Uutiset

Tekoäly oppi kirjoittamaan puhelimella ihmisen tavoin

Tutkijat kehittivät tekoälymallin, joka osaa ennakoida ihmisten silmien ja sormien liikkeet kosketusnäytöllä. Mallin pohjalta voidaan kehittää muun muassa parempia tekstinsyöttöohjelmia ja näppäimistöjä erilaisten käyttäjien tarpeisiin.

Kosketusnäytöllä kirjoittaminen on haastavaa, koska kirjoittaessa tarvitaan näköaistia niin näppäinten paikantamiseen kuin virheiden tarkistamiseen. Tällä videolla esittelemme neljä vuosien tutkimuksesta noussutta vinkkiä nopeampaan kirjoittamiseen.

Kosketusnäytöllä kirjoittaminen eroaa merkittävästi perinteisestä näppäimistöstä, koska se vaatii tarkkaa yhteispeliä silmiltä ja sormilta. Nyt Aalto-yliopiston ja Suomen tekoälykeskus FCAI:n tutkijat ovat luoneet tekoälymallin simuloimaan tätä kirjoittamisen tapaa. Tutkimus, joka esitetään arvostetussa ACM CHI -konferenssissa 12. toukokuuta, luo pohjan muun muassa parempien ja jopa yksilöllisten tekstinsyöttöratkaisujen kehittämiselle.

“Koska meillä nyt on realistinen simulaatio siitä, miten ihmiset kirjoittavat kosketusnäytöllä, jatkossa on huomattavasti helpompi optimoida näppäimistöjä. Tämän seurauksena kirjoitusvirheitä tulee harvemmin, kirjoitusnopeus kasvaa ja, mikä ainakin itselleni tärkeintä, turhautuminen vähenee", työtä vetänyt tutkija Jussi Jokinen selittää.

Tekoälymallille voidaan antaa mikä tahansa lause, ja se simuloi itsenäisesti, miten ihminen kyseisen lauseen millä tahansa valitulla valitulla näppäimistöllä kirjoittaisi. Malli tekee virheitä, huomaa ja korjaa ne, ihan niin kuin ihminenkin tekisi. Simulaatio myös ennustaa, kuinka ihmisen kirjoitustyyli muuttuu uusissa tilanteissa, esimerkiksi uuden tekstinsyöttöohjelman tai erilaisen näppäimistön kanssa.

“Aiemmin kosketusnäytöllä kirjoittamista on ajateltu ennen kaikkea sormien liikkumisen näkökulmasta. Tekoälypohjaiset menetelmät auttavat meitä ymmärtämään ilmiötä paremmin: niiden avulla olemme oppineet, kuinka keskeinen on kirjoittajan päätös siitä, milloin ja minne katsoa. Nyt voimme ennustaa paljon aiempaa tarkemmin, miten ihmiset kirjoittavat puhelimillaan tai tableteillaan", Jokinen sanoo. 

Malli osaa ennustaa ihmisten kirjoittamista paitsi yleisesti, myös käyttäjäryhmittäin. Näin se pystyy ottamaan huomioon esimerkiksi motorisen heikkouden aiheuttamat muutokset kirjoitustyyliin ja auttamaan erilaisten käyttöliittymien ja apuohjelmien kehittelyssä erityisryhmille. Lisäksi mallista voi olla tulevaisuudessa hyötyä räätälöityjen ratkaisujen löytämisessä yksittäisille ihmisille. Esimerkiksi puhelimeen asennetun ohjelman kautta tekoäly voitaisiin laittaa seuraamaan ja jäljittelemään yksittäisen ihmisen kirjoitustyyliä, minkä pohjalta se voisi suositella vaikkapa käyttäjälle parhaiten soveltuvaa näppäimistöä tai virheiden korjausohjelmaa.

Vertailu ihmisen ja tekoälymallin näppäilystä
Visualisaatio käyttäjän katseesta ja kosketuksesta. Vihreä kertoo silmien liikkeistä, sininen sormien. Mitä tummempi sävy, sitä pidempi tai toistuvampi liike kyseisellä alueella. Vasemmalla tekoälymalli, oikealla ihminen.

Perustuu menetelmään, jolla opetetaan roboteille ongelmanratkaisua

Nyt kehitetyn tekoälymallin taustalla on tutkimusryhmän aiempi empiirinen tutkimus, jonka pohjalta tutkijat rakensivat kognitiivisen mallin ihmisten näppäilystä. Uusi, itsenäisesti kirjoittava malli perustuu tähän työhön, ja se on osa laajempaa Vuorovaikutteisen tekoälyn (Interactive AI) tutkimusohjelmaa Suomen tekoälykeskus FCAI:lla.

Tulokset pohjaavat vahvistusoppimiseen, joka on klassinen koneoppimismenetelmä. Vahvistusoppimista käytetään tyypillisesti silloin, kun halutaan opettaa roboteille ongelmanratkaisua yrityksen ja erehdyksen kautta. Tutkimusryhmä löysi uuden tavan käyttää tätä menetelmää sellaisen toiminnan tuottamiseen, joka on hyvin lähellä ihmisten vastaavaa.

“Annoimme mallille samat kyvyt ja rajat kuin meillä ihmisillä on. Sillä on esimerkiksi simulaatio silmien liikkeestä, minkä ansiosta se näkee sormen sijainnin ja kirjoitetun tekstin. Kerrallaan se ei kuitenkaan näe tarkasti kuin pienen alueen. Kun pyysimme mallia kirjoittamaan tehokkaasti, se etsi parhaan tavan käyttää kykyjään. Lopputulos on hyvin samankaltainen kuin ihmisten kirjoittaminen. Mallia ei siis tarvinnut opettaa ihmisdatalla, Jokinen kertoo.

Vertailu ihmisten kirjoittamisesta kerättyyn dataan on osoittanut mallin ennustukset osuviksi. Jatkossa tutkijat haluaisivat simuloida hitaita ja nopeita kirjoitustekniikoita voidakseen esimerkiksi suunnitella opetussisältöjä ihmisille, jotka haluavat kirjoittaa tehokkaammin.

Tutkimusartikkeli Touchscreen Typing As Optimal Supervisory Control, esitellään 12. toukokuuta 2021 ACM CHI konferenssissa.

 

Lisämateriaaleja

Suomen tekoälykeskus FCAI

Suomen tekoälykeskus FCAI on osaamiskeskittymä, jonka ovat käynnistäneet Aalto-yliopisto, Helsingin yliopisto ja Teknologian tutkimuskeskus VTT. FCAI:n tavoitteena on kehittää uudenlaista tekoälyä, joka voi toimia ihmisen kanssa monimutkaisessa ympäristössä ja auttaa uudistamaan suomalaista teollisuutta. FCAI on yksi Suomen Akatemian lippulaivoista.

Lue lisää
FCAI
  • Julkaistu:
  • Päivitetty:
Jaa
URL kopioitu

Lue lisää uutisia

Päivi Törmä ja Sebastiaan van Dijken
Mediatiedotteet, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Tietokoneet haaskaavat valtavasti energiaa – nyt tutkijat kehittävät laskentaa, joka tuottaa huomattavasti vähemmän hukkalämpöä

Nykyiset tietokoneet ovat suuria energiasyöppöjä. Aalto-yliopiston tutkijat ovat juuri saaneet merkittävän Tulevaisuuden tekijät -rahoituksen ongelman ratkaisemiseksi.
Physicists at Aalto University and VTT have developed a new detector for measuring energy quanta at unprecedented resolution. Photo: Aalto University
Mediatiedotteet Julkaistu:

Tutkijat kehittivät maailman tarkimman säteilyilmaisimen – nyt se räätälöidään osaksi kvanttitietokoneita

Professori Mikko Möttönen on tiiminsä ja yhteistyökumppaniensa kanssa saanut Jane ja Aatos Erkon säätiöltä ja Teknologiateollisuuden 100-vuotissäätiöltä Tulevaisuuden tekijät -ohjelman rahoituksen. Sen avulla he haluavat jalostaa bolometriteknologian osaksi paitsi kvanttitietokoneita myös superpakastimia ja terahertsikameroita. Kyseessä olisi ensimmäinen kerta, kun uutta bolometria hyödynnetään käytännön sovelluksissa.
Schematic view of the entangled photon generator. Picture: Ethan D. Minot.
Mediatiedotteet Julkaistu:

Mullistava valonlähde voi tuoda lisätehoa ja -turvaa kvantti-informaation siirtämiseen

Aalto-yliopistossa aletaan rakentaa vallankumouksellista fotoniparien kvanttilomittumiseen perustuvaa LED-valonlähdettä professori Pertti Hakosen johdolla. Tutkimusryhmä on saanut työhön Jane ja Aatos Erkon säätiöltä ja Teknologiateollisuuden 100-vuotissäätiöltä kolmivuotisen Tulevaisuuden tekijät -ohjelman rahoituksen.
Image depicts a white wall with the words IV Konehuone OLO sprayed on it in red, referring that the engine room for AC is that way.
Kampus, Mediatiedotteet, Yliopisto Julkaistu:

Aalto-yliopisto julkistaa kilpailut rakenteilla olevan korttelin taideteoksista

Kilpailuilla haetaan teoksia rakenteilla olevaan Aalto Works -kortteliin.