Virtuaalitodellisuus ja etäläsnäolo tekevät tuloaan ihmisen arkeen – uusia sovelluksia kehitetään etätyön tekemistä varten

Virtuaalinen Matti Pouke esitelmöi IEEEVR 2020-konferenssissa. Pouken esitelmän voi katsoa videotallenteena

Kuvitelkaa, jos koronavirus olisi levinnyt Suomeen 30 vuotta sitten. Informaatiota epidemiasta Suomessa ja maailmalla olisi saatu paperisanomalehdestä kerran päivässä, sekä ajantasaisena radiosta ja iltauutisista. Sukulaisiin ja ystäviin olisi pidetty yhteyttä lankapuhelimella, luultavasti lähinnä kotimaan sisällä – kaukopuhelut olivat kalliita. Ilman suoratoistopalveluja päivän etätyötehtäviä (jos etätyöt ylipäänsä olisivat jollekulle mahdollisia) aikatauluttaisi Ylen ja MTV3:n lastenohjelmien näyttöajat. Nelonenkin tulisi vasta muutamaa vuotta myöhemmin koko Suomen saataville. Julkisen liikenteen aikatauluja arvottaisiin paperikirjasesta, sanomalehdessä julkaistaisi ehkä kerran päivässä yleisluontoista poikkeusinfoa vuorojen ajamisesta.

Skenaarioita on loputtomasti – ja 30 vuoden päästä, kaiken uuden teknologian keskellä, tullaan pohtimaan, että miten ne 2020-lukulaiset oikein selvisivät Koronasta, mitä silloin edes oli olemassa?  4G-verkko, Yle Areenan Ryhmä Hau, Skype ja some. AR ja VR oli upouutta teknologiaa ihmisten arjessa, ensimmäiset älylaitteet 3D-ominaisuuksilla ja sensoreilla oli julkaistu hiljattain ja 5G-verkon käyttöönotosta vasta puhuttiin.

Teknologiamurros on käynnissä. Etäläsnäolosovellukset kehittyvät jatkuvasti ja niitä tutkitaan esimerkiksi Oulun Yliopiston Ubicomp-tutkimusryhmässä. Virtuaalitodellisuuden ja sen applikaatioiden kehittyminen mahdollisimman todentuntuisiksi kokemuksiksi on kansainvälisesti kuuma tutkimusaihe. Datansiirto on avainasemassa – Euroopan datansiirtoverkot ovat kovilla jo tänä päivänä. Koronaviruksen aiheuttama epidemia on lisännyt etätyöläisten, kotikoululaisten ja verkon viihdekäyttäjien määrää niin merkittävästi, että datankäyttörajoituksia on jouduttu laittamaan voimaan.

Työntekoon soveltuvat todentuntuiset etäläsnäolosovellukset, (CVE:t, eli Collaborative virtual Environment) ovat hiipimässä keskuuteemme, Oulun yliopiston tutkija Matti Pouke kertoo.

CVE:tä ollaan kehitetty ja tutkittu jo 90-luvulta lähtien, mutta tähän asti ne ovat olleet pienessä sivuroolissa muihin etätyötapoihin verrattuna. 3D-esitysmuoto tarjoaa mielenkiintoisia mahdollisuuksia yhteistyöhön, mutta toisaalta hankala käytettävyys ja laitevaatimukset ovat tähän asti pitäneet CVE:t enemmän tutkijoiden ja 3D-intoilijoiden mielenkiinnon kohteena. Nykyinen WebXR teknologia sekä kuluttajille suunnatut VR-laitteet tekevät kuitenkin nykyaikaisten CVE:n käytöstä houkuttelevampaa. Toisaalta nyt voimassaolevat fyysisen läsnäolon rajoitukset myös pakottavat etsimään uusia sosiaalisen läsnäolon mahdollisuuksia. WebXR mahdollistaa CVE:den käytön suoraan verkkoselaimesta ilman ylimääräisien sovelluksien lataamista tai asentamista. Lisäksi sosiaalisen läsnäolon tuntu VR-lasit päässä on aivan eri luokkaa kuin näyttöpäätteeltä. Päällään ja käsillään elehtivien 3D-hahmojen kanssa keskustelu stereoskooppisesti piirretyssä virtuaaliympäristössä tuntuu enemmän oikeiden ihmisten tapaamiselta kuin videopuhelulta.

Pouke on työskennellyt viime aikoina etenkin ihmisen virtuaalisen kehokokemuksen parissa, ja esitteli tällä viikolla tuloksiaan kansainvälisessä virtuaalitodellisuuden IEEEVR 2020-konferenssissa.  Ihminen luottaa yleensä omaan kehoonsa arvioidessaan mittakaavoja sekä etäisyyksiä. Tähän nojautuen testasimme yksinkertaisen käyttäjäkokeen avulla, kumpi on uskottavampaa ihmisille pienennetyssä mittakaavassa toimiessa: realistiset fysiikat vaiko ihmisen mittakaavaan verrattavat, niinsanotut “elokuvafysiikat” ja saimme selville, että valtaosan mielestä elokuvafysiikat ovat uskottavampia. Uskomme, että tällä voi olla vaikutuksia esimerkiksi robotiikan avulla toteutettavassa etäläsnäolossa tai realistisesti mallinetussa virtuaalitodellisuudessa, mikäli sovelluskohde vaatii työskentelyä epänormaalissa mittakaavassa. Tulevaisuuden lääketieteen robotiikka tai pienten osien suunnitteluun kohdennettu mCVE (multiscale collaborative virtual environment) ovat mahdollisia esimerkkejä tällaisista sovelluskohteista.

Myös IEEEVR 2020-konferenssi jouduttiin muutamassa viikossa muuttamaan Atlantassa järjestettävästä tapaamisesta useamman tuhannen ihmisen virtuaalitapaamiseksi. Osallistujilla oli mahdollisuus hyödyntää perinteisempien yhteysmuotojen, kuten chatin ja videopuhelujen lisäksi myös CVE:tä niin epäviralliseen jutusteluun kuin myöskin tutkimustulosten esittelyyn. Pouke oli yksi osallistujista, joka esitteli oman julkaisunsa kokonaan virtuaalitodellisuudessa. ”3D-tilan käyttö vaati hieman ylimääräistä työtä, mutta toisaalta toimi hyvin koska esimerkiksi juurikin mittakaavoista ja etäisyyksistä puhuttaessa oli kätevää viitata suoraan virtuaaliympäristössä oleviin asioihin”.

Jos yhteiskunnan poikkeusolot toistuvat tulevaisuudessa, voimme ehkä jo kirjautua sisään todentuntuiseen virtuaaliseen toimistoomme, sisustaa oman huoneemme ja valita näköalan, valita hahmomme ulkonäön ja päivän työvaatteet, käydä virtuaalisella kahvilla kollegan kanssa. Toimiston printteriä/skanneria ei varmaankaan enää ole olemassa, mutta jos olisi, virtuaalimaailmassa sen voisi sytyttää huoletta tuleen, jos se ei toimi (tosin luultavasti myös tulevaisuudessa tällainen käytös työpaikalla aiheuttaa huolestunutta puhetta kollegoiden keskuudessa.) Työpäivän päätteeksi teinimme tulevat työhuoneen ovelle nalkuttamaan, että ota nyt jo ne lasit pois päästä, tai olet ihan vetelä koko illan. He ovat kasvaneet virtuaalitodellisuuteen ja sen sovelluksiin, ja sopeutuneet ja tottuneet VR-huimaukseen, toisin kuin me lankapuhelinkaudella syntyneet.

Teksti: Annukka Pekkarinen (Paikkatietokeskus FGI), Matti Pouke (Oulun yliopisto)

Virtain tutkijatohtori Aurajoen varrelta – Dosentti Elina Kasvi tietää, miten virtavedet muokkaavat joenpohjaa

Dosentti Elina Kasvi Pulmankijoen törmällä

Dosentti Elina Kasvi Pulmankijoen varrella. COMBAT/Pointcloud konsortio kiittää Turun Ammattikorkeakoulun vesitekniikan ryhmään siirtynyttä Kasvia menestyksekkäistä vuosista!

Joki on tärkeä osa turkulaista sielunmaisemaa – jopa ulkopaikkakuntalaiset tietävät, että sillä on merkitystä, kummalla puolella jokea asuu. Ei liene yllättävää, että Turun yliopiston maantieteen laitokselta löytyy vahvaa osaamista liittyen maamme jokiin. Kysyimme turkulaiselta virtavesitutkimuksen dosentti Elina Kasvilta, mikä virtaavassa vedessä kiehtoo?

Vesiasiat ovat Kasvin sydäntä lähellä ja Turun yliopistossa on aktiivinen ja vetovoimainen virtavesien tutkijayhteisö. Ne tutkijat ovat harvassa, joilla on niin vahva sisäinen palo tutkimusaiheeseensa, että he jaksavat puurtaa vuodesta toiseen yksin – Tutkimustyö on itsenäistä ajatustyötä, mutta hyvä tutkimusryhmä ja yhteistyö on tärkeää. Kenttätyöt ovat Kasvin mielestä tutkimustyön suola. Hyvä yhteishenki syntyy kenttätöissä helposti ja vaikutukset kantavat akateemiseen yhteistyöhön. Kenttätöissä asutaan välillä hyvinkin tiiviisti ja askeettisesti eräkämpissä: sähköt löytyvät, koska tutkimuslaitteistoa täytyy ladata, mutta juoksevaa vettä on usein vain tutkittavassa joessa.

Kasvi on lähdössä uusien haasteiden pariin, mutta vesiteema pysyy: hän siirtyy vesitekniikan tutkimusryhmään Turun ammattikorkeakouluun. Teknisillä aloilla naiset ovat yhä vähemmistössä, mutta Kasvi on jokitutkimuksen saralla vahva osaaja. Hän on tehnyt väitöskirjan aiheesta ja viime vuosien aikana hän on tutkinut uusien teknologioiden käyttökelpoisuutta virtavesitutkimuksessa ja myös sitä, miten paljon teknologiaa hyödynnetään. Toistaiseksi melko vähän, Kasvi toteaa, tutkijoiden ja uuden teknologian yhteen saattaminen olisi tärkeää.

Minkälaista teknologiaa jokitutkimuksessa sitten käytetään? Jokiuoman ja sen ympäristön korkeusmalli voidaan tehdä laserkeilaamalla alue ilmasta käsin. Jokiuoman vedenalaisista alueista voidaan muodostaa tarkka 3D-malli tiheän kaikuluotauksen tai fotogrammetrian keinoin. Jokien pistepilvitutkimusta on tehty viime vuosina Suomen Akatemian Strategisen Tutkimuksen rahoittamassa COMBAT/Pointcloud-projektissa.

Kasvin tekemä tutkimus on perustutkimusta, joka vie pienin askelin jokitutkimusteknologiaa eteenpäin ja palvelee tiedeyhteisöä. Tutkimus tähtää siihen, että ymmärretään paremmin jokiuomia muokkaavat tekijät. Tällainen tieto on tärkeää, kun arvioidaan esimerkiksi ilmastonmuutoksen vaikutuksia jokien dynamiikkaan: eri aikaan tai erilaisella voimakkuudella tuleva kevättulva voi muuttaa joen eroosiovoimaa, jokien jääpeitteen vähenemisen vaikutukset tai virtaamien vuodenaikaisuuden muutos on tärkeää ymmärtää.  Tietoa tarvitsevat esimerkiksi virtauksen säännöstelystä vastuussa olevat vesivoimalat, jokivarsien rakennusprojektit tai jokiuomien kunnostusprojektit. Joenpohjan vedenalaisten osien tuntemuksesta hyötyy myös kalatutkimus: pohjalta löytyy paljon pienipiirteisiä muodostumia, jotka ovat tärkeitä jokien kalalajeille.

Kalabiologi Jukka Syrjänen Jyväskylän yliopistosta kertoo, että virtavesilajit kutevat yleensä matalille sorapohjille kutupesiin, joiden pituus vaihtelee puolesta metristä noin viiteen metriin. Hän arvioi, että isommat kutupesät saattavat hyvinkin näkyä kaukokartoitusmenetelmillä, mutta pesästä tulee vielä varmistaa kahlaamalla, onko kyseessä vanha pesä, vai löytyykö sieltä elävää mätiä tai pesäpoikasia. Syrjänen mainitsee mahdollisina hyötyinä tutkimuksen jokivirtaaman vaikutuksesta pesien pysyvyyteen: voimakas kevättulva voi huuhtoa pesäharjanteen mäteineen tai kalanpoikasineen mukanaan. Syrjänen pitää kiinnostavana myös datankeräystä kalojen elinympäristömalleja varten; kaukokartoitustekniikoilla voisi mahdollisesti selvittää mallin antamien tuloksien oikeellisuutta ja kutupesien todellisia sijainteja. Lohikalojen 3D elinympäristömallinnusta on testattu vuonna 2012 GIFLOOD-nimisessä projektissa. Projektissa mukana olleen virtavesitutkija ja kalabiologi Saija Koljosen mukaan tulokset olivat hyvin lupaavia: yhdistämällä tiheää kaikuluotausta ja laserkeilausta lohen elinympäristöistä saatiin aikaiseksi varsin tarkka 3D-malli.

Erittäin uhanalaisten jokihelmisimpukoiden, eli raakkujen tutkija ja Jyväskylän yliopiston professori Jouni Taskinen näkee tarkan joenpohjan 3D-mallin hyödyt myös raakkututkimukselle. Raakkujen elinkierto on riippuvaista lohi- ja taimenkaloista; Raakun toukat tarttuvat kiinni virtavesilajien kiduksiin, viettävät useita kuukausia matkaten kalan kyydissä jokea ylös ja alas ja putoavat lopulta joenpohjalle. Raakulle tärkeiden kalalajien elinympäristöjen kartoitus voisi siten palvella myös raakunsuojeluun liittyvää tutkimusta.

Teksti: Annukka Pekkarinen, Paikkatietokeskus FGI