Yliopisto teki "hullun" keksinnön – sai muutettua tuoreen sääennusteen 5 minuutin biisiksi

Tulevaisuudessa data voi muuntua vaikka tuoksuksi tai nipistykseksi.

säänennustus
Kuvassa aamuinen maisema Lappeenrannan linnoituksesta, päällä nuottiviivastoa.
Kesämökillä ei tarvitsisi katsoa sääennustetta TV:stä tai netistä, kun sen voi yhtä hyvin kuunnella musiikkina.Yle Uutisgrafiikka, valokuva: Petri Kivimäki

Aamupäivällä aurinkoista, iltapäivällä pilvistyvää, mutta yöllä ja huomenna jälleen pilvetöntä. Lämpötila päivällä +20 ja yöllä +12, heikkoa tuulta.

Tällainen oli tänään torstaiaamuna Ilmatieteenlaitoksen laatima 24 tunnin sääennuste Lappeenrantaan. Sääkartalla näkyisi aurinkoa ja pieni pilvi sekä lämpötila numeroin.

Tämä kaikki tieto on oikeasti dataa, jonka tietokoneohjelma on muodostanut symboleiksi sääkartalle. Yhtä hyvin tietokone voi muuttaa datan musiikiksi, kunhan vain tietokoneelle kerrotaan, millaiseksi musiikiksi mikäkin säätila pitää tehdä.

Nyt sellainen on olemassa. Tampereen yliopisto on kehittänyt täysin ainutlaatuisen ääni-installaation, joka muuttaa Ilmatieteenlaitoksen sääennustedatan musiikkikappaleeksi. Ennusteena on seuraavan 24 tunnin ennuste, josta tietokone tekee noin viiden minuutin mittaisen ainutkertaisen sävelteoksen.

Helposti voisi kuvitella, että tietokone läiskii ennusteeseen säveliä satunnaisessa järjestyksessä ja lopputuloksena olisi kamalaa kakofoniaa. Näin ei kuitenkaan ole. Tietokoneen tekemä sävellys pohjautuu yhdysvaltalaisen professorin Jonathan Middletonin laatimiin sovitusmalleihin.

– Musiikki on luonteeltaan orkesterimusiikin tyyppistä. Siinä on käytetty lähinnä klassisia instrumentteja, kertoo erityisasiantuntija Pertti Huuskonen Tampereen yliopistosta.

Soittimina ovat piano, afrikkalainen marimba, viulu, kontrabasso, kello, rumpusetti ja patarummut. Sääennustemusiikin säveltäjänä voidaan Huuskosen mukaan pitää tietokonetta ja sovittajana Jonathan Middletonia.

Musiikkina soiva sääennuste kuvaa muun muassa lämpötilan, ilmankosteuden, pilvipeitteen paksuuden ja tuulen voimakkuuden.

Nuotteja paperilla
Sääsonifikaation säveltänyt Jonathan Middleton oli vierailevana profesorina Tampereen yliopistolla.Tampereen yliopisto

Taidetta ja tiedettä

Sääennusteesta tehtyä musiikkia voi tästä eteenpäin kuunnella Lappeenrannan teknillisen yliopiston ruokalan viereisessä kabinetissa. Sen katossa roikkuu 25 kaiutinta. Lisäksi lattian tasalla olevien penkkien sisään on piilotettu 3 alataajuuksia korostavaa subwooferia.

Puolen tunnin välein kaiuttimista alkaa kuulua Lappeenrannan sääennuste tietokoneen laatimana musiikkina.

– Pyrimme siihen, että kuulija aistii sen miellyttävänä, ympäröivänä äänimaisemana, joka kumpuaa koko tilasta. Siinä mielessä tämän voi rinnastaa hyvälaatuisen elokuvateatterin äänentoistolaitteistoon, kertoo Pertti Huuskonen.

Ensimmäisen sadan sekunnin aikana marimba, kellot ja piano kuvaavat auringonpaisteen ja pilvisyyden määrän, sen jälkeen 190 sekuntia kontrabasso ja afrikkalainen marimba välittävät tiedon lämpötilasta, mukaan tulevat jouset ilmaisemaan kosteutta ja rummut välittämään tuulen voimakkuutta.

Vielä lopuksi sadan sekunnin ajan musiikki kuvaa kellojen ja jousien avulla pilvisyyttä ja patarumpujen ja pianon kautta ilmanpainetta.

Pertti Huuskonen Tampereen yliopistolta tunnustaa, että vaatii opiskelua, että oppii tunnistaman jokaisen instrumentin tavan kuvata säätä.

– Ymmärtämistä helpottaa, jos on itse säveltäjä.

Ilmatietenlaitoksen sääennuste lappeenrantaan
Graafisesti esitettävä sää on dataa, joka tietokone on muuttanut symboleiksi.Yle / Petri Kivimäki

Ainutkertaista musiikkia

Oikeastaan kyse ei ole siitä, että tämän viiden minuutin musiikkiesityksen perusteella tietäisi tulevan sään. Sen yksi tarkoitus on tarjota ihmiselle elämys. Pertti Huuskosen mukaan tämä on sekä taidetta että tiedettä.

– Tiedettä on se sääennuste ja algoritmit, joilla ohjelma muodostaa siitä musiikkia. Loppu on taidetta.

Tietokoneen säveltämä sääennuste kuulostaa helpohkolta klassiselta musiikilta. Se ei ole Mozartia, Bachia, Sibeliusta tai Saariahoa. Enemmänkin musiikki tuo mieleen elokuvamusiikin tai TV-dokumenttien taustamusiikin.

Pertti Huuskonen kertoo, että sovittajan tehtävänä on ollut löytää miellyttävä soitin- ja sävelkulkuyhdistelmä, joka saa musiikin kuulostamaan oikealta orkesterilta.

– Musiikki menee suoraan tunteisiin. Jos voi tuntea säätilaa, niin ehkä ihmiselle tulee henkilökohtaisempi tuntemus säädataan, kuin jos sen näkisi vain pylväsennusteena tai meteorologin esittämänä TV:ssä.

Nyt kuuluva sävellys ei todennäköisesti enää ikinä kuulu samanlaisena. Jokainen sävel tulee Ilmatieteenlaitoksen välittämästä datasta, joka on säätilan mukaan aina vähän erilainen.

Pertti Huuskonen tutkii säämallia
Tampereen yliopiston erityissiantuntija Pertti Huuskonen selvittää mallia, jolla erilaiset säät muuttuvat musiikiksi.Petri Kivimäki / Yle

Avuksi ydinvoimalaan

Tampereen yliopiston Data-to-Music-tutkimuksessa on kolmen vuoden ajan selvitetty, miten digitaalista dataa muutetaan musiikiksi. Tutkimuksessa pohditaan myös ihmisen ja koneen suhdetta sekä niiden välistä vuorovaikutusta.

Erityisasiantuntija Pertti Huuskonen Tampereen yliopistosta näkee musiikille valtavia mahdollisuuksia, joita vielä ei ole oikein osattu ymmärtää.

Esimerkiksi ydinvoimalaitoksessa on tuhansia erilaisia antureita, jotka lähettävät yhtä aikaa tietoa valvomoon. Käyttöhenkilökunta joutuu seuraamaan monitoreja ja selvittämään, onko kaikki kunnossa. Pahimmillaan monitoreja on niin paljon, ettei ihmisen näköaisti pysty kaikkea tietoa käsittelemään.

Kaiuttimista voisi Huuskosen mukaan kuitenkin tulla data musiikkina, jolloin valvoja tietää, onko kaikki kunnossa. Erityyppiset musiikilliset äänet kertoisivat esimerkiksi vian laadusta.

– Siellä voimalassa voitaisiin kuulla, että syöttövesiturbiini kuulostaa normaalilta, mutta syöttövesijärjestelmän venttiilissä on jotain kummallista. Ajan myötä henkilökunta oppii kuulemaan millaisesta viasta on kyse.

Kaiuttimia katossa
Lappeenrannan teknillisen yliopiston kabinetissa on 25 kaiutin ja kolme lattian luomassa kolme subwooferia tuomassa erittäin moniäänisen äänimaiseman.Petri Kivimäki / Yle

Tuoksu ja tunto

Musiikiksi voi Pertti Huuskosen mukaan muuttaa mitä tahansa dataa.

– Tunnin juoksulenkin jälkeen hölkkääjä katsoo tietokoneeltaan tai älykellon näytöltä juoksuanalyysiä. Yhtä hyvin juoksija voisi puolessa minuutissa kuunnella hölkästään musiikillisen analyysin.

Samoin kiinteistöhuollon työntekijä voisi aamulla töihin tullessaan minuutissa kuunnella yön aikaiset vikaraportit minuutin mittaisena musiikkikappaleena.

Huuskonen kertoo, että musiikki ei ole ainoa uusi tapa välittää dataa. Samalla tavalla dataa voitaisiin muuttaa myös tuoksuksi tai mekanismiksi, joka antaa ihmiselle tietyntyyppisen tuntoaistimuksen.

– Tutkimista riittää. Menee varmasti vuosikymmeniä, ennen kuin tällainen musiikin hyödyntäminen voidaan ottaa arkikäyttöön, kertoo Pertti Huuskonen.