Väitös: Tietokonesimuloidut metsät apuna kasvillisuuden hyvinvointia seuraavan tekoälyn kouluttamisessa
Kimmo Riihiaho kehitti osana väitöstutkimuksessaan simulaattorin, jonka avulla voidaan luoda tarkkoja kasvillisuussimulaatioita esimerkiksi metsistä. Simulaatiometsistä saatua dataa voidaan hyödyntää tekoälyn kouluttamisessa. Tekoälyllä voidaan analysoida spektrikameralla otetuista ilmakuvista metsän kasvillisuuden hyvinvoinnin tilaa ja esimerkiksi mahdollisia tuholaisvahinkoja.
Kimmo Riihiaho tarkasteli väitöstutkimuksessaan tietokoneella luotuja tarkkoja spektrisiä simulaatioita kasvillisuudesta ja sitä, miten simulaatioita voidaan hyödyntää yhdessä oikeasta luonnosta spektrikameralla otettujen kuvien tutkimuksessa.
Väitöstutkimuksessa kehitetty HyperBlend-simulaattori on varsin muovautuva ja pystyy luomaan tarkkoja simulaatioita esimerkiksi metsistä tai fotobioreaktoreissa kasvatettavista mikroleväkasvustoista.
Riihiaho kertoo, että oikeassa maailmassa spektrikameroita voidaan hyödyntää esimerkiksi metsien ja kasvillisuuden terveydentilan tarkkailussa. Haasteeksi kuitenkin usein tulee valtava datamäärä ja sen analysointi.
”Spektrikamera on laite, joka pystyy mittaamaan kohteesta heijastuvaa tai sen läpi kulkevaa valoa erittäin kapeilla aallonpituuskaistoilla. Sen spektrinen erottelukyky on paljon normaalia kameraa parempi ja spektrikuvista voidaan päätellä paljon erilaisia asioita kuvattavan materiaalin ominaisuuksista”, Riihiaho kertoo.
Valtavan datamäärän analysointi ihmisvoimin on kuitenkin mahdotonta ja siksi siihen käytetään erilaisia koneoppimismenetelmiä.
HyperBlendillä voidaan luoda loputtomasti aineistoa ja käyttää sitä tekoälyn kouluttamiseen
”Koneoppimismenetelmät eivät osaa automaattisesti analysoida spektrikuvista kasvin hyvinvointia, vaan ne pitää ensin kouluttaa. Etenkin neuroverkkojen kouluttaminen vaatii valtavan määrän koulutusdataa, ennen kuin ne voivat toimia luotettavasti. Tarvittavan datamäärän kerääminen luonnosta vie paljon aikaa ja siksi koulutusmateriaalia tekoälylle kannattaa luoda simulaattorien avulla”, Riihiaho kuvailee.
Droonien yleistyminen ja kohtuullinen hinta yhdessä keveämpien spektrikameroiden kanssa on kasvattanut kiinnostusta droonien hyödyntämiseen metsien kasvillisuuden biofysikaalisen ja biokemiallisen tilan tarkastelussa.
Tälläkin hetkellä simuloitua spektridataa hyödynnetään erilaisten tekoälymenetelmien kouluttamisessa, mutta olemassa olevat simulaattorit keskittyvät pääasiassa avaruus- ja lentokonepohjaisen datan simulointiin.
Riihiahon kehittämä HyperBlend sen sijaan keskittyy erityisesti matalalla lennätettyjen kuvantimien kuvadatan simulointiin.
”Simulaattorissa käyttäjä valitsee kasvien lehtien parametrit, kuten vesimäärän ja klorofyllipitoisuuden sekä määrittelee maaperän koostumuksen ja metsän geometrian, eli muun muassa puiden muodon, määrän ja sijainnin”, Riihiaho kuvailee simulaattorin toimintaa.
Samankaltaisia virtuaalisia metsiä voidaan luoda simulaattorilla automaattisesti miten paljon tahansa. Lopuksi tuotetaan varsinaiset simuloidut spektrikuvat, joita voidaan hyödyntää tekoälyn kouluttamisessa.
”Tähän mennessä HyperBlendiä on käytetty metsien ja fotobioreaktoreiden
simulointiin. Tulevaisuudessa HyperBlend ja sen kaltaiset simulaattorit ovat apuna, kun tekoälytyökaluja koulutetaan automaattisesti tarkkailemaan esimerkiksi tuotantokasvien ja peltojen hyvinvointia tai tunnistamaan automaattisesti metsissä piileviä tuholaisia”, Riihiaho summaa.
Väitöstilaisuus
FM Kimmo Riihiahon väitöskirjan “Spectral Simulation of Photosynthesizing Organisms” tarkastustilaisuus järjestetään 7.3.2025 klo 12.00 alkaen. Tilaisuutta voi seurata Jyväskylän yliopiston Agora-rakennuksessa tai etäyhteydellä.
Vastaväittäjänä toimii CEO Tuomo Kauranne (Arbonaut) ja kustoksena apulaisprofessori Ilkka Pölönen (Jyväskylän yliopisto).
Väitöstilaisuuden kieli on suomi.
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Kimmo RiihiahoInformaatioteknologian tiedekunta
Puh:+358504796641kimmo.a.riihiaho@jyu.fiwww.jyu.fi/fi/henkilot/kimmo-riihiahoTeemu RahikkaViestinnän asiantuntija
Puh:+358 50 469 9377teemu.m.rahikka@jyu.fiKuvat
Linkit
Jyväskylän keskustassa sijaitsevan yliopiston kauniilla puistokampuksella sykkii monitieteinen ja moderni tiedeyliopisto – ihmisläheinen ja dynaaminen yhteisö, jonka 2500 asiantuntijaa ja 15 000 opiskelijaa etsivät ja löytävät vastauksia huomisen kysymyksiin. Jyväskylän yliopisto on ollut tulevaisuuden palveluksessa jo vuodesta 1863, jolloin suomenkielinen opettajankoulutus sai alkunsa täältä. Voimanlähteenämme on moniarvoinen vuoropuhelu tutkimuksen, koulutuksen ja yhteiskunnan välillä. Vaalimme tutkimuksen ja koulutuksen tasapainoa sekä ajattelun avoimuutta – sytytämme taidon, tiedon ja intohimon elää viisaasti ihmiskunnan parhaaksi. www.jyu.fi
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Jyväskylän yliopisto
Kävelyvaikeudet eivät estä liikkumista - myös hidas kävely voi rasittaa iäkästä henkilöä16.12.2025 13:00:00 EET | Tiedote
Jyväskylän yliopiston tuore tutkimus osoittaa, että hidas kävely voi tuntua raskaalta iäkkäille henkilöille, vaikka se ei näy aktiivisuusmittareissa. Kävelyvaikeudet vaikuttavat ennen kaikkea kävelynopeuteen, mutta eivät välttämättä lyhennä kävelyn kestoa. Tutkija kannustaa jatkamaan kävelyä omaan tahtiin.
Väitös: Aivoaaltotallenteiden analysointi tekoälyn avulla auttaa Parkinsonin ja Alzheimerin tautien havaitsemisessa16.12.2025 12:00:00 EET | Tiedote
Lyhyet ei-invasiiviset EEG-aivosähkökäyrätytkimukset ja niistä tehtävä tekoälyanalyysi voivat auttaa Parkinsonin ja Alzheimerin tautien varhaisemmassa ja tehokkaammassa havaitsemisessa. Mingliang Zhangin Jyväskylän yliopistossa tekemä väitöstutkimus osoittaa, että rutiininomainen EEG-tutkimus yhdistettynä tekoälyyn voi tarjota nopeita ja edullisia seulontavälineitä, tukea sairaaloita turvallisessa yhteistyössä datan jakamisen suhteen sekä tasoittaa tietä yksilöllisemmälle hoidolle ja paremmille hoitotuloksille.
Hyvät sosiaaliset suhteet metsästäjien kesken edistävät kestävää riistanhoitoa16.12.2025 07:05:00 EET | Tiedote
Uusi tutkimus paljastaa, että metsästysryhmien sisäinen sosiaalinen dynamiikka vaikuttaa merkittävästi siihen, kuinka hyvin metsästyssuosituksia noudatetaan Suomessa. Laajaan kyselyaineistoon perustuvat tulokset paljastavat, että toimiva päätöksenteko, vahva luottamus ja hyvä yhteistyö ryhmän sisällä lisäävät merkittävästi suositusten mukaisia metsästyspäätöksiä.
Väitöstutkimus: kokonaisvaltainen addiktiokäsitys murtaa päihderiippuvuuden stigmaa15.12.2025 13:36:09 EET | Tiedote
YTM Piia Koivumäki tarkasteli väitöstutkimuksessaan addiktion ilmiötä Lauri Rauhalan filosofisen ihmiskäsityksen valossa. Käsitteellisessä tutkimuksessaan Koivumäki kehitti holistisen addiktiokäsityksen, jossa riippuvuus nähdään kehollisena ja koettuna sekä elämäntilanteissa ja elämänhistoriassa kehkeytyvänä kokonaisuutena. Tutkimus tarjoaa uuden näkökulman tarkastella päihderiippuvuutta.
Kiertotalous lupaa vihreää tulevaisuutta, mutta unohtaa sosiaalisen oikeudenmukaisuuden15.12.2025 08:00:00 EET | Tiedote
Kiertotaloutta pidetään avainratkaisuna ilmasto- ja resurssikriisiin, mutta Kang Liun väitöstutkimuksen mukaan sen sosiaaliset vaikutukset jäävät usein varjoon. Tutkimus tuo esille uuden viitekehyksen, jossa sosiaalityö toimii talouden siirtymien aktiivisena muovaajana kohti sosiaalisesti ja ekologisesti kestävämpiä käytäntöjä.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme