Informaatio- ja tietoliikennetekniikan laitos

Informaatio- ja tietoliikennetekniikan laitos

Tutkimus ja tutkimusryhmämme

Informaatio- ja tietoliikennetekniikan laitos tekee tutkimusta informaatio- ja kommunikaatiotekniikan perusteiden, ihmiskeskeisen teknologian sekä viestintä- ja verkkojärjestelmien aloilla.
Photo: Aki-Pekka Sinikoski

Informaatio- ja tietoliikennetekniikan laitoksen tutkimus ja opetus keskittyvät ICT-teknologiaan, sähkötekniikkaan ja sen perusilmiöihin. Laitos tekee tutkimusta informaatio- ja kommunikaatiotekniikan perusteiden, ihmiskeskeisen teknologian sekä viestintä- ja verkkojärjestelmien aloilla.

Koulutamme tulevia asiantuntijoita ja johtajia kaikilla tutkintotasoilla: kandidaatti, maisteri ja tohtori. Laitoksellamme on johtava ja kansainvälisesti kilpailukykyinen tutkimusinfrastruktuuri, jota laajennetaan ja kehitetään jatkuvasti Otaniemen kampuksellamme.

Ihmiskeskeinen teknologia

Ihmiskeskeisen teknologian tavoitteena on parantaa ihmisten elämänlaatua ja auttaa heitä arkipäiväisissä toimissaan. Tutkimme esimerkiksi laskennallisen suunnittelun menetelmiä, suullista vuorovaikutusta, kuulokkeita, tilaäänentoistoa ja puettavia teknologioita. Tutkimusryhmämme tarkastelevat ihmisen havaintokykyä voidakseen luoda parempia algoritmeja, joiden avulla mallinnetaan ja simuloidaan ihmisten käyttäytymistä. Pyrimme tutkimustyöllämme löytämään kestäviä ratkaisuja maailmanlaajuisiin suuriin haasteisiin, joista muutamia mainitaan sivun alaosassa. Tutkimuksemme keskittyy kolmeen päätutkimusalueeseen: akustiikka ja ääniteknologia, puhe- ja kieliteknologia sekä interaktiiviset järjestelmät / jokapaikan tietotekniikka.

Sovellusalueitamme ovat tekoälyllä optimoidut käyttöliittymät, AR-/VR-teknologia, tilaäänen tallentaminen ja toisto, äänen ja musiikin käsittely sekä puheen automaattinen tunnistus, ymmärtäminen ja tuottaminen unohtamatta puheen yksityisyyttä. 

Esimerkkejä ihmiskeskeisen teknologian suurista haasteista:

  • Interaktiiviset järjestelmät, joilla ei ole tavanomaista näppäimistöä tai visuaalista näyttöä ja jotka tarvitsevat ele- ja puhekäyttöliittymiä.
  • Ihmisen ja tietokoneen vuorovaikutuksen tarkat mallinnukset, joita voidaan käyttää interaktiivisten järjestelmien suunnitteluun ja toteutukseen.
  • Interaktiivisen ja ihmiskumppaniaan paremmin ymmärtävän tekoälyn edellyttämät menetelmät.
  • Puhepohjainen hermostojen rappeutumissairauksien toteaminen ikääntyvän väestön keskuudessa.
  • Puhutun kielen automaattinen tunnistaminen ja ymmärtäminen tiedon ja palveluiden saatavuuden parantamiseksi.
  • Meluntorjunta, jolla lievennetään liikenteen, teollisuuden ja naapurien aiheuttamia häiritseviä ääniä.
  • Akustisesti miellyttävät asuin- ja työympäristöt, kuten avotoimistot ja koulut.
  • Tekoälyyn perustuvat menetelmät kognitiivisen kuormituksen vähentämistä kenttätyöntekijöiden hyvinvoinnin parantamiseksi raskailla teollisuuden aloilla.
  • Virtuaalinen neurokuntoutus neurologisista häiriöistä kärsivien henkilöiden elämänlaadun ja palvelujen saatavuuden parantamiseksi alueilla, joilla on pulaa terveydenhuollon työntekijöistä.
  • Palveluasumisen edulliset ja yksityisyyden turvaavat havainnointiratkaisut.

Opetus

Osallistumme seuraavien Aalto-yliopiston pääaineiden opettamiseen:

Kaksi kandidaattihakukohdetta:
•    Informaatioteknologia
•    Teknillinen psykologia

Neljä Computer, Communication and Information Sciences  -maisteriohjelman pääainetta:
•    Akustiikka ja ääniteknologia
•    Puhe- ja kieliteknologia
•    Tietoliikennetekniikka
•    Ihmisen ja tietokoneen vuorovaikutus

Puhekommunikaatiotekniikka

Professori Paavo Alku

Speech communication technology

Puheentunnistus

Professori Mikko Kurimo

Speech_Recognition_Aalto_University

Puheen vuorovaikutusteknologia

Professori Tom Bäckström

Speech Interaction Technology

Virtuaaliakustiikka

Professori Tapio Lokki

virtual acoustics research group doing measurements in a concert hall

Äänisignaalinkäsittely

Professori Vesa Välimäki

Mittauspiste akustiikan laboratoriossa

Ääni virtuaalitodellisuudessa

Työelämäprofessori Sebastian J. Schlecht

A person sitting at aalto acoustics lab's multichannel anechoic chamber photo benoit alary

Mobiili pilvilaskenta

Mobile cloud computing (MC2) -tutkimusryhmä tekee kokeellista järjestelmätutkimusta tavoitteenaan kehittää uusia järjestelmiä, sovelluksia ja palveluja, jotka ratkaisevat tosielämän ongelmia. Tutkimusryhmän kehittämät ratkaisut perustuvat uusimpiin tutkimustuloksiin tekoälyn, lisätyn todellisuuden, älysensorien ja reunalaskennan alueilla.

Mobile Cloud Computing

Ambient Intelligence

Professor Stephan Sigg

Ambient Intelligence

Käyttöliittymät ja vuorovaikutteinen tekoäly

Ryhmä tutkii käyttöliittymäteknologiaa, mukaanlukien mallinnus, laskennallinen generointi ja adaptointi sekä koneoppimismenetelmät.

User Interfaces

Tietoliikenne ja verkottuneet järjestelmät

Työmme kattaa kaikki keskeiset tietoliikenteen ja verkottuneiden järjestelmien osa-alueet, kuten internet-järjestelmät, tietoliikenneprotokollat, teknistaloudellisen järjestelmäanalyysin, tietoliikenteen energiatehokkuuden ja kestävän kehityksen, ohjelmistoradiot ja -verkot sekä erittäin suuren mittakaavan tietoliikennejärjestelmien teorian. Tutkimusalueemme yhdistävä teema on tietoliikennearkkitehtuurin ja -järjestelmien systemaattinen tarkastelu laajasta näkökulmasta. Olemme tutkimusalueellamme erityisen ylpeitä siitä, että testaamme ja kehitämme myös laitteisto- ja ohjelmistototeutuksia.

Lähestymme tutkimushaasteita monialaisesti hyödyntäen erilaisia koelaitteistoja ja verkkoja osana kokeellista tutkimustamme, jotka tukevat simulaatioihin ja teoriaan pohjautuvaa tutkimustamme. Tutkimuksemme tavoitteena on järjestelmien kokonaisvaltainen ymmärtäminen ja kehittäminen. Tärkeä osa metodologiassamme on myös verifiointi ja validiointi, jotta kehittämämme teknologioita voidaan käyttöön oikeissa järjestelmissä siten, että niiden vaikutus on mahdollisimman suuri. Tutkimusalueella työskentelevät tutkimusryhmät kattavat kaikki OSI-referenssimallin tasot.

Tutkimustyömme on vaikuttanut kaikkiin tietoliikennejärjestelmien sukupolviin: erityisesti matkapuhelinverkkoihin ja langattomien paikallisverkkojen (WiFi) kehitykseen, langattomaan internetiin, tavaroiden internetiin ja anturiverkostoihin. Useat spin-off-hankkeet ovat saaneet alkunsa tutkimustyöstämme. Työmme vaikutus näkyy myös osallistumisena lukuisien kansainvälisten standardien laadintaan esimerkiksi IETF, 3GPP ja ISO-standardit. Tutkijamme ovat myös kysyttyjä asiantuntijoita tietoliikenne sääntelyn, innovaatioketjujen, ja valvonnan alueilla.

Tutkimuksemme tukee osaltaan suurten yhteiskunnallisten haasteiden ratkaisemista, ja kattaa useita YK:n kestävän kehityksen tavoitteita. Toimimme erityisesti kestävän tieto- ja viestintätekniikan, häiriönsietokyvyn ja kyberturvallisuuden, teollisuus-, innovaatio- ja infrastruktuuriratkaisujen aloilla ja edistämme nopeiden yhteyksien yhtäläistä ja yleistä saavutettavuutta.

Opetus

Osallistumme seuraavien Communication and Information Sciences  -maisteriohjelman pääaineiden opettamiseen:

Kehittyvät Internet-teknologiat

Ryhmä tutkii useita Internetiin liittyviä aiheita, kuten mobiilia tiedonsiirtoa, vihreää ICT:tä ja tietoverkkojen turvallisuutta.

Laitekuva

Kyberturvallisuus

Professor Jarno Limnéll

Cyber Security

Tietoliikennetekniikka

Professori Riku Jäntin johtama tietoliikennetekniikan tutkimusryhmä keskittyy langattomien viestintäjärjestelmien fyysisen ja MAC-kerroksen tutkimukseen.

Communications Engineering

Informaatio- ja kommunikaatiotekniikan perusteet

Keskitymme mukautuvien järjestelmien perusmenetelmiin, kommunikaatioteoriaan, havainto- ja estimointiteoriaan, mittaustieteeseen ja -tekniikkaan, matematiikkaan, informaatioteoriaan, koneoppimiseen ja optimointiteoriaan, verkostoteoriaan sekä signaalinkäsittelyyn datatieteen avulla.

Sovellusalueitamme ovat kaikki langattomat järjestelmät sekä lähetin-vastaanottimet siirtoyhteyksineen. Sovellamme tutkimustyöhömme myös uutta verkostoarkkitehtuuria ja energiatehokkaita ratkaisuja. Luotettavuuden arviointi ja mittaustulosten epävarmuus ovat keskeisessä roolissa sovellusalueillamme. Keskitymme lisäksi sensorijärjestelmiin, joissa fyysinen maailma ja informaatio kohtaavat, kuten tutkiin, laajamittaisiin sensoriverkkoihin ja esineiden internetiin.

Tutkimuksemme on vaikuttanut useiden langattomien tiedonsiirtoverkkojen sukupolvien määrityksiin. Opiskelijamme työllistyvät teollisuuden tutkimus- ja kehitystehtäviin, toimivat asiantuntijoina ja tutkijoina julkisella sektorilla ja tutkimuskeskuksissa, jatkavat akateemista uraa tai perustavat startup-yrityksiä. Teemme laajaa kansainvälistä tutkimusyhteistyötä maailman johtavien tutkimusyliopistojen ja -laitosten kanssa.

Informaatio- ja kommunikaatioteorian alalla kehitämme esimerkiksi virheenkorjauskoodien suunnittelua, satunnaismatriiseja, usean käyttäjän moniantennijärjestelmiä, interferenssin hallintaa, fyysisen kerroksen suojausta, resurssien hallintaa langattomissa järjestelmissä ja ajoneuvoverkoissa, langattomia verkottuneita ohjausjärjestelmiä, satelliitti- ja drooni-verkostoja, joustavaa spektrin käyttöä, resurssien jakamista ja optimointialgoritmeja.

Signaalinkäsittelyn alalla työskentelemme moniantenni- ja monisensorijärjestelmien, lähetin-vastaanotin-algoritmien, kehittyneiden tutkien, hajautettujen havainnointi- ja sensoriverkostojen, integroidun havainnoinnin ja tietoliikenteen, älykkäiden heijastavien pintojen, näkyvän valon viestinnän, puolustus- ja turvallisuussovellusten, paikannuksen, kyberfyysisten järjestelmien, biosignaalien käsittelyn, biolääketieteellisen kuvantamisen, sensoritietojen yhdistämisen, tilastollisen oppimisen ja päättelyn, estimointi- ja havaitsemisalgoritmien, kehittyneiden optimointimenetelmien, koneoppimiseen ja tekoälyyn perustuvien signaalinkäsittelyn ja säätöalgoritmien sekä radiotaajuuksiin liittyvän koneoppimisen parissa.

Mittaustieteen ja -tekniikan alalla työmme tähtää luotettavuuden parantamiseen mittaustulosten – erityisesti valonlähteiden ominaisuuksien määrittämiseen liittyvien tulosten – sekä valosensoreiden herkkyyden ja optisilla ominaisuuksilla varustettujen materiaalien osalta.

Opetus

Osallistumme seuraavien Communication and Information Sciences  -maisteriohjelman pääaineiden opettamiseen:

Informaatioteoria

Ryhmä tutkii diskreetin matematiikan ja informaatioteorian perusongelmia. Tärkeimmät työkalut ovat kombinatoriset algoritmit ja massiivinen laskenta.

Pelikuva

Langaton viestintä ja mobiiliverkot

Professor Jyri Hämäläinen, Dean

Radio Signal

Tietoliikenneteoria

Tutkimusryhmä kehittää tulevaisuuden tietoliikenteen perusperiaatteita.

Aalto University / Communications theory reserach group / picture: Aalto University

Tietoliikenteen signaalinkäsittely

Professori Risto Wichman

Wireless Signal Processing research group

Signaalinkäsittely

Professorit Koivunen, Ollila ja Vorobyov

Aalto-yliopisto, liput / kuvaaja: Aino Huovio
  • Julkaistu:
  • Päivitetty:
Jaa
URL kopioitu