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
Kuinka paljon avohakkuita luonto kestää? Tutkimus määrittää boreaalisten metsälintujen ekologisen rajan2.9.2026 07:05:00 EEST | Tiedote
Jyväskylän yliopiston johtama tutkimus on ensimmäistä kertaa määrittänyt raja-arvon avohakkuiden ekologisesti kestävälle määrälle boreaalisissa metsissä. Tutkimuksen mukaan vanhojen metsien lintulajit tarvitsevat säilyäkseen joko pidemmän, noin 90 vuoden kiertoajan metsätaloudessa tai sen, että noin 20 prosenttia metsistä jätetään kokonaan avohakkuiden ulkopuolelle. Tulokset tarjoavat konkreettisen tavoitteen metsien ekologisesti kestävälle käytölle.
Susanna Huovinen on valittu Jyväskylän yliopiston vuoden alumniksi 20261.9.2026 18:00:00 EEST | Tiedote
Susanna Huovinen on valmistunut yhteiskuntatieteiden maisteriksi vuonna 1998 pääaineenaan yhteiskuntapolitiikka.
Suomessa kehitetty hoitomalli vähensi huomattavasti psykiatrisen sairaalahoidon tarvetta Britanniassa31.8.2026 08:31:45 EEST | Tiedote
Suomessa kehitetty avoimen dialogin hoitomalli vähensi psykiatrisen sairaalahoidon ja erikoissairaanhoitoon palaamisen tarvetta Isossa-Britanniassa toteutetussa ODDESSI-tutkimuksessa. Avoimen dialogin ryhmässä sairaalahoitoon joutui 21 prosenttia osallistujista, kun tavanomaisen hoidon ryhmässä osuus oli 44 prosenttia. Alan johtavassa The Lancet Psychiatry -lehdessä julkaistun tutkimuksen mukaan avoimen dialogin mukaista hoitoa saaneet arvioivat kahden vuoden seurannassa myös toipumisensa, elämänlaatunsa ja tyytyväisyytensä palveluihin paremmiksi kuin tavanomaista hoitoa saaneet. Tutkimuksen ennalta määritellyssä ensisijaisessa päätetapahtumassa, oireiden uusiutumiseen kuluneessa ajassa, ei kuitenkaan havaittu eroa ryhmien välillä.
Jyväskylän yliopisto on mukana merkittävässä EU Horizon Twinning -hankkeessa – tavoitteena rakentaa entisen Jugoslavian perinnön ympärille kansainvälinen osaamiskeskittymä.28.8.2026 10:00:00 EEST | Uutinen
Euroopan komissio on myöntänyt 1,5 miljoonan euron rahoituksen Jyväskylän yliopiston, Erfurtin yliopiston, Suomalaisen Kirjallisuuden Seuran ja slovenialaisen Institute IRRIS:in yhteiselle BORDER ECHOES -hankkeelle. Suomalaisten partnerien tehtävänä on tukea Sloveniassa tehtävää pioneerityötä muistitiedon tallentamiseen ja jatkokäyttöön liittyen. Rahoituksesta kolmannes suuntautuu hankkeen suomalaisille partnereille.
Hae syksyn 2026 yhteishaussa Jyväskylän yliopistoon ja aloita tutkinto-opiskelu tammikuussa 202727.8.2026 08:05:00 EEST | Tiedote
Jäitkö ilman opiskelupaikkaa tai haluatko syventää osaamistasi? Syksyn yhteishaku tarjoaa sinulle mahdollisuuden aloittaa opinnot jo tammikuussa.
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