Väitös tietotekniikan alalta, DI Otto Korkalo

Väitöskirjan nimi: Systems and Methods for Multiple-View and Depth-Based People Tracking and Human-Computer Interaction

Tohtoriopiskelija: Otto Korkalo
Vastaväittäjä: professori Laura Ruotsalainen, Helsingin yliopisto
Kustos: emeritusprofessori Tapio Takala, Aalto-yliopiston perustieteden korkeakoulu, tietotekniikan laitos

Tietoteknisten järjestelmien sulautuessa yhä tiiviimmin osaksi jokapäiväistä toimintaympäristöä käyttäjä toimii vuorovaikutuksessa suoraan tilojen ja esineiden kanssa. Ihmisvirtojen käyttäytymisen analysointi, älykäs rakennusten ilmanvaihdon ja valaistuksen säätö, julkisten tilojen interaktiiviset pelit sekä täydennetyn todellisuuden tekniikoita hyödyntävä teollinen kokoonpano ovat esimerkkejä tämänkaltaisista sovelluksista. Näissä olennaista on pystyä määrittämään missä ja kuinka ihmiset liikkuvat, mitä he tekevät, kuinka tiloista voidaan tehdä vuorovaikutteisia ja miten virtuaalisuus voidaan yhdistää osaksi fyysistä, kolmiulotteista maailmaa. 

Väitöstyössä pureuduttiin kehittämään konenäköön perustuvia ratkaisuita ja menetelmiä älykkäitä ympäristöjä, ihmisen ja tietokoneen välistä vuorovaikutusta sekä täydennettyä todellisuutta varten. Reaaliaikaista paikka- ja asentotietoa tuotettiin yhdistämällä informaatiota useista kameroista sekä hyödyntämällä työssä niin sanottuja syvyyskameroita jotka tuottavat mittauksia ympäristöstä suoraan kolmessa ulottuvuudessa. 

Tutkimuksessa kehitettiin menetelmä useaan syvyyskameraan perustuvan ihmisten seurantajärjestelmän automaattiseen kalibrointiin sen käyttöönoton nopeuttamiseksi ja helpottamiseksi. Vuorovaikutteisten monikosketusnäyttöjen toteuttamiseksi kehitettiin moneen kameraan perustuva kosketusten tunnistus- ja seurantamenetelmä. Täydennetyn todellisuuden sovelluksia varten kehitettiin menetelmä syvyyskameroiden tarkkaan paikan ja asennon määrittämiseen suhteessa toimintaympäristöön. 

Aiemmasta tutkimuksesta poiketen ihmisten seurantaan kehitetyn kalibrointimenetelmän avulla kameroiden paikat, asennot sekä mittausvirheet voidaan määrittää niin että tulosten yhdistäminen eri lähteistä onnistuu mahdollisimman tarkasti. Monikosketusnäyttöjä varten kehitetyn ratkaisun avulla mikä tahansa tasomainen näyttöpinta voidaan muuttaa monikosketusnäytöksi sen skaalautuessa suoraviivaisesti eri mittakaavan installaatioihin. Täydennettyä todellisuutta varten kehitetty menetelmä mahdollistaa entistä yksinkertaisemman ja tarkemman virtuaalimallien sovittamisen osaksi fyysistä maailmaa. 

Työssä kehitettyjä ratkaisuja on sovellettu lukuisissa käytännön prototyypeissä ja julkisten tilojen installaatioissa. Nämä ovat osaltaan demonstroineet sekä väitöstyössä kehitettyjen ratkaisujen ja menetelmien että laajemminkin uusien vuorovaikutusteknologioiden suomia mahdollisuuksia fyysisen ja digitaalisen ympäristön rajan hämärtyessä.

Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 10 päivää ennen väitöstä): https://aaltodoc.aalto.fi/doc_public/eonly/riiputus/ 

Yhteystiedot:

Perustieteiden korkeakoulun väitöskirjat: https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/52