Jyväskylän yliopiston uusi professori Ilkka Pölönen on tutkinut spektrikameran avulla niin ihosyöpiä, rikospaikkoja kuin taideteoksiakin

Jyväskylän yliopistossa aiemmin apulaisprofessorina työskennellyt Ilkka Pölönen aloitti syyskuun alussa uudessa toimessaan laskennallisen data-analyysin professorina informaatioteknologian tiedekunnassa. 

Pölösen tutkimustyössä keskiössä ovat spektrikamerat ja niillä otettujen kuvien tutkiminen ja analysoiminen koneoppimisen ja matemaattisen mallintamisen avulla. 

”Spektrikamerat ovat erikoiskameroita, jotka pystyvät tallentamaan kuvaan lukuisia eri aallonpituuksia, näkyvältä valolta infrapunaan asti. Spektrikameran kuvassa on jopa satoja eri aallonpituuksia, jolloin kuvan jokaisesta pienestä pikselistä voidaan muodostaa kuvatun kohteen tarkka spektrinen sormenjälki”, Pölönen kuvailee. 

Kuvia voidaan sen jälkeen analysoida koneoppimismenetelmien, eli tekoälyn avulla. Spektrikuvien analyysi mahdollistaa monipuolisen tutkimuksen, jossa tutkimusaiheet voivat liittyä yhtä hyvin ihosyövän tutkimukseen kuin asteroidien koostumuksen analyysiin. 

Tutkimuksen kohteena on ollut niin ihosyöpä, rikospaikan veritahrat kuin taideteoksetkin 

Työuransa aikana Pölönen on hyödyntänyt spektrikuvantamista muun muassa ihosyöpätutkimuksen, taidetutkimuksen ja rikospaikkatutkimuksen saroilla.  

Pölönen korostaa, että spektrikuvantamista voidaan hyödyntää poikkitieteellisesti monilla eri aloilla ja usein juuri monitieteinen yhteistyö tuottaakin parhaita tuloksia. 

”Yksi kiinnostavin esimerkki on minusta vaikuttavuutensa takia ihosyöpätutkimus. Ihosyöpä on maailman yleisin syöpätyyppi ja spektrikuvantaminen antaa meille työkaluja tarkkailla potentiaalisesti kolmasosaa kaikista maailman syövistä ja luoda työkaluja hoidon edistämiseksi”, Pölönen kertoo. 

Spektrikameran ottama kuva mahdollistaa solutason tiedon saamisen sekä ihon pinnalta että sen alapuolelta.  

Ihosyöpätutkimuksen lisäksi Pölönen nostaa toiseksi esimerkiksi tutkimuksen taideteosten parissa. Hän on ollut mukana muun muassa tunnistamassa ranskalaisen impressionistin Claude Monet’n taideteosta osana hanketta, jossa spektrikuvattiin Serlachius-museon taidekokoelmia. 

”Spektrikuva mahdollistaa tiettyjen pigmenttien läpi katsomien. Maalauksista voidaan etsiä esimerkiksi niiden alla olevia piirroksia tai lyijykynäluonnoksia, joita voidaan hyödyntää aitouden tunnistamisessa. Mäntässä onnistuimme yhdestä teoksesta löytämään Monet’n signeerauksen ja näin siltä osin varmistamaan teoksen aitoutta”, Pölönen kertoo. 

Näiden lisäksi Pölönen on ollut mukana muun muassa hankkeissa, joissa spektrikuvantamista on käytetty avaruudessa lentävien asteroidien koostumuksen määrittelyyn sekä rikospaikan verinäytteiden tutkimiseen. 

Pölönen naurahtaa, että verinäytehankkeessa pääsi vuodattamaan tutkijoiden verta ihan kirjaimellisesti, vaikka sovelluksen kehittäminen poliisin käyttöönkaatui lopulta siihen, että kuvantamiseen tarvittava laitteisto oli kallista ja melko vaikeakäyttöistä. 

”Spektrikuvantamisen avulla olemme luoneet paljon reaalimaailmassa toimivia ratkaisuja, mutta spektrikuvantamisen pullonkaula on vielä käytettävyydessä ja helpossa kuvan ottamisessa. Tulevaisuudessa tutkimme entistä enemmän sitä, miten jo nyt löydetyt sovellukset saataisiin käytettävämpään muotoon”, Pölönen summaa. 

Pölönen on valmistunut Helsingin yliopiston matemaattisten tieteiden yksiköstä filosofian maisteriksi ja väitellyt tohtoriksi data-analyysista ja spektrikuvantamisesta Jyväskylän yliopistosta vuonna 2013.