahvuudeksi.

Olli Salmen mukaan tässä voidaan hyvinkin onnistua, mikäli kaivostoiminta onnistuu luomaan nahkansa ja jalostusprosessi saadaan paremmaksi.

– Selvää on myös, että kiertotalous nousee entistä tärkeämmäksi asiaksi. Jätteiden ja

teollisuuden sivuvirtojen tehokkaampi hyödyntäminen tarjoavat paljon liiketoiminnallisia mahdollisuuksia, Salmi linjaa.

Mutta mitä EIT Raw Materials sitten käytännössä tekee? Salmen mukaan kyseessä on tavallaan kotimainen SHOK (Strateginen huippuosaamisen keskus), mutta täysiverisenä EU-versiona. Raw Materials -yhteisö keskittyy toiminnassaan raaka-aineiden kestävään etsintään, louhintaan, käsittelyyn ja korvaamiseen. Päämääränä on vahvistaa kilpailukykyä, kasvua ja Euroopan raaka-ainesektorin vetovoimaa innovaatioiden ja yrittäjyyden kautta – ja vastuuta on hajautettu ympäri mantereen.

Kovassa seurassa Raw Materials -yhteisöllä on yhteensä kuusi aluekeskusta (co-location center, CLC), joista toimintaa ohjataan: Ranskassa, Italiassa, Puolassa, Belgiassa, Ruotsissa – ja Suomessa. Otaniemessä toimii EIT Raw Materials Baltic Sea CLC Oy, jonka toimialuetta ovat Suomi, Ruotsi ja Viro. Keskus on toiminut nyt reilun vuoden ja sen nokkamiehenä toimii Salmi. Pyörät on saatu pyörimään varsin vinhasti.

– Koko Raw Materials -yhteisö on tänä vuonna käynnistänyt 86 projektia ja meidän CLC:stä käsin on startattu 14 projektia, kuvailee Salmi.

Kaivostoimialan jo pitkältä ajalta tunteva Harry Sandström on yksi Otaniemen EIT Raw Materials -miehistä. Hänen mukaansa nyt kasattu koalitio hakee vertaansa koko Euroopankin mittakaavassa: mukana on 120 partneria ja muun muassa kova nippu maailmanluokan yrityksiä kuten Outotec, Sandvik, Höganäs, Metso Minerals, Atlas Copco, LKAB, Boliden, BASF, UMICOR. – Raw Materials -yhteisöllä löytyy lihasta ja tuloksia saadaan kyllä aikaan, mikäli vain maltetaan tehdä yhteistyötä.

VTT Impulssi 45

Kuva: Anton Reenpää

EIT Raw Materialsin Itämeren-aluekeskuksen tiimissä tulevaisuuden mahdollisuuksia kartoittavat (vasemmalta oikealle) Olli Salmi, Reeta Kemppainen, Mikko Korhonen ja Harry Sandström.

Ruotsi ja Suomi edelläkävijöinä Yllättävän paljon kaivosalan terävimmästä osaamisesta löytyy kylmästä Pohjolasta. Sandströmin mukaan yli 80 prosenttia maailman maanalaisesta kaivosteknologiasta tulee Ruotsista ja Suomesta. Timantinkovaa bisnesosaamista täydentää akateeminen tutkimus, jolla on pitkät perinteet esimerkiksi juuri mineraali­ puolella.

– Meillä on pohjaa mille rakentaa. Iso haaste tässä kuviossa onkin, miten saamme kaiken mahdollisen irti tästä konsortiosta, Harry Sandström pohtii.

Toinen haaste on muuttaa hivenen jähmeäksi mielletyn kaivosalan imagoa – ja mikä tärkeintä, toimialan jokapäiväistä tekemistä ja prosesseja. Myös Sandström näkee kosolti mahdollisuuksia kaivoksen elinkaaren varrella: jos ajatellaan, että prosessi alkaa malmin etsinnällä ja päättyy kenties 50 vuotta myöhemmin 46 VTT Impulssi

kaivoksen sulkeutuessa, tämä ”raaka-aineputki” on tavallaan auki puolen vuosisadan ajan – ja sellaisia asioita on paljon, jotka voitaisiin tehdä nykyistä nopeammin, fiksummin, kustannustehokkaammin…

– Esimerkiksi malmin etsintävaiheesta kaivostoiminnan käynnistymiseen voi mennä 20 vuotta. Elinkaaren varrella on paljon erilaisia vaiheita, jolloin tuotetaan ja käytetään informaatiota – kaivostoiminta todella tarjoaa big data -potentiaalia, linkittää Sandström perinteisen kaivosbisneksen nykypäivän muoti­termiin.

Fiksu skaalaa Harry Sandström katsoo, että kaivosalaa myllertävä muutos on tuonut tullessaan uudenlaisia liiketoimintamalleja.

– Aikaisemmin toimintaa kehitettiin aikansa ja sitten lähdettiin kertaheitolla isosti liikkeelle.

”JOS AJATELLAAN KAIVOSTOIMIALAA, UUSIA YRITYKSIÄ VOI SYNTYÄ ESIMERKIKSI KIERRÄTYKSEN, MITTAUKSEN TAI INFORMAATIOTEKNOLOGIAN YMPÄRILLE.” Nyt voidaan aloittaa pienemmin panostuksin ja skaalata ylöspäin aina tarvittaessa, hän arvioi.

Juuri tähän saumaan voisi sopia uudenlainen start-up-ajattelu. Aloittelevien yritysten kanssa paljon töitä tekevä, EIT Raw Mineralsin asiantuntija Mikko Korhonen näkee, että tällä puolella on paljon mahdollisuuksia. Siinä missä aikaisemmin isot kaivosalan toimijat halusivat pitää koko paketin tiukasti omissa näpeissä, nyt ymmärretään ulkoistaa kaikki, mikä ei ole ihan ”corea”. Toimivan ekosysteemin rakentaminen ja ylläpito on nyt se juttu.

– Pk-yritysten verkottaminen on hyvässä vauhdissa, koska se on tehokas keino toimittaa asiakkaalle koko paketti, Korhonen toteaa.

Hänen mukaansa kyse on ikään kuin palapelin tekemisestä – laajalla yhteistyöllä löydetään parhaat ratkaisut ja toimintamallit.

Tutkijayhteisö – niin Suomessa, Ruotsissa kuin Virossakin – on tiiviisti mukana tässä prosessissa ja ”labrasta markkinoille” -ideologia on mukavassa nosteessa.

– Aallon ja muiden yliopistojen tutkimukseen perustuvia spin-offeja syntyy myös kaivosalalle, tietää Korhonen.

Projekteista ponnistusalustaa Entä nyt käynnissä olevat Raw Materials -projektit? Millaisia innovaatioita on lupa odottaa? Olli Salmen mukaan projekteja on laidasta laitaan, liittyen muun muassa oppimisen tehostamiseen, liiketoiminnan skaalautumiseen ja olemassaolevan tutkimus- ja kehitysinfran fiksumpaan käyttöön.

– Projektien kautta haluamme sitouttaa ennen kaikkea pk-yrityksiä mukaan toimintaan, lisää Salmi. EU-rahaa on mukana 270 miljoonaa euroa ensimmäisen viiden vuoden taipaleelle. Koko rahoituskuvio on rakennettu niin,

että EU:n rahoitus kasvaa tasaisesti seitsemän vuoden ajan, jonka jälkeen se alkaa laskea.

Otaniemen Raw Materials -tiimi on pieni: Salmen vetämässä ryhmässä on yhteensä viisi jäsentä. Paukut on suunnattu siihen, että yritykset itse saavat maksimaalisen hyödyn projekteista – ja uusia toimijoita syntyy alalle.

– Jos ajatellaan kaivostoimialaa, uusia yrityksiä voi syntyä esimerkiksi kierrätyksen, mittauksen tai informaatioteknologian ympärille, pohtii Harry Sandström. Uudet teemat kuten visualisointi ja virtualisointi tulevat nekin muuttamaan perinteistä toimialaa.

Jäähyväiset osaoptimoinnille?

Sandströmin mukaan kaivostoiminta on konservatiivinen toimiala, jossa osaoptimointia harrastetaan edelleen liian paljon. Tulevaisuudessa pystytään fokusoimaan paremmin siihen, että rakennetaan toimivia kokonaisuuksia, hän uskoo.

Myös kokonaan ilman ihmisiä toimiva kaivos alkaa olla mahdollisuuksien rajoissa, toteaa Olli Salmi.

– Automaation kehitys johtaa siihen, että sellaisia konsepteja tullaan varmasti näkemään jossain vaiheessa, Salmi uskoo.

Vastaavasti kierrätyksen tehostaminen voi johtaa siihen, että jokaisesta tulee ”oman elämänsä raaka-ainekauppias” – ainakin mitä tulee esimerkiksi kannettavan tietokoneen komponentteihin.

Vain taivas siis rajana? Ei suinkaan. Salmi tiimeineen nimittäin arvelee, että jossain vaiheessa myös planeetan ulkopuolisia resursseja tullaan hyödyntämään: – Space mining ei ole täällä vielä, mutta vielä joskus voi olla, heittää Salmi.

VTT Impulssi 47

TEKNOLOGIA

AVAINSANAT Tieliikenteen automatisointi, autonomiset ajoneuvot, robottiauto AVAINHENKILÖT Satu Innamaa, Ilkka Kotilainen, Risto Linturi, Mika Rytkönen AVAINVIESTI Tieliikenteen automatisoinnilla lisätään tiellä matkustavien turvallisuutta.

VTT:N KONTAKTI Satu Innamaa LISÄTIETOJA www.vtt.fi

Robottiautojen

esiinmarssi Ajoneuvot teknistyvät digitalisoitumisen myötä juoksuaskelin.

Keskustelevilla autoilla on iso kansantaloudellinen merkitys. NordicWay-hanke, jolla varaudutaan tieliikenteen automatisointiin ja tiellä matkustavien turvallisuuden lisäämiseen, on edennyt pilottivaiheeseen.

Teksti Riitta Ekholm Kuvat iStockphoto, Roope Permanto ja Risto Linturi

48 VTT Impulssi

K

esäjuhlat ovat alkamassa ja minua jännittää. Tilasin kaiken netistä.

Nyt katson levittämääni grafeenikarttaa. Muutama vihreä piste kulkee vielä minua kohti. Vieraat eivät tiedä, mihin ovat tulossa. Kutsukortilla oli noutomatkalippu. Jokainen haettiin kotioveltaan yhteisen reitin varteen, tänne tulevaan robottisukkulaan.

Taidan olla porukasta ainoa, joka vielä ajaa perinteistä autoa. Montaa autoa ei tänne parkkiin mahtuisikaan. Parkkipaikat ovat kaupungeissakin alkaneet vähentyä kutsuliikenteen, robottikuljetusten ja etäläsnäolon yleistyessä”, kirjoittaa teknologiavisionääri Risto Linturi Liikennevirastolle laatimassaan Liikennetiedon visiot -raportissa.

Tuokiokuva vuodelta 2030 ei välttämättä ole kovinkaan kaukana todellisuudesta. Google ja Tesla ovat näyttäneet tietä kädet irti ratista -ajamiselle. Autonomiset ajoneuvot, jotka käyttävät omia sensoreitaan ympäristön havainnointiin, ovat olleet arkea jo pitkään. Teiden liukkautta kuvaavan merkkivalon syttyessä ajaja osaa varautua huonontuneeseen ajokeliin.

– Robottiauto on automatisoidun auton korkein aste. Viidenkymmenen vuoden sisällä liikenne mullistuu täysin, kertoo projektipäällikkö Ilkka Kotilainen Liikennevirastosta.

Ajoneuvot teknistyvät digitalisoitumisen myötä juoksuaskelin. Niissä on jo nyt suuri määrä antureita, joiden avulla ajotietokone tunnistaa auton ja ympäristön tilan. Automaattisen liikenteen metropolivisio -selvityksessä on laskettu, että itsekseen ajavat robottiautot säästäisivät Suomessa useita miljardeja euroja vuodessa 2020-luvulla ja seuraavalle vuosikymmenelle mentäessä jopa sata miljardia euroa vuositasolla.

Teknologiavisionääri Linturi muistuttaa myös, että tieliikenteen onnettomuuksien vuosittaiset kustannukset on arvioitu noin kahden miljardin euron suuruisiksi.

Turvallisuus edellä Pohjoismaat ovat aloittaneet kesällä 2015 kolme vuotta kestävän NordicWay-pilotin osana Verkkojen Eurooppa -hanketta. Tällä varaudutaan Euroopan unionin säätämään älyliikenteen direktiiviin, jonka liikenneturvallisuuden kannalta tärkeitä niin sanottuja turvatietoja koskeva määräys astuu voimaan lähivuosina.

– Pilotti on myös osaltaan valmistautumista tieliikenteen automatisointiin, sanoo Ilkka Kotilainen.

Direktiivi tähtää tiellä liikkuvien jalankulkijoiden, pyöräilijöiden ja ajoneuvoissa matkustavien turvallisuuden lisäämiseen. Siinä on määritelty kahdeksan turvaviestityyppiä erilaisista vaaratilanteista teillä, joista Suomessa testataan seitsemää. Tällaisia ovat muun muassa suojaamattomat onnettomuuspaikat, tiellä havaitut eläimet tai esineet, hallitsemattomat esteet, huonontuneet sääolosuhteet ja heikko näkyvyys.

– Suomessa menehtyy tieliikenteessä pari sataa ja Euroopassa yhteensä noin 25 000 henkilöä vuosittain, taustoittaa Kotilainen pilotin merkitystä onnettomuuksien vähentämisessä.

Inhimillinen virhe on hänen mukaansa 80-prosenttisesti syy liikennetapaturmiin. Niin kauan kuin ihminen on ratissa, liikenne ei koskaan voi olla täysin turvallista.

Hanketta vetää Liikennevirasto yhdessä Liikenteen turvallisuusvirasto Trafin kanssa. VTT valittiin vastaamaan pilotin vaikuttavuusanalyysista. Nokian vastikään saksalaisille Audille, BMW:lle ja Daimlerille myymä paikkaliikennetoimittaja HERE on kehittänyt hankkeeseen sovelluksen ja johtaa Nokian, Elisan, Infotriplan ja Solitan kanssa muodostamaansa konsortiota.

Hanke valmistuu ja tulokset raportoidaan vuoden 2017 loppuun mennessä.

Keskustelevat autot Turvaviestien lähettämisessä ei sinänsä ole mitään uutta. Autoilijat ovat vuosikymmenten saatossa tottuneet radio-ohjelmien keskeyVTT Impulssi 49

”TIELIIKENTEEN ONNETTOMUUKSIEN VUOSITTAISET KUSTANNUKSET ON ARVIOITU NOIN KAHDEN MILJARDIN EURON SUURUISIKSI.” Risto Linturi

tyksiin, kun liikenteessä on havaittu vakavia kolareita tai muita onnettomuuksia.

Pohjoismainen yhteinen Keskustelevat autot -pilotti on Kotilaisen mukaan tästä luonteva jatkumo lähteä yhdessä tienkäyttäjien kanssa tutkimaan uusia palveluja. Tieto on vain tarkentunut ajantasaiseksi ja täsmällisesti oikealle tieosuudelle.

Euroopassa on jo kymmenisen vuoden ajan tutkittu niin sanottua lyhyen kantaman tiedonsiirtoa ajoneuvojen välillä, mikä on verrattavissa langattomaan verkkoon.

– Tienvarteen on asennettu tukiasemia tietyin välimatkoin. Ajoneuvot pystyvät keskustelemaan sen välityksellä toistensa kanssa, sanoo Kotilainen.

Harvaanasutussa Suomessa tämä ei olisi taloudellisesti kannattavaa varsinkin, kun matkapuhelinverkko kattaa Lappia myöten koko maan.

– Nyt kysymys on siitä, voidaanko tiedonsiirto toteuttaa tällä tavalla tietyissä käyttötapauksissa yhtä luotettavasti kuin lyhyen kantaman teknologialla, sanoo Kotilainen.

Liikenteen hallinta kiinnostaa autoilijoiden lisäksi liikennekeskuksia ja vaarallisemmissa tapauksissa myös hätäkeskuksia.

– Talvisin sankka lumipyry voi vaikeuttaa liikennettä, ja tieto heikentyneestä näkyvyydestä voidaan välittää lähestyville autoille. Lisäksi tieto välittyy tietoliikennekeskuksille, jotka voivat kommunikoida takaisin ajoneuvoille. Tulevaisuudessa esimerkiksi reaaliaikainen tieto voidaan välittää kunnossapidolle, jolla on käytettävissä aura-autot.

Tällöin myös tienkäyttäjät saisivat tietoa, missä ja milloin aura-auto on tulossa.

Automatisointi etenee asteittain, ja nyt ajoneuvot ja tienkäyttäjät ottavat tietoa Risto Linturi 50 VTT Impulssi

ympäristöstä ja välittävät sen edelleen muille – esimerkiksi havainnon hirven liikkumisesta tiellä toisille autoilijoille.

– Ajoneuvojen ja infrastruktuurin välinen keskustelu matkapuhelinverkon välityksellä on uutta ja maailmalla vähitellen yleistyvää, sanoo Kotilainen.

Vihreää valoa Varsinainen pilotti alkoi huhtikuussa E 18 -tiellä Helsingin ja Turun välillä. Mukana ovat myös Kehä I- ja Kehä III -tieosuudet. Sovellusta testattiin Espoossa viime elokuussa.

– VTT:n tekemän alustavan selvityksen perusteella järjestelmän tekninen valmius on kunnossa, vaikuttavuusarviointia VTT:llä vetävä Satu Innamaa sanoo.

Hän toteaa myös, että vaikka teiden kunnossapito on Suomessa huippuluokkaa, talviolosuhteet ovat autoilijoille haastavia. Ajantasainen viestintä on iso apu.

HERE rekrytoi pilottia varten tuhat käyttäjää, joiden älypuhelimiin asennetaan sovellus. Siihen kerätään tietoa järjestelmän toimivuudesta ja hyödyllisyydestä.

– Kun kuljettaja havaitsee esimerkiksi eläimen tiellä, hän painaa nappia ja viesti lähtee

KULUTTAJIEN KÄYTTÖKOKEMUS VTT:N VAIKUTTAVUUSARVIOINNIN tulokset

antavat suuntaviivat siitä, miten autoilijat ovat pilottihankkeen kokeneet. Mitä hyötyä palvelusta ja sen välittämistä vaaratilanteista on ollut? Miten testikäyttäjät ovat kokeneet viestin lähettämisen ajon aikana? Minkälaiset seikat ovat tarpeellisia jatkokehityksen kannalta?

Loppupeleissä kuluttajien tarpeet naulaavat NordicWay-väylähankkeen jatkon.

Ilkka Kotilainen

lähellä ajaviin ajoneuvoihin, kertoo hankkeen toteuttaja Mika Rytkönen HERE:stä.

Tätä ennen tieto on käsitelty muutamassa sekunnissa ja vaikuttavuusalueella olevat tai sinne saapuvat autot havaittu.

– Koska matkapuhelimen käyttö on kiellettyä ajon aikana, käyttöliittymän näppäimet, kirjaimet sekä värikontrastit ovat suuria, sanoo Rytkönen.

Yksityisyyden suoja on Rytkösen mukaan turvattu. Viestiä ei pystytä yhdistämään lähettäjän matkapuhelinnumeroon.

– Tulevaisuudessa viestit välitetään automaattisen ajoneuvon sensoridataa ja tutkatietoja hyödyntäen, sanoo Rytkönen.

Monet autonvalmistajat ovat luvanneet autonomiset autot markkinoille vuoteen 2020 mennessä. ”Vieraiden noustessa autosta ulos lennähtää jokaisen viereen kuohuviinilasia kantava helikopteritarjotin. Muistan, miten hankalaa tämä kaikki oli aikaisemmin. Henkilökunnan ja kuljetusten tilaaminen matkojen päähän olisi ollut kallista ja ohjeiden välittäminen kaikille lähes mahdotonta”, jatkaa teknologiavisionääri Linturi vuoden 2030 tuokiokuvaansa.

KAUPALLISTAMINEN PILOTIN TAVOITTEENA on toteuttaa

yhteensopiva tiedonsiirto Pohjoismaiden välillä. Lisäksi yhteistyötä on myös koko Euroopan alueella. Käytännössä tämä tarkoittaa sitä, että autoilijalla olisi käytössään samat palvelut yli rajojen.

NordicWay-hankkeen toivotaan edistävän tietämystä tienkäyttäjien tarpeista ja vastaavien palveluiden kaupallistamisesta. Hankkeen opit ovat pohja uusille ideoille ja myös viennille.

Liikennevirasto on tiiviissä yhteydessä kotimaisiin mahdollisiin palveluntarjoajiin ja auttaa niitä verkostoitumaan eurooppalaisten yhteistyökumppanien kanssa.

Hankkeen kansantaloudellinen merkitys on onnistuessaan merkittävä.

VTT Impulssi 51

Kuva: Roope Permanto

”VIIDENKYMMENEN VUODEN SISÄLLÄ LIIKENNE MULLISTUU TÄYSIN.”

TEKNOLOGIA

AVAINSANAT Ilmastonmuutoksen hillintä, strategiatyö, elintarvikkeiden rakenne ja stabiilisuus, asiantuntijuus AVAINHENKILÖT Tommi Ekholm, Katri Kallio, Outi Mäkinen AVAINVIESTI VTT:n asiantuntijat ratkovat yhteiskunnallisesti merkittäviä ongelmia.

VTT:N KONTAKTI Tommi Ekholm, Katri Kallio, Outi Mäkinen LISÄTIETOJA www.vtt.fi

Oma osaaminen

yhteiseksi hyväksi 52 VTT Impulssi

TEKNOLOGIA Moni VTT:läinen työskentelee koko ihmiskuntaan vaikuttavien asioiden parissa. Vaikka yksi tutkija ei voi maailmaa muuttaa, hän voi antaa oman panoksensa muutoksen hyväksi. Ratkaisujen löytämiseksi on tärkeää kyetä näkemään asioita uusista näkökulmista.

Teksti Marjatta Pietilä Kuvat Vesa Tyni

E

rikoistutkija Tommi Ekholmin tutkimuskohteena VTT:llä ovat ilmastonmuutoksen hillinnän ja energiatalouden teknillistaloudelliset ratkaisut. Tavoitteena on löytää mahdollisimman kustannustehokkaita keinoja ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi.

– Ilmastonmuutoksen hillintä on suuri haaste ihmiskunnalle. Se edellyttää energiantuotantotapojen ja kulutustottumusten muuttamista.

Muutos tulee vaikuttamaan kaikkiin talouden rakenteisiin. Kyse onkin siitä, kuinka tätä muutosta hallitaan. Vaikutuksia on hahmotettava vuosikymmenten, jopa sadan vuoden aikavälillä. Lisäksi tarvitaan mittavaa eri tahojen välistä yhteistyötä, Ekholm sanoo.

– Laadimme pitkän aikavälin skenaarioita, joissa pyritään ottamaan huomioon muun muassa talouden kasvu, eri maiden vaurastuminen, energiankulutuksen kasvu sekä mahdolliset uudet puhtaat teknologiat, joiden avulla pystyttäisiin turvaamaan talouden kasvu ja myös kehittyvien maiden vaurastuminen.

VTT Impulssi 53

”TYÖSSÄ ON YMMÄRRETTÄVÄ MONIEN ERI TEKIJÖIDEN YHTEISVAIKUTUKSIA LAAJASTI.” Teemme myös laskennallisia arvioita siitä, kuinka energian tuottajien ja kuluttajien valintoja voidaan ohjailla erilaisilla toimilla, esimerkiksi energiaverotuksella, päästökaupalla ja päästörajoitteilla.

Tutkimustietoa hyödyntävät poliittiset päättäjät, viranomaiset ja teollisuus päätöksentekonsa tueksi. Kansainvälisellä tasolla vertaisarvioitua tieteellistä tutkimustietoa kokoaa hallitustenvälinen ilmastonmuutospaneeli IPCC, Intergovernmental Panel on Climate Change.

Ekholm pitää juuri solmittua Pariisin sopimusta historiallisena edistysaskeleena.

– Tässä sopimuksessa ovat mukana kaikki maat. Teollisuuden kilpailukyvyn kannalta se on merkittävää. Päästöjen rajoittamisesta aiheutuvat kustannukset eivät rasita enää vain edelläkävijämaita, vaan jakautuvat tasaisemmin.

Ekholm nauttii saadessaan työskennellä näiden tärkeiden asioiden parissa. Kiinnostavaa on myös työkentän mittavuus.

– On oltava generalisti ja ymmärrettävä monien eri tekijöiden yhteisvaikutuksia laajasti – kuinka asiat liittyvät tavallisten kuluttajien käyttäytymiseen, yritysten ja valtioiden toimintaan ja kansainväliseen politiikkaan.

Saan olla yhteydessä muun muassa tutkijoiden, yritysten, julkishallinnon ja kansalaisjärjestöjen kanssa. Näköalaa on moneen suuntaan, Ekholm sanoo.

54 VTT Impulssi

Ilo irti tutkimuksesta Erikoistutkija Outi Mäkisen erikoisosaamisaluetta ovat elintarvikkeiden rakenne ja stabiilisuus, erityisesti kasvi- ja maitoproteiinipohjaisissa neste- ja geelimäisissä sovelluksissa.

– Tällä hetkellä keskeistä tiimimme tutkimusalueella on uusien proteiininlähteiden valjastaminen maapallon kasvavan väestön käyttöön. Nämä proteiininlähteet voivat olla peräisin kasveista, levistä tai vaikka yksisoluisista eliöistä kuten kaupan pakastealtaasta löytyvä Quorn, Mäkinen kertoo.

Hänen mukaansa kiertotalouden hengessä yritetään kehittää myös elintarviketeollisuuden sivuvirtojen proteiinien hyödynnettävyyttä.

Esimerkkejä tällaisista proteiinilähteistä ovat muun muassa vehnälese, oluen valmistuksesta jäävä kiintoaines eli mäski sekä öljykasvien siementen puristekakut.

– Haasteita riittää, sillä nämä proteiinit tuppaavat olemaan heikkoliukoisia ja sitä kautta niiden funktionaalisuus, eli geelinmuodostuskyky ja ominaisuudet rajapinnoilla ovat huomattavasti heikommat kuin eläinperäisillä proteiineilla. Toisin sanoen niistä on hyvin vaikea kehittää miellyttäviä elintarvikkeita, Mäkinen kertoo.

– VTT:llä työskentelyssä parasta on talosta löytyvä osaamisen monipuolisuus ja asiakasprojektit.

Yliopistovuosien jälkeen tuntuu erityisen palkitsevalta, kun oma tietämys voi auttaa kehittämään ratkaisua asiakkaalle.

Ideasta innovaatioksi Katri Kallio aloitti tammikuussa uudessa tehtävässä VTT:n strategiaprosessin päällikkönä, joka työskentelee toimitusjohtajan työparina ja johtoryhmän tukena.

Tehtävänä on luoda strategia vuosille 2016–2020.

Strategiatyössä Kallio pohtii uudenlaisia keinoja kehittää VTT:tä, jotta organisaatio olisi kansainvälisillä markkinoilla kilpailukykyinen teknologiatoimija ja siten kestävän kehityksen ja kasvun moottori suomalaisille yrityksille ja taloudelle. Keskiössä on entistä parempi yhteistyö niin VTT:n sisällä kuin asiakkaiden kanssa innovaatioiden synnyttämiseksi.

– Edellisessä tehtävässäni VTT:llä tutkin ja kehitin asiantuntijoiden, johdon ja asiakkaiden yhteiseen oppimiseen pohjaavia innovaatiojohtamisen malleja ja menetelmiä. Nyt toteutan niitä

KATRI KALLIO Strategiapäällikkö Katri Kallio väitteli Aalto-yliopistossa tekniikan tohtoriksi marraskuussa 2015 aiheesta ”Yhteistoiminnallinen oppiminen käyttäjien kanssa palveluinnovaatioiden mahdollistajana”. VTT:ssä hän aloitti kauppakorkeakoulun lopputyöntekijänä 2007.

Strategiapäälliköksi hänet nimitettiin vuoden 2016 alusta.

”TOIMINTAYMPÄRISTÖN NOPEASSA MUUTOKSESSA VAIN KETTERÄT ORGANISAATIOT PÄRJÄÄVÄT.” käytännössä omassa organisaatiossani, Kallio kertoo.

– Olemme asiantuntijapalveluita tarjoava tutkimusorganisaatio, jolle teknologia tarjoaa mahdollistavan elementin. Asiantuntijat ovat oman asiansa parhaita osaajia, mutta keskeistä on myös asiakkaiden päämäärien ymmärtäminen ja oppiminen heidän kanssaan, Kallio kuvaa.

Innovaatiotutkimus osoittaa, että useimmiten innovaatiot syntyvät moniäänisten tiimien toimesta.

– Innovaatioiden syntymiseksi tarvitaan sekä johdon tukea, eli ’top down’ -vaikutusta, että ’bottom up’ -vaikutusta, joka syntyy asiantuntijoiden ja asiakkaiden vuoropuhelusta. Tämän toteutumiseen pyrimme luomaan uudenlaisia toimintatapoja.

– Mikäli onnistumme toimimaan sujuvammassa yhteistyössä, myös innovaatioprosessin sykli nopeutuu. Innovaation ’jalkautusta’ ei tarvita, kun keskeiset toimijat ovat jo prosessissa mukana, Kallio kertoo.

Toimintaympäristön nopeassa muutoksessa vain ketterät organisaatiot pärjäävät. Kalliolle organisaatiorakenteiden muutos ei ole itsessään tavoite. Tärkeintä

on haastaa ihmiset ajattelemaan asioita uusista näkökulmista ja valottaa tulevaisuuden mahdollisuuksia yhteiskunnallisesti merkittävien ongelmien ratkaisemiseksi.

– On upeaa työskennellä huippuasiantuntijoidemme, johdon ja asiakkaiden kanssa. Koen olevani etuoikeutettu, kun saan tehdä tätä työtä ja olla rakentamassa tulevaisuuden VTT:tä, Kallio sanoo.

TOMMI EKHOLM

OUTI MÄKINEN

Erikoistutkija Tommi Ekholm väitteli tekniikan tohtoriksi Aalto-yliopistossa 2013.

Hänen väitöskirjansa käsitteli ilmastonmuutoksen hillinnän skenaarioita, kustannustehokkaita päästövähennyksiä ja epävarmuuksia. VTT:llä hän aloitti toukokuussa 2006.

Erikoistutkija Outi Mäkinen, PhD (Food Science and Technology), valmistui 2014 Irlannissa sijaitsevasta University College Cork:sta. Hänen väitöskirjansa käsitteli kvinoan proteiineja elintarvikesovelluksissa. Ennen tuloaan VTT:lle 2015, hän työskenteli tutkijatohtorina Kööpenhaminan yliopistossa projektissa, joka tutki elintarvikkeen rakenteen vaikutusta kylläisyyden tunteeseen.

VTT Impulssi 55

TEKNOLOGIA

AVAINSANAT Proteiiniomavaraisuus, kasviproteiinit, raakaaineiden hyödyntäminen, elintarvikkeiden laatu AVAINHENKILÖT Kaisa Poutanen AVAINVIESTI Kasviproteiinien käyttöä monipuolistetaan ja elintarvikesivuvirtoja hyödynnetään.

VTT:N KONTAKTI Kaisa Poutanen LISÄTIETOJA www.vtt.fi

Terveyttä ja tehokkuutta ruuan laadusta tinkimättä

Olemme eläneet tuhlaillen ja tämä koskee myös ruokaamme.

Tuhlaus näkyy biojätteiden määrissä, väestön ylipainona, terveysongelmissa ja vireystasossa. Tähän tarvitaan uutta teknologiaa, sanoo VTT:n tutkimusprofessori Kaisa Poutanen.

Teksti Paula Bergqvist Kuvat VTT

56 VTT Impulssi

TEKNOLOGIA

V

TT:n elintarvikeprojektit tähtäävät raaka-aineiden tarkempaan hyödyntämiseen ja elintarviketeollisuuden sivuvirtojen rehu- ja elintarvikekäytön lisäämiseen. Myös suomalaisen puun sisältämät jakeet kiinnostavat: niistä on löytynyt ainesosia, joilla voidaan parantaa elintarvikkeiden laatua.

Proteiiniomavaraisuus on nostettu kansalliseksi huolenaiheeksi. VTT ja Luke laativat vuonna 2014 tiekartan, jossa haettiin reittiä, jolla Suomen proteiiniomavaraisuus voidaan kaksinkertaistaa 15 prosentista.

Tehtävä edellyttää alkutuotannon kehittämistä, rehukäytön tehostamista ja monipuolistamista sekä kasviproteiinin käytön lisäämistä ihmisravintona. VTT johtaa parhaillaan kolmea kansainvälistä proteiinihanketta haasteiden taklaamiseksi.

Projektit kohdistuvat kasviproteiinien käytön monipuolistamiseen ja elintarvikesivuvirtojen hyödyntämiseen.

– Olemme panostaneet pitkään elintarviketeollisuuden sivuvirtojen parempaan hyödyntämiseen. Määrältään merkittäviä sivuvirtoja ovat esimerkiksi olutmäski, vehnänlese ja erilaiset öljykasvien puristekakut, jotka päätyvät vielä pääosin rehuksi. Hyvä sekin, mutta oikein käsiteltyinä näistä sivuvirroista voidaan erottaa rehua huomattavasti arvokkaampia aineita ihmisravinnoksi asti, kertoo tutkimusprofessori Kaisa Poutanen.

Kasviproteiinien käytön haasteena on sekä eristäminen riittävän suuren proteiinipitoisuuden omaaviin jakeisiin että toiminnallisten ominaisuuksien parantaminen. Proteiineilta haluttavia ominaisuuksia elintarvikkeissa ovat muun muassa vaahtoavuus, emulgoitavuus ja hyvä liukoisuus.

– Kehitämme erityisesti fysikaalisia ja bioteknisiä menetelmiä proteiinituotteiden muokkaamiseksi eri sovelluksiin. Tutkimuksia tehdään yhteistyössä sekä kotimaisten että eurooppalaisten yritysten ja tutkimuslaitosten kanssa. Elintarvikesovellusten kirjo ulottuu leivästä ja pastasta jugurtteihin, smootheihin ja välipaloihin, sanoo Poutanen.

Suomalaisen kauran vienti sai uutta potkua, kun Fazer Mills lisensoi viime vuonna VTT:n teknologiaa, jolla se pystyy erottelemaan terveysvaikutteisia ainesosia, kuten kauran beetaglukaania, proteiinia ja kauraöljyä. Nämä kauran jakeet avaavat uusia mahdollisuuksia meijeri-, ravintolisä- ja välipalateollisuuteen – myös kosmetiikkaan.

– Myös vehnän, ohran ja rukiin jakeita voidaan erottaa uudenlaisia, terveyttä edistäviä tuotteita varten. On vain järkevää hyödyntää kaikki raaka-aineet kokonaisvaltaisesti, toteaa Kaisa Poutanen.

Yksi keino on erottaa proteiini eutektisilla liuottimilla. Tehokas ja helposti toteutettavissa oleva VTT:n uusi menetelmä antaa mahdollisuuden hyödyntää maatalouden sivutuotteiden ja erityisesti olutmäskin proteiinit korkeatasoiseksi rehuproteiiniksi. Vielä on selvitettävä, soveltuvatko menetelmällä valmistetut proteiinirikasteet myös elintarvikekäyttöön.

– Proteiinin rikastamisen lisäksi kehitämme kuivafraktiointimenetelmiä, jotka ovat taloudellisempia ja ympäristöä säästävämpiä. Kuiva­ fraktiot eivät aina ole täysin puhtaita, mutta siitä huolimatta niistä voidaan jatkomuokkauksen avulla kehittää hyviä ingredienttejä elintarvikkeisiin. Teemme paljon tämäntyyppistä kehitystyötä myös asiakkaille, kertoo Poutanen.

Kuluttajien näkemykset uusista proteiinilähteistä kiinnostavat teollisuutta. Kansainvälisessä projektissa tutkittiin viime vuonna, miten työikäiset ja seniorikuluttajat suhtautuvat kauraproVTT:n projektit tähtäävät kasviproteiinien käytön monipuolistamiseen ja elintarvikesivuvirtojen hyödyntämiseen.

Viljaingredientit markkinoille Maailman mittakaavassa vilja on tärkein energianlähde. Täysjyvävilja sisältää myös tieteellisin tutkimuksin todennettuja terveysvaikutuksia.

VTT Impulssi 57

Kuva Vesa Tyni

Kaisa Poutanen

teiineihin elintarvikekomponentteina Suomessa, Tanskassa, Saksassa, ja Romaniassa. VTT toteutti Suomea koskevan tutkimusosuuden.

Alustavien tulosten mukaan seniorikuluttajat suhtautuvat työikäisiä kuluttajia varautuneemmin kauraproteiinilla rikastettuihin elintarvikkeisiin. Tulokset viittaavat myös siihen, että kauraproteiinin lisääminen soveltuu parhaiten tuttuihin tuotteisiin kuten viljapohjaisiin elintarvikkeisiin. Tarkemmat tutkimustulokset lähetetään kohta julkaistavaksi.

Puuta ruokaan Suomalaisesta puusta halutaan saada kaikki hyöty irti, ja yksi mahdollisuus on erottaa siitä jakeita, joilla voidaan muokata elintarvikkeen ominaisuuksia – tehdä tuotteesta jopa terveellisempää.

– Osoitimme VTT:llä, että jogurtin paksunnosaineena voidaan käyttää ksylaania, joka on paitsi edullista myös terveyden kannalta hyvä vaihtoehto, kertoo Poutanen.

Koivun ksylaanin lisäksi VTT:llä tutkitaan mikrofibrilloidun selluloosan ja puukuitujen sidosaineen eli ligniinin käyttöä elintarvikkeissa.

– Aikanaan Suomessa syötiin pettuleipää, jotta saataisiin energiaa. Nyt tavoitteet ovat ihan erilaiset, kun halutaan vähentää esimerkiksi sokerin käyttöä tai muokata rakenteita.

”TÄHTÄIMESSÄ OVAT TUOTTEET, JOISSA ON SOKERIA VÄHEMMÄN JA VETTÄ ENEMMÄN.” Kaisa Poutanen

58 VTT Impulssi

Omenasta mallia Poutanen osoittaa työhuoneensa seinällä riippuvaa julistetta, joka kuvaa Itämeren ruokavaliota.

– Kaikki käyttömäärältään suositeltavimmat ruoka-aineet kolmion juurella ovat vihanneksia ja hedelmiä – ja prosessoidut sen kärjessä. Prosessointi ei kuitenkaan ole aina pahasta vaan hyvin usein täysin välttämätöntä.

Mikä tekee omenasta ja porkkanasta terveellisen?

– Niissä on 90 prosenttia vettä ja loput on kuituja, sokereita ja ravintoaineita. Miten saisimme veden pureskeltavaan muotoon? pohtii Poutanen.

– Omena on oikeastaan vaahtorakenne.

Olemme pohtineet, miten pystymme matkimaan tätä luonnon oivallista veden, energian, sokerien, kuitujen ja ravintoaineiden pakettia kuluttajaa houkutteleviksi tuotteiksi. Kehitämme näitä ajatuksia – tähtäimessä ovat tuotteet, joissa on sokeria vähemmän ja vettä enemmän, visioi Poutanen.

Huomio pureskeluun ROUSKUVAT MUROT, pehmeä vehnäleipä, rapean

kuoren ja tahmean sisuksen yhdistävä ruisleipä: maun ohella myös ruoan rakenne vaikuttaa olennaisesti sen aistittavaan laatuun ja koettuun miellyttävyyteen. Rakenne määrittelee myös ruoansulatuksen aloittavaa pureskeluprosessia: smoothie häviää suusta nopeasti, kun taas kovat ja sitkeät rakenteet on pureskeltava huolellisesti.

Mikä merkitys pureskeluvaiheella on elintarvikerakenteiden hajoamiselle ja myöhemmälle ruoansulatukselle ja esimerkiksi aterian aikaansaamalle kylläisyydelle?

VTT tutkii parhaillaan ruoan rakenteen vaikutusta pureskeluun ja näiden merkitystä syömisestä aiheutuviin tuntemuksiin.

Tutkimukseen osallistuneille annettiin tehtäväksi pureskella leipää, ilmavia ja rapeita naksuja, tiiviitä ja rouskuvia lastuja sekä smoothieita.

Samalla mitattiin purulihasten aktiivisuutta, jotta saataisiin tietoa siitä, miten rakenne vaikuttaa pureskeluprosessiin. Lisäksi selvitettiin, miten erilaista pureskelua vaativat rakenteet vaikuttavat kylläisyydentunteeseen aterioiden välillä.

Tutkimus on osa VTT:n tutkija Saara Pentikäisen loppuvaiheessa olevaa väitöskirjatyötä, ja tulosten analysointivaihe on parhaillaan työn alla.

VTT-WEBINAARIT Askeleen edell채

Varaa paikkasi: www.vtt.fi/webinaarit

TEKNOLOGIA

AVAINSANAT Virtuaalitodellisuus (VR), lisätty todellisuus (AR) AVAINHENKILÖT Caj Södergård, Charles Woodward AVAINVIESTI Virtuaalitodellisuuden ja lisätyn todellisuuden hyötysovellukset yleistyvät vauhdilla.

VividAR-sovelluksella kuluttaja voi sisustaa kotinsa virtuaalisilla huonekaluilla lisätyn todellisuuden näkymässä. Katso video https:// youtu.be/lp5plNOT20U.

VTT:N KONTAKTI Caj Södergård, Charles Woodward LISÄTIETOJA www.vtt.fi

Kohti uusia maailmoja 60 VTT Impulssi

Kuva: VTT

Kolmiulotteista virtuaalitodellisuutta ja lisättyä todellisuutta

Virtuaalitodellisuus imaisee meidät kolmiulotteiseen virtuaalimaailmaan, jonka tapahtumia voisi luulla todellisiksi.

Lisätty todellisuus taas antaa hyödyllistä lisätietoa siitä, mitä näemme arkitodellisuudessa.

Teksti Leena Koskenlaakso Kuvat Arto Wiikari ja VTT

K

un Facebook vuonna 2014 osti datalasivalmistaja Oculuksen sen 22-vuotiaalta omistajalta Palmer Luckeyltä, koko maailma kiinnostui virtuaalitodellisuudesta. Jos Mark Zuckerberg oli valmis maksamaan kaksi miljardia dollaria päästäkseen jatkokehittämään ja hyödyntämään nuoren nörtin ideoimia datalaseja, kyseessä täytyi olla jokin aivan mullistava asia.

Virtuaalisen ja lisätyn todellisuuden ero Virtuaalitodellisuudessa (virtual reality, VR) käyttäjä asettaa päähänsä datalasit, jotka sulkevat pois fyysisen ympäristön hänen näkökentästään ja saavat hänet uppoutumaan saumattomasti kolmiulotteiseen virtuaalimaailmaan.

Siellä kaikki on mahdollista. Käyttäjä kokee hyppäävänsä, juoksevansa, ratsastavansa tai lentävänsä. Hän näkee oikeilta näyttäviä maisemia ja tapahtumia ja kuulee oikeasta suunnasta tulevia ääniä. Jos virtuaalisovellus on tarpeeksi hyvin toteutettu, käyttäjä voi jopa sekoittaa sen todelliseen maailmaan.

Lisätyssä todellisuudessa (augmented reality, AR) käyttäjä näkee ja kokee todellisen arkimaailman, mutta kännykän tai kevyiden, Google Glass -tyylisten datalasien avulla hän saa hyödyllistä lisätietoa näkemästään kohteesta. Käyttäjän näkymään tuotettu lisätieto voi olla tekstiä, digitaalista kuvaa, tietokoneanimoituja 3D-malleja, pelisisältöä tai asiantuntijan ohjeita.

Kuvankäsittelyä ja konenäköä VTT:n tutkimusprofessori Caj Södergårdin mukaan kuvankäsittely on virtuaalitodellisuuden ytimessä.

– Tietokonegrafiikalla luodaan kolmiulotteisia ympäristöjä, värejä ja varjostuksia ja mieti-

tään, kuinka valonlähteet heijastuvat pinnoissa.

Ja animaatiotekniikalla saadaan esineet ja oliot liikkumaan. Videota kuvataan tyypillisesti kaikista suunnista (360 asteen video). Lasit tunnistavat käyttäjän katseen suunnan kiihtyvyysantureilla ja gyroskoopeilla, joten kun käyttäjä kääntää päätään, näkökenttä virtuaalimaisemaan siirtyy yhtä paljon. Ja spatiaalinen ääni tulee juuri siitä suunnasta, missä joku asia tapahtuu, kertoo Södergård.

– Lisätyssä todellisuudessa konenäön osuus on huomattavasti tärkeämpi, lisää johtava tutkija Charles Woodward.

– Siellä on tärkeää tietää tarkkaan, minne käyttäjä katsoo, jotta voidaan tuoda hänelle juuri siihen kohteeseen liittyvää digitaalista tietoa. Konenäkötekniikkaa kutsutaan kameraseurannaksi, ja se on VTT:n erityisosaamista, kertoo Woodward.

Datalasit rynnivät markkinoille Caj Södergård kertoo, että kuluttajat voivat jo ostaa langattomia datalaseja verkkokaupoista muutamalla satasella.

– Noin 150 euron hintaiset Samsungin VR Gear -lasit toimivat yhdessä älypuhelimen kanssa. Puhelin vastaanottaa näkymävirtaa palvelimelta, prosessoi sitä reaaliajassa ja luo stereokuvan laitteen kahteen linssiin. Facebookin Oculus Rift -datalasien hinta on 599 dollaria. Oculus Rift vaatii nopeaa PC-tietokonetta toimiakseen hyvin, Södergård sanoo.

Google on jakanut koululuokille ilmaiseksi pahvisia, älypuhelimen kanssa toimivia datalaseja, joilla voi tehdä virtuaalimatkoja ulkomaille osana kouluopetusta. Google ei halua ansaita pahvilaseillaan, mutta kehittää niille sovelluksia.

VTT Impulssi 61

ENNUSTE: VR- JA AR-BISNEKSEN ARVO ON 150 MILJARDIA DOLLARIA VUONNA 2020.

Laitekehitys käy kuumana myös lisätyn todellisuuden puolella. Apple ja muut suuret toimijat ovat ostaneet AR-alan johtavia firmoja, joten ala keskittyy.

– AR-alalla valttia ovat optiset, läpinäkyvät datalasit, joiden käyttäjä näkee oikean maailman, mutta linssiin heijastetaan digitaalista lisätietoa.

Videodatalaseissa taas käyttäjä näkee maailman videokuvan läpi, Charles Woodward kertoo.

VR-sovelluksia eri aloille Kuluttajapuolella virtuaalisovelluksia kehitetään viihdekäyttöön, erityisesti 3D-peleihin.

Yrityspuolella virtuaalisovelluksia käytetään eniten koulutuksessa ja valmennuksessa. Ensimmäisiä sovelluksia olivat lentosimulaattorit.

Merenkulkualalla on laivan ohjaussimulaattoreita, ydinvoimaloissa käytönohjaussimulaattoreita. Ne ovat tulossa myös ajo-opetukseen.

Myös teollisuuden koulutustehtävissä käytetään virtuaalisovelluksia. Esimerkiksi Kuva: VTT

Kaupunkinäkymään voi augmentoida paikkatietoa, vaikkapa valokuvia historiallisista tapahtumista.

Katso video https://youtu.be/5ZLNjnnXina.

62 VTT Impulssi

Kuvankäsittely on virtuaalitodellisuuden ytimessä, sanoo tutkimusprofessori Caj Södergård.

metsäkoneen ohjainpenkki voidaan viedä virtuaalitilaan, missä harjoitellaan monimutkaisen koneen käyttöä. Kaikissa näissä simulaattoreissa ei käytetä VR-laseja, vaan maisema esitetään suurilla näytöillä.

– Psykologit ovat käyttäneet virtuaalisovelluksia korkean tai ahtaan paikan kammon käsittelyyn.

Virtuaalitekniikalla voi simuloida pelkoa aiheuttavia tilanteita hyvin realistisesti, Södergård sanoo.

– Rakennusteollisuus on yhtä iso käyttäjäryhmä kuin koulutus ja valmennus. Virtuaalisten tilasuunnitelmien avulla voi uskottavasti osoittaa, miltä rakennus tulisi näyttämään, Woodward jatkaa.

Koska VTT on poikkitieteellinen laitos, talon sisältä löytyy myös toimialatuntemusta. VTT:n teollisia virtuaalisovelluksia kehitetään muun muassa Tampereella yhteistyössä teollisuuden kanssa.

AR:n edelläkävijä AR-tutkimuksessaan VTT keskittyy teollisiin hyötysovelluksiin. Suomen raskaan metalliteollisuuden isojen pörssifirmojen liikevaihdosta

jopa puolet tulee huoltotoimista. Huoltotiedon saaminen huoltomiehen laitteelle oikea-aikaisesti on tulevaisuudessa suuri bisnes, jossa VTT haluaa olla mukana.

– Kehitämme muun muassa Euroopan avaruusjärjestölle ESAlle AR-menetelmiä avaruusasemien huoltotarpeiden ratkaisemiseen, Woodward kertoo.

Maailmalla lisätty todellisuus nähdään osana esineiden internetiä. Usein ajatellaan, että teollisen laitteen 3D-tiedon tuominen käyttäjän näkökenttään olisi pääsovellus, mutta Woodwardin mukaan VTT katsoo asioita pidemmälle.

– Me olemme tutkineet, miten rakennuksen koko taloautomaatiojärjestelmä tai talon huoltokirja voitaisiin saada näkymään interaktiivisesti huoltomiehen mobiililaitteella.

Kyseessä on suuri markkina, ja me olemme siinä edelläkävijöitä.

– Olemme myös ensimmäisten joukossa maailmassa vieneet AR-visualisointiin perustuvaa kaupunkisuunnittelusovellustamme kunnalliseen päätöksentekoon. Päättävät viranomaiset ovat paikan päällä nähneet sovelluksen avulla, miltä rakennukset näyttäisivät valmiina.

Tulevaisuuden visioita Charles Woodwardin mukaan virtuaalitodellisuus on tänä päivänä isompaa bisnestä kuin lisätty todellisuus, mutta asetelma voi kääntyä päinvastaiseksi, jos AR-datalasit yleistyvät.

– VR- ja AR-bisneksen yhteisen arvon on ennustettu olevan 150 miljardia dollaria vuonna 2020. Neljä viidesosaa siitä olisi lisättyä todellisuutta ja yksi viidesosa virtuaalitodellisuutta, Woodward sanoo.

Lisätyn todellisuuden konenäkötekniikka on VTT:n erityisosaamista, sanoo johtava tutkija Charles Woodward.

Woodward veikkaa AR-datalasien yleistyvän 5–10 vuodessa. Tulevaisuudessa kasvojentunnistuksen avulla voi esimerkiksi tunnistaa jokaisen ihmisen, jonka on koskaan tavannut, ja nähdä hänen tietonsa.

– Luulen, että tulevaisuudessa näemme lisää Second Life -tyyppisiä 3D-virtuaalitiloja, joissa on avatareja. Tiloissa voi oleskella ja kommunikoida vuorovaikutteisesti kaveriensa kanssa koska vaan. Moni uskoo, että Facebook haluaa laajentaa sosiaalista mediaa tämäntyyppiseksi 3D-internetiksi, Södergård sanoo.

Mixed Reality Telepresence HYVÄ ESIMERKKI siitä, miltä tulevaisuuden 3D-internet

saattaa näyttää, on VTT:n tekemä Mixed Reality Telepresence -sovellus, jossa yhdistetään harvinaisella tavalla virtuaalitodellisuutta ja lisättyä todellisuutta.

VTT teki demonstraation yhdysvaltalaiselle IBM Corporationille, jolla oli tapana järjestää virtuaalisia Second Life -seminaareja. Kun oikea seminaari pidettiin esimerkiksi New Yorkissa, Second Lifessa tilaisuus ja puhuja voitiin esittää virtuaalisina. Ympäri maailmaa muut ihmiset voivat osallistua seminaariin, ja heidän avatarinsa pystyivät kommunikoimaan siellä keskenään.

VTT teki IBM:lle pilottisovelluksen, jossa oikeat ihmiset käyttävät AR-datalaseja, ja näkevät niiden läpi paitsi oikean maailman, myös Second Life -maailman.

VTT:n sovelluksen avulla oikeat henkilöt näkivät avatarin samassa neuvotteluhuoneessa kuin itsensä.

Ja kun oikeat ihmiset elehtivät käsillään ja vaihtoivat katseensa suuntaa, eleet heijastettiin Second Lifeen siten, että kokemuksesta tuli kahteen suuntaan saumaton.

Mixed Reality Telepresence on VTT:n kaikkien aikojen toiseksi katsotuin YouTube-video.

VTT Impulssi 63

LIIKETOIMINTA Ensimmäisenä maailmassa VTT ja Oulun yliopisto rakentavat

Sähköbusseista liikkuvia kokeilualustoja

kansainvälisesti ainutlaatuista teknologia- ja pilotointiympäristöä. Kehitteillä oleva teknologia-alusta yhdistää ensimmäisenä maailmassa teollisen internetin ydinteknologiat ja 5Gtietoliikenneratkaisut yhteentoimivaksi ympäristöksi. Se toimii palvelu- ja tuotekehitysalustana, jotta kaikenlaiset yritykset voivat parantaa kilpailukykyään ja tehokkuuttaan uusilla, teollisen internetin mahdollistamilla innovatiivisilla palveluilla ja tuotteilla. Tavoitteena on edistää erityisesti Pohjois-Pohjanmaan alueen yritysten liiketoimintaa ja kansainvälistä kilpailukykyä.

VUODENVAIHTEESSA pääkaupunkiseudulla käynnistyneessä VTT:n

koordinoimassa Living Lab Bus -yhteishankkeessa hyödynnetään HSL:n kotimaisia sähköbusseja konkreettisena kehitys- ja kokeilualustana.

Busseissa testataan käyttäjälähtöisiä älykkäitä palveluita ja teknologioita aina käyttäjärajapinnoista ja matkustajapalveluista sensoreihin ja liikenneoperaattorien ratkaisuihin.

VTT:n projektipäällikkö Raine Hautalan mukaan tavoitteena on luoda uudenlainen arjessa toimiva kehitysympäristö, joka nopeuttaa yritysten tuotekehitystä ketterien kokeilujen avulla tiiviissä yhteistyössä loppukäyttäjien ja tutkimuslaitosten kanssa. Uusia ratkaisuja voivat olla esimerkiksi helppokäyttöiset matkustajien palautesovellukset, automaattiset matkustajalaskennat ja automaattiset kelihavainnot.

Lisätietoja: www.vtt.fi/sites/livinglabbus/fi/

Linjat

11 ja 23 Living Lab Bus -yhteishanke alkaa kesällä Helsingissä linjalla 23 ja Espoossa linjalla 11 liikennöivissä sähköbusseissa.

Älyheijastin tuo turvan VTT on toteuttanut heijastinvalmistaja Coreplastin kanssa yhteistyössä heijastimen, jonka toimintaa voidaan ohjata älypuhelimen kautta. Esimerkiksi pimeässä ja huonolla säällä heijastin saadaan vilkkumaan vaarallisessa risteyksessä huomiota herättävästi käyttäjän paikannustiedon perusteella. Perinteisestä heijastimesta on tehty älykäs lisäämällä siihen antureita, ledivalot sekä langaton lataus ja kommunikointi.

64 VTT Impulssi

Kuva: VTT

LIIKETOIMINTA

Millainen asiakas olet?

VTT:N, Suomen Lähikaupan, Sinebrychoffin, Forecan ja Aalto-

yliopiston juuri päättyneessä Koda-yhteishankkeessa kartoitettiin asiakkaiden liikkumista myymälässä syvyyskameroilla ja vapaaehtoisille asiakkaille annettavilla silmänliikekameroilla.

Hankkeessa selvitettiin Helsingissä Suutarilan Siwa-myymälässä olevien herätteiden vaikutusta kuluttajiin ja tunnistettiin erilaisia asiakastyyppejä. Ostokäyttäytymisestä saatua tietoa yhdistettiin myös Forecan säätietoihin ja lähikaupan myyntidataan.

Kameroilla seurattiin, miten ihmiset liikkuvat myymälässä ja mihin katse kiinnittyy. VTT:n teknologian avulla saatiin tietoa myös tiedostamattomista katseen kohdistuksista ja liikkeistä. Kasvoja tekniikalla ei pysty tunnistamaan.

Nopea ostos vai hypistellen?

VTT:n tutkija Katri Grenmanin mukaan nopealle ostajalle, joka on suoraviivainen toiminnassaan, on tärkeää myymälän selkeys ja omien tuotteiden löytyminen helposti. Hidas hypistelijä sen sijaan etsii iloisia yllätyksiä tuotevalikoimasta, uutuustuotteita tai on erityisen kiinnostunut tuotteiden sisältötiedoista, Tutkimuksessa saatiin tietoa myös siitä, millä tavoin kuluttajat tekevät valintoja kaupassa. Esimerkiksi väsyneeksi itseään kuvailleet ihmiset tekivät todennäköisemmin ostoja juomahyllyltä, mutta kiinnittivät vähemmän huomiota hyllynpäätyihin, jotka ovat monille kaupoille hyvinkin tärkeä mainospaikka.

VTT:n Owela-palvelussa tehdyssä käyttäjätutkimuksessa selvitettiin myös sään, ruuan ja juoman vaikutusta mielialaan.

Käyttäjät kertoivat huonon sään vaikuttavan mielialaa alentavasti.

Tutkimuksessa huomattiin, että huonohkolla säällä ihmiset ostivat jonkin verran enemmän niin sanottua lohturuokaa, kuten valmisruokaa, pikkupurtavaa ja makeisia. Todella huonolla säällä vastaavaa vaikutusta ei kuitenkaan havaittu.

Tutkimuksen perusteella kaupat pystyvät tunnistamaan erilaiset asiakastyypit ja mukauttamaan tuotesijoitteluaan niin, että kuluttajan asiointikokemuksesta tulee entistä miellyttävämpi.

Lisätietoja projektissa käytetystä syvyyskamerateknologiasta: http://ontrack.vtt.fi http://www.vtt.fi/medialle/uutiset/kuluttajille-paremmin-toimiviakauppoja-asiakask%C3%A4ytt%C3%A4ytymisen-seurannalla

VTT Impulssi 65

Puhtaampaa kaupunkiliikennett채

puupohjaisella dieselill채

66 VTT Impulssi

Teksti Vesa Puoskari, Anneli Kunnas Kuvat UPM

B

ussitestien aikana selvitetään uusiutuvan UPM BioVerno -dieselin vaikutuksia joukkoliikenteessä käytettävän bussin moottoriin, päästöihin ja kulutukseen fossiiliseen dieseliin verrattuna. Testit alkoivat lokakuussa 2015 ja kestävät vähintään vuoden.

– Olemme erittäin tyytyväisiä voidessamme osallistua koeajoilla Helsingin seudun liikenteen päästöttömään joukkoliikenteeseen tähtäävään hankkeeseen, jonka tavoitteena on korvata fossiiliset polttoaineet uusiutuvilla biopolttoaineilla, sanoo UPM Biopolttoaineiden myynti- ja markkinointijohtaja Sari Mannonen.

UPM Biopolttoaineet ja VTT pilotoivat puupohjaista UPM BioVerno -dieseliä pääkaupunkiseudun bussiliikenteessä.

Maalla, merellä ja ilmassa Bussikoeajot ovat myös osa VTT:n koordinoimaa laajempaa BioPilot-hanketta, jolla kannustetaan yrityksiä kaupallistamaan liikenteen uusiutuvan energian ratkaisuja.

VTT:n tutkimusprofessori Nils-Olof Nylundin mukaan UPM BioVernon kaltaisten drop in -polttoaineiden etuna on, että ne soveltuvat sellaisenaan polttoaineiden jakeluinfrastruktuuriin ja autoihin sekä myös tulevaisuudessa rakennettaviin kulkuneuvoihin.

Nylund kuvailee, että kestävän kehityksen mukaiset edistykselliset biopolttoaineet voivat toimia Suomelle ohituskaistana liikenteen hiilidioksidipäästöjen leikkaamisessa. Kotimaiseen biopolttoainetuotantoon panostaminen on kannattavaa myös teknologisesta ja taloudellisesta näkökulmasta katsottuna.

– Suomessa käytetään liikennepolttoaineita vajaa neljä miljoonaa tonnia vuodessa, kun biopolttoaineiden tuotantokapasiteetti on 500 000 tonnia vuodessa eli hieman yli 10 prosenttia polttoaineiden käytöstä kokonaisuudessaan.

Tässä suhteessa Suomi on edelläkävijä moniin muihin maihin verrattuna, hän sanoo.

– Biopolttoaineet pystyvät hyvin korvaamaan öljypohjaisia polttoaineita maantieliikenteessä, mutta myös meri- ja ilmakuljetuksissa, Nylund lisää.

VTT on jo aiemmin testannut kotimaista UPM BioVerno -dieseliä sekä henkilöautoissa että bussien moottorikokeissa hyvin tuloksin, joten bussitestit liikenteessä ovat jatkoa pitkäaikaiselle kehitystoiminnalle UPM:n kanssa.

VTT Impulssi 67

LIIKETOIMINTA

UPM ja VTT pilotoivat puupohjaista dieseliä UPM BioVernoa pääkaupunkiseudun bussiliikenteessä yhdessä Helsingin seudun liikenteen (HSL) kanssa.

”TAVOITTEENA ON AJAA TESTEJÄ MYÖS PUHTAALLA UUSIUTUVALLA PUUPOHJAISELLA DIESELILLÄ.”

Sari Mannonen

Pakokaasupäästöt vähenevät Useat tutkimuslaitokset ovat tehneet UPM BioVerno -dieselillä moottori- ja ajoneuvokokeita sekä liikennekoeajoja hyvin tuloksin. Tutkimukset osoittavat, että polttoaine toimii parhaiden fossiilisten diesellaatujen tavoin ja samalla alentaa liikenteen lähipäästöjä merkittävästi.

– Elinkaarensa aikana UPM BioVerno -dieselin hiilidioksidipäästöt ovat jopa 80 prosenttia pienemmät fossiiliseen dieseliin verrattuna. Tutkimusten mukaan myös polttoaineen lähipäästöt, kuten häkä- ja pienhiukkaspäästöt, vähenivät mikä tarkoittaa käytännössä parempaa ilmanlaatua, painottaa UPM Biopolttoaineiden myynti- ja markkinointijohtaja Sari Mannonen.

– Bussitestien ensimmäisessä vaiheessa ajettiin seoksella, jossa UPM BioVernon osuus oli 20 prosenttia. Huhtikuusta lähtien olemme testanneet 50-prosenttisella seoksella. Tavoitteena on ajaa testejä myös puhtaalla uusiutuvalla puupohjaisella dieselillä myöhemmin tänä vuonna.

Biopolttoaineet voivat toimia Suomelle ohituskaistana liikenteen hiilidioksidipäästöjen leikkaamisessa, VTT:n Nils-Olof Nylund sanoo.

68 VTT Impulssi

Uusimmat tutkimukset osoittavat, että UPM BioVerno -diesel vähentää myös pakokaasupäästöjä merkittävävästi, UPM:n Sari Mannonen sanoo.

Kohti päästötöntä kaupunkiliikennettä Pääkaupunkiseudun joukkoliikenteestä vastaavan HSL:n tavoitteena on leikata hiilidioksidipäästöjä ja haitallisia hiukkaspäästöjä yli 90 prosentilla vuoteen 2025 mennessä.

– Joukkoliikenteen käytön kasvu on tärkeä elementti kestävän kehityksen kannalta, joten edistykselliset biopolttoaineet sopivat erittäin hyvin strategiaamme, koska ne voidaan ottaa käyttöön heti. Tavoitteenamme on, että dieselkäyttöisiin busseihin tankataan pelkkää uusiutuvaa biopolttoainetta vuoteen 2020 mennessä, vahvistaa HSL:n joukkoliikenneosaston johtaja Reijo Mäkinen.

Liikennekoeajoissa käytetään neljää Transdevin liikennöimää Volvon Euro VI -luokan bussia, joissa on päästötasoltaan alhainen ja tehokas moottori.

Kaksi busseista ajaa UPM BioVernoa sisältävällä dieselillä ja kaksi tavallisella dieselillä. Sekä VTT että bussien valmistaja Volvo testaavat kaikki koeajobussit ennen testin alkua, testien puolivälissä ja koeajojen loputtua.

– Ympäristöystävällisyys on yksi Volvon kolmesta ydinarvosta laadun ja turvallisuuden rinnalla, joten testiajojen ansiosta olemme mukana kehityksen kärjessä myös tällä alueella, kertoo Tom Rönnberg Volvo-bussien tuotetekniikasta.

– Uudet Volvo Euro VI -bussit vaativat pakokaasujen jälkikäsittelylaitteiston jatkuvaa puhdistusprosessia myös ajon aikana. Mitä puhtaampaa polttoainetta moottorissa poltetaan, sitä harvemmin tätä puhdistusta tarvitaan, mikä on hyvä niin auton kuin huoltokustannusten kannalta, hän lisää.

Testien polttoainejakelijana toimii St1. UPM BioVerno on ollut keväästä 2015 lähtien myynnissä St1-asemilla osana Diesel Plus -polttoainetta.

VTT:n ratkaisuilla säästöä ja laatua terveydenhuoltoon VTT:llä on vahva rooli innovaatiokehittämisen kärjessä. VTT:n laaja-alaisessa osaamisessa yhdistyvät sosiaali- ja terveydenhuollon tuntemus sekä huipputason ICT:n ja lääketieteellisen teknologian tutkimus.

TERVEYSTEKNOLOGIAT

UUDET TOIMINTAMALLIT

• Sairauksien varhainen diagnostiikka

• Toimintaprosessien analysointi ja kehittäminen

• Pitkäaikaissairauksien hallinta

• Palveluiden integrointi ja palveluverkoston johtaminen

• Omatoiminen terveyden ja hyvinvoinnin ylläpito

• Liiketoimintamallien ja verkostoyhteistyön

• Mittausratkaisut terveyden seurantaan

kehittäminen

• Terveystiedon analytiikka

• Innovatiiviset hankinnat

• Tietojärjestelmien arkkitehtuurimäärittelyt

• Pilotointi ja käyttäjätutkimukset

Kysy lisää: Kari Kohtamäki, asiakaspäällikkö Puh. 040 512 7611, kari.kohtamaki@vtt.fi

www.vtt.fi/digitaalinenterveys VTT Oy on Pohjoismaiden johtava tutkimus- ja teknologiayhtiö. Kehitämme uusia älykkäitä teknologioita ja innovatiivisia palveluja.

Taustallamme on yli 70 vuotta tiedettä, huippututkimusta, tuloksia ja näyttöjä asiakkaidemme kilpailukyvyn kasvusta ja menestyksestä.

Kuva: Ilmavoimat

Turbiinisiivillä

miljoonien säästöihin Huoltovälillä on väliä, kun on kyse arvokkaasta Hornethävittäjäkalustosta. Suomen ilmavoimille sen 62 F/A-18 Hornet -hävittäjää ovat tärkein ase. Moottorien korkeapaineturbiinin siipien tutkimus auttoi pidentämään huoltoväliä, ja näin saadaan noin 2,7 miljoonan euron säästöt koneiden käyttöiän aikana.

Teksti Paula Bergqvist Kuvat Paula Bergqvist ja Ilmavoimat

P

atrian GE-moottorin pääasiantuntija Timo Nurmi kertoo kämmenelle mahtuvasta metallinkappaleesta.

– Tämä on suositellun elinikänsä eli 2 800 tuntia ylittänyt Hornet-hävittäjälentokoneen korkeapaineturbiinin siipi. Siipi, joita on kaikkiaan 64 kappaletta kussakin moottorissa, on käynyt 3 162 tuntia eliniän pidentämisen ansiosta, kertoo Nurmi.

Siipi on edelleen hyväkuntoinen, vaikka siihen on syntynyt mekaanisen kuormituksen ja lämpösyklien takia säröjä. Metalli kuumenee lennon aikana lentotilanteesta riippuen lähelle tuhatta astetta. Säröt voisivat liian pitkälle kasvaessaan katkaista turbiinisiiven ja aiheuttaa vakavan moottorivaurion.

70 VTT Impulssi

Moottorinvalmistaja General Electric (GE) on määrittänyt kaikille moottorin pääkomponenteille, kuten siiville ja kiekoille eliniät, jotka perustuivat alkujaan pääosin Yhdysvaltojen laivaston kokemukseen. Elinikiä ja huoltovälisuosituksia tarkennetaan kansallisten käyttökokemusten karttuessa kunkin maan olosuhteita vastaaviksi.

Miten säröt kehittyvät?

Ilmavoimien lentämisen edellytyksistä eli lentokonekaluston elinkaarisuunnittelusta, kunnostuksesta ja käytettävyydestä vastaava Puolustusvoimien logistiikkalaitoksen Järjestelmäkeskus ja sille huoltoja ja korjauksia tekevä strateginen kumppani Patria päättivät yhdessä selvittää, voidaanko siipien elinikää nostaa samanpituiseksi

Kriisissä osaamisverkoston merkitys korostuu – Yhdistimme Puolustusvoimien toimeksiannossa erilaista VTT:n osaamista: lujuustekniikkaa, materiaalitekniikkaa, mikroskopiaa, pinnoiteosaamista.

Tiedot siipien eliniästä välitettiin Patrialle, jossa korjauskehitysten parissa työskentelevä diplomi-insinööri Jani Simelius arvioi niitä, kertoo erikoistutkija Juhani Rantala VTT:stä.

VTT on ollut Ilmavoimien kumppani noin 15 vuotta. Ensimmäiset VTT:lle annetut tehtävät liittyivät Hawk-hävittäjien moottorin turbiinien kunnonmäärittämiseen.

– Siitä työt jatkuivat Hornetin korkeapaineturbiinisiipien analysointiin vuonna 2009. Siipien lisäksi olemme tutkineet muun muassa polttokammion vaippamateriaalia, muistelee Rantala.

– Olemme saaneet Juhanin mainitseman polttokammion säröytymisen analysoinnista arvokasta tietoa, jota voimme hyödyntää boroskooppitarkastuksissamme ja siten harkitusti antaa lisää lentoaikaa koneille, jatkaa Timo Nurmi.

Kotimaisten yhteistyökumppanien lisäksi Puolustusvoimat hyödyntää muiden Hornet-käyttäjien kokemuksia eri maissa. Suomessa tutkimusyhteistyöverkostoon kuuluu Patrian ja VTT:n lisäksi Aalto-yliopisto, Tampereen teknillinen yliopisto, Finflo, Milldyne ja Emmecon.

Taustalla on Ilmavoimien 90-luvun alussa tekemä päätös rakentaa, investoida ja rahoittaa kansallista osaamisverkostoa lentokoneiden elinkaaren hallinnan tarpeisiin.

– Hornet-hävittäjäkaluston on oltava kaiken aikaa käyttökunnossa. Myös mahdolliseen kriisitilanteeseen on varauduttava ennalta. On tärkeää, että meillä on luotuna toimiva osaamisverkosto, jonka avulla pärjäämme tarvittaessa mahdollisimman pitkälle kotimaisin voimin. Yhteistyössä on siis kyse myös Suomen kriisinajan huoltovarmuuden kehittämisestä, kertoo Jukka Taattola.

LIIKETOIMINTA

kiekkojen eliniän kanssa. Tavoitteena oli käyttää siivet aina kiekkojen elinikärajaan asti, ja siten saavuttaa säästöjä varaosahankinnoissa.

– Meille on parinkymmenen vuoden aikana karttunut paljon tietoa, miten pohjoiset olosuhteemme ja lentotapamme vaikuttavat moottoreiden osien kuntoon, kertoo Hornetin moottoreista vastaava järjestelmäpäällikkö, insinöörimajuri Jukka Taattola Puolustusvoimien logistiikkalaitokselta.

– Suomalaiset lentävät pääasiassa hyvin erilaisissa olosuhteissa kuin vaikkapa aavikolla lentävät amerikkalaiset. Amerikkalaisten moottoreiden kokema lämmin ja toisinaan hiekkaa sisältävä ilma rasittaa turbiinipään osia enemmän kuin Suomen kylmä ja puhdas ilma. Harjoitusalueen etäisyyskin vaikuttaa moottorin rasittumiseen. Meillä on kentältä harjoitusalueelle viiden minuutin lento – Yhdysvalloissa siirtymäajat ovat pitkiä. Suomessa suhteellisen lyhyeen ja tehokkaasti käytettyyn lentoaikaan nähden pitkät, maassa tapahtuvat moottoreiden käyttöajat syövät turbiinin siiville tuntiperusteisesti määritettyä elinikärajaa.

Maassa tapahtuva tasainen, pienellä työntövoimaasetuksella tapahtuva käyttö ei kuitenkaan rasita moottoreita kuten itse lentäminen, joten tarve turbiinin siipien elinikärajan kasvattamiselle on ymmärrettävää, kertoo Taattola.

Oli siis selvitettävä, miten säröt kehittyvät, jotta siipien käyttöikä voidaan määrittää uudelleen.

Tampereen teknillinen yliopisto kartoitti satojen mikrometrien luokkaa olevat säröt. VTT tutki metallin mikrorakenteet ja selvisi, että säröjen eteneminen joko pysähtyy tai hidastuu voimakkaasti. Lämpötilojen ja keskipakoisvoiman aiheuttamat jännitykset analysoitiin. VTT tutki myös materiaalin mikrorakenteen pehmenemistä. Siivet osoittautuivat hyväkuntoisiksi lukuun ottamatta muutamissa siivissä esiintyneitä ylikuumentuneita alueita jättöreunan läheisyydessä.

VTT puolsi siipien käyttöiän pidentämistä ­ 2 800 tunnista 3 100 tuntiin – samanpituiseksi kuin kiekkojen. Tutkimustulokset toimitettiin myös valmistajatehtaalle (GE), joka päätyi samaan lopputulokseen ja lisäsi siipien elinikäsuositusta kymmenellä prosentilla. Huoltoväliä voitiin pidentää. Samalla vältyttiin kaikkiin moottoreihin tarvittavan siipisarjan hankinnalta.

Pidentämispäätöksellä saavutetaan lentokoneiden käytön aikana noin 2,7 miljoonan euron säästöt.

– Kaiken kaikkiaan moottoreiden elinkaarenaikaisiksi säästöiksi voidaan jo nyt tehtyjen erilaisten kehitystoimenpiteiden ansiosta arvioida kertyvän noin 60 miljoonan euron edestä, kertoo Timo Nurmi Patriasta.

Kp-Turbiinin siivet.

Kp-Turbiinikiekko.

Kp-Turbiini.

VTT Impulssi 71

Jukka Taattolalla (vasemmalla) kädessään vaurioitunut korkeapaineturbiinin siipi, Timo Nurmella seuraava tutkimuskohde eli matalapaineturbiinin siipi ja Juhani Rantalalla korkeapaineturbiinin siipi, joka on lentänyt 3 162 tuntia.

Korjaukset hallitusti ja järkevästi Puolustusvoimien logistiikkalaitos tilaa tehdas­huoltotasoiset huolto- ja korjauspalvelut pääasiassa Patrialta. Kaikki vähänkään merkittävämmät huoltotoimenpiteet edellyttävät moottorin irrottamisen, ja osoite on silloin Patrian moottorikorjaamo Nokian Linnavuoressa, jossa aikoinaan myös Mig 21- ja Draken-hävittäjien moottorit huollettiin. Koneiden käyttö- ja määräaikaishuollot Ilmavoimat tekee itse.

– Kun Patrialla huomaamme ongelman, reagoimme saman tien. Täällä uuden korjausmenettelyn kehittäminen on usein paljon nopeampaa kuin eri maiden yhteistyökokouksissa, kertoo Nurmi.

– Suomalaisia arvostetaan Hornetin moottoripiireissä innovatiivisina, osaavina ja tarvittaessa nopeastikin uusia ratkaisuja löytävinä sekä toteuttavina ammattilaisina, toteaa Taattola.

Sulanutta tuhkaa jäähdytysreikien läheisyydessä harjoituslennon jälkeen. Reiät eivät saa tukkeutua, koska silloin siiven jäähdytysilma ei pääse läpi.

72 VTT Impulssi

Hornetin suunnittelu alkoi 60-luvulla, ja ensilennot tehtiin Yhdysvalloissa vuonna 1978.

Operatiiviseen käyttöön ne pääsivät 80-luvulla.

Kaikki Ilmavoimien 1-paikkaisten koneiden moottorit ja varamoottorit koottiin Linnavuoressa vuosina 1995−2000. Kokoonpanotyöstä saatiin arvokasta kokemusta ja omaa osaamista moottoreiden huoltoon.

Koneilla on lennetty Suomessa jo 20 vuotta, mutta vielä on paljon lentovuosia edessä, vaikkakin uusien hävittäjien hankinnasta jo keskustellaan.

Eyjafjallajökull pysäytti Euroopan lennot LENTOLIIKENNE POHJOIS-EUROOPASSA pysähtyi huhtikuussa 2010 Eyjafjallajökull-tulivuoren purkautuessa Islannissa. Heräsi kysymys: Mikä on turvallinen tuhkapitoisuus ilmailulle?

Lapin lennoston Hornet-harjoituslennolla koneet altistuivat tuhkapilveen ja lennon jälkeen niiden moottoreissa havaittiin tuhkapölyä. Näin Suomen Ilmavoimat päätyi ilmailualan ykkösuutiseksi.

Ilmavoimat, Patria ja VTT tutkivat nopeasti, miten tukossa moottorit olivat. Tuhkasta huolimatta lentokoneet todettiin tutkimusten perusteella lentokuntoisiksi.

Myöhemmin VTT sai Puolustusvoimilta tehtäväksi selvittää, aiheuttaako tulivuoren tuhka turbiinisiipiin korroosiota.

– Tilasin Islannista pussillisen hienojakoista, mantereelta kerättyä tulivuoren tuhkaa. Sulaa tuhkaa ruiskutettiin korkeapaineturbiinisiipien pintaan ja siipiä hehkutettiin uunissa.

Korroosiovaikutusta emme löytäneet. Tätä ei aiemmin tiedetty, vaikka tulivuorenpurkaukset eivät ole erityisen harvinaisia, muistelee Juhani Rantala VTT:stä.

Teksti Tiina Saario-Kuikko Kuvat Flexbright ja Tiina Saario-Kuikko

Ledikalvot

taipuvat kansanlampusta lentokoneisiin

I

nnovatiivisia ledikalvoja kaupallistava Flexbright Oy valaisee myös kohteet, joihin valoa ei ole ennen pystytty teknisistä syistä viemään. Tämä mahdollistaa uudet innovaatiot ja designin, joita ei ole aiemmin nähty.

Ledivalokalvoja voidaan upottaa esimerkiksi sisustuselementteihin, kankaisiin, rakenteisiin, seiniin, laseihin ja huonekaluihin. Teknologialla on lukuisia sovelluskohteita, joihin ohuet, taipuisat, läpinäkyvät ja kestävät elementit sujahtavat.

– Keveys on avainsana tämän päivän monissa kohteissa, kuten lentokoneissa, autoissa ja vaikkapa hisseissä. Ensimmäiset tuotekehityshankkeet ovatkin keskittyneet näiden uutuusarvoltaan merkittävien kohteiden valaistukseen.

Tulevaisuudessa myös perinteisten valonlähteiden korvaaminen on iso volyymilähde, uskoo Flexbrightin toimitusjohtaja Pekka Makkonen. Äly ja langattomuus mukana Yrityksen ledivalokalvoissa käytetty valaisuteknologia on kehitetty tiiviissä yhteistyössä VTT:n ja Oulussa toimivan PrintoCent-teollisuusklusterin kanssa.

Teknologia perustuu rullalta rullalle ‐massatuotantoon, voimakkaaseen valotehoon,

esineiden internetin ominaisuuksiin, matalaan energian kulutukseen ja ultraohueen, joustavaan rakenteeseen, jonka paksuus on alle yksi millimetriä. Kevyillä valaisurakenteilla säästetään myös raaka-aineita.

Taipuisa valaisukalvo kestää hyvin lämpöä ja kosteutta. Kalvoihin yhdistetty äly ja langaton ohjaus mahdollistavat myös esineiden internetiin perustuvien sovellusten käytön.

– Kalvoihin voidaan liittää sensoreita ja niitä voidaan ohjata langattomasti. Ohuet taipuisat kalvot tarjoavat designereille aivan uusia mahdollisuuksia valaisinsuunnitteluun, kertoo tutkimusalueen päällikkö Raimo Korhonen VTT:ltä.

Valaisuympäristöä voidaan myös ohjata osana kokonaisrakennusautomaatiota.

Investoimassa Oulun seudulle Esineiden internet -teknologiaa hyödyntävillä Flexbrightin ledikalvoilla on hyvät mahdollisuudet vallata globaaleja markkinoita, jotka ovat isot ja voimakkaassa kasvussa.

– Potentiaalinen asiakaskuntamme on hyvin heterogeeninen. Melkeinpä ala kuin ala kykenee hyödyntämään ledikalvoteknologiaa VTT Impulssi 73

LIIKETOIMINTA

Flexbrightin ledivalokalvot muuntuvat kestävästä kansanlampusta erilaisiksi joustaviksi ja kevyiksi valonlähteiksi.

– leluteollisuudesta autoteollisuuteen, valaistuksesta kodintekstiileihin, laseista lentokoneisiin, kaupallinen johtaja Atte Varsta luettelee.

Flexbrightilla onkin meneillään useita tuotekehitysprojekteja eri sovellusaloilla ja eri maissa toimivien yritysten kanssa.

– Kilpailua ei juuri toistaiseksi ole, ja markkinoilla on tilaa useille toimijoille. Teknologian tuotannollinen ja kustannustehokas monimutkaisuus luo merkittävän kynnyksen alan uusille tulijoille.

Vastaavasti Flexbrightin immateriaalioikeudet suojaavat tältä osin kilpailulta, Varsta arvioi.

Tällä hetkellä yritys keskittyy ledikalvon kehittämiseen ja myöhemmin niiden valmistamiseen massatuotantona rullalta rullalle -ladontalinjalla.

– Flexbright suunnittelee merkittävää tuotannollista ja työllistävää investointia Oulun seudulle. Tavoitteena on rakentaa ekosysteemi massatuotantona painettavan elektroniikan alkaville kaupallisille yrityksille ja siten alentaa kynnystä aloittaa kaupallinen ja liiketaloudellisesti kannattava toiminta tämän teknologian pohjalta, Varsta ja Makkonen kaavailevat.

Tämän hankkeen valmistelussa on ollut aktiivisesti mukana myös Business Oulu, ­PrintoCent ja VTT. Flexbrightin tuotteilla on kansainvälistä imua, ja se on herättänyt mielenkiintoa myös itänaapurissa. Venäläisrahoittaja NNCR vauhdittaa jo yrityksen ledikalvoteknologiaa.

– Toistaiseksi Flexbrightin tuotanto ja tuotekehitys tulevat toimimaan Oulussa, mutta 74 VTT Impulssi

myöhemmin arviolta parin vuoden sisällä myös Venäjälle perustetaan yhdessä Rusnanon kanssa tuotantolaitos palvelemaan paikallisesti sikäläisiä markkinoita, Makkonen ja Varsta suunnittelevat.

Finlaysonin kansanlamppu kestää halauksen ja mahtuu kirjekuoreen Myös Finlaysonin kekseliäs kansanlamppu sai alkunsa, kun Varstalle juolahti ajatus ledikalvon hyödyntämisestä kodintekstiileissä.

Flexbrightin ja VTT:n edustajat esittelivät idean Finlaysonin toimitusjohtaja Jukka Kurttilalle, joka kiinnostui nopeasti ajatuksesta lähteä ennakkoluulottomasti kehittämään jotain aivan uutta.

FLEXBRIGHT OY FLEXBRIGHT OY on vuonna 1973 perustetun, valomainoksia valmistavan Neonelektro Oy:n sisaryritys. Flexbright perustettiin alun perin nimellä Mainoskama Oy ledikomponenttien vientiä ja tuontia varten vuonna 2010, mutta nimi vaihdettiin kuvaavampaan Flexbrightiin vuonna 2013.

Flexbright työllistää toistaiseksi kolme henkilöä, mutta rekrytoi lisää osaajia joukkoonsa ja investoi voimakkaasti Oulun seudulle.

Kuva: Flexbright

Ledikalvo kestää jopa 100 000 käyttötuntia, uskovat Flexbrightin nokkamiehet Pekka Makkonen (vas.) ja Atte Varsta käsissään taipuisa ja kevyt valokalvo. Oikeassa laidassa VTT:n erikoistutkija Kimmo Keränen ja Flexbrightin hallituksen jäsen, Nanocenter Mordvan toimitusjohtaja Dmitry Krakhin.

Kuva: Flexbright

– Ledikalvoilla on hyvät mahdollisuudet vallata globaaleja markkinoita, uskovat Flexbrightin nokkamiehet Atte Varsta (vas.) ja Pekka Makkonen.

– Olemme Finlaysonilla uteliaita siitä, mitä maailmalla tapahtuu ja mikä kiinnostaa kuluttajia. Tämä hanke vaikutti sellaiselta, joten lähdimme heti mukaan, Kurttila kuvailee.

Kansanlamppu syntyi Finlaysonin, Flexbrightin ja VTT:n yhteistyön sekä opintojensa loppuvaiheessa olevien Aallon opiskelijoiden suunnittelun tuloksena.

Kansanlamppu on ensimmäinen kuluttajille tehty tuote, jossa käytetään ledikalvotekniikkaa. Lamppu on kestävä ja toimii esimerkiksi tunnelma- tai yövalona. Se on myös pehmeä ja halauksen kestävä.

– Tuotteen sisällä oleva valaiseva ledikalvo kestää jopa 100 000 tuntia käyttöä, mikä vastaa noin 15–20 vuoden käyttöikää, Kurttila kertoo.

– Tämä muuttaa käsitystä lampuista, sillä sen kyljessä oleva vetoketju voidaan myös avata ja lamppu sujauttaa vaikkapa litteään kirjekuoreen ja postittaa kotiin.

Kurttila suunnittelee tähtäävänsä kansanlampun kanssa joulumarkkinoille. Tuotteen

tavoitehinnan hän arvelee pyörivän noin 70–80 eurossa.

Finlayson aikoo vielä jatkaa kansanlampun tuotekehitystä ja jalostaa sitä niin, että tuote toimii akun voimalla eikä tarvitse lainkaan virtajohtoa. Tulevaisuudessa voi myös olla mahdollista, että ledivalokalvo saadaan kudottua suoraan kankaaseen.

Kuva: Tiina Saario-Kuikko

”KEVEYS ON AVAINSANA TULEVAISUUDEN TUOTTEISSA.”

– Vain taivas on rajana, myhäilee Finlaysonin toimitusjohtaja Jukka Kurttila ja kertoo jatkavansa hedelmällistä yhteistyötä Flexbrightin kanssa.

VTT Impulssi 75

Älyä

koneisiin

SMACC vauhdittaa Suomen valmistavan teollisuuden edellytyksiä, kilpailukykyä ja vientiä.

Teksti ja kuvat Sirpa Posti

T

eknologiateollisuus on Suomen merkittävin elinkeino, joka vastaa puolesta Suomen koko viennistä.

Työvoimasta 30 prosenttia työllistyy teknologiateollisuudesta, joka työllistää suoraan 280 000 henkilöä ja välillisesti 700 000. Alalta on kuitenkin kadonnut 100 000 työpaikkaa alle kymmenessä vuodessa. Muuttuvassa toimintaympäristössä pärjäävät ne, jotka etsivät aktiivisesti uusia liiketoimintamahdollisuuksia ja varautuvat tulevaisuuteen.

Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy ja Tampereen teknillinen yliopisto (TTY) ottivat haasteen vastaan ja perustivat viime syksynä älykkäiden koneiden ja valmistuksen osaamiskeskittymän SMACCin (Smart machines and manufacturing centre), jossa on asiaan erikoistuneita osaajia 300. Kaikkiaan VTT:ssä on 2 600 ja TTY:ssä 1 800 henkilöä.

SMACC kiihdyttää suomalaisen valmistavan teollisuuden tulevaisuutta ja tarjoaa erityisesti pk-yritysten käyttöön nopeita ratkaisuja yhden luukun -periaatteella, monipuolista ja kansallisesti merkittävää tieteellistä osaamista sekä laajan kotimaisen ja ulkomaisen yhteistyöverkoston.

76 VTT Impulssi

Tuumasta toimeen nopeasti yrityksen ehdoilla Yritysten kynnys lähteä ohjelmaan mukaan on asetettu mahdollisimman matalalle.

– Jalostamme jatkuvasti ketteriä toimintamalleja yrittäjien tarpeisiin, ja tarjoamme nopean avun kaiken kokoisille yrityksille. Nopeiden pilotointien avulla pystytään esimerkkien kautta levittämään innostusta ja rohkeutta uusiin innovaatioihin, kertoo liiketoiminnan kehityspäällikkö Risto Kuivanen, joka toimii SMACCin vastuuvetäjänä VTT:n puolelta – Pidämme aluksi yrityksen kanssa vuorovaikutteisen tuumauspäivän, jossa kartoitamme muun muassa kehittämistarpeet, yritys tekee itsearvioinnin ja luo toimintasuunnitelman.

Ensimmäiseksi työkaluksi yritys saa yhteenvedon tästä kaikesta, jatkaa Kuivanen.

Seuraavaksi yrityksen tietoja verrataan muihin yrityksiin, joilla on samantyyppisiä kehittämiskohteita. Tämän jälkeen luodaan yritysrypäs, jossa on 4–5 yritystä, jotka eivät kilpaile keskenään. Yritykset lähtevät yhdessä vauhdittamaan ja jatkojalostamaan kehityskohteita.

– Ohjelmassa on parhaillaan mukana parikymmentä yritystä, ja joukko kasvaa päivittäin. Yritykset osallistuvat tuumauspäi-

LIIKETOIMINTA SMACC on älykkäiden koneiden ja valmistuksen osaamiskeskittymä, jonka vetäjinä toimivat liiketoiminnan kehityspäällikkö Risto Kuivanen VTT:ltä ja professori Kari T. Koskinen TTY:ltä.

vätoimintaan ja suoraan yhteisten tutkimushankkeiden valmisteluun. Pk-yritysten lisäksi mukana on isompia veturiyrityksiä, sanoo TTY:n SMACC-vastuuvetäjä, professori Kari T. Koskinen.

Erityisesti pk-yritysten tarpeista ensimmäisiksi teemoiksi on valittu: vaativa digitaalinen valmistus, digitaalinen suunnittelu ja mallinnus, uudet digitaaliset palveluinnovaatiot, digitaalinen laadun hallinta (teollinen internet), käyttöomaisuuden hallinnan ratkaisut ja ainetta lisäävä valmistus (3D-tulostus).

SMACC palvelee koko Suomea – toiminta ankkuroituu Pirkanmaalle Aluekehitysjohtaja Jukka Alasentie Pirkanmaan liitosta sanoo, että SMACC vahvistaa Pirkanmaan uudistumista, kärkiosaamista eli valmistavaa teollisuutta ja yhdistää kaksi alueen avaintoimijaa.

– Tutkimuksen lisäksi fokus on voimakkaasti yrityksissä ja erityisesti pk-yrityksissä. Odotuksena on, että VTT ja TTY tuovat yritystasolle uutta voimaa, joka kytketään huippuosaamisen hyödyntämiseen. Erityisesti 3D-panostukset ovat tärkeitä, joita on edistetty tutkimuksel-

”TUTKIMUKSEN LISÄKSI FOKUS ON VOIMAKKAASTI YRITYKSISSÄ JA ERITYISESTI PKYRITYKSISSÄ.”

lisesti ja rakennettu siltaa pk-puolelle. Emme rahoita yksittäisiä hankkeita vaan rahoitamme muutosta, toteaa Alasentie.

Osaamiskeskus tavoittelee 40 miljoonan euron vuosittaista volyymiä, ja kohdealueena on koko Suomi. Toiminta ankkuroituu vahvasti kotimaisiin ja kansainvälisiin yhteistyöverkostoihin ja keskittyy Pirkanmaalle, koska siellä on valmistavan teollisuuden vahva ekosysteemi. Käynnistämisessä ovat olleet VTT Impulssi 77

mukana Tampereen kaupunki ja Pirkanmaan liitto.

SMACC-työtila sijaitsee Tampereen Hervannan uudessa Kampusareenassa, jossa VTT:n ja TTY:n yhteistä tilaa käytetään alan uusimman tutkimuksen esittelyyn ja yritysten kohtaamisiin.

Miten mukaan SMACCiin?

Kehityspäällikkö Risto Kuivasen mukaan kustannustehokas SMACC-yhteiskehittäminen kirittää mukana olevat yritykset kahden vuoden kilpailuetuun.

– Tämä on nyt tilaisuus päästä kärkeen, painottaa Kuivanen.

KYSY LISÄÄ JA ILMOITTAUDU MUKAAN VERKOSSA:

http://smacc.fi/ kohdassa yhteystiedot tai risto.kuivanen@vtt.fi ja kari.t.koskinen@tut.fi Ajankohtaista tietoa täydennetään uusille SMACC-verkkosivuille jatkuvasti.

YHTEYSTIEDOT:

VTT, Risto Kuivanen, liiketoiminnan kehityspäällikkö.

TTY, Kari T. Koskinen, professori, kone- ja tuotantotekniikan laitoksen johtaja.

Robottikäsivarsia käytetään asennustyökaluina teollisuudessa.

Huippuosaaminen siltana Suomen yrityksille VTT JA TTY yhdistävät SMACCissä huiput yhteen, jolloin

saadaan tehokkuutta ja tuloksellisuutta. Teollisuuden toiminnasta syntyy kustannustehokkaampaa yritystoimintaa, ja siirrytään lähemmäs asiakasta.

Tämä palvelee Suomen teollisuutta ja teknologiakehitystä. Lopputuloksen on oltava ”enemmän” eli 1+1 on enemmän kuin 2, jolloin saadaan kustannustehokkuutta, osaamista ja todellisia nopeita tuloksia teollisuudelle.

Sandvikilla on hyvät verkostot VTT:n ja TTY:n kanssa.

SMACC on hyvä foorumi, jossa tutkimuslaitokset, pienet ja isot yritykset yhdistyvät, jolloin tiedonsiirto vauhdittuu. Pienetkin yritykset pääsevät hyödyntämään samoja resursseja, jolloin puhumme samaa yhteistä kieltä eri toimijoiden kesken, toiminta muuttuu ketterämmäksi ja hyödyntäminen on vastavuoroista.

Pienille yrityksille tämä antaa mahdollisuuden saavuttaa saman kuin isot yritykset, ja pienet yritykset menestyvät isojen vanavedessä.

78 VTT Impulssi

SMACC on suunnattava sekä isoille että pkyrityksille. Isot yritykset pystyvät viemään Suomen teknologiavahvuuksia, mutta pk-yritys tarvitsee vientiponnisteluihin rinnalleen tavallisesti ison kumppanin. Kustannustehokkuuden takaamiseksi fokuksen on oltava tekemisessä, ja hallintokustannusten on jäätävä pieniksi. Suhtaudun positiivisesti SMACCiin, ja nyt on aika ryhtyä tekoihin yhdessä.

Jani Vilenius, teknologia- ja tuotekehitysjohtaja, Sandvik Mining and Construction Oy Tampereella toimiva Sandvik Mining and Construction Oy tarjoaa maailman laajimman tuotevalikoiman laitteita kallionporaukseen, louhintaan, murskaukseen, rikotukseen ja materiaalin käsittelyyn. Ruotsalaisomisteisella Sandvik Ab konsernilla on toimintaa 130 maassa, ja se työllistää 49 000 ihmistä.

Pk-yritysten odotukset ovat nyt korkealla SMACCissä on volyymiä, kun 300 tutkijaa lyö yhteen osaamisensa, jota tarjotaan yhden luukun kautta nopeasti yritysten käyttöön kustannustehokkaasti. Olemmekin jo saaneet tästä hyvää kokemusta, esimerkiksi nopean palveluavun puhelimitse.

VTT:llä ja TTY:llä on omat erikoistumisalueensa, joiden odotamme täydentävän toisiaan SMACCissä.

On ymmärrettävää, että osaamiskeskus painottuu Pirkanmaalle, joka on valmistavan teollisuuden keskittymä Suomessa. Mutta erityisesti VTT:llä on myös valtakunnallinen rooli.

Pk-yritysten odotukset ovat nyt korkealla. On hyvä, että niille on oma erityisfokus SMACCissä.

Isoja yrityksiä tarvitaan myös mukana vetureiksi,

sillä arvoketjussa on kaikille oma paikkansa. Pitää muistaa, että 70 prosenttia tuotteen kustannuksista syntyy muualla kuin päähankkijan luona, joten koko arvoketju alihankkijoineen on merkittävä.

Harri Jokinen, toimitusjohtaja, Nomet Oy Tamperelainen Nomet Oy on vaativaan koneistukseen erikoistunut osatoimittajakonepaja, joka toimii yhteistyössä isojen suomalaisten ja kansainvälisten yritysten kanssa Suomessa. Tavoitteena on kasvaa lähivuosina teknologiakumppaniksi tärkeimmille asiakkaille. Yritys työllistää 48 henkilöä, ja sen liikevaihto on 8,3 miljoonaa euroa.

TUOTTAVUUSLOIKKA SUOMEN KORKEATASOISINTA älykkäiden koneiden

ja valmistuksen tutkimusosaamista.

SMACCin kolmen ensimmäisen vuoden kärkitavoitteet ovat: • 20 yritystä tekee tuottavuusloikan -> 50 prosentin kasvu.

• 100 pk-yritystä -> 10 prosentin kasvu.

• 300 pk-yritystä mukana.

Keraamista 3D-tulostusta kulutusta kestäviin kohteisiin.

Tuottavuusloikalla tavoitellaan vähintään 50 prosentin kokonaistuottavuuden parannusta kohdeyrityksissä.

Yrityksen toimintaa tarkastellaan tuotteiden, tuotannon, tuotekehityksen, asiakashyödyn ja verkoston toiminnan näkökulmista. Tie tuottavuusloikkaan käy muun muassa tunnistamalla kokonaistuottavuuteen vaikuttavat tekijät, ongelmakohdat ja konkreettiset toimenpide-ehdotukset kustannussäästöineen.

Lisäksi yhdessä yrityksen avainhenkilöiden kanssa etsitään sopivia etenemis- ja rahoitusmuotoja.

VTT Impulssi 79

VTT:n spinno GrainSense tuo

Laboratorion maanviljelij채n kouraan Jyvien nopea ja varma analyysi mahdollistaa kustannusten optimoinnin ja oikean hinnoittelun. GrainSensen laitteella viljelij채 saa tiedot jyvien laadusta suoraan pellon laidassa.

Teksti Milka Lahnalammi-Vesivalo Kuvat Sami Tirkkonen ja Istockphoto

80 VTT Impulssi

M

aanviljelijä joutuu tekemään jatkuvasti valintoja viljan korkean laadun ja sadon varmistamiseksi.

Myös myyntitilanteessa viljelijä tarvitsee luotettavaa tietoa myymänsä viljan laadusta.

Viljan laatua arvioidaan sen koostumuksella kuten proteiinipitoisuudella, ja viljan hinta riippuu aina kyseisen erän laadusta. Nyt viljelijän täytyy lähettää jyvänäytteitä laboratorioon, jotta voi tehdä prosessin aikana kustannustehokkaita ratkaisuja tai määrittää sadolle hinnan.

Keskeisiä hintaan ja siten myös viljelytapoihin vaikuttavia tekijöitä ovat viljan proteiinipitoisuus ja kosteus. Korkeaproteiininen vilja menee pääsääntöisesti leipomo- ja mallasteollisuuteen, matalampiproteiininen rehuksi.

– Viljelijä tarvitsee tarkan tiedon kauppatavaransa laadusta, jotta hän voi neuvotella sen myynnistä ja hinnasta. Myös maatilojen välillä VTT Impulssi 81

GrainSensen toimitusjohtaja Edvard Krogius näkee laitteelle ison kysynnän nyt, kun viljan viljelyssä proteiinipitoisuus korostuu.

käytävässä kaupassa on tärkeä tietää rehuviljan oikea proteiinipitoisuus; karjan on saatava juuri oikea määrä proteiinia, jotta lihan, munien ja maitotuotteiden laatu säilyy riittävän vakiona, GrainSensen toimitusjohtaja Edvard Krogius kertoo.

Laitteen avulla viljelijä voi optimoida kustannuksiaan GrainSensen tuote on käteensopiva ja mukanakuljetettava paristokäyttöinen laite, jonka säiliön sisälle laitetaan viljanjyviä. Laitteen sisällä kulkevat infrapuna-aallonsäteet analysoivat muutamassa sekunnissa jyvien proteiini-, öljy-, hiilihydraatti- ja kosteuspitoisuuden.

Maanviljelijä voi laitteesta saadun tiedon avulla tehdä tuotannollisia valintoja viljelyprosessin aikana.

– Viljelijälle on tärkeää pystyä optimoimaan lannoitus ja kuivatusaika, jotka ovat viljan tuotannossa merkittäviä kustannuseriä, Krogius toteaa.

Tarkka viljan laadun analysointi mahdollistaa viljelijälle myös esimerkiksi sadon varastoinnin siiloihin valmiiksi eri tarkoituksiin jyvien koostumuksen mukaan.

82 VTT Impulssi

Analysaattorista saatavan tiedon hyödyntämistä tehostavat siihen kuuluva GPS-paikannus ja yhteydet pilvipalveluihin. Myös laitteen päivitys ja kalibrointi onnistuvat etäyhteydellä Tavoitteena pieni ja edullinen laite Tavoitteena laitteen kehityksessä on ollut pienen koon lisäksi riittävän edullinen hinta, jotta se on maanviljelijälle mahdollinen hankinta.

– Hinta asettuu joihinkin tuhansiin euroihin; ei traktorin mittaluokkaa, mutta se on kuitenkin investointi. Tavoitteena on ollut, että viljelijälle investoinnin hinta on kuoletettavissa seuraavan satokauden aikana, Krogius kertoo.

Tuotteessa käytetty teknologia on luottamuksellista, mutta olennaista oli saada photoilmaisin toimimaan hyvällä kohina-signaali-suhteella. Tämä saatiin aikaan useilla eri tekijöillä, joista tuotteen kehittäjät eivät voi enempää kertoa.

Teknologiaa kehitettiin alun perin lääketeollisuuden tarpeisiin, mutta prosessin aikana keksittiin, että teknologiaa voitaisiin soveltaa myös maanviljelyssä.

– Käytyämme useita keskusteluja Luonnonvarakeskuksen, ProAgrian ja Maatalouden

keskusliiton edustajien kanssa meille valkeni keksinnön liiketoimintapotentiaali, VTT:n tutkijana toiminut ja nyt GrainSensen palvelukseen siirtynyt Ralf Marbach kertoo.

Laite valmistetaan Suomessa Laitteelle on erittäin tärkeää hyvä laatu, joten sen valmistus pidetään ainakin aluksi Suomessa.

– Käytämme valmistuksessa useita alihankkijoita, ja lisäksi GrainSensessä työskentelee neljä henkilöä tuotekehityksen ja kaupallistamisen parissa, Krogius sanoo.

Tuotteen myynnissä ja markkinoinnissa tehdään yhteistyötä Berner Oy:n kanssa, ja aluksi markkina-alueina ovat Suomi, Ruotsi ja Baltian maat.

Laitteen jatkokehityshankkeet keskittyvät sen GPS-paikannukseen sekä pilvipalveluiden kautta tapahtuviin yhteyksiin. Lisäksi GrainSense viimeistelee laitteen muotoilun ja kehittää ratkaisuja esimerkiksi sen mukanakuljettamiseen.

Suomi maailmanlaajuiselle maatalousmarkkinalle Suomi ei ole tunnettu toimija maailmanlaajuisella maatalousmarkkinalla, mutta GrainSense -tuotteen avulla voimme sinne ponnistaa. Tuote on myös osoitus VTT:n panostuksesta useita kaupallisia tuotteita viime vuosina tuottaneeseen spektroskopiaosaamiseen.

– VTT:n panostus spektroskopian osaamiseen ja kansainvälisesti kilpailukykyisten tutkijoiden houkutteleminen VTT:lle ovat olleet edellytyksiä tuotteen syntymiselle, Krogius toteaa.

Myös sataprosenttisesti GrainSensen palvelukseen siirtynyt, alun perin saksalainen, Marbach uskoo, että yrityksellä ja tuotteella on kaikki edellytykset menestyä.

– Tuotteella on olemassa selkeä kysyntä, ja ajoitus on globaalistikin katsoen hyvä.

Tuotekehityksessä on ollut alusta asti mukana myös sen loppukäyttäjiä eli maanviljelijöitä.

Tuotteen avulla on mahdollista vaikuttaa koko ketjuun maanviljelijöistä aina ravinnon laadun tiedostaviin kuluttajiin saakka. Lisäksi keksinnöllä on jatkokehityspotentiaalia, jolla voidaan luoda lisää työpaikkoja Suomeen.

– GrainSense on jo sopinut ensimmäisestä tuotekehitysprojektista. Pitkällä tähtäimellä meillä on mahdollisuuksia isommankin mittakaavan tutkimusyhteistyöhön ja siten uusien kaupallisten sovellusten luomiseen, Marbach kertoo.

GRAINSENSE

GrainSensen laite analysoi viljan jyvät infrapunaaallonsäteiden avulla.

GRAINSENSE-YRITYKSEN perustajatiimi;

Ralf Marbach (keksijä ja perustaja), Jouni Huopana (perustaja), Ykä Marjanen (perustajajäsen), Max Schulman (perustajajäsen), Arve Lukander (perustajajäsen) ja Edvard Krogius (perustajajäsen).

Sijoittajat; VTT Ventures Oy, Berner Oy sekä kolme pohjoismaista maataloustaustaista sijoittajaa.

Kehityslaina; Tekes on myöntänyt GrainSenselle kehityslainan. www.grainsense.com

VTT Impulssi 83

Äänessä bisnesenkeli

Kasvua

kansainvälisiltä kentiltä Uudet kasvuyritykset tarvitsevat menestyäkseen osaavat ihmiset, monistettavan idean, vakaan rahoituksen ja uskallusta lähteä kansainvälisille markkinoille, tiivistää yrittäjä ja bisnesenkeli Sauli Törmälä.

Teksti Sari Alhava Kuvat FocalSpec Oy

T

eknologia-alan sarjayrittäjä ja bisnesenkeli Sauli Törmälä kertoo seuranneensa ihaillen peliteollisuuden nousua ja menestystä.

– Kaikki eivät toki ole pärjänneet, mutta aika monet kuitenkin. Uskon, että mittaustekniikkapuolestakin tulee merkittävä työllistäjä lähitulevaisuudessa. Osaaminen on Suomessa huipputasolla, ja uskon alan kasvuyrityksiin, Törmälä sanoo.

Hän on seurannut aitiopaikalta monien kasvuyritysten kehittymistä 1980-luvulta lähtien erikoistuen mittaustekniikkaan. Törmälä toimi muun muassa pitkään toimitusjohtajana TopWave Instruments Oy:ssä, joka kehitti teknologiaa muovisten virvoitusjuomapullojen laaduntarkkailuun.

Sittemmin hänen johdollaan ovat nousseet muutkin teknisen alan yritykset, kuten Oy KSV Instruments Ltd, BioNavis Ltd, FocalSpec Oy ja Helmee Imaging Oy. Lisäksi hän on osakkeenomistajana tai hallituksen jäsenenä useissa suomalaisissa ja ruotsalaisissa startup-yrityksissä sekä tutkimusryhmissä. Perspektiiviä on ehtinyt kertyä.

84 VTT Impulssi

Törmälän mukaan on olennaista saada avainhenkilöt mukaan, jotta yrityksestä erotetut uudet yritykset eli spin-offit sekä nuoret, kasvuhakuiset startup-yritykset saadaan kukoistamaan,.

Vähintään yhtä suuri merkitys on perustiimillä.

– Siinä missä asuntomyynnissä ratkaisee sijainti, sijainti ja sijainti, niin startupin kohdalla voi samalla periaatteella vastata tiimi, tiimi ja tiimi. Perustiimin yhteistyökyky ja korkea osaamisen taso luovat edellytykset menestykselle – ja käänteisesti niiden puute estävät sen, toteaa Törmälä.

Kasvuyritysten menestys vaatii panostusta yritysten itsensä lisäksi polun alkuvaiheeseen, eli koulutukseen ja tutkimukseen. Näitä koskevat hallituksen leikkauspäätökset huolestuttavat Törmälää.

– Jos kyse on vain väliaikaisista leikkauksista, ne voivat tuoda mukanaan hyvääkin. Tehostaminen ja toimintatapojen tarkistus on monissa paikoissa tarpeen. Mutta jos kyse on pysyvistä leikkauksista, se on todella huono päätös teknologiayritysten, aivan kuten muidenkin kasvuyritysten, kehittämiselle.

LIIKETOIMINTA

Sauli Törmälä painottaa, että niin sanottu kärsivällinen raha on alussa tärkeää.

Riittävän aikaisessa vaiheessa on oltava muutakin kuin riskirahaa. Silloin on pitkäjänteisyyttä kehittää skaalautuvia tuotteita.

Uhkakuvia ja kehityskohteita Suurin uhkakuva ja epäonnistumisen syy alkuvaiheessa olevalle kasvuyritykselle on rahan loppuminen. Tämän välttääkseen olisi yrityksen varmistettava liikkeelle lähtiessään riittävä perusrahoitus ja löydettävä tuotteita, joita pystyy myymään tarpeeksi suuria määriä.

Sauli Törmälä on ollut tyytyväinen Tekesiltä saatuun apuun.

– Olen verrannut järjestelmää esimerkiksi Ruotsiin vastaavaan, ja täällä järjestelmä on paljon parempi. Tuntuu, että se on jopa ainutlaatuinen yrittäjäystävällisyydessään. Tekesin rahoitusvaihtoehdot ovat olleet riittäviä. Tekesiltä saa myös hyvin apua ja sparrausta hakuvaiheessa.

Lisäksi hänestä on hyvä, että Tekes pakottaa tekemään kunnon projektisuunnitelman. Se onkin ainoa hetki, kun on aikaa tehdä suunnitelma kunnolla, ja tällä tavoin se tulee myös tehdyksi.

Kehitettävääkin löytyy.

– Rahoittajan ja startup-yrityksen välinen yhteistyö voisi olla nykyistä tiiviimpää ja hakemuksen tekemisen kynnystä voisi yhä madaltaa, Törmälä sanoo.

Riskirahan saatavuuteen ja sen hankkimisen avustamiseen tarvittaisiin myös resursseja.

– Toisaalta yrityksillä itselläänkin on opittavaa rahoitusta hankkiessa. Monet tekniset yritykset puhuvat rahoittajalle tulosennusteiden sijaan pelkästä tekniikasta. Olen itsekin insinöörinä sortunut joskus tähän.

Idean on oltava monistettavissa Skaalautuvuus on useiden startup-yritysten pullonkaula.

– Etenkin teknologiasta liikkeelle lähdettäessä käy turhan usein niin, että aletaan muodostaa insinööritoimistoa, jossa juostaan yksittäisen asiakkaan tai tarpeen perässä ja oletetaan, että muillakin on sama ongelma, Törmälä korostaa.

Tämän sijaan pitäisi tuotteistaa kärsivällisesti ideoita, jotka ovat monistettavia. Perustekniikka olisi saatava lopputuotteeksi, joka ratkaisee riittävän monen asiakkaan kipupisteen ja josta asiakkaat ovat valmiita maksamaan.

Yhden asiakkaan pohjalta, mutu-tuntumalta tehtyjen oletusten sijaan Törmälä kehottaa yrityksiä tutkimaan asioita.

VTT Impulssi 85

FocalSpec-tiimi kokonaisuudessaan.

– Asiakkaalta tulleen idean pohjalta pitäisi tehdä ajoissa markkinatutkimus. Jos tuotteella on kiinnostusta, se on saatava monistettavaksi ja lähdettävä sen kanssa maailmalle. Softapuolella tämä toimii tällä hetkellä paremmin kuin mittaustekniikassa.

Kaatakaa ensin karhu Monilta yrityksiltä puuttuu vielä kokemusta kansainvälisestä markkinoinnista ja myynnistä.

Niihin kannattaisi panostaa.

– Ei kuitenkaan pidä lähteä myymään liian nopeasti ja innokkaasti. Olenkin usein muistuttanut, ettei karhuntaljaa kannata lähteä myymään, ennen kuin karhu on kaadettu, Törmälä sanoo.

ELY-keskuksen kansainvälistymistukea ollaan Törmälän tietojen mukaan vähentämässä, kun sitä pitäisi hänen mielestään päinvastoin lisätä.

– Tuen vähentäminen olisi kasvuyrityksille erittäin huono uutinen. Pienten startup-yritysten taloudellinen kynnys lähteä kansainvälisille messuille on korkea, mutta ne olisivat kasvun kannalta tärkeitä paikkoja. Ennen suomalais­ yritykset etabloituivat hyvin kohdemaahan, tyypillisesti pystytettiin USA:han tytäryhtiö.

Nykyään siihen ei saa enää suoraa tukea.

Paikallistoimiston kautta pystyy kuitenkin paremmin tarjoamaan tuotteita paikallisten ehdoilla, Törmälä huomauttaa.

86 VTT Impulssi

SPIN-OFFIT HYVÄSSÄ VAUHDISSA VTT:N SPIN-OFFEILLA on vahva perusta:

lähtökohtana on tekninen oivallus, jota on lähdetty kaupallistamaan. Niihin satsatut eurot saadaan Sauli Törmälän näkemyksen mukaan varmasti takaisin.

Törmälällä on kertoa viimeisimpiä kuulumisia parista VTT:n spin-offista.

– Focalspec Oy on hyvässä vaiheessa. Meillä on mittausteknisiä ratkaisuja vaativiin teollisuuden applikaatioihin, ja niistä on juuri syntymässä monistettavia tuotteita.

Helmee Imaging Oy:ssä kehitetään edelleen VTT:n teknologiaa konenäköjärjestelmän peilikiiltävien kappaleiden laaduntarkastukseen sekä kaupallistetaan menetelmää.

– Yritämme saada parhaillaan lisää referenssiasiakkaita. Olemme saaneet jo ensimmäiset isot kaupat aikaan ja ulkomaisen sijoittajan mukaan, Törmälä iloitsee.

Yhtenä huolenaiheena hän nostaa esiin VTT:n kustannustason karkaamisen.

– Aika harva alkuvaiheessa oleva yritys, edes VTT:n spin-offeista, pystyy käyttämään VTT:n palveluita hyväksi tuotteidensa kehittämiseen, ellei kyseessä ole EU:n rahoittama projekti. Toivoisin, että tähän kiinnitetään jatkossa huomiota, Törmälä sanoo.

• suurkuva- ja messutuott

• painotuotteiden sähköin tilausjärjestelmä VTT

VTT Impulssi on julkaisu tieteestä, teknologiasta ja liiketoiminnasta.

Se ilmestyy kaksi kertaa vuodessa suomeksi ja englanniksi.

• varastointi-, jakelu- ja postituspalvelut

VTT on Pohjois-Euroopan johtava tutkimus- ja teknologiayhtiö, joka tuottaa kansainvälistä kilpailukykyä lisääviä tutkimus- ja innovaatiopalveluita yrityksille ja julkiselle sektorille.

Näytämme tietä tulevaisuuteen ja tuottavuuteen kehittämällä uusia älykkäitä teknologioita, uusia liiketoimintakonsepteja sekä innovatiivisia palveluita. Laaja-alaista osaamista yhdistämällä autamme asiakkaitamme ja yhteistyökumppaneitamme kehittämään tuotteita, tuotanto­prosesseja ja -menetelmiä sekä palveluja, jotka luovat edellytyksiä yhteiskunnan kestävälle kehitykselle, työllisyydelle ja hyvinvoinnille. Yhteistyöverkostomme mahdollistavat parhaan osaamisen hyödyntämisen maailman­laajuisesti. Tarjoamme huippuluokan tutkimus­ympäristöt sekä moni­puoliset IPRja lisensointipalvelut. Teemme teknologiasta tulosta – ihmisten parhaaksi.

Julkaisija: VTT Vuorimiehentie 3, Espoo PL 1000, 02044 VTT puh. 020 722 111

• tulostuksen hallintapalve Päätoimittaja: Olli Ernvall puh. 020 722 6747

Toimitusneuvosto: Antti Vasara, Olli Ernvall, Matti Apunen / EVA, Paula Bergqvist, Erika Holt, Petri Kallioniemi, John Kettle, Kari Larjava, Howard Rupprecht, Jouko Suokas

• aineistonhallinta Toimitus ja ulkoasu: Otavamedia OMA Oy Paino: Juvenes, 2016 Tilaukset ja osoitteenmuutokset: info@vtt.fi ISSN 1798-0119. Julkaisussa esitetyt mielipiteet ovat haastateltavien esittämiä eivätkä välttämättä vastaa VTT:n kantaa.

1/2016

441 0729 729 4041 Painolaitos Painotuote VTT

Haluamme kehittyä ja kuunnella.

Anna siis palautetta lehdestä - voit voittaa KeepLoopin kännykkämikros­ koopin, jonka toiminta perustuu VTT:llä kehitettyyn teknologiaan!

KASVAA

ISNES VR- JA AR-B

A VAUHDILL

TIEDE

i kanavista: Seuraa VTT:tä er 2012

VTT www.vtt.fi

Kannettavat trimikrospektrome laitteet

TEKNO LOGIA n Raaka-aineide ka uusi kulta-ai

LIIKET OIMIN

TA

Miljoonien säästöt n Hornet-huoltoo

KeepLoop muuttaa mobiililaitteesi mikroskoopiksi, kun linssin eteen liitetään ohut, magneetilla varustettu lisälaite.

Kerro mielipiteesi lehdestä ja sen sisällöstä.

Osallistu arvontaan.

Kolmen askeleen polku verkkokyselyyn 1. Mene osoitteeseen www.mcipress.fi/impulssi.

2. Merkitse numerosarja 785362 3. Tämän jälkeen pääset lukijakyselyyn klikkaamalla lähetä-painiketta.

Lukijakyselyyn voi vastata kahden viikon sisällä lehden ilmestymisestä. Voit osallistua kyselyyn jokaisen ilmestyvän numeron yhteydessä, mutta vain yhdellä vastauksella lehden numeroa kohden. Kysely ja arvonta koskevat lehtiä, jotka ilmestyvät kevätkaudella 2016.

Palkinnon arvontaan osallistuvat kaikki vastanneet. Palkinto arvotaan 20.6.2016. Voittajalle ilmoitetaan sähköpostitse tai kirjeitse.

Facebook facebook.com/VTTFinland

www. juvene s Twitter @VTTFinland

VTT Blog

VTT Blog vttblog.com Youtube youtube.com/VTTFinland Slideshare slideshare.net/VTTFinland VTT Impulssi 87