Fyysisiä järjestelmiä ohjataan yhä useammin tietoliikenneverkkojen kautta etänä. Kun tällaisessa kyberfyysisessä järjestelmässä on mukana useita toimijoita, digitaalinen luottamus nousee avainasemaan. VTT:n koordinoimassa hankkeessa on kehitetty ja kokeiltu digitaalista luottamusta vahvistavia innovaatioita muun muassa energian kulutusjouston ja metsästysturvallisuuden parantamiseen.
Kyberfyysinen järjestelmä tarkoittaa fyysisen ja digitaalisen järjestelmän yhdistelmää, jossa fyysistä laitetta ja sen ympäristöä mitataan, ja siitä kerätään dataa. Dataa analysoidaan ja siitä päätellään, esimerkiksi tekoälyratkaisujen avulla, missä tilassa fyysinen järjestelmä on ja kuinka sitä voitaisiin ohjata paremmin ja kustannustehokkaammin. Myös ohjaus voidaan tehdä etänä verkon kautta.
Tällaisia järjestelmiä on jo pitkään ollut yleisesti käytössä esim. teollisuusautomaatioympäristöissä. Kun siirrytään monen toimijan kriittisiin järjestelmiin, joissa myös yksityishenkilöt tai yritykset voivat olla loppukäyttäjinä tai tuottajina, toiminta edellyttää korkeaa yksityisyyden suojaa ja luotettavuutta. Tämä koskee esimerkiksi energia-, rakennusautomaatio- tai liikennejärjestelmiä.
“Tutkimme kyberfyysisten järjestelmien arkkitehtuureja ja etsimme ratkaisuja digitaalisen luottamuksen varmistamiseksi. Olemme kehittäneet muun muassa luotettavaa tiedonvaihtoa tukevan IoT-välityspalvelun. Tallaiset ratkaisut ovat käänteentekeviä, kun kehitetään älykkäitä kyberfyysisiä monen toimijan järjestelmiä”, kertoo tutkimushankkeen vetäjä, johtava tutkija Juhani Latvakoski VTT:ltä.
”Projektissa on tavoitteena luoda metodeja, mekanismeja ja työkaluja, jotka mahdollistavat tietoturvallisesti datan jakamisen samaan aikaan, kun varmistetaan datan yksityisyys ja luottamuksellisuus sekä mahdollistetaan datan joustava saatavuus ja käsiteltävyys”, lisää Senior Product Manager Anton Gyllenberg Bittiumilta.
Sähkön hinnoittelutiedon avulla kulutusjoustoa energiamarkkinoille
Esimerkiksi energiajärjestelmiä voidaan käyttää älykkäämmin siten, että energian käyttöä ohjataan joustavasti ja kustannustehokkaasti energian markkinahinnan mukaan. Hankkeessa on kehitetty menetelmiä ja ratkaisuja, joilla voidaan säätää energian käyttöä rakennuksissa automaattisesti hinnan perusteella. Tällaisille ratkaisuille on tarvetta jo tulevana talvena, kun energiasta saattaa olla niukkuutta.
Enerim Oy on kehittänyt aggregointialustan, joka mahdollistaa uudet älykkäät energiajoustoratkaisut. “Alustan avulla esimerkiksi rakennusten energiankulutusta ja tuotantoelementtejä voidaan säätää automaattisesti energiamarkkinoiden hintaennusteiden mukaisesti. Samalla voidaan huomioida loppukäyttäjien, järjestelmäoperaattorin ja tasevastaavan vaatimukset. Näin voidaan kehittää uusia energian joustotuotteita ja tehostaa sähkön jakelua sekä parantaa sen luotettavuutta tulevaisuuden sähköjärjestelmissä”, kertoo Development Manager Amir Safdarian Enerim Oy:lta.
Ratkaisuja metsästysturvallisuuden parantamiseen
Hankkeessa on myös selvitetty yhdessä Tracker Oy:n ja Polar Oy:n kanssa kyberfyysisten järjestelmien mahdollisuuksia metsästysonnettomuuksien ehkäisemisessä. Metsästysturvallisuutta voitaisiin parantaa lisäämällä tiedonvaihtoa metsästäjien mukana olevien laitteiden välillä. Metsästäjät saisivat tietoa lähellä liikkuvista ihmisistä, mikä ehkäisisi onnettomuuksia.
”Kehitämme metsästykseen liittyviä tuotteita ja palveluita, joissa ihmisten turvallisuus on prioriteetti. Kehittämällä tiedonvaihtomenetelmiä tuotteiden välillä voidaan ehkäistä metsästysonnettomuuksia ja siten säästää ihmishenkiä”, kertoo tutkimus- ja tulevaisuusjohtaja Hannu Lohi Tracker Oy:lta.
“Olemme keskittyneet uusien lyhyen kantaman radiotekniikoiden tutkimiseen ja hyödyntämiseen sekä tiedon turvalliseen jakamiseen. Erityisesti olemme tutkineet Bluetooth Low Energyn käyttämistä turvallisuutta ja yksityisyyttä korostavalla tavalla. Yhteistyö projektin osapuolten kesken mahdollistaa ratkaisujen käyttämisen myös kolmannen osapuolen järjestelmissä”, sanoo Polarin tutkimusjohtaja Jyrki Schroderus.
TIoCPS (The Trustworthy and Smart Communities of Cyber-Physical Systems) on kansainvälinen tutkimushanke, jota koordinoi VTT. Hankkeessa kehitetään uusia innovatiivisia ratkaisuja digitaalista luottamusta vaativiin kyberfyysisiin järjestelmiin. Energiajärjestelmien ja metsästysturvallisuuden lisäksi mahdollisia sovellusalueita ovat esimerkiksi liikennejärjestelmät ja rakennusautomaatio. Suomesta hankkeessa ovat mukana VTT:n lisäksi Polar Electro Oy, Bittium Oyj, Tracker Oy, Elvak Oy, Optima Oy ja Enerim Oy. Hankkeen mahdollistajana on Eureka ITEA ja kansalliset rahoittajat Portugalista, Belgiasta ja Turkista. Suomessa hanketta rahoittaa Business Finland. Kaikkiaan kansainvälisessä ITEA-hankkeessa on mukana 15 kumppania, mikä avaa suomalaisyrityksille merkittäviä uusia yhteistyömahdollisuuksia.
Lisätietoa projektista: TIoCPS Project Profile
