Jokapaikan tietotekniikka on arjen näkymätön apuri

Tietotekniikan kehityksen tavoitteena on, että se on läsnä joka paikassa ja niin helposti käytettävissä, ettei ihminen juuri huomaa sitä käyttävänsä. Kaikkialla läsnä olevan tietotekniikan avulla voidaan selvittää muistisairaan liikkeitä, laittaa kivet puhumaan ja kehittää kollektiivista älyä.

Jokapaikan tietotekniikan kehitys perustuu paljolti erilaisiin sensoreihin ja antureihin, jotka keräävät tietoa ympäristöstään. Esimerkiksi matkapuhelimessa sensoreita on jo nyt valtava määrä. Sensoreilla kerätään ympäristöstä runsaasti dataa, jota jalostamalla ja takaisin siirtämällä voidaan tarjota käyttäjille runsaasti uutta tietoa tai palveluja. 

Oulun yliopiston Jokapaikan tietotekniikka -tutkimusyksikössä (Center for Ubiquitous Computing) on alkamassa hanke, jossa haetaan sovelluksia palveluasumisen kehittämiseen puhelimen keräämän tiedon avulla. Puhelimen avulla voidaan ennakoida vaikkapa alkavaa muistisairautta tai masennusta, kun osataan tarkastella puhelimen keräämästä tietovyörystä oikeita tietoja.

Dosentti Susanna Pirttikangas kertoo, että puhelin paljastaa muistisairauden, kun huomataan, että puhelimen omistaja palaa aina ulko-ovelta katsomaan, onko kahvinkeitin päällä, tai hän unohtuu kiertämään kehää omalla pihallaan. Puhelimen avulla selviää myös muun muassa, muistaako henkilö syödä, onko hänellä unettomuutta tai ottaako hän kontaktia muihin ihmisiin.

Dosentti Susanna Pirttikangas (vas.) ja tohtorikoulutettava Paula Alavesa näyttävät, kuinka 3D virtuaalitekniikalla on mahdollista toimia todellisista kampustiloista visuaalisesti mallinnetulla virtuaalikampuksella. Tiloja tai kaupunkiympäristöä mallintavalla virtuaalitekniikalla voidaan mm. muuttaa olosuhteita ja suunnitella kuinka ympäristöön, liikenneväyliin tai rakennuksiin tehdyt erilaiset muutokset käytännössä toimisivat. Kuva: Juha Sarkkinen. Video: tutkimusryhmä.

 

Yksikkö tutkii myös palveluja, jotka yhdistävät eri rajapintojen takana olevaa dataa. Yksi käytännön sovellus on MaaS-palvelu, joka yhdistää eri joukkoliikennevälineet samaan tietojärjestelmään. Tällöin riittää, että matkustaja kertoo järjestelmälle, mistä mihin hän haluaa matkustaa. Järjestelmä ratkaisee, millä välineillä matka taittuu parhaiten, ja veloittaa siitä vain yhden maksun, vaikka matkaan tarvittaisiin sekä taksi että lentokone ja linja-autokin.

Tällaisia järjestelmiä on jo käytössä esimerkiksi Ylläksellä ja Hämeenlinnassa.

”Suomessa ollaan tässäkin edelläkävijöitä. Täällä onkin ahkerasti avattu eri palvelujen rajapintoja, ja kaupungit ovat olleet innokkaasti mukana kehittämässä näitä palveluja”, Pirttikangas kertoo.

Yksi mielenkiintoinen tutkimuksen kohde soveltuu hyvin muun muassa opetuskäyttöön. Sen avulla opettajat voivat tehdä tietotekniikka-avusteisia tehtäviä oppilaille asettamalla tageja esimerkiksi eri kivilajeihin, joita oppilaiden pitää tunnistaa. Samaa teknologiaa sovellettiin eläinmuseoon asettamalla eläinten ääniä sisältävät tagit eläinten viereen.

”Koko museo heräsi henkiin, kun oppilaat kuuntelivat eläinten ääniä kännyköistään”, Pirttikangas kertoo.

Joukkoälyllä vastauksia visaisiin kysymyksiin

Huonetilassa vaikutusvaltainen, usein hieman kokeneempi henkilö saa helposti käännettyä muut läsnä olevat puolelleen, oli hänen mielipiteensä järkevä tai ei. Tätä tarkoittaa vanha viisaus: joukossa tyhmyys tiivistyy.

Mutta kun isolta joukolta kysytään tietoa yksitellen tietotekniikkaa apuna käyttäen, saadaan päteviä vastauksia vaikeisiinkin kysymyksiin. Tätä on modernisoitu versio vanhasta konseptista, joukkoälystä, jota tohtoritutkija Simo Hosio Jokapaikan tietotekniikka -yksikössä tutkii.

Hosio kehittää kollektiivisen älyn joukkoistamismenetelmää kahden aihealueen avulla: selkäsairaudet ja rasismin pysäyttäminen.

Selkäkeississä on kaksi satoja ihmisiä käsittävää joukkoa, terveydenhoidon ammattilaiset ja potilaat. Kumpikin joukko vastaa selkäoireisiin ja niiden hoitoihin liittyviin kysymyksiin sähköisesti ja täysin itsenäisesti. Lisäksi samat joukot arvioivat saatuja vastauksia muun muassa sen perusteella, onko ehdotus halpa vai kallis, nopea- vai hidasvaikutteinen jne.

Näin kertyneestä aineistosta voidaan matemaattisesti mallintaa joukkoäly, josta kuka tahansa selkäpotilas voi poimia omilla kriteereillään parhaat vastaukset. Hän voi valita esimerkiksi vain lääkäreiden suosittelemat tai vain itsehoitokeinot.

”Joukkoäly toimii erittäin hyvin sellaisten kysymysten ratkaisemiseen, joihin ei ole yhtä selkeää vastausta olemassa”, Hosio kertoo. ”Teorian mukaan yksi joukon ekspertti on keskimäärin aina pöljempi kuin joukon yhteinen, tällä menetelmällä hankittu mielipide”

Google on Hosion mukaan joukkoistamisen pioneerejä maailmassa esimerkiksi omalla karttapalvelullaan. Euroopassa Jokapaikan tietotekniikka -yksikkö on edelläkävijä. Keskuksella on muun muassa ensimmäinen Suomen Akatemian puhtaasti joukkoistamiseen suunnattu postdoc-apuraha.

Tutut päätelaitteet pian historiaa

Tietotekniikan tutkimus ja kehitys on vienyt Oulun yliopistoa maailman kartalle jo vuosikymmenet. Kun maailmalla järjestetään konferensseja tulevaisuuden tietotekniikan alalta, Oulun yliopiston tutkijat ovat näkyvästi esillä puhujina. Oulu oli edelläkävijä muun muassa jo silloin, kun kaupunkiin rakennettiin kaikille avoin langaton tietoverkko Panoulu tai kun ubi-näytöt ilmestyivät katukuvaan – esimerkiksi New Yorkin kaupunki otti vasta nyt interaktiiviset ubi-näytöt käyttöönsä.

Susanna Pirttikangas ja Simo Hosio visioivat, että meille kaikille tutuimmat tietotekniset laitteet, matkapuhelimet ja tabletit, ovat pian historiaa.

 


Kaupunkiympäristö sisältää jo nyt valtavasti erilaisia sensoreita, antureita ja kameroita, joilla voidaan kerätä runsaasti tietoa liikenteestä ja olosuhteista. Myös ajoneuvojen sensorit keräävät erilaista tietoa ajon aikana. Käsitellystä datasta voidaan toteuttaa hyödyllisiä palvelukonsepteja autoilijoille kuten palvelutietoa ruuhkista, ajotavasta jne. Kuvat: tutkimusryhmä.

 

”Kun tietotekniset vempaimet pienenevät, kaikki se tekniikka, mitä nyt on matkapuhelimessa, mahtuu esimerkiksi rintanappiin”, Hosio kertoo. Kehitys on Hosion mielestä tervetullut, sillä kädessä olevan puhelimen tuijottaminen selkä kyyryssä ei ole hyväksi kenellekään.

Tietoliikenneverkot ja palvelut ovat läsnä kaikkialla. Susanna Pirttikangas visioi, että hän voi jo lähitulevaisuudessa istahtaa vaikkapa rautatieaseman penkille ja tunnistautua samalla automaattisesti ja turvatusti verkkoon. Junaa odotellessa hän voi lukea sähköpostinsa tai surffailla pilvipalveluissa ilman omaa päätelaitetta kun käyttöliittymänä toimiikin erilaiset pinnat tai vaikka omat silmälasit.

Vain mielikuvitus on rajana. 

 

Teksti: Raija Tuominen
 

 

Tutkimusyksikön viimeisimpiä tutkimushankkeita:

Datasta oivalluksia ja bisnestä

Alkamassa uusi 6Aika-hanke (pilottihanke kuudessa isossa kaupungissa Oulu, Tampere, Helsinki, Vantaa, Espoo, Turku). Oulussa poikkitieteellinen: arkkitehtuuria, terveystieteitä ja tietotekniikkaa. Tarkoitus kehittää asuinympäristöjä digitaalisuutta hyödyntämällä, esim. miten elinympäristö vaikuttaa ihmisen terveydentilaan (masennus, muistisairaus), miten muutokset havaintaan ajoissa. Tutkijat käyttävät apuna yksikön oman tutkijan Denzil Ferreiran kehittämää alustaa, joka on levinnyt eri puolille maailmaa (Aware Frame Work). Oulussa mukana mm. Hartela ja Caritas. Euroopan aluekehitysrahasto EAKR rahoittaa

Reaaliaikainen liikenteen tietojärjestelmä (Innovatiiviset kaupungit eli Inka-hanke)

Tavoitteena saada luotua yksi palvelupaketti, josta löytyvät kootusti kaikkien liikennevälineiden aikataulut (linja-autot, junat, lentokoneet, taksit, vuokra-autot jne.) sekä niihin liittyvä maksuliikenne. Asiakas kertoo palvelulle lähtötiedot ja palvelu tarjoaa valmiin paketin, jonka voi ostaa yhdellä ostotapahtumalla. Mukana paljon yrityksiä, vakuutusyhtiöitä, kuljetusyrityksiä jne. Koordinoi Tampereen teknillinen yliopisto. Tekes-hanke.

*iSCIENCE: Using smartphones for science (PI: Vassilis Kostakos)

The iScience is a 3-year project funded by the Academy of Finland and has been running since 2015. iScience’s objective is  to develop scientific software for smartphones to enable scientists to collect data reliably and over a long period of time by further developing the AWARE (http://www.awareframework.com) smartphone platform. The platform enables scientists to capture, analyse, and share smartphone sensor data.

*iCYCLE: Cyclist-aware traffic lights through distributed smartphone sensing (PI: Vassilis Kostakos)

The 2-year iCYCLE project will extend Oulu’s real-time traffic system to sense cyclists and give them green light priority. Providing such a system for cyclists is likely to improve enjoyment, reduce accidents due to cyclists crossing a red light, and encourage people to cycle more. The project proposes to use cyclists’ own smartphones for sensing their position and speed, rather than using specialised hardware.

*CARE: Context-Awareness for Elderly Care (PI: Denzil Ferreira)

CARE is a 2-year project, staring in October 2016, financed  by the Academy of Finland’s Key Funding instrument. Care aims at raising family’s and friends’ awareness of elderly care needs to strengthen and create social bonds. By understanding elders’ wellbeing and social context, information can be provided to better care for our elders. By understanding the elderly routines, the project targets to inform the design of future homes to support independent living of the elders.

*GRAGE: Grey and Green in Europe: elderly living in urban areas ( PI: Vassilis Kostakos)

GRAGE is a 4 year Marie Skłodowska-Curie RISE action in which researchers from all over Europe work together by analysing trends and identifying possible solutions to those challenges. GRAGE research focuses on developing winning ideas to promote an active, harmonious and inclusive citizenship for elderly people living in urban contexts. The consortium brings together groundbreaking expertise from different scientific backgrounds (legal, economic, humanities, engineering), from academic and non-academic institutions, all over Europe.

*IoT traffic modeling and its influence on carrier networks (PI: Xiang Su)

The Center for Ubiquitous Computing is funded by Huawei for researching IoT traffic modeling and its influence on carrier networks.

IoT connects devices producing massive heterogeneous data, introducing applications with different traffic patterns and requirements for the Internet. In this project, we explore characteristics of traffic of big IoT data and IoT applications, model the data traffic, and analyze its influence on wireless access networks and core networks.

We access IoT traffic data from Oulu smart city.  We develop IoT applications in the simulation environment based on analyzing the characteristics of the real world IoT applications, and collect the data under different network configurations. We model the IoT traffic data by using different theoretical methods, considering different types of data and different scenarios. We analyze the influence of IoT applications on carrier networks. We propose a future network architecture and analyze how the network should be adjusted and configured in order to well support both human-oriented and device-oriented applications.

The results of the IoT traffic model will help greatly the operators to optimize their network performance and reduce the cost. The related business model will benefit both the network operators and equipment manufacturers in the big market brought by IoT.

*Avoin kaupunkimalli avoimena innovaatioalustana (PI: Timo Ojala)

*Kuutoskaupunkien Avoimet innovaatioalustat (PI: Timo Ojala)

*COMBAT - Osaamispohjainen kasvu 3D-digitalisaation, robotiikan, paikkatiedon ja kuvankäsittelyn sekä -laskennan yhdistetyssä teknologiamurroksessa (PI: Timo Ojala consortium application)

*WILLE: Wireless Lab Environment for Business (PI: Timo Ojala)

 

 

Viimeksi päivitetty: 12.12.2016