Väitös: Tietokonesimuloidut metsät apuna kasvillisuuden hyvinvointia seuraavan tekoälyn kouluttamisessa
4.3.2025 08:00:00 EET | Jyväskylän yliopisto | Tiedote
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
Avoimen väylät uudistuvat Jyväskylän yliopistossa: Selkeyttä ja lisää mahdollisuuksia tutkintokoulutukseen hakeutuville29.6.2026 12:44:56 EEST | Tiedote
Jyväskylän yliopisto nostaa avoimen väylän kautta valittavien opiskelijoiden osuutta. Tavoitetaso on 15 prosenttia niiden tutkinto-ohjelmien sisäänotosta, joihin voi hakea avoimen väylältä. Samalla avoimen väylien edellytykset selkeytyvät: jatkossa Jyväskylän yliopistossa on kolme väylätyyppiä. Kehittämistyö tukee erityisesti valtion rahoittamalla opintosetelillä opiskelevien nuorten aikuisten korkeakoulupaikan saavuttamista.
Uusiutuvan energian nopea kasvu kuormittaa luontoa – tutkijat ehdottavat tarkempaa sijainninohjausta29.6.2026 07:05:00 EEST | Tiedote
Suomessa nopeasti kasvanut tuuli- ja aurinkovoiman tuotanto vaikuttaa merkittävästi sekä ympäristöön että ihmisiin, osoittaa tuore Jyväskylän yliopiston Resurssiviisausyhteisö JYU.Wisdomin Wisdom Letters -julkaisusarjassa ilmestynyt vertaisarvioitu artikkeli. Vaikka yksittäisiä hankkeita tarkastellaan yksityiskohtaisesti, eivät nykyiset suunnittelu- ja arviointikäytännöt riitä niiden yhteisvaikutusten hallintaan. Politiikkasuosituksia sisältävän julkaisun ovat laatineet neljä tutkijaa Suomen ympäristökeskuksesta, Itä-Suomen yliopistosta ja Turun yliopistosta.
Ketä enää kiinnostaa? Jyväskylän Kesässä kysytään, mihin journalismia ja viisautta tarvitaan muuttuvassa maailmassa25.6.2026 10:10:24 EEST | Tiedote
Jyväskylän Kesän keskusteluohjelma kokoaa 1.–5.7.2026 Jyväskylän yliopiston kampukselle tutkijoita, taiteilijoita, toimittajia ja muita asiantuntijoita pohtimaan viisauden merkitystä ajassamme. Ohjelmassa tarkastellaan muun muassa journalismin tulevaisuutta, viisauden ja typeryyden rajapintoja, vastuullisuutta, ihmisen kasvua sekä luontosuhdetta.
Monimuotoinen metsä on tulevaisuuden arvonluonnin alusta – tutkijat esittävät uutta suuntaa Suomen metsäsektorille25.6.2026 07:05:00 EEST | Tiedote
Luontokato, ilmastotavoitteet ja globaalit markkinamuutokset muuttavat metsäsektorin toimintaympäristöä. Uusimman Jyväskylän yliopiston Resurssiviisausyhteisö JYU.Wisdomin tuottaman Wisdom Letters -julkaisusarjan vertaisarvioidun julkaisun mukaan Suomen kannattaa vastata muutokseen rakentamalla metsistä monipuolinen arvonluonnin alusta, jossa taloudellinen menestys perustuu aiempaa vahvemmin luonnon monimuotoisuuteen, uusiin palveluihin ja korkean lisäarvon liiketoimintaan.
Perinnöksi ilmastokriisi? Tutkimus kyseenalaistaa sukupolvien välisen kuilun24.6.2026 08:58:00 EEST | Tiedote
Ilmastokeskustelu nähdään usein sukupolvien välisenä ristiriitana, jossa nuoret joutuvat kantamaan vanhempien sukupolvien teot. Jyväskylän yliopiston tutkimus haastaa tämän asetelman ja osoittaa, että todellisuudessa asetelma on monimutkaisempi.
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