Apulaisprofessori Yu Xiao: Helpompaa arkea laajennetulla todellisuudella

Apulaisprofessori Yu Xiao johtaa Aalto-yliopiston tutkimusryhmää, jonka hankkeiden lähtökohta on arki. Yksi hänen tutkimusalansa pääsuunnista on tosielämän ongelmien ratkaiseminen innovatiivisilla mobiilisovelluksilla. Niissä hyödynnetään esimerkiksi joukkoistamista sisätilojen kartoituksessa, lisättyä todellisuutta mekaanisen kokoonpanon ja ylläpidon tukena sekä virtuaaliteknologiaa aivoinfarktipotilaiden kuntoutuksessa.

Lisäksi Xiaon tutkimus pyrkii ratkaisemaan pilvi- ja verkkoarkkitehtuuriin kohdistuvia suorituskyky-, energiatehokkuus- ja skaalautuvuushaasteita, jotka aiheutuvat uusista sovelluksista, kuten videopohjaisesta joukkoistamisesta ja autonomisesta ajamisesta.

Xiao kokee paitsi mielekkääksi myös jännittäväksi tutkimuksen, joka lisää arjen sujuvuutta ja onnellisuutta. Hän keksii uusia tutkimuskohteita esimerkiksi etsiessään ateria-aineksia kaupasta tai katsellessaan, kun lapset rakentelevat legoilla. Soveltava tiede on hänelle intohimo.

Tukea terveydenhuoltoon

Professori Xiao johtaa Aalto-yliopiston monialaista Wearable Systems Lab -tutkimusryhmää, joka kehittää tekoälyä ja puettavaa teknologiaa yhdisteleviä järjestelmiä. Yksi ryhmän visioista on hyödyntää puettavaa teknologiaa terveydenhuollon sovelluksissa, ja he uskovat voivansa tuottaa tuloksia muutaman vuoden sisällä. Puettavan teknologian odotetaan kasvavan tulevaisuudessa jopa kymmenien miljardien eurojen arvoiseksi liiketoiminnaksi.

Xiaon ryhmän tutkimuksella on kaksi pääpainopistettä, joista ensimmäinen on EU:n ja Suomen Akatemian rahoittama mobiililaitteiden reunalaskennan tutkimus. Toinen painopiste on tulevaisuuden puettavien laitteiden ja sovellusten tutkimus, ja yksi sen keskeisistä rahoittajista on Business Finland.

Tutkimusryhmä on aloittanut hankkeen pääkaupunkiseudun sairaanhoitopiirin HUSin kanssa. Yhteishankkeessa kehitetään ja testataan välineitä, joita voidaan käyttää esimerkiksi aivoinfarktipotilaiden kuntoutuksessa. Kokeellisessa kuntoutuksessa potilas käyttää virtuaalisia laitteita, kuten räätälöityjä älyhanskoja, jotka ohjaavat liikeharjoitusten tekemistä ja seuraavat kuntoutuksen edistymistä.

”Testaamme myös saunapeliä osana aivoinfarktipotilaiden virtuaalista kuntoutusta. Siinä he voivat tehdä liikeharjoituksia virtuaalisessa saunassa. Kehitämme älyvaatteita, jotka seuraavat liikkeitä, tunnistavat kompensoivat liikkeet ja mahdollistavat kosketusaistilliset havainnot. Näin varmistamme, että liikeharjoitukset tehdään oikein. Tulevaisuudessa voit virtuaalisessa saunassa istuessasi käytännössä tuntea löylyn, mutta siihen menee vielä kolmesta viiteen vuotta”, Xiao kertoo.

Yksi Aallon suurimmista tutkimusryhmistä

Professori Xiaon tutkimusryhmään kuuluu noin 20 henkeä, mikä tekee siitä yhden Aallon suurimmista. Ryhmä koostuu kahdesta tutkijatohtorista, kymmenestä jatko-opiskelijasta ja vähintään viidestä kausitutkimusavustajasta. Sen jäsenten tekniset taustat vaihtelevat sähkötekniikasta tietotekniikkaan, konetekniikasta matematiikkaan ja vuorovaikutusmuotoilusta tekstiilisuunnitteluun.

Xiao kertoo, että ryhmän työ alkaa arjen ongelmien tunnistamisesta ja keskittyy niiden ratkaisemiseen innovatiivisilla tavoilla. Niissä kehittynyt tekoäly, laajennettu todellisuus sekä havainnointi- ja pilviteknologia kohtaavat loppukäyttäjien tarpeet ja teknologian hyväksymisen. Ryhmän jäsenten monimuotoinen osaaminen on osoittautunut tutkimustyön valttikortiksi.

”Etsimme vielä uusia opiskelijoita tutkimusryhmäämme. Sopivien opiskelijoiden löytäminen ei kuitenkaan ole helppoa. Saamme jopa 50–100 hakemusta vuodessa, mutta haastattelen vain viidestä kuuteen hakijaa. Lopulta jäljelle jää yksi tai kaksi ehdokasta, jotka täyttävät vaatimukset ja sopivat tutkimusryhmään.”

Yhdessä haastattelussa ei selviä, ketkä ovat parhaat tutkijat. Siksi Xiao pyytää hakijoita suunnittelemaan tutkimusta etukäteen ja keskustelee siitä heidän kanssaan. Tavoitteena on pitää tutkimusryhmä monitieteisenä, ja Xiao haluaakin rohkaista mukaan opiskelijoita, joilla on tausta esimerkiksi muotoilussa.

Xiao kertoo, että suurin osa hakijoista on ulkomaalaisia, minkä vuoksi tutkimusryhmä on hyvin kansainvälinen. Esimerkiksi jatko-opiskelijoista vain kaksi on Suomesta ja muut eri puolilta maailmaa, kuten Kiinasta, Brasiliasta, Kazakstanista, Venäjältä ja Vietnamista.

Vaikutus tulevaisuuteen

Yu Xiao tuli Suomeen vuonna 2007. Vuoden 2012 hän vietti Yhdysvalloissa, mutta päätti palata Aalto-yliopistoon ja aikoo jäädä Suomeen.

”Pidän enemmän Suomesta kuin Yhdysvalloista. Aalto-yliopisto on erinomainen toimintaympäristö. Täällä saan runsaasti vapauksia tutkia itseäni kiinnostavia asioita ja tehdä työtä, jonka uskon vaikuttavan merkittävästi yhteiskuntaan. Täällä ei kiinnitetä huomiota vain perinteisiin suorituskykymittareihin, kuten julkaisujen määrään tai ulkoiseen rahoitukseen. Lisäksi yhteistyö muiden tutkijoiden kanssa on helppoa ja yliopiston tarjoama tuki erinomaista”, Xiao vertailee.

Xiao kiinnostui ohjelmoinnista teini-ikäisenä alan nauttiessa suurta suosiota 1990-luvun Kiinassa. Yliopistotason tietotekniikan opintoihin oli erittäin vaikeaa päästä, mutta vuonna 2000 hän onnistui ja pääsi suorittamaan kandidaatin ja maisterin opinnot. Xiaon ohjaaja kannusti häntä opiskeluun ulkomailla. Hän kiinnostui Suomesta, koska Nokialla oli loistava maine maailman johtavana telelaitteiden valmistajana.

”Yleisesti ottaen pidän kriittistä ajattelua kaikkein tärkeimpänä taitona. Se auttaa tunnistamaan tutkimusongelmia havainnoinnin ja analysoinnin kautta. Samalla se avaa mielen ennakkoluulottomalle monialaiselle yhteistyölle monimutkaisten ongelmien ratkaisemiseksi. Myös yrittäjyysajattelusta on hyötyä akateemisille tutkijoille, erityisesti sellaisille, jotka erikoistuvat soveltavaan tutkimukseen”, Xiao huomauttaa.

”Periaatteessa teen kokeellista järjestelmätutkimusta. Perustaitojen, kuten matemaattisen mallinnuksen ja optimoinnin, mittauksen ja analysoinnin sekä ohjelmistokehityksen, lisäksi minun on usein opeteltava uusia tekniikoita eri aloilta riippuen siitä, mitä ongelmaa yritän ratkaista.”

Xiaolla on tausta verkko- ja pilvitekniikassa, mutta vuonna 2012 hän alkoi perehtyä konenäköön ja sittemmin koneoppimiseen, kun hänen täytyi ratkaista kartoitukseen, lokalisointiin ja ihmisen toiminnan tunnistamiseen liittyviä ongelmia. Hän tutustui myös ihmiskeskeiseen suunnitteluun alettuaan työskennellä lisätyn- ja virtuaalitodellisuuden sekä puettavan älyteknologian parissa.

”Nautin uusien tekniikoiden opettelusta käytännön kautta. Se tekee työstäni paljon miellyttävämpää”, Xiao sanoo.

Monikielinen perhe

Yu Xiao pitää työstään Aallossa ja Suomessa asumisesta. Hän asuu perheineen meren äärellä onnellisten saareksikin tituleeratussa Lauttasaaressa. Xiaolla ja hänen suomalaisella miehellään on kaksi lasta: 7-vuotias tytär ja 1,5-vuotias poika. Koska Xiao ei puhu suomea ja hänen miehensä osaa vain muutaman sanan kiinaa, perheen kieli on englanti. Xiao itse puhuu lapsilleen vain kiinaa, koska he eivät opi sitä muualta.

Perheen tytär on juuri aloittanut koulutaipaleensa kaksikielisessä ohjelmassa, jonka opetuskielet ovat suomi ja saksa. Sitä ennen hän kävi ruotsinkielisessä päiväkodissa ja esikoulussa kuusi vuotta. Hän puhuu sujuvasti neljää kieltä ja opiskelee nyt viidettä. Perheen nuorimmainen puolestaan viettää arkensa päiväkodissa.

”Suomi on erittäin turvallinen maa perhe-elämälle. Lapset voivat peuhata ulkona turvallisesti ja kulkea koulumatkan kävellen. Kiinassa vanhemmilla on suuri huoli arjen asioista, mutta täällä elämänmeno on rentoa”, Xiao kertoo.

”Ulkomaiset opiskelijat ja tutkijat usein kysyvät, millaista on työskennellä naisena korkeassa asemassa suomalaisessa yliopistossa. Kerron heille Suomen päivähoitojärjestelmästä ja äitiysvapaista, jotka ovat paljon parempia kuin useimmissa muissa maissa. Tiedän, että Suomessa monet äidit pitävät vähintään vuoden pituisia äitiys- ja vanhempainvapaita. Tutkijana en kuitenkaan halunnut jättää työtäni kovin pitkäksi ajaksi, koska ala kehittyy niin nopeasti. Siitä huolimatta pidin kummankin lapseni kohdalla seitsemän kuukauden äitiysloman”, Xiao sanoo.

”Seuraavaksi samat ihmiset usein kysyvät Suomen koulujärjestelmästä. He ovat huolissaan siitä, pärjäävätkö heidän lapsensa suomalaisessa koulussa. Kehotan heitä aina seuraamaan esimerkkiäni.”

”Naispuolisena professorina uskon opiskelijoiden uskaltavan tulla keskustelemaan kanssani herkemmin kuin miespuolisten kollegoideni kanssa. Keskustelemme myös muista asioista kuin tutkimuksesta, mikä on hyödyllistä teemamme kannalta. Naispuolisilla opiskelijoilla ja tutkijoilla on usein hyviä huomioita tilanteista, joita he kokevat omassa arjessaan.”