Naturen kan inte kontrolleras. Men kan man styra den? Vi frågar Naavas artificiella intelligens.
Naava är världens första växtvägg som tillämpar artificiell intelligens på naturens egna växter. Den artificiella intelligensen analyserar och styr den smarta växtväggens funktioner. Men artificiell intelligens uppkommer inte av sig själv, bakom den finns det alltid människor. Naavas artificiella intelligens har utvecklats av en av Naavas grundare, Niko Järvinen, samt vår IT-programmerare Toni Aalto. Därför anser vi att dessa två är de som bäst kan svara på frågan angående hur de gjort för att koda ihop naturen och teknologin.
Att hämta in naturen innebär i denna kontext inte att man släpar in levande växter och djur. Då vi på Naava talar om naturen handlar det också om den naturfräscha luften, som allt liv och välmående grundar sig på.
Niko ansvarar för Naavas teknologi, medan Toni ansvarar för den artificiella intelligensen och dess utveckling. I Tonis bakgrund finns 20-års erfarenhet av IT-branschen. På Naava kombinerar han miljontals år av naturens egenutvecklade innovation med den senaste teknologin, och kodar system så att Naavans växter hålls nöjda i sitt nya och krävande luftrengöringsjobb.
Kan man snabba på naturens processer?
Nikos studietid på tekniska högskolan där han riktade in sig på miljöstudier ledde till en föreläsningssal, där idén att använda växter som luftrenande biofilter, på samma sätt som växter används vid biologisk vattenrening, föddes. Tanken med att använda växter som naturliga luftrenare fick en extra boost i och med att han råkade sig på det spännande och inspirerande resultaten i en studie gjord av NASA.
Visste du att den luftrengörande delen av växten inte är bladen, utan rötterna och mikroberna som lever där?
I studien framgick det att växternas luftrengöringseffekt gömmer sig i rötternas mikrober, som effektivt kan bryta ner luftföroreningar till näring. Då uppkom frågan “hur kan man styra mikrober?”.
Att tänja på naturens prestation
Effektiviseringen av mikrobernas funktioner sker genom att Naavans växter planteras i en jordfri och porös växtgrund. Genom växtgrunden cirkulerar ett artificiellt och aktivt luftflöde kontinuerligt.
Situationen då luft flödar genom växternas rötter är inte naturlig, utan istället är den väldigt stressande för växterna. I Naavan är växternas rengöringseffekt optimerad till det yttersta, vilket innebär att växterna är väldigt skörbara och blir lätt stressade. Niko jämför Naavans växter med toppidrottare: “Eftersom toppidrottare tränar mycket, kräver deras kroppar bra mat, bra sömn och vila i de rätta förhållandena. Det samma gäller Naavans växter: när växterna påfrestas så här mycket, skadas de väldigt lätt ifall de inte får den rätta mängden vatten, näring, ljus och vila.”
Teknologi och AI till hjälp
Att se till att vattenmängden, näringen och ljuset kontinuerligt optimeras hade varit väldigt arbetsdrygt att göra för hand. Därför tog Naavans första prototyp ett språng i utvecklingen, i och med att man fick teknologi, som underlättade jobbet märkbart, att rymmas inom Naavans ram.
“Tekniken hjälper endast till att sköta vissa manuella uppgifter, till exempel att bevattningssystemet vattnar växterna flera gånger under dagen. Någon måste ändå berätta för Naavan när den ska göra någonting, och vad” berättar Niko. Därför utvecklade vi artificiell intelligens, som styr Naavans funktioner och utnyttjar maskinell inlärning.
“Från början sköttes den artificiella teknologin av vår växtexpert Siina Kaakinen, som följde med Naavornas funktioner och växternas reaktioner, som sedan optimerades enligt observationerna. Då den artificiella intelligensen utvecklades kunde hon istället koncentrera sig på sitt egentliga arbete, nämligen att undersöka och testa växterna”, beskriver Toni Naavas digitaliseringsprocess.
“Tack vare den artificiella intelligensen behöver människan inte styra eller föra bok på växtväggens funktion för att lära sig. Istället har vi lärt maskinen att styra och analysera funktionerna”, beskriver Niko fördelarna med teknologin. I och med att teknologin och naturen har kombinerats i Naavan har växterna i sin tur fått ett nytt och modernt jobb, vars existens inte ens har funnits på kartan inom växtkretsarna förrän några år sedan.
Den artificiella intelligensen analyserar och justerar den smarta växtväggen så att den maximerar luftrengöringseffekten, samt håller koll på att växternas levnadsförhållanden hålls bekväma.
Tack vare den artificiella intelligensen anpassar Naavan sig till sin omgivning och dess variation. Sensorerna mäter det omgivande utrymmet. Den artificiella intelligensen analyserar datan från sensorerna, och kombinerar dem med information från vädersatelliterna. Därmed förutses förändringar i miljön, och förändringar i funktionerna sker därefter. Övervakning, justering och optimering av växtförhållanden sköter den artificiella intelligensen också, så att växterna kan utföra sina luftrengöringsuppgifter på det bästa möjliga sättet, trots att växternas grönska förblir och deras stressnivån hålls låg.
Naturen och teknologin tillsammans för första gången
Artificiell intelligens har till en relativt liten grad tillämpats på växtvärlden och levande organismer. “Det mest utmanande med att slå ihop naturen och teknologin är i vårt fall det, att pionjärsjobb innebär att man är tvungen att finna de element som påverkar varandra”, berättar Niko och öppnar sig om hur viktigt det är att våga prova på saker om man vill vara innovativ.
“Alla variabler är inte kända i förväg, men man måste gissa på förhand ifall något i ekvationen kommer att förändras så att slutreslutatet kan utvecklas och göras bättre.”
Det finns ett stort gap mellan naturens biologiska rytmer och teknikens hastighet. Koden kan blixtsnabbt förändras och data körs med hundratals megabit per sekund, men för naturen räcker det en växtsäsong att anpassa sig och för att slutresultatet ska kunna ses.
Fastän teknologisk utveckling sker med ljusets hastighet är den artificiella intelligensen relativt snävt utvecklad inom växtproduktion. Enligt teknologipublikationen Forbes vågar inte jordbrukare riskera hela skörden för att nå teknologisk utvecklingen, utan funktionerna måste testas - på grund av växtsäsongen till och med i åratal - i autentiska förhållanden för att säkerställa att den tekniska tillämpningen för med sig en fortsatt lyckad funktion och fördel. Därför tar det ungefär ett år för Naava-växterna att ta reda på ifall växter lämpar sig som luftrengörare eller inte. I Naavan är det förödande ifall växterna mister sina luftrengörande biofilter, som ifall det inte det inte regnar på en jordbrukares mark.
Teknologins kombination med levande saker och organismer kommer därmed med en unik utmaning. AI används i Naavor för att underlätta de förändringar som orsakas av omväxlande omständigheter. Teknologin kan förutse förändringarna och ge växterna tid att anpassa sig.
Konventionella grönväxter kan alltså moderniseras för att möta våra behov med hjälp av teknik och AI.
IoT kombinerar tjänsteprocessens olika faser
När Naava kommer till sitt nya hem, ansluter serviceteamet den till internet- och GSM-nätverket, och därefter vaknar Naavan till liv. I detta skede krävs det endast ett klick av servicepersonalen för att den nya Naavan ska finnas i systemet. Vid varje Naava Service-underhållsbesök utvärderas Naavans skick i mobilsystemet med stjärnklassificering, och AI informeras ifall växterna har blivit utbytta. På så sätt kan AI analysera situationen och vid behov tillfälligt optimera Naavans förhållanden för att minska på stressnivåerna, varefter den så småningom återvänder till sin fulla potential. Den insamlade datan från de olika faserna i tjänsteprocessen gör det möjligt för AI att alltid veta vad det är som bör göras, vem som har hanterat den, och hurudant underhåll som krävs.
Den artificiella intelligensen analyserar och lär sig om hurdana funktioner som lämpar sig bäst vid specifika miljöförhållanden som Naavan kan befinna sig i.
Att göra det omöjliga möjligt
Ingen har någonsin förr fört in luftkvalitet som man finner i grönskande parker till inomhusmiljöer. Vid försök har pionjärerna alltid kollapsat innan de lyckats, eftersom projektet har varit för invecklat.
Liksom många av tidigare världsrevolutionerande uppfinningar, som till exempel glödlampan och diskmaskinen, gjordes även Naavas tekniska utveckling för att underlätta saker för oss människor. Att rotera och balansera ett inre ekosystem skulle vara ett heldagsjobb för en människa, och därmed krävdes det att teknik användes för att klara av underhållet. Med hjälp av tekniken underhåller Naavan nu sig själv, och kan fokusera på att upprätthålla de inomhusluftsstandarder som anges ovan.
Den viktigaste uppgiften för AI: är att se till att Naavans växter mår bra och att lära sig av förändringarna som sker. Vår uppgift däremot är att utveckla teknologin så, att den främjar människans välmående i inomhusmiljöer på bästa möjliga sätt.