Mistä löytyvät yleiskäyttöiset tekoälyteknologiat?

Tämä on toinen osa yleiskäyttöisiä teknologioita koskevasta tekstistä. Teksti on alunperin julkaistu TEKin blogissa. Ensimmäinen osa on luettavissa täällä 

Ensimmäiset elektroniset tietokoneet rakennettiin toisen maailmansodan aikana. Laskenta oli alunperin hidasta ja kallista, mutta tietokoneet kehittyivät nopeasti. Tietokoneet ovatkin tarjonneet uusia sovelluskohteita jo 80 vuotta.

Tietotekniikan vallankumouksen ytimessä oli yksinkertainen innovaatio: tekninen ratkaisu binäärilogiikan toteuttamiseksi koneellisesti. Binäärilogiikka tarkoittaa kykyä tehdä yksinkertaisia matemaattisia operaatioita kaksilukujärjestelmässä. Tietokoneiden kanssa yhtäaikaa kehittynyt informaatioteoria kykeni osoittamaan, että kaikki mikä on laskettavissa, voidaan laskea myös binäärilogiikalla.

Alunperin ei ollut mitenkään itsestäänselvää, että tietokoneilla olisi laajasti käyttöä tiettyjen laskentaan keskittyneiden alojen ulkopuolella. Kirjanpito ja tietoliikenteen automatisointi olivat ensimmäiset itsestäänselvät käyttökohteet, mutta tietokoneiden valmistajat joutuivat tosissaan etsimään uusia käyttäjiä luodakseen ne markkinat, jotka toivat rahoituksen tietokoneiden kehittämiseen. IBM otti valtavan riskin kehittäessään S/360 keskuskoneen, mutta riski kannatti. IBM nousi vuosikymmeniksi tietokonevalmistajien kärkinimeksi.

Binäärilogiikka on luonteeltaan tehotonta. Yksinkertaistenkin asioiden tekemiseen vaaditaan valtava määrä laskentaoperaatioita. Tehottomuuden enemmän kuin korvaa se, että piirien valmistusmenetelmät ovat kehittyneet eksponentiaalista vauhtia tietokoneiden olemassaolon ajan ja laskentayksiköitä on vuosi vuodelta kyetty pakkaamaan halvemmalla pienempään tilaan, kuten Moore kuuluisassa havainnossaan totesi.

Vuosikymmenien varrella binäärilogiikka on kyennyt luomaan kokonaan uusia markkinoita ja omia osa-alueitaa, joissa on oma yleiskäyttöisen teknologian logiikkansa. Näihin kuuluu mm. Internet, verkkokauppa ja älypuhelin.

Entä tulevaisuus? Mistä löytyvät tulevaisuuden yleiskäyttöiset teknologiat muokkaamaan maailmaa?

Tällä hetkellä eniten digitalisaatiossa puhuttava aihe on koneoppiminen ja tekoäly. Tekoälyn suurta tulemista on ennustettu monta kertaa – ensimmäisen kerran jo 50-luvulla. Nykyteknologialla tekoäly kykenee moniin asioihin, mutta vielä on epäselvää onko nyt löytynyt sellainen yleiskäyttöinen tekoälyteknologia, jota on helppoa kehittää vuosi vuodelta paremmaksi ja jolle löytyy aina uusia markkinoita luovia käyttökohteita teknologian parantuessa.

Yleiskäyttöisiä teknologioita voi löytyä myös digitalisaation ulkopuolelta. Richard Feynman nostaa kuuluisassa “There’s plenty of room at the bottom” puheessaan vuodelta 1960 esille asioiden manipuloimisen nanoluokan mittakaavassa. Nanokoneiden valmistusprosessin hallitseminen voisi tuoda uuden yleiskäyttöisten teknologioiden aikakauden.

 

Teollinen vallankumous ja yleiskäyttöiset teknologiat

Teksti on julkaistu alunperin Tekniikan Akateemisten blogissa
Teknologian merkitys maailman kehitykselle teollistumisen jälkeen on valtava. Teollistuminen on tuottanut hyvinvointia, talouskasvua ja myös saasteita ja globaaleja ongelmia. Jos haluamme ymmärtää innovaatioiden merkitystä maailman ja talouden muutoksissa, on tärkeää ymmärtää yleiskäyttöisten teknologioiden historiaa ja arvioida sitä mistä seuraavat murrokset tulevat.

Teollistumisen historian voi jakaa kolmeen ajanjaksoon. Kutakin näistä jaksoista dominoi yksi yleiskäyttöinen teknologia, jonka kehittäminen ja leviäminen yhteiskuntien eri osa-alueille muutti ihmiselämää ja taloutta.

Nämä kolme keskeistä yleiskäyttöistä teknologiaa ovat: 1. jatkuvan pyörivä liikkeen luominen, 2. sähkö ja 3. binäärinen logiikka ja digitalisaatio.

Kukin näistä on muuttanut maailmaa kokonaisvaltaisesti. Tämä muutos tulee aluksi hitaasti vain tietyissä rajoitetuissa käyttökohteissa ja sitten kiihtyvällä tahdilla läpi yhteiskunnan kaikkien osa-alueiden.

Yleiskäyttöisten teknologioiden vahvuus johtuu siitä, että niiden tuottamat hyödyt kasvavat nopeammin kuin niihin laitetut panostukset. Kehitystyö teknologian parantamiseksi auttaa suoraan olemassaolevia käyttökohteita, mutta samalla laajentaa teknologian mahdollisuuksia uusille alueille.

Jatkuvan pyörivän liikkeen tarina on hyvä esimerkki tästä. Osoittautui nimittäin, että muuttamalla energiaa jatkuvaksi pyöriväksi liikkeeksi voitiin koneistaa monia aikaisemmin lihasvoimin tehtyä työtä ompelemisesta leikkaamiseen ja liikkumiseen. Höyrykone, tuuli- ja vesivoimalat tarjosivat energian ja pyörivä liike tuotti kankaita, junia, laivoja ja kaikkea mitä moderni maailma tarvitsi. Pyörimisliikkeen ja energiatuotannon teknologian kehitys johti siihen, että yhä useammat asiat pystyttiin tuottamaan koneellisesti.

Sähkövoiman ja sähkömoottorin kehittäminen käynnisti teollisen maailman toisen vaiheen. Sähkö teki pyörivän liikkeen käyttämisestä halvempaa ja mahdollisti sen hyödyntämisen paljon useammassa paikassa kuin höyrykoneiden aikakaudella.

Finlayson otti käyttöön Suomessa ensimmäisen pysyvän sähkövalojärjestelmän vuonna 1882. Kyky luotsata yritystä ja yhteiskuntaa tulevaisuuteen on yksi menestyvän yrityksen merkeistä.

Suurempi merkitys oli sillä, että sähkön avulla energiaa saatiin tehtailla minne vain ja esimerkiksi Yhdysvaltojen tehtaat sähköistettiin muutamassa vuosikymmenessä. Työn tekeminen vapautui paikan kahleista ja se voitiin organisoida uudestaan tehokkaammin. Syntyi liukuhihnatuotanto.

Nykyään elämme sähkön läpikotaisin muokkaamassa maailmassa. Ei ole ihme, että sähkön aikakauden noustessa ennustettiin kaupunkien kuolemaa samaan tapaan kuin Internet-aikakauden noustessa. Molemmat vapauttavat työn paikan kahleista. Molemmat ovat myös jättäneet jälkensä kaupunkeihin, mutta ennusteet kaupunkien kuolemasta ovat osoittautuneet ennenaikaisiksi.

Helsingin Satama: keskusta ihmisille ja autoliikenne hintaohjauksella Vuosaareen

Helsingin Satama on Suomen tärkein satama. Sen kautta kulkee valtaosa Suomeen tulevasta tavarasta. Tämä on luontevaa, koska Suomen päämarkkina sijaitsee pääkaupunkiseudulla ja logistiikassa on tärkeää minimoida kuljetusetäisyydet laivamatkan jälkeen.

Helsingin Sataman toiminnot sijaitsevat nykyään Eteläsatamassa, Länsisatamassa ja Vuosaaressa. Syksyllä tehtävissä päätöksissä on kyse siitä miten kykenemme vapauttamaan tilaa kaupunkilaisille Eteläsatamassa, miten ratkaista Länsisataman liikennehaasteet ja mikä on Vuosaaren sataman tulevaisuus osana kokonaisuutta.

Selvityksien perusteella kannattavinta on vapauttaa Eteläsataman alue muuhun käyttöön sekä Olympialaiturin että Katajanokan ympäristössä, ohjata hinnoittelulla autolla kulkevaa rahti ja matkustajia Vuosaareen ja tutkia Vuosaaressa matkustajasataman rakentamismahdollisuuksia.

Eteläsataman alueella (Olympialaituri ja Katajanokka) vapautuva maankäytön mahdollisuudet tuovat runsaasti rakentamismahdollisuuksia ja arvokasta tilaa. Kaupungin oman arvion mukaan syntyvästä rakennusmaasta tulee todennäköisesti huomattavasti enemmän tuloja kuin siirrosta aiheutuu kustannuksia. Samalla ydinkeskustan ranta saadaan kaupunkilaisten ja turistien käyttöön ja Katajanokalle asuntoja yli tuhannelle ja tuhansia työpaikkoja. Tämä on ehdottoman kannatettava ratkaisu joka tapauksessa.

Vertailuvaihtoehto siitä, minkälaista rakentamispotentiaalia Eteläsataman alueella on. Asuntorakentamista noin 60 000 k-m2 ja toimistorakentamista 100 000 k-m2.

Länsisatamassa hyvin toimiva juuri rakennettu satamainfrastruktuuri, mutta autoliikenne aiheuttaa ruuhkautumista ja muita haittoja. Rekkaliikenteen osalta hinnoittelu ruuhka-aikana otettiin käyttöön tammikuussa 2019 ja sen ansiosta liikenteen kasvu on siirtynyt Vuosaareen ja rekkaliikenteen määrä on pudonnut 4% keskustassa. Samaa periaatetta kannattaa käyttää myös henkilöautoliikenteen siirtämiseksi Vuosaareen. [https://www.portofhelsinki.fi/helsingin-satama/ajankohtaista/uutiset/helsingin-sataman-rekkaliikenteen-hintaohjaus-toiminut]

Satamien ongelmat kannattaa ratkaista seuraavasti:

  • Katajanokan satama-alue vapautetaan kaupunkikehittämiseen
  • Olympialaiturilla lopetetaan autoliikenne ja laituri varataan mm. uusien ekologisten katamaraanien käyttöön
  • Jätkäsaaressa hintaohjaus laajennetaan koskemaan koko vuorokautta ja kaikkia autoja.
  • Vuosaaressa tarvittaessa laajennetaan henkilöautoliikenteen lastausaluetta ja tutkitaan mahdollisuuksia jatkaa metro Vuosaareen satamaan ja matkustajaterminaalin rakentamista.

Toisin sanoen tavoitteena on siirtää Vuosaareen ne autolla kulkevat matkustajat, joille Vuosaari on parempi tai lähes yhtä hyvä vaihtoehto kuin Jätkäsaari. Hinta toimii ohjaavana mekanismina ja kertoo samalla siitä kuinka arvokkaana lähtöä Jätkäsaaresta pidetään. Hinnoittelun käyttäminen ohjaavana mekanismina tuo myös ennustettavuutta ja antaa mahdollisuuksia investointeihin.

Muutamia huomioita selvityksestä

Matkustajille tehdyssä kyselyssä 69% kertoi, että matkustaisi laivalla yhtä paljon tai enemmän, jos laiva lähtisi Vuosaaresta – kun tämä joukko todennäköisesti painottuu autolla kulkeviin, on luultavaa, että jopa 80% autoliikenteestä voitaisiin siirtää Vuosaareen ilman, että se vaikuttaisi negatiivisesti matkustajamääriin. Samalla ratkaistaan Jätkäsaaren liikenneruuhkiin liittyvät ongelmat.

Skenaarioiden eriyttämistarkastelussa oli oletettu, että varustamoiden laivat liikennöivät nykyisillä laivoilla, nykyisillä aikatauluilla ja reiteillä. Tämä saa skenaarion näyttämään merkittävästi huonommalta kuin se oikeasti on. Todellisuudessa laivakalusto uusitaan keskimäärin 13-15 vuoden välein eli jos skenaarion mukaisesti eriyttäminen toteutettaisiin vuonna 2030, siirtyisivät varustamot samalla uuteen kalustoon, joka ottaa hyödyn tästä muutoksesta. Kertarysäystä parempi ratkaisu on silti se, että ohjataan hinnoittelun avulla varustamot tekemään laivojen hankinnat sellaisella hetkellä, kun se näille on parhaiten kannattavaa.

Hintaohjaus on otettu menestyksellisesti käyttöön rekkojen osalta. Silti skenaariotarkastelussa ei tutkittu vaihtoehtoa, jossa tämä laajennetaan koko vuorokaudeksi ja myös henkilöautoihin. Miksi toimivaa käytäntöä ei haluttu tutkia vaihtoehtona?