Sähkötekniikan korkeakoulun väitöskirjat Aaltodoc-julkaisuarkistossa (ulkoinen linkki)
Sähkötekniikan korkeakoulun väitöskirjat ovat saatavilla yliopiston ylläpitämässä avoimessa Aaltodoc-julkaisuarkistossa.
Väitös tietoliikenne- ja tietoverkkotekniikan alalta, M.Sc. Nassim Sehad
Väitös Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulusta, informaatio- ja tietoliikennetekniikan laitokselta
Väitöskirjan nimi: Advancing Human–Computer Communication for the Internet of Senses: A UAV Scenario
Väittelijä: Nassim Sehad
Vastaväittäjä: Prof. Preben E. Mogensen, Aalborg University, Tanska
Kustos: Prof. Riku Jäntti, Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulu
Aistien Internet (Internet of Senses, IoS) on paradigma, joka ylittää perinteisen audio-visuaalisen vuorovaikutuksen yhdistämällä moniaistisia kokemuksia kehittyneiden verkkojen, viidennen sukupolven (5G) viestinnän, Generatiivisen tekoälyn (GenAI) ja robotiikan avulla. Sen tavoitteena on luoda immersiivisiä kokemuksia, jotka aktivoivat useita aisteja, kuten näköä, kuuloa ja tuntoa, ja mahdollistavat realistisen digitaalisen ja fyysisen maailman vuorovaikutuksen, kaventaen kuilua virtuaalisen ja fyysisen maailman välillä.
Tässä tutkimuksessa keskityttiin IoS-alustan kehittämiseen, joka mahdollistaa matalan viiveen, moniaistisen vuorovaikutuksen erityisesti miehittämättömien ilma-alusten (Unmanned Aerial Vehicle, UAV) teleoperaatiossa, virtuaalisessa yhteistyössä ja muissa immersiivisissä skenaarioissa. Tavoitteena oli tutkia menetelmiä immersiivisyyden, ohjaustarkkuuden ja kokonaisvaltaisen kokemuksen laadun (Quality of Experience, QoE) parantamiseksi samalla kun ratkaistaan reaaliaikaisen moniaistisen tiedonsiirron keskeisiä teknisiä haasteita, kuten viive, synkronointi ja luotettava korkean liikkuvuuden viestintä.
Tutkimus on erittäin merkityksellinen ihmisen ja tietokoneen vuorovaikutuksen, immersiivisen median ja digitaalisten kaksosten (Digital Twin, DT) teknologioiden kannalta. Tutkimuksessa tarkasteltiin haptisen palautteen, digitaalisten kaksosten mallinnuksen, vahvistusoppimisen (Reinforcement Learning, RL) ja semanttisen viestinnän yhdistämistä aistidatan siirron optimointiin. Todellinen UAV-testialusta varmisti lähestymistapojen toimivuuden ja osoitti mitattavia parannuksia viiveessä, reagointikyvyssä ja järjestelmän sopeutuvuudessa sekä tarjosi käytännön näkemyksiä kestävien IoS-järjestelmien suunnitteluun.
Keskeinen tulos oli toimiva IoS-alusta, joka mahdollistaa tarkan, immersiivisen ja matalan viiveen ihmisen ja koneen vuorovaikutuksen. Tutkimus tarjoaa uutta tietoa moniaistisesta telepresentaatiosta näön ja kuulon ulkopuolella ja soveltuu UAV-teleoperaatioon, virtuaaliseen matkailuun, etäterveydenhuoltoon ja telesurgeryyn, teollisuuden yhteistoiminnalliseen koulutukseen sekä aistipitoiseen verkkokauppaan. Tulokset osoittavat, että huolellisesti suunnitellut IoS-järjestelmät voivat mullistaa ihmisen ja koneen vuorovaikutuksen, tukea seuraavan sukupolven immersiivisten sovellusten kehitystä ja toimia perustana tulevalle tutkimukselle moniaistisen tietojenkäsittelyn ja interaktiivisten teknologioiden alalla.
Avainsanat: Laajennettu todellisuus (Extended Reality, XR), Miehittämättömät ilma-alukset (Unmanned Aerial Vehicles, UAVs), Yli 5G -verkot (Beyond 5G, B5G), Aistien Internet (Internet of Senses, IoS), Immersiivinen media (Immersive Media), Semanttinen viestintä (Semantic Communication), Tekoäly (Artificial Intelligence, AI)
Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 7 päivää ennen väitöstä): Aaltodoc
Yhteystiedot:
Email: sehad.nassim@gmail.com
Phone: +358417149648
Linkedin: https://www.linkedin.com/in/nassim-sehad-4554a760/
Relevant demo: https://www.aalto.fi/en/news/towards-the-internet-of-senses
Sähkötekniikan korkeakoulun väitöskirjat
Zoom pikaopas