1. yle.fi
  2. Uutiset
  3. keksinnöt

Suomalaiset pandemioiden hallintaan liittyvät keksinnöt valloittavat jo maailmaa: Japanissa avattiin tapahtumakeskus tekoälyratkaisun avulla

Aalto-yliopistossa etsitään ratkaisuja massatapahtumien järjestämiseen. Enkelisijoittajat ovat kiinnostuneita etätyöhön liittyvistä innovaatioista.

Osa Timo Heikkisen ja kumppaneiden perustaman tekoäly-yrityksen omistuksesta myytiin vuonna 2018 Japaniin, mutta ohjelmistojen koodaus tapahtuu edelleen Helsingin Vallilassa. Kuva: Pauliina Toivanen / Yle

Yksi Japanin suurimmista kiinteistöyrityksistä pääsi avaamaan tapahtumatilansa viime viikolla helsinkiläisen Top Data Sciencen kehittämän ohjelmiston avulla – siis koronatilanteesta huolimatta.

Sovelluksessa tekoäly päättelee valvontakameroiden videokuvista ihmisten lukumäärän, etäisyydet ja tiheyden.

Crowd Counting -ohjelmistoratkaisu on Tokiossa nyt pilottikäytössä.

– Jos tekoäly havaitsee, että esimerkiksi neljä henkilöä jää johonkin tiettyyn paikkaan pidemmäksi aikaa, se tekee hälytyksen valvomoon tai videonhallintajärjestelmään, Top Data Sciencen perustajajäsen ja toimitusjohtaja Timo Heikkinen kertoo.

Kun väkijoukkoa kerääntyy tiettyyn paikkaan liikaa tai ihmiset ovat liian lähellä toisiaan, heitä voidaan ohjata vaikkapa kuulutuksin. Helposti ruuhkautuvia paikkoja pystytään myös ennakoimaan todennäköisyyslaskennan avulla, ja lisätä niihin esimerkiksi käsidesipisteitä ja ohjeistusta.

Crowd Counting -ohjelmistoa ei kuitenkaan alun perin ole kehitetty koronapandemian tarpeisiin, vaan sillä pyrittiin ratkaisemaan yksityisyyden suoja väkijoukkojen valvonnassa.

– Halusimme luoda yksityisyyden säilyttävän tekoälyn seuraamaan esimerkiksi väkijoukon tiheyttä. On paljon esimerkkejä niin sanotuista "isoveli valvoo" -ratkaisuista, joissa on tarve väkijoukkojen tarkkailuun ja tietokannan keräämiseen. Tämä on toisenlainen näkökulma siihen. Se on nopea tapa soveltaa kuva- ja videodataa liiketoimintadataan, Heikkinen kertoo.

Japaniin toimitettu versio antaa lukumäärän jokaiselle videokuvassa näkyvälle ihmisryhmälle sekä analysoi paikallaan pysyvät ihmiset ja heidän etäisyytensä.

– Kun syväoppiva neuroverkkomme on opetettu aiemmilla kuvilla tunnistamaan ihmisten tiheyttä kuva kuvalta, on helppoa muokata sitä erilaisiin tunnistustehtäviin samalla "älyllä", Heikkinen täsmentää.

Timo Heikkistä kiinnostaa tekoälyn mahdollisuudet ratkoa erilaisia ongelmia kuvista, videoista, tekstistä ja sensoridatasta. Kuva: Pauliina Toivanen / Yle

Tutkijoiden kiinnostus epidemiatilanteiden hallintaan kasvussa

Keksintöjä koronavaiheeseen vaaditaan nyt niin nopeasti, että niiden kehittäminen voi olla luontevampaa yrityksille kuin yliopistolle, arvioi Aalto-yliopiston terveys- ja hyvinvointialan tutkimusta ja yhteistyösuhteita kehittävän Aalto Health Platformin johtaja Markus Mäkelä.

Korona-aika näkyy kuitenkin jo laajasti Aalto-yliopiston tutkijakunnan kasvavana kiinnostuksena epidemiatilanteiden hallintaan.

– En muista Aalto-yliopiston ajalta mitään vastaavaa megatrendiä tai ilmiötä, joka olisi vaikuttanut yhtä nopealla ja yllättävällä tavalla kaikkiin tutkimusaloihin ja koskettanut koko yhteiskuntaa, Mäkelä sanoo.

Käynnissä on kymmeniä tutkimusaihioita aina taudin leviämisen tilastotieteellisestä mallintamisesta, kemiantekniikkaan, biotekniikkaan ja arkkitehtuuriin asti.

Tällä hetkellä etsitään ratkaisuja erityisesti arjen terveysturvallisuuden ylläpitoon ja siihen, miten erilaisia massatapahtumia voitaisiin järjestää yhä normaalimmin. Esimerkiksi arkkitehtuurissa mietitään tilaratkaisuja ja sitä, miten tiloja voitaisiin heti muokata tai pidemmällä tähtäimellä suunnitella terveysturvallisiksi.

Virusten tunnistaminen nopeutuu suomalaisella nanopinnoitekeksinnöllä

Aalto-yliopisto tekee yhteistyötä myös Helsingin kaupungin ja Helsingin yliopiston kanssa koronaan liittyvissä innovaatioissa.

Esimerkiksi tänä keväänä luotiin Helsingin sairaaloihin koronatilanteen ennakointimalli auttamaan sairaalan resurssien kohdentamisessa. Hankkeesta saatavaa aineistoa tuotetaan myös laajemman koronaviruksen leviämistä mallintavan tutkijaverkoston käyttöön.

Aalto-yliopiston ja Helsingin yliopiston tutkijoiden perustama XFold Imaging on kehittänyt puolestaan nanopinnoitetun lasilevyn, joka monikymmenkertaistaa mikroskoopin tarkkuuden. Sen avulla koronavirus voidaan tunnistaa näytteestä päivää aiemmin nykyiseen verrattuna ja tarve erityyppisille vasta-ainetesteille vähenee.

Keksintöä myydään parhaillaan laboratorioille, jotka tekevät covid-19-testejä. Pilotteja on käynnissä ympäri maailmaa.

Parhaimmilla mikroskoopeilla, joita laboratorioissa on nyt käytössä, päästään katsomaan solu- ja bakteeritasoja muutamien mikrometrien tarkkuudella.

– Pinnoitteemme voidaan laittaa minkä tahansa mikroskoopin lasialustaan ja sen avulla kuvan tarkennus pystytään nostamaan sille tasolle, että yksittäinen 20–300 nanometrin kokoluokan virus löytyy sieltä, XFold Imagingin toimitusjohtaja Timo Jäntti kertoo.

Testejä pitää vielä kuitenkin tehdä ennen kuin ratkaisu on saatavilla laajemmin asiakkaille.

Timo Jäntti uskoo, että nanopinnoitteella voitaisiin parantaa monien maiden terveydenhoidon ja laboratorioiden tasoa. Kuva: XFold Imaging

Saako tekoäly pandemiat kuriin?

Aalto-yliopiston Markus Mäkelä uskoo, että tekoälyä tullaan tulevaisuudessa soveltamaan epidemioiden hallintaan laajemminkin. Esimerkiksi lääkkeiden kehityksessä tekoälyn avulla pystytään identifioimaan molekyylejä, jotka voivat olla tehokkaiden lääkkeiden perusta. Lääkekehitys on hyvä esimerkki myös kaupallisesti arvokkaasta ratkaisumahdollisuudesta.

– Tekoälyn soveltaminen voi tehostaa varsinkin lääkekehityksen alkuvaihetta, kun saadaan siivilöityä isosta potentiaalisesta määrästä molekyylejä lääkeainekandidaatteja, Mäkelä sanoo.

Top Data Science kehittää väkijoukkojen laskentaan erikoistuneen tekoälyn lisäksi algoritmeja erilaisten koronan kaltaisten virusten testituloksien analysointiin ja diagnosointiin.

– Karkeasti neljän koeputkilon sijaan riittää yksi ja silloin myös reagenssiaineita kuluu vähemmän. Ihminen voi lukea tuloksia vain tietyn verran kerrallaan, mutta tekoäly pystyy lukemaan ne excel-taulukosta ja myös arvioida, kuinka todennäköisesti henkilöllä on koronatartunta, Top Data Sciencen toimitusjohtaja Timo Heikkinen kertoo.

Heikkisen mukaan tekoälyä voitaisiin käyttää myös flunssa-aaltojen havaitsemisessa ennakkoon haarukoimalla sosiaalisessa mediassa esiintyviä avainsanoja ja Google-hakuja.

– Esimerkiksi influenssaoireiden Google-hakujen määrä kasvaa räjähdysmäisesti jo ennen kuin terveysviranomainen tietää flunssa-aallon kasvaneen, Heikkinen havainnollistaa.

Myös nanopinnoitetta voitaisiin hyödyntää erilaisissa konenäköä ja tekoälyä hyödyntävissä ratkaisuissa.

– Vireum on yksi konenäkö- ja tekoäly-yhtiö, jonka kanssa yritämme opettaa konetta tunnistamaan virus. Tulevaisuudessa nanopinnoitetta voitaisiin hyödyntää esimerkiksi avaruusteknologiassa tai merentutkimuksessa planktonien tunnistamisessa, Xfold Imagingin toimitusjohtaja Timo Jäntti kertoo.

Sijoittajat kiinnostuneita etätyöhön ja -hyvinvointiin liittyvistä ratkaisuista

Osa Aalto-yliopiston tutkimushankkeista liittyy epäsuorasti koronaepidemian lääketieteelliseen puoleen. Tutkijat ovat kiinnostuneita esimerkiksi työskentelytapojen muutoksista eri aloilla.

Myös enkelisijoittajia houkuttavat erityisesti koronan käynnistämät muutokset ihmisten elinympäristössä.

– Suoraan koronaan ja ihmisten sekä koronatapausten seurantaan liittyvissä innovaatioissa on havaittavissa jo ylikuumenemista ja aika vähän kaupallisia menestystarinoita. Sijoittajien kannalta siinä on pelko, että tilanne on rokotteen kautta aika nopeasti ohi, enkelisijoittaja ja Accelerandon perustaja Jussi Heinilä toteaa.

Heinilä kertoo enkelisijoittajia kiinnostavan erityisesti etätyöhön ja etähyvinvointiin liittyvät innovaatiot sekä johtamisen uudet teknologiat. Myös automatiikka ja keksinnöt, jotka teollisuudessa ja bisneksessä vähentäisivät ihmisriippuvuutta, kiinnostavat sijoittajia.

Etätyöllä, etähyvinvoinnilla ja automatiikalla on ollut valtava potentiaali jo muutenkin, mutta Heinilän mukaan korona on jopa tuplannut niiden merkityksen sijoituskohteina.

– Enkelisijoittajien näkökulmasta ratkaisujen kaupallistamisajat ovat pitkät ja bisnesmalleja saattaa joutua kehittämään useita vuosia. Siksi koronan herättämät ilmiöt, jotka toivottavasti jäävät pysyviksi, ovat enkelisijoittajan kannalta mielenkiintoisimmat alueet, Jussi Heinilä sanoo.

Enkelisijoittaja Jussi Heinilää kiinnostavat erityisesti koronan käynnistämät etätyön, etähyvinvoinnin ja automaation mahdollisuudet. Kuva: Roosa Heinilä

Voit keskustella aiheesta torstaihin 2.7.2020 kello 23:een saakka.

Lue seuraavaksi:

Koronan tunnistamista uloshengitysilmasta kokeillaan Helsingissä – jos kahden euron hintainen puhallustesti toimii, se antaa tuloksen nopeasti

Suomen luonnosta voi löytyä apu pandemioita vastaan: Puut, kasvit ja sienet tappavat viruksia tehokkaasti – mutta miksi se älytään vasta nyt?

Vaasassa kokeiltu koronatartuntasovellus törmäsi teknisiin pulmiin ja muistuttaa yksityisyyden suojan asettamista rajoista – "Tarvitaan vielä paljon työtä"

Voisiko suomalainen älysormus havaita koronan merkit jo ennen kuin tartuntaa osaa epäilläkään? Lääkäri ei usko, maailmalla asiaa selvitetään

Yhdysvaltain yritykset eivät halua, että niiden kasvojentunnistusteknologiaa käytetään – Viimeisimpänä vetäytyi Amazon