Luonto x teknologia. Kuinka koodata kasveja?

Kirjoittanut Jenni Luoma 21. marraskuuta 2017
Jaa

Luontoa ei voi hallita. Mutta voiko sitä ohjailla? Kysytään Naavan tekoälyltä.

Naava on maailman ensimmäinen viherseinä, joka yhdistää tekoälyn ja kasvit. Tekoäly analysoi ja ohjaa älyviherseinän toimintaa. Tekoälynkin taustalla on aina ihminen. Naavan tekoälyn ovat kehittäneet yksi perustajista, Niko Järvinen ja ohjelmistosuunnittelija Toni Aalto, jotka ovat parhaita vastaamaan, miten luonto ja teknologia koodautuvat yhteen.

Luonnon tuominen sisälle ei tarkoita vain vihreyden haalimista sisätiloihin. Kun me Naavalla puhumme luonnosta, se käsittää myös luonnonraikkaan ilman, joka on kaiken elämän ja hyvinvoinnin perusta. 
Sen tuominen sisätiloihin ei ole ennen ollut mahdollista. Luonnon ja huipputeknologian yhdistämällä se on.

Niko vastaa Naavan teknologiasta, Toni tekoälystä ja sen kehityksestä. Tonilla on taustallaan kahdenkymmenen vuoden IT-alan kokemus. Nyt Naavalla hän yhdistää luonnon miljoonien vuosien kehitystyön viimeisimpään teknologiaan ja koodaa järjestelmää niin, että Naavan kasvit pysyvät tyytyväisinä uudessa, vaativassa ilmanpuhdistajatyössään.

Naava One Slim, Naava One ja Naava Duo

Voiko luonnon prosesseja kiihdyttää?

Nikon polku teknillisen korkeakoulun ja ympäristötieteiden opiskelun kautta johti luentosaliin, jossa syntyi idea hyödyntää kasveja ilmaa puhdistavina biofilttereinä samaan tapaan kuin on tehty biologisessa vedenpuhdistuksessa. Ajatus kasvien hyödyntämisestä luonnollisina ilmanpuhdistajina sai lisävirtaa NASAn inspiroivasta tutkimuslöydöstä.

Tiesitkö, että kasvien ilmaa puhdistava osa eivät ole lehdet, vaan juuret ja siellä elävät mikrobit?

Tutkimuksesta selvisi, että kasvien ilmanpuhdistusteho piilee juuriston mikrobeissa, jotka ovat tehokkaita pilkkomaan ilman epäpuhtauksia ravinnokseen. Seuraava kysymys olikin, miten ohjata mikrobeja?

Luonnon suorituskyky vietynä äärirajoille

Mikrobien toiminnan kiihdyttämiseksi Naavan kasvit on istutettu omaan mullattomaan, huokoiseen kasvualustaansa, jonka läpi puhaltaa tekniikan pyörittämä, aktiivinen ilmankierto. Naavan kasvi herttaköynnösvehkaTilanne, jossa kasvien juuriston läpi kiertää ilmaa, ei ole kasveille luonnollinen, vaan se stressaa kasveja. Naavassa kasvien ilmanpuhdistusteho on venytetty äärimmilleen, jolloin kasvit ovat erittäin herkässä ja helposti stressaantuvassa tilassa. Niko vertaakin Naavan kasveja huippu-urheilijoihin: “Koska huippu-urheilijat harjoittelevat paljon, heidän kehonsa vaativat hyvää ruokaa, hyvää unta ja lepoa oikeassa suhteessa. Sama pätee Naavan kasveihin: kun kasveja rasitetaan näin paljon, ne vaurioituvat todella herkästi jos ne eivät saa oikeaan aikaan oikeaa määrää vettä, ravinteita, valoa ja lepoa.”

Avuksi teknologia ja AI

Kasvien suorituskyvylle tärkeiden veden, ravinteiden ja valon jatkuva optimointi olisi työlästä tehdä käsin. Siksi Naavan ensimmäinen prototyyppi otti nopeasti kehitysharppauksen, jossa Naavan rungon sisään mahdutettiin työtä helpottavaa teknologiaa.

“Tekniikka auttaa tekemään vain sille määrättyjä manuaalisia tehtäviä, esimerkiksi kastelujärjestelmä kastelee kasvit useasti päivässä. Jonkun pitää kuitenkin kertoa Naavalle koska tehdä ja mitä”, Niko kertoo. Siksi kehitettiin tekoäly, joka ohjaa Naavan toimintoja ja hyödyntää koneoppimista. “Alun perin älyteknologian virkaa hoiti kasviasiantuntija Siina Kaakinen, joka seurasi Naavojen toimintoja, kasvien reaktioita ja optimoi niitä havaintojen perusteella. Tekoälyn kehityttyä hän pääsi keskittymään varsinaiseen työhönsä eli kasvien tutkimiseen ja testaukseen”, Toni kuvaa Naavan digitalisoitumisprosessia.

“Älyteknologian ansioista ihmisen ei tarvitse ohjata viherseinän toimintoja ja pitää kirjaa niistä oppiakseen, vaan olemme opettaneet koneen ohjaamaan ja analysoimaan toimintoja ihmisen puolesta”, Niko kuvailee teknologian hyötyä.Teknologian ja luonnon yhdistymisen ansiosta Naavassa kasvit puolestaan ovat saaneet uuden, millenniaalisukupolvelle tyypillisen työn, jonka olemassaolosta ei kasvipiireissä ollut muutama vuosi sitten tietoakaan.

Naava OS, Naavan automaatio, AITekoäly analysoi ja säätelee älyviherseinän toimintoja niin, että se maksimoi ilmanpuhdistustehon ja pitää huolen, että elinolosuhteet säilyvät kasveille suotuisina.

Tekoälyn ansiosta Naava sopeutuu ympäristöönsä ja sen vaihteluihin. Anturit mittaavat ympäröivää tilaa. Tekoäly analysoi sensoridatan ja yhdistää siihen tietoa sääsatelliiteista ja siten ennakoi vaihteluita ja tekee muutoksia etukäteen. Tekoäly siis valvoo ja säätää kasvuolosuhteet optimaalisksi, jotta kasvit voivat suoriutua ilmanpuhdistustehtävästään parhaalla mahdollisella tavalla stressaantumatta ja vihreän loistonsa säilyttäen.

Luonto ja teknologia ensi kertaa yhdessä

Älyteknologiaa on sovellettu vasta verrattain vähän kasvimaailmaan ja eläviin organismeihin. Haastavinta luonnon ja teknologian yhteensovittamisessa on se, että pioneerityötä tehdessä joutuu kokeilemalla löytämään ne asiat, jotka vaikuttavat toisiinsa”, Niko kertoo ja avaa innovaatiobisnekselle elintärkeää kokeilemisen kulttuuria.

“Kaikki muuttujat eivät ole etukäteen tiedossa, vaan täytyy arvailla etukäteen  muuttuuko yhtälössä jokin, jonka avulla lopputulosta saadaan kehitettyä paremmaksi.”

Luonnon rytmien ja teknologian nopeuden välillä on suureksi kasvanut ero. Koodiin tehdään muutoksia hetkessä ja data kulkee satoja megabittejä sekunnissa, mutta luonnolta vie kasvukauden aikaa sopeutua ja näyttää lopputulos.

Vaikka teknologinen kehitys on valonnopeaa, tekoälysovellutuksia on kasvituotannon saralla vielä verrattain vähän. Teknologiajulkaisu Forbesin mukaan esimerkiksi maanviljelijät eivät uskalla riskeerata koko satoa teknisen onnistumisen varaan, vaan toimintoja on testattava – kasvukausien vuoksi jopa vuosia – autenttisissa olosuhteissa varmistaakseen teknisen sovellutuksen jatkuvan toiminnan ja varman hyödyn. Siksi Naava-kasveillakin vie noin vuoden näyttää, soveltuvatko ne ilmanpuhdistajiksi. Naavassa kasvien, ilmaa puhdistavien biofilttereiden, menetys olisi sama kuin viljelijälle sadon menettäminen.

Teknologian yhdistäminen eläviin asioihin ja organismeihin tuo siis oman haasteensa. Toisaalta AI on juuri omiaan helpottamaan vaihtuvien olosuhteiden aiheuttamien muutosten kanssa toimimista. Teknologia voi säätää olosuhteita ja antaa kasveille aikaa sopeutua.

Perinteiset viherkasvit voidaan siis modernisoida tarpeisiimme teknologian ja AI:n avulla.

IoT yhdistää Naavan palvelupolun askeleet toisiinsa

Kun Naava saapuu uuteen kotiinsa, huoltotiimi kytkee sen verkkovirtaan ja GSM-verkkoon, jolloin Naava herää henkiin. Silloin huoltohenkilökunnalta riittää klikkaus ja uusi Naava on järjestelmässä. Jokaisella Naava Service -huoltokäynnillä arvioidaan Naavan kunto mobiilijärjestelmään tähtiarvostelulla ja AI:lle kerrotaan jos esimerkiksi kasveja on vaihdettu. Näin AI osaa analysoida tilanteen ja optimoida olosuhteet hetkeksi kasvien stressinlievitystasolle, jonka jälkeen Naava pian palaa täyteen tehoonsa. Yhteen kerätty data palvelupolun eri vaiheilta mahdollistaa sen, että AI tietää aina mitä Naavalle kuuluu, kuka sitä on hoitanut ja millaista huolenpitoa se tarvitsee.

Naava-älyviherseinä hyödyntää tekoälyäTekoäly analysoi ja oppii, millaiset toiminnot sopivat missäkin ympäristössä sijaitsevalle Naavalle parhaiten.

Mahdottomien asioiden mahdollistaminen

Kukaan ei ole ennen tuonut luonnonpuistojen ilmanlaatua sisätiloihin. Yritykset ovat kaatuneet viimeistään vaivalloisuuteen.

Kuten monet maailmaa muuttaneet keksinnöt sitten hehkulampun ja astianpesukoneen, myös Naavan teknologinen kehitys sai kipinänsä asioiden helpottamisesta. Sisätilan oman ekosysteemin pyörittäminen ja balansoiminen kävisi ihmiselle päivätyöstä, joten siitä huolehtimaan piti rakentaa teknologia. Teknologian avulla Naava huolehtii nyt itse itsestään ja keskittyy pitämään sille asetetut sisäilman standardit yllä.

AI:llä on yksi tehtävä: huolehtia Naavan kasvien hyvinvoinnista ja oppia muutoksista. Meidän tehtävämme on kehittää teknologiaa niin, että se edistää ihmisten hyvinvointia sisätiloissa parhaalla mahdollisella tavalla.

 

Haluatko kuulla Naava-ratkaisuista lisää?  

 

 
Jaa

Tilaa Blogin uutiskirje