Ihminen keskiöön: Aleksandr Ometov ohjaa tutkijoita ja langattomien järjestelmien tulevaisuutta
Kun insinööritiede kohtaa inhimillisen käyttäytymisen
– Jos katsoo nykyjärjestelmiä, insinöörit suunnittelevat langatonta ja laskentateknologiaa edelleen pääasiassa ikään kuin se toimisi erillään käyttäjistään. Todellisuudessa inhimillinen käyttäytyminen, liikkuminen, tavat ja jopa sosiaaliset mallit vaikuttavat suoraan näiden järjestelmien suorituskykyyn. Suurin mahdollisuus piilee siinä kuilussa, joka on teknologian paperilla kuvatun käyttäytymisen ja sen todellisen käyttäytymisen ihmisten ympärillä välillä. Tulevaisuus on järjestelmissä, jotka kohtelevat ihmisiä ei ulkoisina häiriötekijöinä vaan aktiivisina osina järjestelmää, toteaa Aleksandr Ometov, Langattomien teknologioiden tutkimuskeskuksesta.
Suurin osa siitä, mitä ihmiset yhdistävät langattomaan teknologiaan, sijaitsee sovellustasolla: näytöllä näkyvissä sovelluksissa, käyttöliittymissä ja palveluissa. Aleksandr Ometovin työ sijoittuu paljon syvämmälle järjestelmäpinossa (down the stack), sinne missä laitteet neuvottelevat pääsystä viestintäkanavaan ja vaihtavat dataa verkon kanssa. Keskeinen kysymys hänen tutkimuksessaan on: miltä tämän prosessin tulisi näyttää, kun laitetta kantava henkilö otetaan osaksi järjestelmää eikä ulkoiseksi muuttujaksi?
Tässä ajattelutavassa liikkumismallit, rutiinit ja käyttäytymisdata muuttuvat syötteiksi, jotka voivat tehdä järjestelmistä tehokkaampia, mukautuvampia ja paremmin todellisiin olosuhteisiin reagoivia.
Missä ja milloin laskenta tapahtuu
Tämän suunnitteluhaasteen käytännön merkitys selviää konkreettisen esimerkin avulla. Kun ensimmäinen Apple Watch julkaistiin, sen toiminnallisuus oli hyvin rajallista ilman pariksi yhdistettyä iPhonea. Kaikki laskenta reititettiin puhelimen kautta, ja kello hoiti ainoastaan tiedonsiirron. Kompromissi on selvä: laskennan jättäminen pois laitteesta säästää akkua prosessorikuormalta, mutta kuluttaa energiaa tiedonsiirrossa ja luo riippuvuuden lähellä olevasta puhelimesta.
Nykyään laitteet voivat siirtää laskennan mobiiliverkon reuna-solmuille tai edelleen pilveen. Vaativille sovelluksille, kuten lisätty todellisuus tai etäohjattu kirurgia, joissa yli kahdenkymmenen millisekunnin viive muuttuu havaittavaksi ja merkitykselliseksi, sillä, missä ja milloin laskenta tapahtuu, on todellinen painoarvo.
– Laboratoriossa on helppoa. Mutta entä jos liikut kaupungissa? Poistut rakennuksesta Wi-Fi-yhteydellä ja yhteys katkeaa. Tai miten verkko voi hyödyntää sitä, että kävelemme yleensä töihin samaa reittiä? Voimme tarkastella verkkodataa ja ennustaa 80–90 prosentin varmuudella, mitä seuraavaksi tapahtuu ja miten järjestelmä voi reagoida mahdollisiin yhteyskatkoihin.
Ennustavat algoritmit, jotka on kehitetty suurkaupunkiverkostojen reaalimaailman dataa käyttäen, mahdollistavat laitteiden ennakoida tarvittavaa ennen kuin tarve ilmenee. Sama periaate ulottuu terveysteknologia- ja laajennetun todellisuuden sovelluksiin, joissa ajoitus ja luotettavuus ovat usein kaistanleveyyttä tärkeämpiä. Erityisen merkittävä alue on affektiivisten tilojen tunnistaminen, jossa puettavasta laitteesta saatava biometrinen data voisi lopulta mahdollistaa järjestelmän tunnistaa ja reagoida henkilön tunnekuormaan lähes reaaliajassa.
– Jos älykellosi laskee tiettyjä biometrisiä arvoja, kuinka nopeasti voimme ryhtyä ennaltaehkäiseviin toimenpiteisiin, jos arvoissa tapahtuu jotain epätavallista? Datan näkökulmasta se on normin muutos. Eri alojen asiantuntijoiden täytyy puhua ja keskustella näistä ilmiöistä yhdessä.
Yhteisen kielen rakentaminen
Tällaisten järjestelmien toteuttaminen vaatii osaamista huomattavasti yhden tieteenalan ulkopuolelta. CONVERGENCE of Humans and Machines -hanke, jota Ometov koordinoi Tampereen yliopistossa, rakentuu juuri tämän lähtökohdan varaan: se yhdistää Hervannan kampuksen syvän teknisen asiantuntemuksen keskustakampuksen yhteiskuntatieteellisiin ja humanistisiin tutkimuskeskittymiin sekä teollisuuteen ja organisaatioihin. Jane ja Aatos Erkon säätiön tuella hanke kouluttaa väitöskirjatutkijoita eri tieteenalojen yhteisohjauksessa, kasvattaen asiantuntijoita, jotka lähestyvät ongelmia alusta alkaen integroidusta näkökulmasta.
– CONVERGENCE on olemassa, koska sekä yhteiskunta että teknologia muuttuvat nopeammin kuin akateemiset rakenteemme pystyvät seuraamaan. Teknologia yksin ei voi ratkaista ongelmia, jotka ovat syvästi inhimillisiä, kulttuurisia tai organisatorisia – ja sama pätee myös toisin päin. Kyse on uuden tutkijasukupolven kasvattamisesta, joka ei näe näitä aloja erillisinä, vaan yhdistää ne luontevasti kohdatessaan reaalimaailman haasteita.
Tieteenalojen välinen koordinointi vaatii yhteistä sanastoa ja yhteistä työskentelyrytmiä – asioita, joiden kehittäminen vie aikaa. Ometovin mukaan kiire syntyy suoraan siitä, kuinka nopeasti teknologia kehittyy.
– Meillä on uutta teknologiaa puolen vuoden välein. Muut alat kehittyvät yleensä paljon hitaammin. Meillä ei ole enää aikaa kiriä eroa kiinni – haluamme olla valmiita keskustelemaan heti.
Kuva: Aleksandr OmetovPitkälle yhdessä
Sama yhteistyöhön suuntautunut asenne muovaa tapaa, jolla Ometov työskentelee omien väitöskirjatutkijoidensa kanssa. Hän on purjehtinut kolmentoista vuoden iästä lähtien, ja analogia vaikuttaa tapaan, jolla hän ajattelee työtä.
– Jos haluat mennä nopeasti, mene yksin. Jos haluat mennä pitkälle, mene ihmisten kanssa. Väitöskirjaprojektit eivät muovaa vain ihmistä – ne muovaavat tiimiä. Nämä ihmiset ovat yhdessä kolmesta neljään vuotta. Roolini on kouluttaa heidät valmiiksi heidän omille matkoilleen.
Tässä ajattelutavassa tohtoriprojekti on yhtä lailla ryhmän osaamisen kehittämistä kuin yksittäisten väitöskirjojen tuottamista. Opiskelijat kehittävät ja syventävät asiantuntemusta omilla tutkimusaloillaan, joka usein ylittää heidän ohjaajiensa tiedon aiheesta, ohjaajan tehtävänä on tukea ja auttaa menetelmissä. Useat Ometovin entisistä ohjattavista ovat siirtyneet teollisuuden tehtäviin ja tutkijoiksi tavallista aikataulua nopeammin.
– Yritän luoda ympäristön, joka mahdollistaa vuorovaikutuksen. Edistyminen hidastuu, jos kaikki vain työskentelevät yksin kotona. Kadotat ne “valkotaululla”-hetket ja kahvihuonekeskustelut, joissa löydät vastauksen kysymykseen, jonka kanssa olet kamppaillut kuukausia.
Filosofiani perustuu siihen vakaumukseen, että tutkimus, kuten pitkän matkan purjehdus, etenee pisimmälle, kun sitä tehdään aidosti yhdessä.
Aleksandr Ometov
Kuva: Aleksandr OmetovOmetov työskentelee mm. puettavien laitteiden viestintä- ja laskentajärjestelmien parissa.
Hänen tutkimuksensa painottuu soveltavaan tutkimukseen, erityisesti erilaisiin resurssirajoitteisiin hajautettuihin järjestelmiin ja verkkoihin.
Projekteja
A-WEAR
APROPOS
CONVERGENCE
Tampere Wireless Research Center
Kirjoittaja: Sujatro Majumdar
