Palkittujen tutkimusaiheina virtuaaliakustiikka ja matemaattiset inversio-ongelmat

Vuoden 2011 Akatemiapalkinnot Tapio Lokille ja Mikko Salolle

27.10.11

Suomen Akatemia palkitsi torstaina 27.10.2011 kaksi ansioitunutta tutkijaa Tiedegaalassa Helsingissä. Akatemiapalkinnot myönnettiin akatemiatutkija, dosentti Tapio Lokille Helsingin Aalto-yliopiston Perustieteiden korkeakoulusta ja akatemiatutkija, dosentti Mikko Salolle Helsingin yliopistosta. Lokille palkinto myönnettiin yhteiskunnallisesta vaikuttavuudesta ja Salolle tieteellisestä rohkeudesta.

Virtuaaliakustiikan tutkija palkittiin yhteiskunnallisesta vaikuttavuudesta

Akatemiatutkija, dosentti Tapio Lokki on kiistatta yksi maailman parhaista akustiikan ja äänenkäsittelyn tutkijoista. Hän on osoittanut, että tieteellisellä tutkimuksella on merkitystä, sitä voi hyödyntää ja että sillä on yhteiskunnallista vaikuttavuutta. Lisäksi hän on merkittävällä tavalla tehnyt tunnetuksia tiedettä ja tutkijan työtä eri medioissa.

Lokki tutkimusryhmineen kehittää Aalto-yliopiston Mediatekniikan laitoksella äänen fysikaaliseen käyttäytymiseen pohjautuvia huoneakustiikan mallinnusmenetelmiä, joiden avulla voidaan luoda autenttista auralisaatiota eli virtuaalista ääniympäristöä. Tutkimuksen avulla konserttisalien ja muiden akustisesti vaativien tilojen akustiikkaa voidaan ymmärtää ja ennustaa paremmin. Ryhmä tekee monialaista työtä, jossa on elementtejä niin akustiikasta, signaalinkäsittelystä, audiotekniikasta, psykologiasta, tietotekniikasta, musiikista kuin arkkitehtuuristakin.

Viimeisen kahden vuoden aikana Lokin tutkimusryhmä on ensimmäisenä maailmassa yhdistänyt viinin- ja ruoanmaistelussa käytettyjä aistinvarainen arviointi –menetelmiä ja konserttisalien akustiikan tutkimusta. Uusilla tutkimusmenetelmillä ryhmä on saanut entistä tarkempaa tietoa siitä mitä ihmiset kuulevat ja kuuntelevat konserttisaleissa. Konserttisalien akustiikan tallentamiseen on kehitetty kaiutinorkesteri, jonka avulla jokaisessa äänitetyssä konserttisalissa soitti täsmälleen samanlainen, kalibroitu sinfoniaorkesteri. Laajojen kuuntelukokeiden tuloksena Lokin ryhmä on luonut tutkituista saleista aistiprofiilit, joiden avulla pystytään selittämään ihmisten makumieltymyksiä, eli ymmärretään paremmin, miksi tietyissä saleissa on niin sanottu hyvä akustiikka. ”Pitkällä tähtäimellä tutkimustuloksemme auttavat suunnittelemaan tarkoituksenmukaisempia konserttisaleja ja muita julkisia tiloja. Kun ymmärrys ihmisten havainnosta ja äänen etenemisestä suljetuissa tiloissa kasvaa, saadaan suunnitteluun lisää työkaluja”, Lokki linjaa.

Lokista akustiikka on äärimmäisen kiehtova tutkimuskohde: ”Musiikkia voisi aivan hyvin kuunnella kaiuttomassa tilassa, mutta silloin se kuulostaisi aika tylsältä. Vasta huone, jossa musiikkia soitetaan, saa musiikin soimaan. Ja siksi on erittäin mielenkiintoista yrittää ymmärtää, miten huone vaikuttaa sointiin. Äänen käyttäytyminen tilassa on niin monimutkaista, että sitä on vaikea hahmottaa ja siksi se on jatkuvan innostuksen lähde.”

Palkinto yhteiskunnallisesta vaikuttavuudesta myönnetään tutkijalle, joka on merkittävällä tavalla tehnyt tunnetuksi tieteellistä tutkimusta tai tutkijan työtä, lisännyt toiminnallaan kiinnostusta tiedettä kohtaan, osallistunut tutkijana yhteiskunnalliseen keskusteluun tai edistänyt muuten tutkimuksen merkitystä, hyödyntämistä ja vaikuttavuutta yhteiskunnassa.

Inversio-ongelmia tutkiva matemaatikko palkittiin tieteellisestä rohkeudesta

Akatemiatutkija, dosentti Mikko Salo on monipuolinen matemaatikko, joka työskentelee Inversio-ongelmien tutkimuksen huippuyksikössä Helsingin ja Jyväskylän yliopistoissa. Hän on osoittanut erityistä tieteellistä ennakkoluulottomuutta tarttumalla vaikeaan niin sanottuun anisotrooppiseen Calderónin ongelmaan, jonka ratkaisemiseen ei ollut tunnettuja lähestymistapoja. Salon laaja-alaisuudesta kertovat myös useat julkaisut Oulun yliopiston informaationkäsittelyn laboratorion kanssa hahmontunnistukseen liittyen. Salo on toiminut aktiivisesti Suomen matemaatikkoyhteisössä ja edistänyt osaltaan alan tietämystä. Tutkimusansioidensa lisäksi Saloa pidetään selkeänä luennoitsijana.

Salo keskittyy tutkimuksessaan etenkin lääketieteellisen kuvantamisen ja seismologian inversio-ongelmiin. Inversio-ongelmissa pyritään usein muodostamaan kuvia tuntemattomien kappaleiden sisältä niiden ulkopuolella tehtävien epäsuorien mittausten avulla. Mittauksia voidaan tehdä eri menetelmillä, kuten esimerkiksi röntgensäteillä, sähkövirralla tai ääniaalloilla. Kuvien muodostaminen näiden mittausten pohjalta on haastava matemaattinen ongelma: inversio-ongelmat mahdollistavatkin uusimpien matemaattisten menetelmien hyödyntämisen useilla sovellusalueilla.

Salon tutkimassa anisotrooppisessa Calderónin ongelmassa kuvannetaan kolmiulotteisia kappaleita niiden reunalla tehtyjen sähköisten mittausten avulla. Tätä erittäin vaikeaa matemaattista ongelmaa on tutkittu 1980-luvulta lähtien. Vuonna 2009 ilmestyneessä artikkelissaan Salo tuo uusia menetelmiä aihepiiriin ja ratkaisee ongelman tietyissä tapauksissa. Työ on läpimurto, joka yhdistää menetelmiä matematiikan eri osa-alueilta ja on avannut ongelman tutkimuksen uudelleen. Erityisen kiinnostavaa on työn yhteys ajankohtaiseen näkymättömyystutkimukseen, jossa pyritään luomaan materiaaleja, jotka ohjaavat valonsäteet piilotettavan kappaleen ympäri (Harry Potterin näkymättömyysviitan tyyliin). Tähän on käytetty keinotekoisia metamateriaaleja, sillä luonnossa esiintyviä näkymättömyyteen soveltuvia materiaaleja ei tunneta. Salon työ selittää tätä ilmiötä ja osoittaa matemaattisesti, etteivät tietyt luonnolliset anisotrooppiset materiaalit voi toimia näkymättömyysviittoina.

”Olen erityisen iloinen siitä, että akatemiapalkinto myönnetään inversio-ongelmien ja matematiikan alalle ja että matemaattisen perustutkimuksen merkitys on tällä tavalla huomioitu. Tunnustuksen kannustamana tulen jatkamaan työtä alan tärkeiden ja vaikeiden kysymysten parissa, ja uskon, että inversio-ongelmien alalla ja suomalaisessa matematiikassa tullaan saavuttamaan erinomaisia tuloksia myös tulevaisuudessa”, Salo toteaa.

Palkinto tieteellisestä rohkeudesta myönnetään tutkijalle, joka on työssään osoittanut poikkeuksellista tieteellistä rohkeutta, luovuutta tai ennakkoluulottomuutta. Palkinto voidaan myöntää esimerkiksi rohkeasta tai omaperäisestä uudesta tutkimusideasta, ennakkoluulottomasta tieteellisten rajojen ylittämisestä tai valmiudesta tutkimuksellisen riskin ottamiseen.

Akatemiapalkinnoilla kannustetaan tutkijoita

Akatemia myönsi palkinnot nyt yhdeksättä kertaa. Palkittavien tutkijoiden tulee olla akatemiatutkijan tehtävässä tai työskennellä Suomen Akatemian rahoittamina tutkijatohtoreina. Palkittavista päättää Akatemian hallitus tieteellisten toimikuntien esityksestä. Palkinnot antavat tunnustusta ja kannustusta urallaan dynaamisessa vaiheessa oleville tutkijoille sekä kiinnittävät huomiota Akatemian tärkeinä pitämiin tavoitteisiin. Palkintoesine on Miia Liesegangin suunnittelema suupuhallettu lasiteos ”Hetki”.

Lisätietoja:
- Ylijohtaja (tutkimus) Riitta Mustonen, Suomen Akatemia, p. (09) 7748 8220, riitta.mustonen (at) aka.fi
- Tapio Lokki, Helsingin Aalto-yliopiston Perustieteiden korkeakoulu, p. 040 578 2486, tapio.lokki (at) aalto.fi
- Mikko Salo, Helsingin ja Jyväskylän yliopistot, p. 040 724 9811, mikko.salo (at) helsinki.fi

Kuvat ja esittelyfilmit
- Voittajien kuvat ovat saatavilla 27.10. lähtien Suomen Akatemian verkkosivuilla osoitteessa www.aka.fi/fi/A/Suomen-Akatemia/Mediapalvelut/Kuvagalleria/ > Siirry kuvagalleriaan (haku voittajien nimillä)
- Palkittavien esittelyfilmit ovat katsottavissa 28.10. lähtien Suomen Akatemian verkkosivuilla osoitteessa www.aka.fi/fi/A/Tiedeyhteiskunnassa/Tiedetapahtumat/Tiedegaala/

Suomen Akatemian viestintä
tiedottaja Terhi Loukiainen
p. (09) 7748 8385, 040 828 1784
terhi.loukiainen (at) aka.fi

Viimeksi muokattu 28.10.2011