Neuroverkot

5.1.2000/tum

Professori Erkki Oja on Teknillisen korkeakoulun informaatiotekniikan (  http://www.cis.hut.fi )   laboratorion johtaja. Laboratorion tutkimustyötä koordinoi neuroverkkojen tutkimusyksikkö ( http://www.cis.hut.fi/research ), joka on yksi tieteen huippuyksiköistä 1.1.2000 alkaen.

Käytännössä kaikki Ojan ja hänen ryhmänsä hankkeet liittyvät tietokonepohjaisiin menetelmiin, joiden avulla suurista informaatiomassoista pyritään seulomaan käyttäjän kannalta olennaista tietoa ja saattamaan se käyttäjäystävällisempään muotoon. Ne perustuvat neurolaskentaan ("neuroverkot", "pehmolaskenta"). Neurolaskenta matkii ihmisen aivotoimintoja siinä, että tietoa käsittelee suuri joukko yksinkertaisia mukautuvia laskenta-alkioita, joita sanotaan keinotekoisiksi neuroneiksi. Tavoitteena on kehittää järjestelmiä, joissa tietokone muodostaisi hankkimastaan tiedosta sisäisiä malleja, joita se sitten käyttäisi päättelyyn. (ks. Ojan artikkeli "Älykäs tietokone. Kovempi haaste kuin uskottiin"; Tiede 2000, 3/99). Suomi on neurolaskennassa edelläkävijämaa.

Erkki Ojan tutkimusryhmän työ on pääasiassa teoreettista perustutkimusta. Tuloksia sovelletaan kuitenkin myös käytännön tietojenkäsittelyongelmiin ja rakennetaan demonstraatioita menetelmien testaamiseksi. Sovelluksista keskeisimmät liittyvät toisaalta aivosignaalien analyysimenetelmien kehittämiseen ja toisaalta kuvien käsittelyyn. 

Oja kehittää menetelmää, jonka avulla voidaan automaattisesti löytää ja analysoida webissä olevia kuvia sisällön perusteella (PicSOM;  http://www.cis.hut.fi/research/lehdisto/picsom.shtml ) Tavoitteena on ohjelma, jota käyttäessään henkilö ikään kuin ohjautuu oikeaan suuntaan. Käyttäjälle näytetään joukko kuvia ja kun kuva muistuttaa haluttua, hän klikkaa sitä. Saadun palautteen avulla ohjelma terävöittää hakua ja tarjoaa kuvia, jotka muistuttavat käyttäjän klikkaamaa mallia. 

Emeritusprofessori Teuvo Kohonen( http://www.cis.hut.fi/teuvo ) puolestaan kehittää Informaatiotekniikan laboratoriossa neuroverkkoihin perustuvaa tekstitietokantojen selailumenetelmää (WEBSOM-projekti;  http://websom.hut.fi/websom ). 

Aivosignaalien mittausmenetelmien kehittämisessä Oja tekee läheistä yhteistyötä TKK:n kylmälaboratorion aivotutkimusyksikön johtajan Riitta Harin kanssa. Aivosignaalien tutkimus on hankalaa, koska signaalitaso on niin alhainen, että pienetkin häiriöt vaikeuttavat analyysia. Esimerkiksi silmien liikuttamisen aiheuttama häiriö on "kuin maanjäristys" MEG-aivosignaaleihin verrattuna. Oja kehittelee menetelmää, jonka avulla saataisiin mitattua häiriöistä vapaita puhtaita aivosignaaleja. Menetelmää kutsutaan riippumattomien komponenttien analyysiksi (ICA; http://www.cis.hut.fi/research/lehdisto/ica.shtml ).

Ojan yksikössä on myös kehitelty automaattisia menetelmiä, joiden avulla voidaan poistaa häiriöitä esimerkiksi satelliitti-, ultraääni- tai röntgenkuvista. Paperiteollisuuden käyttöön on yhdessä ABB:n kanssa kehitetty laadunvalvontamenetelmää, jonka avulla paperimassan mahdolliset häiriöt saadaan kuvattua ja talletettua automaattisesti tarkempaa analyysia varten.

Nokian tutkimuskeskuksen kanssa Ojan ryhmä on kehittänyt käsinkirjoitettujen merkkien tunnistusta. Päämääränä on, että jonkinlaiseen sähköiseen muistikirjaan voitaisiin näppäimistön käytön sijasta kirjoittaa käsin. Tavoitteena on mahdollisimman pieni, helppokäyttöinen ja helposti mukana kulkeva käyttöliittymä. http://www.cis.hut.fi/research/lehdisto/hcr_fin.shtml 

Avoimet kysymykset

Informaatiotekniikan suurimpina haasteina Oja pitää tietomassojen hallintaa sekä luotettavien ja ihmisten normaaleja toimintoja myötäilevien käyttöliittymien kehittämistä. 

WWW-sivujen määrä on kasvanut räjähdysmäisesti eivätkä tiedonhakumenetelmät ole kehittyneet samassa tahdissa. Internetin pitäisi sopeutua paremmin käyttäjän tarpeisiin eikä päinvastoin. Webistä pitäisi todella saada sellaista tietoa mitä käyttäjä tarvitsee.

Myös käyttöliittymien tulisi sopeutua nykyistä paremmin ihmisten normaaleihin kommunikaatiotapoihin. Lopulta koneiden pitäisi toimia niin, että ne esimerkiksi tottelisivat puhetta, reagoisivat kasvonliikkeisiin tai kykenisivät tulkitsemaan minne päin silmät katsovat. Kaiken kaikkiaan tavoitteena pitäisi Ojan mielestä olla koneiden kehittäminen enemmän ihmisen kaltaisiksi ja ihmisten normaaliin toimintaan sopeutuviksi. Niiden pitäisi olla niin käyttövarmoja ja helppoja, ettei niiden käyttö olisi puhelimen käyttöä vaikeampaa.

Ratkaisua "koneälyn" keskeisiin ongelmiin ei vielä ole näköpiirissä. Koneen "älykkyys" on edelleen rajallista ja kapea-alaista, sillä älykkäälle ajattelulle ei ole löydetty yleistä kaavaa. Aivojen monimutkaista toimintaa tai kielenkäyttöä ei ainakaan vielä kyetä muuttamaan algoritmeiksi. Tietokoneella ei vielä ole luovuutta eikä se kykene intuitiiviseen ajatteluun.

erkki.oja(at)hut.fi

Viimeksi muokattu 30.3.2015
Seuraa meitä:
FacebookSlideshareTwitterYoutube
VAIHDE 029 533 5000
KIRJAAMO 029 533 5049
FAKSI 029 533 5299
   
SÄHKÖPOSTI etunimi.sukunimi@aka.fi
AUKIOLO Arkisin 8.00-16.15
   
HENKILÖHAKU »
YHTEYSTIEDOT, LASKUTUS  JA
REKISTERISELOSTEET»
KYSYMYKSET JA PALAUTE »