Tampereen teknillisen yliopiston Audiotutkimusryhmä on tallentanut jokapäiväisiä ääniä tietokantaa varten Tampereella ja Helsingissä. Ääniä kerättiin kaikenlaisissa tavallisissa ympäristöissä, kuten puistoissa, kaduilla, kodeissa, toimistoissa, kaupoissa sekä ravintoloissa.

Mukana on esimerkiksi ohi ajavien autojen ääniä, kävelevien tai puhuvien ihmisten ääniä, lintujen laulua sekä lasten ääniä.

Tietokanta auttaa kehittämään automaattista äänten tunnistusta, mikä puolestaan auttaa tekemään kuulevia laitteita, kuten kännyköitä, itseohjautuvia autoja ja robotteja.

"Kuulevat laitteet ymmärtävät, mitä niiden kuulemat äänet tarkoittavat, ja osaavat esittää siihen perustuvaa tietoa käyttäjälle", selittää tutkijatohtori Annamaria Mesaros TTY:n signaalinkäsittelyn laitokselta.

"Käyttökohteita voi keksiä laajasti, esimerkiksi kuulovammaisten hälytysjärjestelmät kotiympäristössä sekä vaikkapa melulähteiden tai syrjäisten lintupopulaatioiden monitorointi."

Julkaistu tietokanta on suurin arkisten äänten tietokanta, sillä siinä on miltei kymmenen tuntia ääntä. Tietokanta on avoin kaikille tutkijoille, jotka haluavat käyttää sitä työssään.

"Tietokanta tulee olemaan tärkeä tutkimusyhteisölle", jatkaa Mesaros. 

"Näin suurta kokoelmaa ei ole aiemmin ollut saatavilla, sillä aineiston kerääminen ja nimikoiminen vaativat paljon aikaa ja työtä."

"Osa tietokannan äänityksistä on annotoitu eli nimikoitu erityisen tarkasti niin, että yksittäiset äänilähteet sekä niiden tapahtumahetket äänitteistä on tunnistettu Tämän tyyppiset yksityiskohtaiset annotaatiot mahdollistavat tarkkojen automaattisten tunnistusmetodien kehityksen."

Käynnissä kansainvälinen kilpailu

Tietokannan julkaisun myötä TTY tukee datan avointa saatavuutta ja edistää yhteistyötä muiden alalla tutkimusta tekevien instituutioiden kanssa.

Audiotutkimusryhmä järjestää lisäksi kansainvälisen kilpailun, jolla se tukee alan huipputekniikan kehitystä ja uusia innovaatioita. Kilpailuun liittyvä työpaja järjestetään Budapestissä syyskuun alussa. Kilpailu ja työpaja järjestetään yhteistyössä brittiläisten Queen Mary University of Londonin ja University of Surreyn sekä ranskalaisen Institut de Recherche en Communications et Cybernétique de Nantes -instituutin kanssa.

Parhaan äänten tunnistusmenetelmän palkinnosta kilpailee yli 150 osallistujaa 79 kansainvälisestä yliopistosta ja yrityksestä.

"Jännittävää nähdä, millaisia tunnistusmenetelmiä keräämämme tietokanta on poikinut", Mesaros toteaa.

Artikkeli perustuu Tampereen teknillisen yliopiston tiedotteeseen.

Bloomberg-uutistoimiston mukaan autokyytejä tarjoava Uber aikoo laittaa robottiautot tositoimiin Pittsburghissa, Yhdysvalloissa, jo tämän kuun aikana. Toistaiseksi tosin autoissa on mukana koko ajan myös kuljettaja, joka varmistaa sen, että auto toimii normaalisti. 

Kyyditettäville tämä tarjoaa hyvän tilaisuuden testata ja kommentoida matkustamista autonomisessa autossa, ja matka on ainakin yhdessä suhteessa heille miellyttävä: robottiautokyyti on ilmainen.

Uber käyttää kokeessa Volvon XC90 -mallista kovasti modifioitua autoa, joita yhtiölle pitäisi tulla satakunta kappaletta käyttöön vielä tämän vuoden aikana. Volvo ja Uber sopivat yhteistyöstä aiemmin tänä vuonna.

Autonomisten autojen saaminen liikenteeseen on ollut jo pitkään Uberin tavoitteena. Se on rahoittanut useita tutkimushankkeita ja sopinut eri tasoisia sopimuksia eri autovalmistajien kanssa. Eniten näistä sai huomiota viime maaliskuussa sopimus Mercedes-Benzin kanssa; sen jatkosta ei ole kuulunut sittemmin mitään, mutta Uber selvästi haluaa saada erilaisia autoja käyttöönsä.

Näin asiakkaat voivat valita kyytinsä yksinkertaisesta pikkuautosta juhlallisempaan limusiiniin. 

Uberin vastikään ostama autonomisia kuorma- ja pakettiautoja ubertyyppiseen käyttöön hahmotellut Otto laajentaa skaalaa tavarankuljetukseenkin. 

Kaikki autonvalmistajat eivät kuitenkaan ole Uberin kanssa yhteistyössä, sillä esimerkiksi General Motors on ilmoittanut investoivansa voimakkaasti Uberin kilpailijaan Lyftiin ja Ford aikoo olla itse autonomisten autojensa operaattori. Myös BMW:llä on samankaltaisia suunnitelmia.

Volvon mukaan autonomiset autot voivat tehdä liikenteestä paljon turvallisempaa ja edullisempaa. Siinä missä nyt monet näkevät eri tavoilla yhteiskäytössä olevat, tarvittaessa käyttöön kätevästi tilattavat autonomiset autot vain suurten kaupunkien ratkaisuna, väittää Volvo autonomisten autojen tulevan myös pitemmille matkoille sekä maaseuduille.

Volvon toimitusjohtaja Hakan Samuelsson totesi Uber-sopimuksen solmimisen yhteydessä tällaisten maaseudullekin sopivien autojen kehittämisen suurena mahdollisuutena.

Mutta kehitys kohti Suomenkin mökkiteille tulevia autonomisia autoja kohti alkaa kaupungeista, ja ensimmäiset kunnolliset testit siis alkavat vielä tässä kuussa Pittsburghissa.

Olennaisin asia on kvanttifysiikassa oleva lomittumisen käsite, eli se, että kaksi tai useampi hiukkasta tai muuta vastaavaa atomaarista systeemiä voi vaikuttaa toisiinsa hyvin kiinnostavalla tavalla. Kun yhden hiukkasen olotilaa muutetaan, niin tämä vaikuttaa myös toisen hiukkasen tilaan samanaikaisesti, jopa pitkän etäisyyden päässä.

Kvanttifysiikka on tavallisen, arkipäiväisen fysiikan osa-alue, joka kuvaa luonnon toimintaa atomien kokoluolassa. Siellä klassinen fysiikka ei toimi, vaan mukana on koko joukko omituiselta tuntuvaa todennäköisyyslaskentaa. Hiukkaset voidaan esittää paitsi kappaleina, pienenpieninä hitusina, niin myös aaltoina, eli hankalasti hahmotettavana etenevänä värähtelynä.

Tunnetuin kvanttifysiikan jännä ilmiö on ns. Schrödingerin kissa, eli fyysikko Erwin Schrödingerin löytämä ilmiö, jonka mukaan hiukkanen voi olla kahdessa eri tilassa aina siihen saakka, kunnes sitä havaitaan. Hän vertasi hiukkasta kissaan, joka on laatikossa, mutta emme tiedä onko se elävä vai kuollut, ennen kuin avaamme laatikon – joka puolestaan saattaa aiheuttaa kissan kuoleman.

Toinen omituisuus on Werner Heisenbergin keksimä epätarkkuusperiaate, jonka mukaan hiukkasen paikkaa ei voida koskaan tuntea hyvin, jos sen nopeus voidaan havaita. Ja päinvastoin: jos voidaan sanoa tarkasti missä hiukkanen on, niin sen nopeutta ei voida saada selville.

Kolmas kummallisuus on tunneloituminen, eli hiukkaset voivat jopa tunkeutua esteen läpi, vaikka niiden ei pitäisi. Outoa, mutta näin tapahtuu koko ajan, ja esimerkiksi puolijohde-elektroniikassa tämä on tuttu ilmiö.

Ja sitten on tämä lomittuminen. Sitä, että kaksi hiukkasta kaukana toisistaan voivat käyttäytyä täsmälleen samalla tavalla, on kutsuttu myös teleportaatioksi: siinähän tieto kappaleesta siirretään kokonaisuudessaan toisaalle.

Ensimmäisen kerran tämän onnistui tekemään kahdella hiukkasella Anton Zeilinger Wienin yliopistolla 1990-luvulla. Hiukkaset olivat Tonavan eri rannoilla, ja kun yhtä kutitettiin, niin toinen alkoi hihittää, vaikka niiden välillä ei ollut mitään yhteyttä.

Sen jälkeen sama koe on tehtiin myös Kanarian saarilla, jolloin 144 kilometrin etäisyydellä toisistaan kahdella observatoriolla olleet fotonit käyttäytyivät täsmälleen samalla tavalla. Nyt lomittumista tutkitaan rutiininomaisesti lähes kaikkialla maapallolla – ja osin tätä ennen jo avaruudessakin, sillä vuonna 2007 italialainen tutkimusryhmä onnistui siirtämään yksinkertaista kvanttitietoa japanilaisen satelliitin kautta. 2600 kilometrin korkeudessa ollut Ajisai-satelliitti "vain" heijasti laservaloa takaisin.

Ongelmana on se, että kunnollisessa lomituskokeessa hiukkaset täytyy ensin tuottaa samanaikaisesti samassa paikassa, ja siirtää sen jälkeen kauas toisistaan. Tähän saakka hiukkasina on käytetty fotoneita, ja ne on siirretty valokuitua pitkin. Valokuidussa kuitenkin signaali heikkenee nopeasti, ja vaikka käytössä olisi erinomaisia vahvistimia, lopulta on tuloksena pelkkää mössöä, mistä ei alkuperäistä fotonia saa irti.

Siksi ajatuksena oli käyttää satelliittia ja itse asiassa Zeilinger ehdotti jo viitisen vuotta sitten Euroopan avaruusjärjestölle tällaisen kvanttitietoliikennesatelliitin koeversion tekemistä. Se osoittautui hankalaksi ja kalliiksi, koska satelliitissa pitää olla mukana varsin monimutkainen optinen laitteisto.

Nyt Zeilinger on mukana kiinalaishankkeessa yhdessä pekingiläiskollegansa (entisen kilpailijansa) Jian-Wei Panin kanssa, ja tarkoituksena on koettaa yhteyttä satelliitilla Pekingin ja Wienin välillä. Hyvä taustajuttu tästä julkaistiin jo vuonna 2012 Naturessa.

Rauhalliselta vaikuttavan automaailman pinnan alla tosiaankin kuhisee!

Samalla kun vanhan polven automiehet edelleen jankkaavat jo vääräksi osoittautunutta myyttiä siitä, että robotti ei koskaan voi korvata ihmistä ja että vaikeissa olosuhteissa automaattinen auto ei voi toimia, valmistellaan teollisuudessa jo suurinta mullistusta autoilussa sitten viime sarjatuotantoautojen tulemisen.

Ensimmäiset kunnolliset robottiautot ovat tulossa jo ensi vuoden lopussa – jos kaikki sujuu valmistajien toiveiden mukaisesti.

Olemme täällä Tiedetuubissakin kertoneet jo muun muassa Opelin, Mercedes-Benzin, Teslan ja Applen suunnitelmista autonomisten autojen suhteen, ja nyt on vuorossa Ford. Yhtiö ilmoitti eilen investoivansa massiivisesti autonomisten autojen kehittelyyn ja laajentavansa Kaliforniassa olevaa kehitysyksikköään.

Kiinnostavinta yhtiön suunnitelmissa on kuitenkin se, että se aikoo aloittaa täysin autonomisten autojen massatuotannon vuonna 2021 … ja että se ei aio lainkaan myydä niitä tavallisille kuluttajille.

Yhtiön visiossa autot ovat yhteiskäytössä. Kun asiakas kaipaa kyytiä, hän ottaa käyttöönsä yhden lähellä olevista autoista. 

Tämä on samansuuntainen idea aiemmin Uberin hahmottelemien taksipalveluiden kanssa. Autoa on täysin turha omistaa enää itse, jos kyyti autonomisella autolla on edullisempaa ja kätevämpää kuin oman auton omistaminen. Ajamisen aikana voi myös tehdä jotain muuta, kuten vaikkapa rentoutua tai pakertaa töitä.

Autonomisilla, sähköllä toimivilla yhteiskäyttöautoilla autoilla on myös valtava yhteiskunnallinen vaikutus, koska tilaa autoja varten ei tarvita enää niin paljon kuin nykyisin. Tiet voivat olla pienempiä, ja niistä tulee turvallisempia, kun robottiautot voivat sopia keskenään liikkeistään tieverkostossa. 

Fordin kaavailemissa autoissa ei ole kaasupoljinta tai ohjauspyörää. Ne ovat ns. neljännen luokan autonomisia autoja, jotka pystyvät toimimaan täysin itsenäisesti, mutta ajajan tulee kytkeä automaattinen ajo päälle ja pois. Kun laitteisto on päällä, tulee ajajan vain tarkkailla toimintaa ja keskeyttää ajo, jos tilanne muuttuu liian vaaralliseksi esimerkiksi huonon sään vuoksi.

Yhtiö testaa autonomisten autojen tekniikkaa Kaliforniassa ja Arizonassa. Tämän vuoden aikana koeautojen määrä nostetaan noin kolmeen kymmeneen.

Testejä tehdään myös Michiganin yliopiston Mcity, -koeajokaupungissa, joka on kuin palanen oikeaa kaupunkia, mutta tehty vain autonomisten autojen koeympäristöksi. Autoja voi siellä ajaa turvallisesti ja valvotusti erilaisissa olosuhteissa.

Olennaisimpia tekniikoita, jotka kaipaavat vielä parantamista, ovat auton ympäristöä koko ajan laserilla skannaava LiDAR, muut konenäkölaitteet sekä autoa ohjaava tekoäly. Lisäksi käytössä olevia karttoja tulee parantaa ja tarkentaa ennen kuin ne kelpaavat robottiautojen käyttöön.