Laitteiden välistä vuorovaikutusta tutkimassa

Oletko jo nähnyt julkisessa tilassa olevan näytön, josta voi siirtää sisältöä omaan mobiililaitteeseen kosketuksen sijaan eleillä? Tämä on kohta mahdollista, sillä tutkija Ville Mäkelä kirjoittaa parhaillaan väitöskirjaansa elekäyttöliittymistä Tampereen yliopiston TAUCHI-tutkimuskeskuksessa. Tohtoriopintoihin hän päätyi viime metreillä, sillä ajatus väitöskirjasta syntyi myöhään.

”Vasta gradua tehdessä ymmärsin, että voisin lähteä tekemään väitöskirjaakin. Sitä ennen mahdollisuus tutkijan urasta ei ollut käynyt mielessäni. Tein graduni valmiiksi vauhdikkaasti, koska tohtoriopintojen haku oli menossa pian umpeen. Sain haussa vaadittavan maisterintutkinnon viimeisenä mahdollisena päivänä valmiiksi”, nauraa Mäkelä.

Mäkelän alaa on HCI eli Human-Computer Interaction. Hän opiskeli tietojenkäsittelytieteisiin kuuluvaa vuorovaikutteista teknologiaa erikoistuen myöhemmin käyttöliittymien ohjelmistokehitykseen. Hänen muutaman vuoden takainen gradunsa pohjautui informatiivisen näytön prototyyppiin, jonka hän loi työskennellessään yliopistossa tutkimusapulaisena. Näytössä näkyi muun muassa yliopiston ruokalista ja tapahtumia, joita ohikulkijat pystyivät selailemaan käsieleillä matkan päästä.

Tutkijan vapaus ja mielenkiintoiset projektit kutkuttelivat mieltä, ja väitöskirjan kirjoittaminen jatkui tutussa tutkimusryhmässä. Gradu oli Mäkelän ensikosketus eleisiin, ja väitöskirjassaan hänellä on mahdollisuus syventyä aiheeseen. Mäkelä haluaisi hyödyntää eleiden uniikkeja ominaisuuksia paremmin.

”Minulla on visio älykkäistä tiloista, jossa ihminen voisi vuorovaikuttaa eleillä käytännössä minkä tahansa laitteen kanssa mistäpäin tilaa tahansa. Eleiden vahvuus on juuri siinä, ettei tarvitse kävellä laitteen luo ollakseen vuorovaikutuksessa”, Mäkelä kertoo.

Eleillä siirretään tietoa laitteelta toiselle

Väitöskirjaprojektissaan Mäkelä on kehittänyt konenäköä hyödyntävän prototyypin, jonka avulla julkisella näytöllä olevaa sisältöä voi siirtää käsielein omaan mobiililaitteeseen. Syvyysdatan perusteella näyttö tunnistaa ihmishahmoja, ja mobiililaitteet paikannetaan Bluetooth-lähettimien avulla. Kun ihmisen ja mobiililaitteen sijainnit sopivat yhteen, järjestelmä tietää, kenen puhelimeen sisältöä on tarkoitus siirtää.

”Näyttö toimii toki myös eleillä ohjattavana informaationäyttönä, mutta olemme halunneet valjastaa eleitä edistyneempiin skenaarioihin, joissa pystymme siirtämään tietoa näytön ja mobiililaitteen välillä”, Mäkelä selventää.

Mäkelä keskittyy työssään teknisten ongelmien ratkaisemisen sijaan vuorovaikutuksen suunnitteluun. Järjestelmät pitää kuitenkin usein kehittää itse, vaikka olemassa olevaa laitteistoa pyritäänkin hyödyntämään mahdollisimman tehokkaasti. Alalle tyypillistä on, että ensin pitää luoda tarvittava tekniikka, jotta haluttua ilmiötä pystyy tutkimaan.

”Joskus haluamme tutkia asioita, joita ei ole vielä olemassa. Tutkimuskysymykseni liittyy siihen, miten eleitä voisi käyttää laitteiden välisessä kommunikaatiossa ja kuinka eleitä pitäisi suunnitella tässä kontekstissa. Tutkijan pitää monesti olla samaan aikaan lähes ammattimainen ohjelmistokehittäjä. Toimiva tekniikka on kuitenkin väitöskirjassani vain sivutuote”, Mäkelä kertoo.

Mäkelän mukaan eleiden haasteista voisi puhua loputtomiin. Yksi merkittävä ongelma on ihmisten erilaiset elehtimistavat: osa ihmisistä käyttää hyvin näyttäviä eleitä, kun taas osa haluaa olla hyvin huomaamattomia. Toinen merkittävä kysymys on, milloin ele alkaa ja loppuu.

”Käyttäjän havainnointi on jatkuvaa, joten on hankalaa tietää tarkalleen, milloin jokin ele on tarkoitettu nimenomaan vuorovaikutukselliseksi suorittamiseksi. Helposti käy niin, että kaikenlainen elehtiminen näytön edessä tulkitaan vuorovaikutukseksi. Ongelmia voidaan kuitenkin taklata huolellisella suunnittelulla ja käyttäjäpalautteen avulla”, Mäkelä pohtii.

SimSensen avulla tietoa voi siirtää käsieleillä omaan mobiililaitteeseen.

Verkostoituminen on tutkijalle tärkeää

Tutkimus on vienyt Mäkelää ympäri maailmaa. Erityisen lämpimät muistot hänellä on Kalifornian Piilaaksosta, jossa hän pääsi suorittamaan kaksi harjoittelujaksoa. Ensimmäisen harjoittelunsa aikana Mäkelä työskenteli päälle puettavien näyttöjen parissa, joihin myös muun muassa Google Glass kuuluu. Projektissa tutkittiin älylasien soveltuvuutta tutoriaalivideoiden kuvaamiseen. Mäkelä loi Google Glass -tyyppisille näytöille sovelluksen, jolla pystyy synkronoimaan laitteella otetut kuvat ja videot nettipohjaiseen sovellukseen, jossa materiaalia voi editoida tutoriaaliksi.

Ville Mäkelän ohjaajana toiminut Dr. Scott Carter (FX Palo Alto Laboratory) nauhoittaa Google Glass -sovelluksella tutoriaalia, jonka avulla katsoja oppii rakentamaan lego-palikoista robotin.

Lego-palikoilla rakentaessa käytetään aktiivisesti molempia käsiä, joten tutoriaalin kuvaaminen sujuu älylaseilla helposti.

Kun Mäkelä palasi tuttuun harjoittelupaikkaan seuraavana vuonna, olivat vuorossa älykellot. Mäkelän kehittämän prototyypin avulla videokokoukseen voi osallistua samalla kun kävelee metropolin hektisessä keskustassa. Älykellon näytöltä pystyy esimerkiksi vilkaisemaan kuvakaappauksia, esityksen dioja ja chatviestejä samalla kun kuulokkeista kuuluu puhe.

Mäkelä on tälläkin hetkellä ulkomailla, sillä tammikuussa 2017 hän lähti tutkijavaihtoon Müncheniin Ludwig-Maximilians-Universitätiin.

”Oikeastaan työhuoneeni siirtyi vain toiseen maahan. Minulla on Tampereen yliopiston rahoitus väitöskirjatyöhön, joten olen käytännössä vapaa edistämään väitöskirjaani missä tahansa. Haluan saada täällä ajastani kaiken irti: siksi teen paljon erilaisia projekteja. Tähtään jo myös väitöskirjan jälkeiseen elämään. Täällä on erittäin korkealle arvostettu tutkimusryhmä ja professorit, minkä lisäksi tohtoriopiskelijat ovat myös todella taitavia. Pyrin tekemään heidän kanssaan mahdollisimman paljon yhteistyötä”, Mäkelä selittää.

Ulkomaan harjoittelujaksojen ja tutkijavaihdon lisäksi Mäkelä on osallistunut ahkerasti konferensseihin ja seminaareihin esimerkiksi Melbournessa, Firenzessä ja Dubrovnikissa. Oman verkoston luominen ja uusiin ihmisiin tutustuminen on tärkeää, ja vuosien verkostoituminen kantaa hedelmää.

”Ensimmäiseen konferenssiin osallistuessani en tuntenut ketään, mutta toukokuussa Denverissä järjestettävässä konferenssissa tunnen jo kymmenittäin ihmisiä. On todella palkitsevaa huomata konkreettisesti, miten oma verkosto on kasvanut. Tästä on hyvä jatkaa eteenpäin”, iloitsee Mäkelä.

Kolme henkilöä osallistuu verkkotapaamiseen: kaksi työhuoneestaan ja yksi älykellon kautta. Älykellon käyttäjä voi selata ja zoomata vapaasti kokouksessa jaettuja dioja sekä osallistua tapaamiseen puhekomennoilla ja chat-viesteillä.

Katso videot Ville Mäkelän projekteista:

• SimSense-prototyyppi: https://www.youtube.com/watch?v=RkpjCsNBu3U
• Konseptivideo älykellosovelluksesta: https://www.youtube.com/watch?v=EZap3se-25w

Teksti: Meiju Granroth
Kuvat: Ville Mäkelä