Lähitulevaisuuden valoilla näkee pitkälle vastaantulijaa tai ohittajaa häikäisemättä, ja valot osaavat myös kääntyä mutkan suuntaan. Vain sivustat jäävät enää pimeyteen.


tai ohittajaa häikäisemättä, ja valot osaavat myös kääntyä mutkan suuntaan.
Vain sivustat jäävät enää pimeyteen.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Auton valot auttavat näkemään ja näkymään. Itse valot ja valaistuksen tieteelliset perusteet sen sijaan ovat varsin näkymättömiä ja salaperäisen tuntuisia asioita. Valoista myös puhutaan vähän. Syy on yksinkertainen.


- Siellä, missä autoja on paljon, kuten Keski-Euroopassa, puuttuu hämärä aika, sanoo professori Matti Juhala. Hän seuraa Teknillisen korkeakoulun autotekniikan laboratorion johtajana autoalaa koko levey-deltä.


- Valot eivät tulevaisuudessakaan nouse enempää esille.


Hiljaisuus valojen ympärillä kuitenkin pettää. Alalla on kehitetty uusia ratkaisuja, joista monet, kuten kurvivalot, ovat vielä heikosti tunnettuja. Jotkin toiset, kuten näkymättömät yövalot, tuntuvat ensi kuulemalta järjenvastaisilta.


Infrapunakuva tuulilasiin


Perinteisistä autovaloista on sekä hyötyä että haittaa. Pitkillä valoilla näkee kyllä, mutta samalla vastaantulija häikäistyy. Valokiilan tulisi siis samaan aikaan olla pitkä ja lyhyt. Ideaaliset olisivat valot, jotka valaisevat maiseman mutta ovat itse näkymättömissä.


Arkikokemuksen perusteella tällaiset ideaalivalot ovat mahdottomat toteuttaa. Jos haluamme saada esineet näkymään, meidän on valaistava tilaa, jolloin valolähdekin näkyy.


Fysiikka on kuitenkin arkea ihmeellisempää. Vuonna 1800 saksalais-englantilainen tähtitieteilijä William Herschel (1783-1882) tutki lämpötilojen ja värien vastaavuuksia. Hän havaitsi, että spektrin punaisen pään takaa löytyy vielä pitkäaaltoisempaa ja "punaisempaa" mutta silmälle näkymätöntä infrapunasäteilyä.





Ensin ksenonit ja kurvivalot


Edistynyttä valonhallintaa ja infrapunavaloja odotellessa yleistyvät ksenonlamput ja kurvivalot, joita alkaa tulla jo kansanautoihinkin.


Ksenonlamppu on täytetty jalokaasuseoksella, joka sisältää ksenonia. Hehkulangan sijasta lampussa on elektrodit, joiden väliin syttyy valokaari. Ksenonlamppu tuottaa yli kaksi kertaa niin paljon valoa kuin perinteinen halogeeni.


Kun ksenonlamput pannaan kurvivaloihin, jotka mutkaan ajettaessa kääntyvät tien suuntaan, päästään toisinaan melkein päivänäkyvyyteen. Tietokone säätää valoja nopeuden, ohjauskulman ja suuntamerkin mukaan.


Darmstadtin tekninen korkeakoulu Saksassa tutki ksenonlamppujen ja kurvivalojen vaikutusta näkemiseen testiryhmällä, johon kuului kuljettajia alkaen ajokortin saaneista 18-vuotiaista ja päätyen ammattikuljettajiin ja eläkeikäisiin autoilijoihin. Ksenonkurvivaloilla näkyvyys mutkassa oli pimeällä 36 metriä. Tulos oli lähes yhtä hyvä kuin päivällä, jolloin kuljettaja näki 38 metrin päähän. Halogeenikurvivaloilla näki 27 metriä ja kääntymättömillä halogeenivaloilla 24 metriä.


Näkymätön valaiseminen tuli mahdolliseksi, kun opittiin muuttamaan heijastuva ja kohteiden itsensä lähettämä lämpösäteily näkyväksi kuvaksi. Valovahvistimessa säteily osuu fotokatodiin ja irrottaa siitä elektroneja. Osuessaan fluoresoivaan pintaan elektronit synnyttävät näkyvää valoa. Toinen ratkaisu on varausherkkä puolijohdekenno, joka muuttaa säteilyn sähköimpulsseiksi. Impulssit elektroniikka muuttaa edelleen bittimuotoon. Ohjelmisto rakentaa lopulta biteistä kuvan.


Japanilainen Toyota myy jo infrapunavaloja lisävarusteena loistoauto Lexukseen. Valot asennetaan jäähdyttimen säleikön alareunaan. Infrapunasäteily heijastuu takaisin vastaanottimeen, joka on asennettu tuulilasin yläreunaan. Tietokone muodostaa kuvan, joka heijastetaan tuulilasille kuljettajan eteen.


Turvallisuutta automatiikasta


Valot parantuvat, kun elektroniikan, digitaalitekniikan ja ohjelmistotekniikan sekä optisten ja muiden komponenttien kehitys tekee mahdolliseksi hyödyntää kauan sitten tunnettuja säteilyfysikaalisia ilmiöitä.


Valojen kehitystä sysää eteenpäin myös muun autotekniikan paraneminen eli ne asiat, jotka tulevat enemmän esille kuin valot.

- Aktiivista turvallisuutta lisätään kehittämällä järjestelmiä, jotka valvovat auton ympäristöä, professori Juhala kuvaa kehitystyön painopisteitä.


- Joustava ajonhallinta, Adaptive Cruise Control, estää törmäämästä edellä ajavan auton perään. Kaistavahti pitää auton kaistalla.


Kun tietotekniikka mahdollistaa ajonhallinnan, niin pakkohan valojakin on ohjata hienostuneesti. Käyttöön tulevat valonhallintajärjestelmät, joista käytetään lyhenteitä AFS eli I, tai AFL eli I. Lampusta lähtevää valoa hallitaan liikkuvilla heijastimilla ja suotimilla, joita puolestaan ohjaa auton tietoverkko.


AFS kytkee päälle kaukovalot nopeasti ja suoraan kuljettaessa, kuten moottoritieajossa. Kaupungissa liikuttaessa valokiila muuttuu lyhyeksi ja leveäksi. Sumuvalot kytkeytyvät tarvittaessa päälle automaattisesti.


- AFS on noin seitsemän vuoden päästä markkinoilla samaan tapaan kuin ksenonvalot nyt, arvioi liikenneneuvos Kari Saari liikenneministeriöstä.


- Infrapunavalot tulevat suunnilleen samoihin aikoihin, 7-10 vuoden kuluessa.





Autovalokäsitteitä


- AFS eli Advanced Front Lighting System tai AFL eli Adaptive Forward Lighting: kehittynyt valonhallinta auton tietotekniikan avulla.


- Infrapunavalot: valot, joissa käytetään näkyvän valon asemesta infrapunasäteilyä.


- Ksenonpolttimot: perinteisiä halogeenivaloja kirkkaammat purkauslamput, joissa on sisällä ksenonia.


- Kääntymis- eli kurvivalot: mutkassa kulkusuunnan mukaan kääntyvät valot.


Professori Juhala arvioi infrapunan mahdollisuuksia hieman varovaisemmin: - Infrapunavalot eivät teknisesti ole kaukana tulevaisuudessa, mutta ostohalu ratkaisee. Ihmisten ostohalukkuus on vielä epäselvää.


Hirvivalot puuttuvat vielä


Infrapunavalojen tultuakin jää vielä ratkaistavia ongelmia, kuten hirvien havaitseminen. Äkkipäätä luulisi, että iso eläin näkyy hyvin infrapunakuvassa. Todellisuudessa tilanne on mutkikkaampi.


- Hirviongelma helpottuu hieman öiseen aikaan, mutta kokonaisuutena vaikutus on pieni, sanoo Kari Saari. - Vaarallinen hirvi nimittäin tulee tielle sivusta.


Infrapunavalojen näyttäessä suoraan eteenpäin metsänreuna, jossa hirvi lymyää, jää varjoon. Valot, jotka näyttävät hirvet ajoissa, ovat siis vielä kehittämättä.


Kalevi Rantanen on teknistä luovuutta tutkiva diplomi-insinööri, tietokirjoittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.

Sisältö jatkuu mainoksen alla