Tekoälysensorit jaossa Hallihuipentumassa 1.4.2018

Tekoälyn ja digitaalisuuden vallankumous on täällä ja tänään. Sen vaikutukset ovat moninaiset ja tulevaisuudessa vain mielikuvitus on rajana sen hyödyntämiseen. Viime aikoina on kohistu Facebookissa kerättyjen tietojen käyttämisestä Yhdysvaltain presidentinvaalien tulosten manipuloimiseen.

Globaalin talouselämän julkaisuja seuraavat hieraisivat kuitenkin vielä enemmän silmiään tällä viikolla. Brittiläinen Financial Economy and Bankrupt –julkaisu esitteli maaliskuun numerossaan tämän vuoden merkittävimmät startup- ja teknologiakasvuyritykset. Yllättäen ykköseksi rankattiin suomalainen ja tarkemmin sanottuna eteläpirkanmaalainen yritys nimeltään Lempäälä Virtual Athletics IoT Analytics Ltd.

Suurelle yleisölle täysin tuntematon yritys on vihdoin astunut julkisuuteen kertomaan mistä on oikein kyse. Lempäälän Kisa Yleisurheilun viestintäjohtaja saikin ainutlaatuisen tilaisuuden haastatella ensimmäisenä ja yksinoikeudella LVAIA-konsernin pääjohtajaa Markku Sokerivuorta.

Mitä ihmettä Lempäälässä oikein tapahtuu?

- Olemme kaikessa hiljaisuudessa kehittäneet omaa huipputeknologiaa, jota erityisesti suomalaiset yleisurheilijat voivat jatkossa käyttää saavuttaakseen kilpailuetua kansainvälisillä kilpakentillä, kertoo heti alkuun jo valmiiksi innostunut Sokerivuori.

- Lähtökohtina tälle kehitystyölle oli kaksi suurta megatrendiä. Ensinnäkin meitä on häirinnyt, että suomalaisessa yleisurheilussa ei keskitytä oleellisiin asioihin. Puhutaan taloudellisista resursseista, rakenteista, lajiliiton roolista ja valmentamisesta sekä kaikenmaailman muista epäoleellisista asioista menestymättömyyden taustalla.

- Pitää pureutua asian ytimeen. Meidän menestymättömyys esim. olympiakisoissa johtuu siitä, että saamme liian vähän mitaleja, ja se on asia johon pitää keskittyä. Mitaleja lisää, niin menestys automaattisesti paranee. Nyt etsimme esiin sen hukatun huippu-urheilun, ja me haluamme olla siinä miinaharavoimassa eturintamassa.

- Toinen lähtökohta oli tekoälyteknologian vielä vaatimaton valjastaminen yleisurheilukäyttöön. Tähän on saatava pikainen muutos ja se kyllä tapahtuu. Vuosikausien ajan on ihmisille vaihdettu tekoniveliä. Helppoahan nykyään on vaikka omassa autotallissa 3D-printata uusi lonkkanivel kuluneen tilalle tai akillesjänne katkenneen paikalle ja vaihtaa ne omalääkärinä itse itselleen.

- Mutta miksi kukaan ei ole puhunut mitään tekoälystä? Sieltä se todellinen potentiaali jatkossa löytyy, ja tähän kehitystyöhön tuomme oman osaamisemme.


Puuttuva teema tulevaisuuden keskustelupaneeleista.


Eipä voi olla ihailematta teknologian kehittämisen intohimoa ja lähtökohtia. Muutamia kysymyksiä jää kuitenkin vielä avoimeksi eli mitä yrityksen toiminta tarkalleen on? Lähdetäänpä kyselemään hieman lisää. 


Eikö kuitenkin pitäisi edes jotakin muutoksia tehdä urheilun rakenteissa Suomessa?

- Rakenteet ovat kunnossa. Miksi vanhaa hyvin toimivaa systeemiä pitää muuttaa? Eihän lypsävää lehmääkään kannata tappaa, filosofioi Sokerivuori.

- Komiteassa, liitossa ja muissa asian ympärillä olevissa lukuisissa organisaatioissa saati siellä olevissa ihmisissä ei ole mitään vikaa. Tätä tutkittiin pitkään ja siinä tulosten analysointiin käytettiin mainetta niittänyttä organisaatiopsykologian uusinta toimintatapaa eli kehittäjänsä mukaan nimettyä Mirror-menetelmää. Siinä jokainen katsoo peiliin vain todetakseen, ettei sieltä löydy mitään vikaa.

- Vaihtoehtoinen tapa tässä olisi ollut Sombrero-menetelmä eli täsmällään sama tulos olisi tempaistu hatusta. Sitä ei kuitenkaan tarvinnut tehdä, sillä Mirror-menetelmä osoitti jälleen toimivuutensa. Toki myös Sombrero-menetelmä on nimetty keksijänsä mukaan.


Mutta miksi juuri nyt tekoälystä kohistaan näin paljon. Onhan markkinoilla saatavilla ollut urheilukäyttöön jo pitkään esim. sykemittareita tai älyvaatteita?

- Sykemittareilla ei todellakaan ole mitään tekemisestä urheilun, saati sitten huippu-urheilun kanssa. Mitä lisäarvoa se muka tuo? Sydän joko lyö tai ei lyö, ei siihen mitään mittareita tarvita sitä toteamaan. Tässä kehitystyössä mennään nyt paljon syvemmälle kuin joissakin 80-luvun vyölaukkusykemittareissa.

- Ja katsoikos toimittaja (viestintäjohtaja, toimituksen korjaus) telkkarista olymppiakisoja. Jos, niin mitä älykästä suomalaisten urheilijoiden kisavaatteissa muka oli? Ihan älyttömiltähän ne edustajiemme päällä näyttivat, jos verrataan vaikka ruotsalaisiin tai avajaisissa olleeseen Tongan lipunkantajaan.


Tekoälyttömät kisavaatteet.


Entäpä mitä vastataatte niihin esitettyihin näkökulmiin, että Suomen pitäisi ottaa mallia joistakin menestyneistä urheilumaista esimerkiksi naapurimaastamme Norjasta?

- Missään nimessä ei, vastaa Sokerivuori jo lievästi kiivastuen.

- Seuraavissa olymppiakarkeloissa meidän tavoite on jossain aivan muissa sfääreissä ja paljon enemmän kuin 30-40 mitalia. Miksi siis ottaisimme luusereista oppia? Ei heillä ole meille kertakaikkiaan mitään annettavaa.

- Katsotaan sitten seuraavien kisojen jälkeen kuinka norjalaiset tulevat lakki kourassa, villapaita päällä ja turska kainalossa nöyrästi kysymään neuvoa. Katsotaan sitten, ehkä neuvoa annetaan, mutta todennäköisesti ei.


Eikös tälläinen kehitystyö sitten maksa maltaita, sillä olen kuullut että insinöörit ovat kovapalkkaista väkeä. Eli miten tälläinen kehitystoiminta oikein rahoitetaan?

- Rahaa palaa ja kallispalkkaisia olemme, toteaa työstään ylpeä Sokerivuori vaatimattomasti.

- Saimme alkuvaiheen teknologiakehitykseen valtiolta ns. starttitaskurahaa 50 tuhatta euroa, jolla pääsimme alkuun ja sain ostettua itselleni vähän paremman auton. Sitten olimme hakemassa SHLUHSH-tapahtumasta rahoitusta ja ensimmäisen päivän aikana keräsimmekin sijoittajilta reilut 200 miljoonaa euroa. Meitä tekijöitä se ei sinällään yllättänyt.

- Lisäksi kotipaikkakuntamme on antanut reilun kädenojennuksen ja meidän laboratoriot on sijoitettu aikoinaan louhittuun luolastoon erään kauppakeskuksen läheisyyteen. Tarkemmin en tästä kerro, sillä tuo yksikkö on huippusalainen ja vain oman henkilökunnan tiedossa.

- Mutta aika jännää on, että tuskin kukaan paikallinen ihminen on aavistanut, että vanhan S-Marketin alla luodaan paraikaa urheiluhistoriaa 24/7 meiningillä 5 päivää viikossa!


Laboratorion henkilöstöä matkalla viikonlopun viettoon.


Kuulostaa todellakin jännittävältä ja olemme pääsemässä itse asiaan. Mutta mitä laboratoriossa oikeasti tehdään, siis kehitetään ja tutkitaan?

- Kehitämme ennennäkemätöntä anturi- ja sensoriteknologiaa suoraan yleisurheilijan tarpeisiin, ja jonka avulla voidaan nopeasti, luotettavasti ja älykkäästi analysoida suorituksia ja kehittää niitä, avaa Sokerivuori pelin.

- Anturit ja sensorit asennetaan suoraan urheilijaan ja langaton tiedonsiirto kerää kaiken numeraalisen datan neuroverkkoihin pohjautuvan koneoppineen laskenta- ja analysointiohjelmiston murskattavaksi. Ohjelmisto moukaroi esiin esim. pikajuoksu- tai vertikaali-/horisontaalihypyistä tuloksena kymmeniä eri suorituksiin vaikuttavia komponentteja, joista urheilija helposti näkee missä kaikki meni pieleen.

- Tämä antaa valtavan etumatkan muihin, sillä aikaisemmin suorituksen analysointi on perustunut epätarkkoihin ihmisen aisteihin tai videokameran hidastuksiin. Enää ei tarvitse arvuutella miksi mitali jäi saamatta. Se tiedetään nyt tarkkaan ja seuraavalla kerralla osataan tehdä korjaavat toimenpiteet.


Anturi- ja sensoriteknologia on ehkä monelle tuttua. Eikö nykypäivän autoissakin ole kaikenmaailman merkkivaloja kojelaudassa ilmoittamassa, jos sitä ei itse huomaa, että bensa tai lasinpesuneste on loppu. Tästäkö on siis kyse?

- Hyvin vastaavasta on kyse, vahvistaa Sokerivuori viestintäjohtajan arvelut todeksi.

- Yleisurheilijalla anturit laitetaan suoraan lihaksiin ja niihin kropan kohtiin, jotka oleellisesti liittyvät itse suorituksiin. Esimerkiksi pikajuoksijalle ne asennetaan nilkkaan, polveen, lantioon, etureiteen, takareiteen, sivureiteen, yläreiteen, alareiteen, pakaraan, pohkeisiin jne. Hyppääjällä taas on ihan omat asennuskohteet, samoin heittäjillä. Tärkein paikka on kuitenkin selkärangan alue, sillä monet urheilijat ovat kertoneet suorituksen tulevan suoraan juuri sieltä.

- Kerätty tieto on äärimmäiseen tarkkaa ja tekoälypohjainen järjestelmä osaa suoraan datasta tehdä kehitysehdotuksia urheilijalle. Tällä saavutetaan suuri hyöty, sillä monesti marginaalit ovat pienet. Esimerkkinä pikajuoksusta voi juoksunaikainen kyynärkulman 0,1 asteen virhe vaikuttaa merkittävästi lopputulokseen. Tätä on usein hankala ihmissilmin tai videolta huomata, mutta tekoälykoneelta ei mikään yksityiskohta pääse ohi. Seuraavassa kisassa urheilija voi sitten tehdä heti valmiiksi tuon kyynärkulman korjauksen ja lopputuloksen voitte vain arvata. Niinpä, podiumpaikka ja shamppanja virtaa.

- Toinen esimerkkitapaus on pituushypystä, jossa urheilijan noin 7 metrin hypystä tekoälykone havaitsi, että ponnistuksessa peukalovarpaan toiminta ei ollut täysin optimaalinen. Korjausehduksen jälkeinen kalkuloitu seuraavan hypyn estimoitu mitta oli 820 eli yli 17% tulosparannus.


Ohhoh, miten valtava innovaatio onkaan kyseessä ja nyt alkoi todella kiinnostaa. Kuinka tarkkaan kone sitten oikeasti pystyi estimoimaan tuon seuraavan hypyn pituuden?

- Yliastutuksi meni.


Peukalovarpaan toiminta pituushypyn ponnistuksessa, jossa QT-vaihe on jäänyt lyhyeksi.


Todella harmillista, mutta seuraavalla kerralla sitten. Palataan vielä tuohon itse teknologiaan eli millaisia suureita sitten on mahdollista yleisurheilijasta mitata?

- Kaikki perustuu fysiikan SI-järjestelmän seitsemään peruussuureeseen. Niiden avulla voidaan mitata nopeuksia, kiihtyvyyksiä, voimia, paineita, lämpötiloja, sähkövirtoja, energioita, ainemääriä ja paljon muuta, luennoi Sokerivuori.

- Lisäksi voidaan mennä tarkempiin yksityiskohtiin eli esimerkiksi elektromyografia (EMG) on biosignaalien mittausmenetelmä, jolla mitataan luurankolihasten tuottamaa sähköistä aktiviteettia. EMG:stä käytetään myös termiä myoelektrinen aktiivisuus. EMG-mittauksissa käytettävä laite on elektromyografi, johon mittauksessa saatu signaali tallentuu elektromyogrammiksi.  EMG-mittauksia käytetään esim. selvittämään lihasten aktivaatiotasoa, aktivoitumisjärjestystä, lääketieteellisiä poikkeuksia ja sen avulla tutkitaan ihmisen liikettä. Myös tähän meidän tekoälyjärjestelmä helposti pystyy, sillä mittaussignaali kerätään AD-muuntimen kautta valitulla keräysohjelmalla itse elektromyögrafina toimivaan tietokoneeseen.

- Otetaan vielä toinen ja helpompi esimerkki. Aivojen neuronien välillä voidaan havaita sekä sähköisiä että kemiallisia muutoksia. Neuronissa alkava aktiopotentiaali johtaa solun viejähaarakkeen (aksonin) välittämään välittäjäainetta toisen hermosolun reseptoriin. Tätä kahden hermosolun liitosta kutsutaan synapsiksi. Tästä postsynaptinen potentiaali siirtyy vastaanottavan solun tuojahaaraketta (dendriitti) pitkin solun aksonikekoon. Riippuen solun välittämästä välittäjäaineesta ja vastaanottavan solun reseptorista edesauttaako tämä aktiopotentiaalin syntyä vastaanottajasolussakin (eksitoiva synapsi) vai tapahtuuko ns. hyperpolarisaatio joka puolestaan estää aktiopotentiaalin alkamista (inhiboiva synapsi). Koska jokaisessa hermosolussa dendriittejä on lukuisia, solun aksonikeko toimii eräänlaisena yhteen- ja vähennyslaskukoneena, joka laskee yhteen dendriittien potentiaalin. Mikäli sitten eksitoivat signaalit ovat tarpeeksi voimakkaat inhiboiviin verrattuna, lähtee solun aksonikeosta uusi aktiopotentiaali aksonia pitkin. Yhden neuronin aiheuttama jännitepotentiaali on liian pieni havaittavaksi, joten yleensä mittaukset ovatkin tuhansien tai jopa miljoonien samassa tahdissa toimivien neuronien tulos, jotka tietokone sitten keskiarvoistaa.


Erittäin ymmärettävää ja ennen kaikkea varsin vaikuttavaa. Palataan vielä noihin antureihin ja sensoreihin. Eikö niiden asentaminen urheilijaan ja myös käyttö ole kovin kivuliasta?

- Yhden sensorin tai anturin asentaminen kirpaisee vain kerran, valistaa Sokerivuori asiantuntevasti.

- Mutta jos ajatellaan kokonaisuutta, niin se on pieni hinta siitä saadusta hyödystä. Toki 10-ottelijat ovat kovilla, kun kaikkien eri lajien analysointia varten tarvitsee kehoon asentaa kymmenittäin tiedonkeruukomponentteja. Silloin saattaa tuntua siltä, että olisi joutunut Singer-ompelukoneen tikkausohjelmaan, mutta itsepähän ovat lajinsa valinneet. Minun vika se ei ainakaan ole.

- Löysimme myös laadukkaan toimittajan Ruotsista, jolla on mikroskooppisen pienet sensorisirut juuri tähän tarkoitukseen.

- Lisäksi voin vielä paljastaa, että LeKi Yleisurheilun valmennusryhmien urheilijat ovat tässä tehneet suurtyön ja olleet koejäniksinä kehitystyössä. Heidän ansiostaan meillä on nyt kilometritolkulla ja kilokaupalla dataa analysoituna yhteisellä matkallamme kohti huippu-urheilun supervaltaa.


Tekoälysensori (miljoonakertainen suurennos).


Voidaanko siis todeta, että LeKi Yleisurheilun urheilijat ovat teidän ansiostanne tässäkin kehityksen kärjessä ja aikaansa edellä?

- Kyllä vain ja siitä kertoo jo sekin, että kesäaikaan siirryttäessä siirsimme kelloja kaksi tuntia eteenpäin!


Kehitys kehittyy huikeata vauhtia, joten miten aiotte jatkaa innovaatiotyötänne?

- Tämä oli vain alkusoittoa ja meillä onkin valmiina jo seuraavan sukupolven tekoälykäyttöliittymä urheilijalle, raottaa Sokerivuori sarastavaa tulevaisuutta.

- Urheilijan aivoihin laitetut implantit kommunikoivat suoraan kehon anturien ja sensorien kanssa. Heti suorituksen jälkeen urheilija voi virtuuali- eli VR-lasien kautta katsoa oman tekemisensä.

- Siinä voi myös valita näkökulman eli katsooko suoritusta ulkopuolisen silmin vai omasta näkövinkkelistä. Näin siis urheilija pääsee pureutumaan heti tuoreeltaan itse suoritukseensa aivan autenttisella kokemuksella. Myös hienhaju, verenmaku ja suolaiset kyyneleet saadaan koettua uudelleen.

- Lisäksi teknologia mahdollistaa sen, että urheilijan ajatukset muutetaan suoraan puheeksi ja näin saadaan täysin aidot kommentit teeskentelemättömästi ja suoraan esimerkiksi median sekä suuren yleisön käyttöön. Silloin on turha enää sanoa, että ”yritin parhaani” kun ei kerran yrittänyt, vaikka niin väittää. Tai että "kaveri oli tänään parempi", vaikka ei varmana ollut. Tekoäly tunnistaa tuollaiset teeskentelyt ja valehtelut armottomasti.


VR-lasien avulla voi kokea huippusuorituksen uudestaan.

 

Jokseenkin pelottavaa, että näin saadaan urheilijan oikeat ajatukset omasta suorituksesta julki. Entä voiko tässä pelot käydä toteen, että tekoälyteknologia vie tulevaisuudessa työpaikkoja. Eli mihin jatkossa tarvitaan kaukalonlaitahaastattelijoita tai asiantuntijakommentaattoreita?

- Eipä juuri mihinkään, ja nuo täysin turhat ammatit urheilupiireistä juuri ensimmäisenä katoavatkin, Sokerivuori toteaa kylmästi.

- Lisäksi kun urheilijan ajatukset käännetään ensin haastattelupuheeksi ja siitä sitten suoraan tekstiksi, niin myös teitä urheilutoimittajien (viestintäjohtajien, toimituksen korjaus) rupusakkia ei enää roskajuttuineen tarvita. Tieto kulkee suoraan painoaineistoksi ja on kerralla valmista julkaistavaksi niin painetussa sanassa kuin somessakin. Ja laatu nousee.

- Samoin perinteinen valmentajakaarti on ainakin yleisurheilussa pian historiaa, sillä urheilija voi tämän jälkeen tehdä harjoitusohjelmat itse ja valmentautua täysin omatoimisesti. Ei siinä turhia amatöörivalmentajia välissä tarvita. Näin seurat, liitot ja komiteat voivat palkata suoraan ammattitaitoisia valmennuspäälliköitä tai –johtajia. Ja kustannussäästöt ovat valtavat.


Urheilija (vas.) ja tulevaisuuden työtön (oik.).


Mitenkä tästä eteenpäin, sillä eikö ole nyt vaarana, että teknologia kopioidaan ja menetämme tämä kilpailuedun?  

- Jos pelkää, niin voin kertoa, että elämä on vaaroja täynnä, Sokerivuori toteaa ilmekään värähtämättä.

- Olemme patentoineet tämän teknologian, niin ei sitä sitten ainakaan heti huomenna neuvostoliittolaiset, deedeeärräläiset, saati sitten kiinalaiset tai muut auringonlaskun maat kopioi.

- Kiinnostusta ovat kyllä ilmaisseet myös muut eri tahot kuten pohjoispirkanmaalainen urheilukompleksi Tampere City Training Center, jossa painopisteenä ovat rinkilajit ja Karibianmeren saarivaltio Temptation Island, jossa taas panostuskohteena ovat drinkkilajit.

- Mutta etenemme kuitenkin vain, ainoastaan ja yksinomaan LeKi Yleisurheilun edustajien kanssa!

Kuulostaa loppuun saakka mietityltä ratkaisulta. Haastattelu on tältä erää ohi ja perästä varmasti kuullaan.

-----

Haastattelun jälkeen tekoälyteknologia on edistynyt niin hurjaa vauhtia, että itseasennettavia sensoripaketteja on jo yleisesti saatavilla. Niitä jaetaan sunnuntaina 1.4. Pirkkahallissa Hämeen piirin hallihuipentuman aikaan.

Huom! Jakelu vain lempääläläisten yleisurheiluseurojen edustajille.