Augmented reality, urban data and the related opportunities

To achieve a final breakthrough, augmented reality needs smart content and genuine value added applications for consumers and professionals. Key enablers for this are 3D models of urban environments and buildings, big data and artificial intelligence.

Augmented Reality or AR broke through among consumers with the Pokemon Go application in the summer of 2016. It has been possible already for some time to present various services and tourist information via mobile phone AR visualisation. AR hit applications in the last Christmas season included Stockmann’s augmented Christmas window and a virtual Santa Claus roaming the aisles of the department store.

Augmented reality is expected to become part of our everyday lives in the coming years, as data glasses become lighter. However, it will also require sufficient motivation to use data glasses – smart content and context awareness, which enable useful information to be displayed to the user before she even asks for it.

A key source of content for the future mixed reality applications will be 3D models of cities and buildings, and the related big data which AI will filter to meet user needs. In this blog, I will focus on urban AR applications, an area in which VTT has been active for some time.  We are also developing AR applications for other fields such as manufacturing industry.

Urban applications

In city planning, AR enables project stakeholders to see how a designed building will look in its actual location. VTT brought AR into the decision-making process at the beginning of the decade. In the picture/video below, Helsinki City Planning Committee is using AR tablets to evaluate plans for the Clarion hotel in 2012. AR has also been used to present building plans to citizens and residents, who can then review plans from their own homes, for instance.

smart_city_charleswoordward

Less conventionally, we have have enabled historical photographs augmented in urban environments, together with organisations such as the Helsinki and Lahti City Museums. The video below shows how the app works on site. In the future, this could work on the basis, say, user created own content (photographs, videos and comments), which would enable whole new kinds of applications when combined with artificial intelligence.

New opportunities for augmented reality are provided by the 3D city models that for example the City of Helsinki just released as open data in November 2017. Besides visualisation, 3D city models can be used as content repositories for AR applications and for the accurate camera tracking required by AR.

New forms of Mixed Reality (MR) presentations are being created, as generalisations of mobile outdoor AR. An example of this is augmentation of 360 videos recorded using autonomous drones. These augmented videos can be broadcast in real time and immersively as ‘remote experiences’ for multiple users at events such as planning meetings.

Inside buildings

BIM-based design enables the 3D presentation of building models and the related metadata. BIMs are today created for most new construction sites. However, they are seldom utilized after the design phase, and printed 2D drawings are still mostly used as reference at construction sites.

VTT was the first in the world to demonstrate AR methods on a construction site, already in 2010. Currently VTT, alongside Fira Oy and Sweco Rakennetekniikka Oy, is implementing AR and BIM-based planning in renovation; aims include reducing the duration of plumbing renovations from months to weeks. These methods are being piloted at a real renovation site in Hernesaari in Helsinki.

smartcity_charleswoordward3

The picture shows an employee’s view of the AR application

Big data on buildings comes from various data sources connected to the Internet, such as IoT sensors, process monitoring and simulation systems, automation systems and digital maintenance manuals, etc. When linked to a 3D model of a building, these form a so-called digital twin, in which the data sources have coordinates ready for use in AR applications.

Besides just visualisation, AR enables interaction with and reporting to back-end systems, by clicking at the building’s devices on the touchscreen, or by pointing at them in the data glasses’ view. Applications include building maintenance and monitoring of industrial processes. VTT is currently implementing an AR maintenance system integrated with Granlund Manager facility management system, at VTT Espoo in Otaniemi. As an example of industrial applications, the image below shows an AR view of equipment and processes on a factory shop floor.

smart_city_charleswoordward4

Augmented reality is already being used in consumer entertainment and advertising, and – in the professional arena – for the visualisation of building models for stakeholders. Next-generation professional applications will include lifecycle applications for industry and buildings, such as servicing and maintenance. In the near future, AI and big data will facilitate a new level of consumer appications in urban environments. With strong multidisciplinary research expertise, VTT has excellent opportunities to be a trendsetter in this development process.

For further details on VTT’s AR research see www.vtt.fi/multimedia.

charleswoordward
Charles Woodward
Principal Scientist, VTT
charles.woodward(at)vtt.fi
@CalleWoodward

 

This post part of our series of blogs focusing on artificial intelligence and augmented reality in the operating environment of smart cities. The first part was published in December 2017: The role of artificial intelligence in building smart cities  This series continues in 2018, follow us #MySmartCity

Lisätty todellisuus, kaupunkien data ja sen luomat mahdollisuudet

Lisätyn todellisuuden lopulliseen läpimurtoon tarvitaan fiksut sisällöt, jotka mahdollistavat todellista lisäarvoa antavat sovellukset kuluttajille ja ammattikäyttöön. Keskeisessä roolissa tässä ovat kaupunkien ja rakennusten 3D-mallit, big data sekä tekoäly.

Lisätty todellisuus (Augmented Reality, AR) iski kuluttajien tietoisuuteen viimeistään Pokemon Go -sovelluksen myötä kesällä 2016. Pitkään on ollut mahdollista myös erilaisten palveluiden ja turisti-informaation esittäminen kännykän AR-näkymässä. Kuluvan joulusesongin AR-hittejä ovat olleet Stockmannin augmentoitu jouluikkuna sekä virtuaalinen joulupukki myymälän käytävillä seikkailemassa.

Lisätyn todellisuuden uskotaan tulevan lähivuosina osaksi arkipäiväämme datalasien kevenemisen myötä. Tarvitaan kuitenkin myös riittävä motivaatio datalasien käyttämiseen – fiksu sisältö ja kontekstitietoisuus, jotka mahdollistavat hyödyllisen informaation tuomisen käyttäjän nähtäväksi ennen kuin hän osaa sitä pyytääkään.

Keskeistä sisältöä tulevaisuuden yhdistetyn todellisuuden sovelluksiin tarjoavat kaupunkien ja rakennusten 3D-mallit ja niihin liittyvä big data, joita suodatetaan käyttäjän tarpeisiin tekoälyn keinoin. Keskityn tässä blogissa erityisesti kaupungin ja rakennusten AR-sovelluksiin, joissa VTT:kin on jo pitkään ollut aktiivinen. Näiden lisäksi kehitämme mm. valmistavan teollisuuden AR-sovelluksia.

Kaupunkisovellukset

Kaupunkisuunnittelussa lisätyn todellisuuden avulla voidaan esittää hankkeen sidosryhmille, miltä suunniteltu rakennus näyttäisi todellisella rakennuspaikalla. VTT on tuonut lisättyä todellisuutta mukaan päätöksentekoprosessiin jo vuosikymmenen alussa. Alla olevissa kuvassa Helsingin kaupunkisuunnittelulautakunta arvioi Clarion-hotellin suunnitelmia AR-tableteilla vuonna 2012. Lisätyllä todellisuudella on myös esitelty rakennussuunnitelmia kansalaisille ja asukkaille, jotka näin voivat tarkastella suunnitelmia vaikka kukin omasta asunnostaan käsin.

smart_city_charleswoordward

Perinteisestä poikkeavana sisältönä, olemme toteuttaneet historiallisten valokuvien augmentointia kaupunkiympäristöihin yhdessä mm. Helsingin ja Lahden kaupunginmuseoiden kanssa. Videossa alla näkyy, kuinka sovellus toimii paikan päällä. Tulevaisuudessa tämän voisi ajatella toimivan vaikkapa käyttäjien tuottaman sisällön (valokuvien, videoiden ja kommenttien) perusteella, mikä tekoälyyn yhdistettynä mahdollistaisi myös aivan uudenlaiset sovellukset.

Uusia mahdollisuuksia lisätylle todellisuudelle tarjoavat 3D-kaupunkimallit, joita Helsingin kaupunki on julkistanut avoimena datana marraskuussa 2017. Visualisoinnin lisäksi 3D-kaupunkimalleja voidaan hyödyntää myös AR-sovellusten sisältöpankkina sekä AR:n edellyttämän tarkan kameraseurannan toteuttamiseen.

Ulkotiloissa käytettävän mobiilin AR:n ohelle syntyy parhaillaan uusia yhdistetyn todellisuuden (Mixed Reality, MR) esitysmuotoja. Yhtenä esimerkkinä on augmentoinnin toteuttaminen autonomisten lennokkien (dronien) 360-videonäkymään, joka voidaan jakaa reaaliaikaisena ja immersiivisenä monen käyttäjän ”etäkokemuksena” vaikkapa suunnittelukokouksiin.

Rakennusten sisällä

BIM-pohjainen suunnittelu mahdollistaa rakennusmallin ja siihen liittyvän metadatan esittämisen 3D:ssä. BIM-malleja tehdäänkin jo useimmista uusista rakennuskohteista. Niiden hyödyntäminen suunnitteluvaiheen jälkeen on kuitenkin vähäistä, ja rakennustyömailla toimitaan edelleen paperisten 2D-piirustusten varassa.

VTT on demonstroinut AR-menetelmiä rakennustyömaalla ensimmäisenä maailmassa jo 2010. Parhaillaan VTT kehittää Firan ja Sweco Rakennetekniikan kanssa BIM-pohjaisen suunnittelun käyttöönottoa korjausrakentamiseen; tavoitteena on mm. pienentää putkiremonttien kesto kuukausista viikkoihin. Menetelmiä on vast’ikään pilotoitu todellisessa saneerauskohteessa Helsingin Hernesaaressa.

smartcity_charleswoordward3

Kuvassa työntekijän näkymä AR-sovellukseen Hernesaaren pilotissa.

Rakennuksiin liittyvää big dataa ovat erilaiset internetiin liittyvät tietolähteet, mm. IoT-sensorit, prosessien seuranta- ja simulointijärjestelmät, automaatiojärjestelmät, digitaaliset huoltokirjat jne. Nämä linkitettynä rakennuksen 3D-malliin muodostavat rakennukselle ns. digitaalisen kaksosen (Digital Twin), jossa tietolähteillä on valmiina myös koordinaatit AR-sovelluksia varten.

Visualisoinnin lisäksi AR-sovellus mahdollistaa myös interaktion ja raportoinnin taustajärjestelmiin rakennuksen laitteita kosketusnäytöllä klikkaamalla tai datalasien näkymässä osoittamalla. Käyttötarkoituksia ovat mm. talon huoltotoimet sekä teollisuuden prosessien monitorointi. VTT toteuttaa parhaillaan Otaniemen Digitalon laajuista AR-huollon opastuspilottia, joka on integroitu Granlund Managerin kiinteistöhuoltojärjestelmään. Esimerkkinä teollisuuden sovelluksista, alla olevassa kuvassa näkyy työntekijän AR-näkymä tehdashallin laitteisiin ja prosesseihin.

smart_city_charleswoordward4

Lisätty todellisuus on jo todellisessa käytössä kuluttajille suunnatussa viihteessä ja mainonnassa sekä ammattilaispuolella mm. rakennusmallien visualisoinnissa sidosryhmille. Seuraavan sukupolven ammattisovellukset tulevat teollisuuden ja rakennusten elinkaarisovelluksiin, kuten huolto ja kunnossapito. Tekoäly ja big data mahdollistajina älykkäät kaupunkisovellukset tulevat lähivuosina myös kuluttajien käyttöön. Monialaisena ja vahvana tutkimusosaajana VTT:llä on erinomaiset mahdollisuudet toimia tämän kehitysprosessin suunnannäyttäjänä.

Lisätietoa VTT:n AR-alan tutkimuksesta: www.vtt.fi/multimedia

charleswoordward
Charles Woodward
Principal Scientist, VTT
charles.woodward(at)vtt.fi
@CalleWoodward

 

Tämä blogi kuuluu tekoälyä ja yhdistettyä todellisuutta fiksun kaupungin toimintaympäristössä tarkastelevaan blogisarjaamme. Ensimmäinen osa julkaistiin joulukuussa 2017: Tekoäly fiksun kaupungin rakentamisessa 
Pysy teeman hermolla ja seuraa jatko-osia vuoden 2018 alkupuolella.

Mitä Smart City tarkoittaa? Sinä päätät.

Kaupungin kestävään ja älykkääseen tulevaisuuteen panostaminen kannattaa nyt. Onko sinun kaupunkisi jo älykäs?

”Smart City” yhdistetään käsitteenä vahvasti teknologiaan, mutta se tarkoittaa paljon muutakin. Kaupunkien on tarjottava asukkailleen elämisen helppoutta ja hyvinvointia, mahdollistettava suotuisa liiketoimintaympäristö yrityksille sekä varmistettava palvelujen joustavuus ja tehokkuus. Tämä kaikki samalla, kun huomioidaan kestävän kehityksen asettamat vaatimukset. Smart City voidaan nähdä kokonaisuutena, jossa teknologia tukee kaupunkeja pääsemään tavoitteisiinsa. Se, mitä älykäs kaupunki tai Smart City tarkalleen tarkoittaa, on syytä jättää kaupunkien ja niiden asukkaiden päätettäväksi.

Mutta miten kaupunkien tulisi jäsentää Smart City -tavoitteitaan? Ensiksi tarvitaan visio näyttämään suuntaa tulevaisuudelle. Kaupungin visio on myös muunnettava konkreettisiksi tavoitteiksi ja välietapeiksi, jotta sen edistymistä voidaan seurata luotettavasti. Kun nämä elementit ovat olemassa, kaupunki voi edistää fiksusti kestävää tulevaisuuttaan. Älykkäiden kaupunkien suunnittelussa tarvitaan myös uudenlaista yhteiskehittämistä eri sidosryhmien kanssa sekä asukaslähtöistä ajattelua. Näin varmistetaan, että Smart City tukee koko kaupunkiekosysteemin tavoitteita.

Kaupungin kolmoistilinpäätös: ihmiset, luonnonympäristö ja taloudellinen tulos

Jokaisen Smart Cityn keskiössä tulisi olla paremman ja kestävämmän yhteiskunnan kehittäminen. Käytännössä tämä tarkoittaa kaupunkilaislähtöistä, terveellistä, turvallista ja mukautuvaa kaupunkiympäristöä ja palveluiden parempaa saavutettavuutta. Samalla se tarkoittaa myös esimerkiksi resurssitehokkaampaa ja ilmastoystävällisempää energian, asumisen ja liikkumisen järjestämistä ja urbaanien ongelmien ratkomista.

Kolmoistilinpäätöksen laajentaminen

Kaupungin älykkyys tarkoittaa myös sitä, että fiksut tavoitteet tuodaan osaksi kaupungin hallintoa ja että kaupunkilaiset osallistuvat aktiivisesti tavoitteiden määrittämiseen ja toteuttamiseen. Tulevaisuuden Smart City syntyy konkreettisten toimien tuloksena, kun uusia innovatiivisia ratkaisuja otetaan käyttöön urbaanissa ympäristössä. Yksittäisten hankkeiden ja kokeilujen vaikutuksia ja onnistumista on myös arvioitava jatkuvasti, jotta voidaan varmistaa, että kehitys kulkee oikeaan suuntaan. Smart City hankkeissa ja kokeiluissa on myös kiinnitettävä huomiota ratkaisujen toistettavuuteen ja skaalautuvuuteen.

Kaupungin kestävään ja älykkääseen tulevaisuuteen panostaminen kannattaa. Koska Smart Citylle ei ole olemassa yleismaailmallista määritelmää, jokaisen kaupungin on määriteltävä älykkyys omalla tavallaan. Samalla on huolehdittava kestävän kehityksen toteutumisesta ja ratkaisujen toistettavuudesta ja skaalautuvuudesta.

Kehitystyötä ei tarvitse aloittaa nollasta, sillä toimivia toimintamalleja ja indikaattoreita on jo olemassa. Kun kaupungin keskeiset suorituskykymittarit (KPI:t) on määritelty, ne voidaan yhdistää kaupungin päätöksenteon tukityökaluihin. Näin varmistetaan, että kaupunki kulkee kohti yhteisesti sovittua, fiksua tulevaisuutta. Tätä kaikkea on Smart City.

Lue lisää VTT:n älykkäiden ja kestävien kaupunkien visiosta
white paper -kannanottomme: Let’s turn your Smart City vision into reality.

Lähde mukaan kehittämään älykkäitä kaupunkeja. Teknologian tutkimuskeskus VTT on Smart City -huippuasiantuntija. Työskentelemme yhteistyössä sekä julkisen ja yksityisen sektorin yritysten että teknologian tuottajien kanssa. Tutkimme ja luomme innovatiivisia ratkaisuja, jotka nopeuttavat älykkäiden kaupunkien kehittämistä. Visiosta kohti Smart Cityä yhdessä!

Antti Ruuska VTT

Antti Ruuska
liiketoiminnan kehityspäällikkö
Twitter: @antti_ruuska

The role of artificial intelligence in building smart cities

Artificial intelligence is one of the great promises of today’s technology. It is associated with the megatrend of digitalisation. At VTT, we set out to examine the relationship between this promise and urbanisation, another key megatrend shaping our future. We focused on where the two megatrends – digitalisation and urbanisation – converge, i.e., the smart city.

On 17 November 2017 we held a My Smart City workshop, where we asked what kind of opportunities do artificial intelligence and augmented reality offer for developing cities. What kind of data do cities have and how is it being used? What kind of future visions are there, and how could artificial intelligence and augmented reality contribute to joint development of cities? At the end of the workshop, we addressed ethical and psychological themes surrounding the subject.

In this blog, I will focus on artificial intelligence (AI), as it seems to provoke more contradictions and, at the same time, to provide new opportunities in the development of cities. Augmented reality (AR) is already a more widely approved phenomenon. AR can be used for visualising future solutions in urban environments for city dwellers and other decision-makers. This is a fantastic and useful thing, and, at the same time, it is great fun and fascinating to step into the future by wearing virtual glasses! However, in this context the opportunities offered by AI fascinate us even more, as they give people something to object to as well.

Having AI as a mayor?

The planning of city operations and environments is filled with decision-making that shapes the future. In a good decision-making process, information is first collected and analysed, and then a decision is made. Could AI handle this process, and perhaps even be better in it than, for example, a politician? AI can collect data automatically, and it understands the present situation on the basis of a large amount of source material. After this it can predict the future, and, on top of that, gradually learn more in the process. Someone has even suggested that AI could serve as a mayor for cities! It has also been said that AI is a way of keeping people far away from decision-making for as long as possible, and this way better decisions can be made without all kinds of appealing parties slowing down or disturbing the decision-making process.

But how could we trust a decision-maker that cannot distinguish a chihuahua from a blueberry muffin? Artificial intelligence cannot necessarily make this distinction; and even if it learned to do so little by little, in practice AI can only compare data with previous images, after being told what they represent. In other words, after seeing enough muffins and chihuahuas, it can begin to distinguish between them with reasonable certainty. AI therefore learns linearly. In that sense, it also sees the future as a continuum of the present. How could it handle societal transformations in which the direction of development changes?

AI always traces its origins in a person, a person who has his or her own values, culture, interests and understanding. Because AI is created by people, it is culturally embedded. Furthermore, the material collected by the machine, the analysis and decision-making reflect certain values and beliefs, in the same way as they would reflect human ones. If we want AI to analyse for us how effectively we could create a residential area with 25,000 inhabitants and 10,000 jobs, we teach it to make such analyses. Instead, if we wanted to have information on what would make 25,000 people satisfied with their residential area, we would need different starting points for the analysis.

In my personal opinion, the great potential lies in the discussing AI. We could, for example, install discussing benches or swings in parks or playgrounds, allowing us to collect information for decision-makers based on discussions between AI and citizens, while simultaneously creating an amusing discussion experience for citizens. At least my 8-year-old son likes to talk to and amuse himself by having conversations with the mobile phone AI. Someone in the park who sits down on a bench to rest for a while could either talk with the bench, if he or she so wishes, or tell it that I’m sorry, but today I don’t feel like talking.

In my opinion, another promising observation of the opportunities offered by AI is a joint intelligence, where an entity consisting of a human being and AI is capable of making better decisions than earlier. One example of this could be a process, where AI is used for collecting data and making a rough analysis of it. The results of this rough analysis would then be given to people to process, allowing their experience and everyday understanding to affect the analysis. Basically, we are already implementing such a process when using, say, a navigator. If we have earlier experience-based information on the route being selected, we may even select a route opposed to the one suggested by the navigator. In other words, we do not allow the navigator AI to guide us when we do not need any guidance.

However, large masses of data are often impossible to process logically by human brain; here, the AI can be of assistance. As suggested by AI researcher Timo Honkela, we can also believe that we could enhance democracy in decision-making by using AI; the use of AI would allow thousands or even a higher number of people to participate in the decision-making process for real. In other words, AI could really be an integral element of a smart city, a supportive tool for decision-making. I still keep on hoping that this kind of development would become stronger, but in such a way that we, the people, stay in control of how things are managed.

Read more:  www.vttresearch.com/sustainable-and-smart-city

Nina_Wessberg
Nina Wessberg
Research Team Leader, VTT
nina.wessberg(a)vtt.fi
@NintsuW

 

This blog is the first in our series of blogs focusing on artificial intelligence and augmented reality in the operating environment of smart cities. The next articles in the series will be published under VTT blogs during the early months of 2018. With this series of blogs, we wish to enliven the debate about artificial intelligence and augmented reality.

Tekoäly fiksun kaupungin rakentamisessa

Tekoäly on aikamme teknologian suuri lupaus. Se liittyy digitaalisuuden megatrendiin. Lähdimme VTT:llä pohtimaan tämän lupauksen suhdetta kaupungistumiseen eli toiseen keskeiseen tulevaisuutta suuntaavaan megatrendiin. Kohdistimme huomiomme siihen missä megatrendit, digitaalisuus ja kaupungistuminen kohtaavat eli fiksuun kaupunkiin.

Pidimme 17.11.2017 My Smart City -työpajan, jossa kysyimme millaisia mahdollisuuksia tekoäly ja yhdistetty todellisuus tarjoavat kaupunkien kehittämiseen? Millaista tietoa kaupungeissa on ja kuinka sitä hyödynnetään? Millaisia tulevaisuuden näkymiä on ja miten tekoäly ja yhdistetty todellisuus voivat auttaa yhteiskehittämisessä kaupungeissa? Työpajan lopuksi pureuduimme eettisiin ja psykologisiin teemoihin aiheen ympärillä.

Keskityn tässä blogissa tekoälyyn, koska se tuntuu herättävän enemmän ristiriitaisuuksia ja samalla uusia mahdollisuuksia kaupunkien kehittämisessä. Yhdistetty todellisuus on laajemmin jo hyväksytty juttu. Yhdistetyn todellisuuden avulla voidaan visualisoida kaupunkilaisille ja muille päätöksentekijöille tulevaisuuden ratkaisuja kaupunkiympäristössä. Tämä on todella hieno ja hyödyllinen juttu, ja samalla on hauskaa ja kiehtovaa siirtyä tulevaisuuteen virtuaalilasit silmillä! Tekoälyn mahdollisuudet kiehtovat nyt tässä enemmän siksi, että siinä on myös jotain vastustettavaa.

Tekoälystä pormestari?

Kaupunkien toimintojen ja ympäristön suunnittelu on täynnä päätöksentekoa, joka luo tulevaisuutta. Hyvässä päätöksentekoprosessissa kerätään tietoa, analysoidaan se ja sitten tehdään päätös. Voisiko tämän prosessin hoitaa tekoäly, ehkä paremmin kuin esimerkiksi poliitikko? Tekoälyllähän voidaan automaattisesti kerätä tietoa, ja se ymmärtää nykytilan isoon aineistoon perustuen, ja pystyy sitten ennustamaan tulevaa, ja sitten se vielä oppii pikku hiljaa. On jopa esitetty, että kaupunkien pormestari voisikin olla tekoäly! Sanottua on myös, että tekoälyn avulla pidetään ihmiset mahdollisimman kaukana päätöksenteosta mahdollisimman pitkään, ja näin saadaan aikaiseksi parempia päätöksiä, joissa kaikenlaiset valittajat eivät pääse hidastamaan ja sotkemaan päätöksentekoa.

Mutta, kuinka voisimme luottaa päätöksentekijään, joka ei erota chihuahuaa mustikkamuffinsista? Tekoälyhän ei välttämättä osaa tätä erottelua, ja vaikka se oppisikin pikku hiljaa, niin käytännössä tekoäly osaa vain verrata tietoa aiempiin kuviin, joista sille on kerrottu mitä ne esittävät. Eli nähtyään tarpeeksi monta muffinssia ja tarpeeksi monta chihuahuaa, se alkaa kohtuullisella varmuudella erottaa ne toisistaan. Tekoäly oppii siis lineaarisesti ja siinä mielessä näkee myös tulevaisuuden nykyisyyden jatkumona. Miten se osaisi käsitellä yhteiskunnassa tapahtuvia murroksia, joissa kehityskulkujen suunta muuttuu?

Tekoäly on aina ensin jonkun ihmisen alkuun laittama, jonkun ihmisen, jolla on omat arvonsa, kulttuurinsa, intressinsä ja ymmärryksensä. ja koska tekoäly on ihmisen tekemä, niin se on kulttuuriin sidottua. Niin myös sen keräämä aineisto, analyysi ja päätöksenteko kuvastavat joitain arvoja ja uskomuksia, ihan niin kuin meidän ihmistenkin. Jos haluamme, että tekoäly analysoi meille, kuinka tehokkaasti saamme aikaiseksi 25 000 ihmisen asuinalueen, jossa on 10 000 työpaikkaa, opetamme sen tekemään tällaisia analyysejä. Sen sijaan, jos haluaisimme tietoa siitä, kuinka 25 000 ihmistä olisi tyytyväinen asuinalueellaan, meidän on perustettava analyysi jotenkin muuten.

Suuri potentiaali on minun mielestäni keskustelevassa tekoälyssä. Voisimme esimerkiksi asentaa puistoihin tai leikkikentille keskustelevia penkkejä tai keinuja, joiden avulla samanaikaisesti kerättäisiin tekoälyn ja kansalaisen välisistä keskusteluista tietoa päätöksentekijöille, ja samanaikaisesti tehtäisiin kaupunkilaisille hauska keskusteluelämys. Ainakin oma 8-vuotias poikani juttelee ja pitää hauskaa mielellään puhelimen tekoälyn kanssa. Puiston penkille levähtämään istunut kulkija voisi halutessaan joko jutella penkin kanssa, tai sanoa sille, että olen pahoillani, mutta tänään minua ei keskusteluta.

Toinen mielestäni lupaava huomio tekoälyn mahdollisuuksista on yhteisäly, jossa ihmisen ja tekoälyn muodostava kokonaisuus kykenee aiempaa parempiin päätöksiin. Esimerkki tällaisesta voisi olla prosessi, jossa tekoälyn avulla kerätään tietoa ja analysoidaan se karkeasti. Tämä karkea tulos annetaan sitten ihmisten käsittelyyn, jolloin kokemus ja arkiymmärrys pääsevät vaikuttamaan analyysiin. Käytännössähän toteutamme tällaista prosessia jo esimerkiksi navigaattoria käyttämällä. Jos meillä on aiempaa kokemustietoa valittavana olevasta reitistä, saatamme jopa valita navigaattoria vastustavan reitin. Navigaattorin tekoäly ei siis pääse ohjaamaan meitä silloin, kun emme tarvitse ohjausta.

Laajoja tietoaineistoja on kuitenkin usein mahdotonta käsitellä ihmisaivoin loogisesti; tässä tekoäly voi auttaa meitä. Voidaan myös esimerkiksi tekoälytutkija Timo Honkelan ajatusten ohjaamina, uskoa, että tekoälyn avulla voisimme lisätä demokratiaa päätöksenteossa; tekoälyn avulla tuhannet tai jopa useammatkin ihmiset voisivat osallistua päätöksentekoprosessiin ihan oikeasti. Tekoäly voisi siis oikeasti olla fiksun kaupungin olennainen elementti, päätöksentekoa tukeva työkalu. Kyllä minä edelleen toivon, että kehitys vahvistuu tähän suuntaan, mutta niin, että me ihmiset pysymme kuitenkin asioiden hallinnan johdossa.

Lue lisää:  www.vttresearch.com/sustainable-and-smart-city

Nina_Wessberg
Nina Wessberg
Research Team Leader, VTT
nina.wessberg(a)vtt.fi
@NintsuW

 

 

Tämä blogi on ensimmäinen tekoälyä ja yhdistettyä todellisuutta fiksun kaupungin toimintaympäristössä tarkastelevassa blogisarjassamme, joka tullaan tästä eteenpäin julkaisemaan VTT:n blogeissa vuoden 2018 alkupuolella. Blogisarjan avulla haluamme elävöittää tekoälystä ja yhdistetystä todellisuudesta käytävää keskustelua.

Mikä on kädenjälkesi? Viesti ympäristövaikutuksista positiivisesti!

 

Ympäristövaikutukset ovat tämän päivän liiketoiminnassa keskeisessä roolissa niin tuotesuunnittelussa kuin yrityksen toiminnasta viestittäessä. Perinteisesti niitä mitataan suureilla, joita pyritään minimoimaan, kuten päästöt ja resurssien kulutus. Toimintamme vaikutukset voivat kuitenkin olla myös ympäristölle positiivisia.

Tavoitteena asiakkaan pienempi jalanjälki

Jalanjälkilaskenta ja sen hyödyntäminen tuotesuunnittelussa, B2B- sekä B2C-viestinnässä ja strategisen päätöksenteon tukena on vallannut alaa – ja hyvä niin. Elinkaariajatteluun perustuva lähestymistapa on tärkeä, jotta vältytään osaoptimoinnilta ja nähdään ratkaisujen laajemmat kokonaisvaikutukset. Etenkin vaikutusten arvioinnin sisällyttäminen jo tuotekehitysvaiheeseen on lisännyt merkittävästi ympäristön kannalta edeltäjiään parempien tuotteiden osuutta markkinoilla. Tuotesuunnitteluvaiheessa tehdään ratkaisevat valinnat mm. raaka-aineisiin, tuotantoprosesseihin ja kierrätettävyyteen liittyen. Jokainen vaihe kuluttaa resursseja ja aiheuttaa jätettä tai erilaisia päästöjä suoraan tai välillisesti esimerkiksi energian kulutuksen kautta synnyttäen tuotteelle ympäristöjalanjäljen.

Monet yritykset pyrkivät jo pienentämään omaa jalanjälkeään, mutta samalla yhä useampi yritys kehittää tuotteita tai prosesseja, jotka tähtäävät asiakkaan tuotteen tai palvelun jalanjäljen pienentämiseen, jolloin toiminta aiheuttaa myös positiivisen ympäristövaikutuksen.

Otetaan esimerkki: Yritys X kehittää ja tuo markkinoille kilpailijoitaan energiatehokkaamman ratkaisun. Hiilikädenjälki syntyy, kun toinen toimija valitsee ratkaisun käyttöönsä ja pienentää näin omaa jalanjälkeään. Vaikutuksen mittaaminen ja viestiminen on kuitenkin ollut tähän asti hankalaa ja yritykset ovat kipeästi kaivanneet ongelmaan ratkaisua.

Nyt kädenjäljen voi laskea

VTT on tarttunut haasteeseen ja on kehittämässä yhdessä Lappeenrannan teknillisen yliopiston (LUT) kanssa hiilikädenjälkilaskentamenetelmää ja ohjeistusta positiivisten ympäristövaikutusten arviointiin ja viestintään.

Hiilikädenjälki voi syntyä monin eri tavoin, kuten pienemmän materiaalin ja energian käytön, päästöjen ja hävikin vähentämisen tai tuotteen suorituskyvyn ja eliniän kasvattamisen kautta. Jotta erityyppiset kädenjäljen muodostumismahdollisuudet saadaan menetelmässä huomioiduksi, menetelmäkehitystyö tehdään yhteistyössä joukon yrityksiä kanssa.

Tapaustutkimuksissa ovat mukana AM Finland, Biolan, Innofive, KONE, Neste, Nokia ja Paptic. Lisäksi teemme yhteistyötä muiden kädenjälkikonseptia kehittävien kansainvälisten tahojen kanssa, joita ovat Wuppertal Instituutin yhteydessä toimiva CSCP Saksassa ja Harvardin yliopisto USA:ssa.

VTT:n ja LUT:n työ on kuitenkin näitä konkreettisemmalla tasolla, ja tarkoituksenamme on julkaista ensi kesänä alan ensimmäinen opaskirja, jota yritykset voivat käyttää arvioidessaan ja viestiessään tuotteidensa positiivisista ympäristövaikutuksista.

”When you go to work for a company, you want to work in a company that is making the world better place”
Al Gore at SLUSH2017.

Lue lisää: http://www.vtt.fi/sites/handprint

tiina_pajula_
Tiina Pajula
Johtava tutkija, VTT
tiina.pajula(a)vtt.fi

 

 

saija_vatanen


Saija Vatanen

Erikoistutkija, VTT
saija.vatanen(a)vtt.fi

Tulevaisuuden rakentaminen: Hyvin eristetty rakenne toimii moitteettomasti pitkäaikaisesti – Case: passiivipäiväkoti

Tulevaisuudessa rakennusten tulee olla entistä resurssitehokkaampia ja samalla toimia erittäin vaihtelevissa ulkoisissa olosuhteissa. Tämä asettaa haasteita rakennusten ja rakenteiden toimivuudelle

Pääsimme mukaan tekemään pitkäaikaista kenttämittausta päiväkotikohteeseen. Rakenteita tarkastellaan usein simuloimalla, koska erityisesti pitkäaikaisiin kenttämittauksiin on harvoin mahdollisuutta. Tampereelle rakennettiin erittäin hyvin lämpöeristetty passiivipäiväkoti, jossa saimme mahdollisuuden tarkastella pitkäaikaisesti, yli viisi vuotta, rakenteiden toimivuutta.

Tarkastelimme vuosien 2011 – 2017 ajan ulkoseinärakenteiden kosteusteknistä toimintaa jatkuvatoimisin mittauksin. Tarkasteluissa oli sekä puurakenteinen ulkoseinä että maanvastainen betonirakenteinen pohjakerroksen seinä.

Seinärakenteet toimivat kosteusteknisesti hyvin

Mittausten perusteella päiväkodin rakenteet toimivat hyvin. Pohjakerroksen seinän lämpötilat olivat tasaisia lukuun ottamatta eristetilan ulointa mittauspistettä, joka oli lähellä ulkoilmaa ja täten luonnollisesti seurasi ulko-ilman olosuhteita. Seinän suhteellinen kosteus oli alussa korkea mutta laski betonin sisällä tasaisesti koko mittausjakson ajan. Mittausjakson päättyessä vuoden 2017 alussa suhteellinen kosteus oli betonikerroksen mittauspisteessä selvästi alle 70 %. Lähellä ulkopintaa olevissa mittauspisteissä sekä lämpötilan että suhteellisen kosteuden vaihtelut seurasivat ulkoilman muutoksia. Suhteelliset kosteudet olivat mittausten päättyessä noin 65 – 80 % välillä mittaussyvyydestä riippuen.

Mitattu päiväkoti

Mitattu päiväkoti

Päiväkodin ensimmäisen kerroksen puurakenteisen seinän mittauspisteiden
lämpötilat ja suhteelliset kosteudet seurasivat vuodenaikojen vaihtelua. Vaihtelut puurakenteisessa seinässä olivat selvästi suurempia kuin betonirakenteisessa osittain maata vasten olevassa rakenteessa. Suhteelliset kosteudet olivat mittausten päättyessä (vuoden 2017 alussa) 30 – 65 % mittaussyvyyden mukaan.

Tutkimuksen perusteella voidaan sanoa, että hyvin eristetty rakenne toimii moitteettomasti myös pitkäaikaisesti. Tutkimustuloksesta tekee arvokkaan myös se, että kohde oli normaali rakennuskohde eikä koerakentamiskohde. Normaali rakennusprosessi siis toimii myös erittäin hyvin eristetylle rakenteelle.

Lue lisää tutkimuksesta Sisäilmaseminaari 2017 -esityksestämme:
http://www.sisailmayhdistys.fi/Tapahtumat/Sisailmastoseminaarit/Sisailmastoseminaari-2017

VTT palvelee: www.vtt.fi/palvelut/kestävät-ja-älykkäät-yhdyskunnat
miimuairaksinen

Miimu Airaksinen
Tutkimusprofessori, VTT
@MiimuAiraksinen

 

 

jarmolaamanen

 

Jarmo Laamanen
Senior Research Techinician, VTT
jarmo.laamanen(a)vtt.fi