Suomalaiskeksinnöstä tuli näyttelymenestys kotimaassa ja mediatähti valtameren takana.



Julkaistu Tiede-lehdessä 5/2007



Vedät käsiisi oranssinväriset puutarhahanskat. Vasemmalla jäljittelet otetta sähkökitaran kaulasta ja oikealla soittoliikkeitä. Sitten vain painat pedaalia ja annat mennä. Ja kuuntele: rocktähti, jota olet piilotellut sisälläsi, kirmaa vapauteen.

Oikeasti soiva ilmakitara veti kokeilijoita tiedekeskus Heurekan musiikkinäyttelyyn vuonna 2005. Ihmevempain on nähty myös muun muassa BBC:n aamiaisuutisissa, ja Australian ja Kanadan televisiokanavat sekä muut mediat ympäri maailman ovat jo pari vuotta rummuttaneet suomalaiskeksinnöstä.

Ilmakitaran kehittivät akustiikan, tietoliikenneohjelmistojen ja multimedian tutkijat Otaniemessä, Teknillisessä korkeakoulussa. Jotta kaikki pääsisivät nauttimaan virtuaalisoittamisesta, tuloksia hyödyntämään perustettiin viime vuonna uusi yritys, Virtual Air Guitar Company.

- Teimme TKK:ssa algoritmeja ja yleistä käyttöliittymää erilaisten soittimien simulointia varten, kertoo idean syntymisestä yhtiön toimitusjohtaja Aki Kanerva.

- Kitara oli hemmetin hauska simuloitava ja siksi itsestään selvä valinta. Ihmiset ovat tottuneet imitoimaan rokkistaroja ja heidän eleitään ja esiintymistään. Me lisäsimme musiikin.





Suomalainen ilmakitara on vain yksi esimerkki mielikuvituksellisista soittimista, joita elektroniikka on mahdollistanut:

- Digitaalinen tahtipuikko eli Digital Baton. Massachusettsin teknisessä korkeakoulussa MIT:ssä kehitettyä soitinta voi pitää thereminen nykyaikaisena muunnoksena.

- Laserharppu. Laitteessa näppäillään kielien sijasta lasersäteitä.

- Rokkaava T-paita. Australialainen kemisti-insinööri ja tekstiilitekniikan tutkija Richard Helmer esitteli viime vuonna paidan, johon on upotettu sähköisiä sensoreita. Tietokone tunnistaa käyttäjän liikkeet.

- Theremine eli thereminvox eli eterofoni.

Venäläisen Léon Thereminin vuonna 1919 keksimää laitetta soitetaan liikuttamalla käsiä antennien läheisyydessä.

- Valourut. Laite liittää musiikkiin automaattisesti värit.

- Vesiurut. Tällainen soiva suihkulähde on esimerkiksi Lahdessa.


Näin ilmaa soitetaan

Eleillä soittamisen salaisuus piilee tietokonenäössä ja äänen mallintamisessa. Web-kamera tunnistaa hansikkaat liikkuvina, oranssinvärisinä täplinä. Kuviteltua kitaraa voi liikutella miten tahansa, kunhan hansikkaat pysyvät kameran näkökentässä. Värikin on vapaa, kun vain erottuu taustasta.

- Valitsimme oranssin, koska muut värit sekaantuvat helpommin tavanomaisiin vaateväreihin, kertoo äänisynteesin tutkija professori Vesa Välimäki TKK:n akustiikan laboratoriosta.

Soittajan ei tarvitse pukea päälleen mitään tekniikkaa. Johdollisia datahanskoja kokeiltiin, mutta langaton liittymä osoittautui ylivoimaiseksi.

- Magiikka perustuu johdottomuuteen, Välimäki korostaa.

Hahmontunnistusohjelma tulkitsee liikkeet ja lähettää komentoja äänenmallinnusohjelmalle, joka ohjaa kaiuttimia.
Mallinnusohjelma jäljittelee kitaran jokaisen kuuden kielen värähtelyä ja sointia. Tutkijat ovat mallintaneet myös putkivahvistimen, joka tuottaa oikeanlaista säröä.

Tietokone ja ilmakitaralaitteiston moni muu komponentti ovat suoraan kaupan hyllyltä. Ohjelma perustuu vaativaan osaamiseen mutta toimii automaattisesti, joten soittaja voi unohtaa kaiken, mitä laitteiden sisällä on.


Matematiikasta se alkoi

Tietokoneiden nopeutuminen on osaltaan vauhdittanut äänisynteesin kehitystä. Tavallinen henkilökohtainen tietokone riittää nykyisin äänentuottoon, ja muu on pitkälti matemaattista mallintamista.

Soitinmallinnus lähti kehittymään 1980-luvulla Yhdysvalloissa. Stanfordin yliopiston opiskelijat Kevin Karplus ja Alex Strong loivat matemaattisen mallinnusmenetelmän musikaaliselle äänelle, niin sanotun Karplus-Strong-synteesin. Muut tutkijat kehittivät sen pohjalta digitaalisen aaltojohtosynteesin, jolla ilmakitarankin ääni tuotetaan.

Tutkijoista tunnetuin on niin ikään Stanfordissa vaikuttava professori Julius O. Smith, Välimäen mukaan alan kansainvälinen ykkösnimi.

Suomalaiset tulivat mukaan vähän myöhemmin mutta etenivät nopeasti kansainväliselle tasolle.

- Teknillinen korkeakoulu lähti tutkimaan äänisynteesiä voimaperäisesti 1990-luvun alusta, Välimäki kertoo.

- Alan suomalainen tienraivaaja, jolle pitää nostaa hattua, on professori Matti Karjalainen. Häntä voi sanoa ilmakitaran isäksi, vaikka mukana on ollut monia muitakin.

Monta diplomityötä ja väitöskirjaa on syntynyt soittimia mallinnettaessa. Myös kansainvälinen yhteistyö on ollut laajaa. Niinpä korkeakoulu on tutkinut yhdessä Milanon ja Erlangen-Nürnbergin yliopistojen kanssa virtuaalisten soittimien käyttöliittymiä.


Juuret Mozartin ajassa

Viime vuosikymmenien läpimurtoja edelsi puolestaan monen tutkijapolven työ. Nykyaikainen aaltojohtosynteesi juontaa juurensa kauas matematiikan historiaan.

Eräs merkittävimmistä oppi-isistä oli ranskalainen matemaatikko Jean d’Alembert, joka eli Mozartin kanssa samalla vuosisadalla, 1700-luvulla. D’Alembert keksi aaltoyhtälön kulkuaaltoratkaisun, jota nykyiset musiikkisyntetisoijat käyttävät lähes sellaisenaan.

- Jos d’Alembertilla olisi ollut tietokone ja hän olisi hoksannut pari muuta pientä teknistä jippoa, hän olisi pystynyt tekemään kielisoitinäänten synteesiä samalla tavoin kuin me, Välimäki huomauttaa.

Uusia musiikkilajeja syntyy

Tulevaisuus on liikesalaisuuksien peitossa mutta epäilemättä entistä vauhdikkaampi.

- Heurekan ilmakitara oli teknologiakokeilu, sanoo toimitusjohtaja Kanerva.

- Kaupallinen tuote on erilainen, emmekä halua kertoa siitä vielä tässä vaiheessa. Sen verran voi sanoa, että laitteilla pystyy sekä soittamaan rokkiklassikoita että musisoimaan luovemmin.

Syntyy uusia musiikin lajeja, jotka tekevät tähänastisista kuuntelijoista artisteja. Kun Kodakin laatikkokamera Brownie Box tuli vuonna 1900, kaikki pääsivät valokuvaamaan ilman etukäteisharjoittelua. Ehkä ilmakitara tekee saman musiikille.


Kalevi Rantanen on teknistä luovuutta tutkiva diplomi-insinööri, tietokirjoittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.



 

Tulevaisuuden työelämässä menestyy ihminen, joka on opetellut oppimaan uutta nopeasti. Kuva: iStock

Kannattaa ryhtyä oman elämänsäi futurologiksi, sillä työ menee uusiksi muutaman vuoden välein.

Maailma muuttuu, vakuuttaa tulevaisuudentutkija, Fast Future Research -ajatushautomon johtaja Rohit Talwar. Elinikä pitenee, työvuodet lisääntyvät. Tiede ja teknologia muuttavat teollisuutta ja työtehtäviä. Ammatteja katoaa ja uusia syntyy.

– Kun nämä tekijät yhdistetään, on järjellistä väittää, että tulevaisuudessa työ tai ura voi kestää 7–10 vuotta, ennen kuin pitää vaihtaa uuteen. 50–70 vuoden aikana ihmisellä siis ehtii olla 6–7 ammattia, Talwar laskee.

Ole valpas

Millaisia taitoja parikymppisen sitten kannattaisi opetella, jotta hän olisi kuumaa kamaa tulevaisuuden työmarkkinoilla?

– Sellaisia, joiden avulla hän kykenee hankkimaan jatkuvasti uutta tietoa ja omaksumaan erilaisia rooleja ja uria, Talwar painottaa.

– Esimerkiksi jonkin tietyn ohjelmointikielen, kuten Javan tai C++:n, taitaminen voi olla nyt tärkeää, mutta ne korvautuvat moneen kertaan vuoteen 2030 mennessä. Samalla tavoin uusimpien biokemiallisten tutkimusmenetelmien osaaminen on nyt hottia, mutta nekin muuttuvat moneen kertaan 20 vuodessa, Talwar selittää.

Siksi onkin olennaista opetella oppimista, nopeita sisäistämistekniikoita ja luovaa ongelmanratkaisua. – Pitää myös opetella sietämään tai "hallitsemaan" mutkikkaita tilanteita ja tekemään epävarmojakin päätöksiä. Myös tiimityö ja oman terveyden hallinta ovat tärkeitä, Talwar listaa.

– Näiden taitojen opettelua pitäisi painottaa niin koululaisille kuin viisikymppisille, hän huomauttaa. Elinikäinen oppiminen on olennaista, jos aikoo elää pitkään.

Jokaisen olisikin syytä ryhtyä oman elämänsä futurologiksi.

– Ehkä tärkeintä on, että jokaista ihmistä opetetaan tarkkailemaan horisonttia, puntaroimaan orastavia ilmiöitä, ideoita ja merkkejä siitä, mikä on muuttumassa, ja käyttämään tätä näkemystä oman tulevaisuutensa suunnitteluun ja ohjaamiseen, Talwar pohtii.

Oppiminenkin muuttuu

Rohit Talwar muistuttaa, että ihmisen tapa ja kyky oppia kehittyy. Samoin tekee ymmärryksemme aivoista ja tekijöistä, jotka vauhdittavat tai jarruttavat oppimista.

– Joillekin sosiaalinen media voi olla väkevä väline uuden tiedon sisäistämiseen, toisille taas kokemukseen nojaava tapa voi olla tehokkaampi, Talwar sanoo. Ihmisellä on monenlaista älyä, mikä mahdollistaa yksilölliset oppimispolut. Uskon, että oikealla tavalla käytetyt simulaatiot ja oppimistekniikat voivat nopeuttaa olennaisten tietojen ja taitojen omaksumista.

– Toisaalta olen huolissani siitä, että ihmisten kyky keskittyä yhteen asiaan heikkenee ja jokaisella tuntuu olevan kiire. Nopeampi ei aina tarkoita parempaa.

Talwarin mukaan nyt täytyykin olla tarkkana, että uusilla menetelmillä päästään yhtä syvään ja laadukkaaseen oppimiseen kuin aiemmin.

– Kukaan ei halua, että lentokoneinsinöörit hoitaisivat koko koulutuksensa Twitterin välityksellä, Talwar sanoo. – Ja ainakin minä haluan olla varma, että sydänkirurgini on paitsi käyttänyt paljon aikaa opiskeluun myös harjoitellut leikkaamista oikeilla kudoksilla, ennen kuin hän avaa minun rintalastani!

Elinikä venymässä yli sataan

Väkevimpiä tulevaisuutta muovaavia seikkoja on se, että ihmiset elävät entistä pidempään.

– Kehittyneissä maissa keskimääräinen eliniän odote kasvaa 40–50 päivää vuodessa. Useimmissa teollisuusmaissa nopeimmin kasvaa yli kahdeksankymppisten joukko, Rohit Talwar toteaa.

– Joidenkin väestöennusteiden mukaan alle viisikymppiset elävät 90 prosentin todennäköisyydellä satavuotiaiksi tai yli. Ja lapsemme elävät 90 prosentin todennäköisyydellä 120-vuotiaiksi, hän jatkaa.

Tämä tarkoittaa Talwarin mukaan sitä, että ihmisten pitää työskennellä 70-, 80- tai jopa 90-vuotiaiksi, mikäli aikovat elättää itsensä. – Puhumme siis 50–70 vuoden pituisesta työurasta, hän kiteyttää.

– Tiedämme, että nykyeläkkeet eivät tule kestämään – nehän on yleensä suunniteltu niin, että ihmiset eläköityvät 65-vuotiaina ja elävät sen jälkeen ehkä 5–10 vuotta. Nykyisillä järjestelmillä ei yksinkertaisesti ole varaa maksaa eläkettä, joka jatkuu 20–40 vuotta työnteon lopettamisen jälkeen.

 

10 globaalia muutosvoimaa

  • väestömuutokset
  • talouden epävakaus
  • politiikan mutkistuminen
  • markkinoiden globaalistuminen
  • tieteen ja teknologian vaikutuksen lisääntyminen
  • osaamisen ja koulutuksen uudistuminen
  • sähköisen median voittokulku
  • yhteiskunnallinen muutos
  • luonnonvarojen ehtyminen

10 orastavaa ammattia

  • kehonosien valmistaja
  • lisämuistikirurgi
  • seniori-iän wellnessasiantuntija
  • uusien tieteiden eetikko
  • nanohoitaja
  • avaruuslentoemäntä
  • vertikaaliviljelijä
  • ilmastonkääntäjä
  • virtuaalilakimies
  • digisiivooja

Lähde: Rohit Talwar, The shape of jobs to come, Fast Future 2010.
Futurologi Talwarin Fast Future Research laati tutkimuksen tulevaisuuden ammateista Britannian hallituksen tilauksesta.

Ikihitti: sairaanhoitaja

2010-luvun nopeimmin kasvavista ammateista kolmasosa kytkeytyy terveydenhoitoon, mikä heijastaa väestön ikääntymistä, arvioi Yhdysvaltain työministeriö 2012.

Eurostatin väestöskenaarion mukaan vuonna 2030 EU:n väestöstä neljännes on yli 65-vuotiaita. Suomen väestöllinen huoltosuhde, työllisten määrä verrattuna työvoiman ulkopuolisiin, on samassa laskelmassa tuolloin EU-maiden epäedullisin.

Kirsi Heikkinen on Tiede-lehden toimittaja.

Julkaistu Tiede-lehdessä 3/2012

getalife.fi 

Maailman ensimmäisellä tulevaisuuden työelämän simulaatiolla voit kokeilla opiskelu- ja elämänvalintojen mahdollisia seurauksia parinkymmenen vuoden aikajänteellä. Toteuttaja: Tulevaisuuden tutkimuskeskus Turun yliopistossa yhteistyökumppaneineen. 

Avoimet työpaikat 2032

Tämänkaltaisia töitä visioi brittiläinen tulevaisuudentutkija Rohit Talwar.

 

Wanted:

Virtuaalimarkkinoja!

Myy itsesi meille, heti.
U know what 2 do. Shop&Sell Inc.

 

3D-velhot

Me Wizarsissa teemme tajunnanräjäyttävää viihdettä koko pallomme tallaajille. Kehitämme nyt uutta reality-virtuaalipeliä, ja joukostamme puuttuu kaltaisemme hullu ja hauska hologrammisti sekä hauska ja hullu avatar-stylisti Jos tunnistat itsesi ja haluat meille hommiin, osallistu hakuroolipeliin ww3.wizars.com
Jos kysyttävää, @kuikka

 

Sinä sähköinen seniori, tule

digisiivoojaksi

Muistatko vielä Windowsin, Androidin tai iOSin? Jos, niin tarvitsemme sinua!
Tarjoamme yrityksille ja yksityisille retrodatan seulomis- ja päivityspalvelua, ja kysyntä on ylittänyt huikemmatkin odotuksemme. Haemme siis tiedostosekamelskaa pelkäämättömiä datakaivajia ja retrokoodareita Asiakkaidemme muinaisten kuva- ja tekstitiedostojen läpikäymiseen.
ww3.datadiggers.com

 

Impi Space Tours
vie vuosittain tuhansia turisteja avaruuteen.
Retkiohjelmaamme kuuluvat painottomuuslennot, kuukamarakävelyt sekä avaruusasemavierailut.
Jos olet sosiaalinen, monikielinen, energinen, palveluhenkinen ja tahtoisit taivaallisen työn, tule meille

avaruusmatkaoppaaksi!

Matkaan pääset heti seuraavalla lennollamme, joka laukaistaan Lapista 13.4.2032.
Ota siis kiireesti meihin yhteyttä:
@impispacetours.ella tai ww3.impispacetoursrekry.com

 

Jatkuva pula pätevistä
robottimekaanikoista.
ww3.fixarobo.com

 

Global Climate Crisis Management GCCM Inc
ratkoo ilmastonmuutoksen aiheuttamia paikallisia kriisejä Maan joka kolkalla.
Toimeksiantojen lisääntyessä tarvitsemme palvelukseemme

mikroilmastonkääntäjiä

Edellytämme ilmastonmuokkauksen ja hiilidioksidivarastoinnin uusimpien menetelmien erinomaista hallintaa. Tarjoamme ison talon edut ja vakituisen työn.
Hae: ww3.GCCMrekry.com

 

Pohjois-Euroopan sairaanhoitopiiri
North European Hospital District NEHD pitää huolta 80-miljoonaisen väestönsä terveydestä. Etsimme nyt osaavia

Sairaanhoitajia
Avoimia virkoja 156. Gerontologiaan erikoistuneet etusijalla.

Kyborgiaan erikoistuneita kirurgeja
Avoimia virkoja 31, joista 20 muisti-implanttien istuttajille.

Etälääketieteen erikoislääkäreitä
Avoimia virkoja 42.

Elinkorjaajia
Avoimia paikkoja 51. Edellytyksenä kantasoluteknikon ja/tai biosiirrelaborantin tutkinto.

Virtuaaliterapeutteja
Avoimia virkoja 28.

Lisätietoja ja haastattelurobotti ww3.nehdrekry.com

 

Etsimme vapaaehtoisia

likaajia

Euroopan terveydenedistämisorganisaation ja BeWell Pharmaceutics -yhtiön hankkeeseen, joka testaa julkisille paikoille levitettyjen hyötymikrobien tehokkuutta sairauksien ehkäisyssä.
ww3.likaonterveydeksi.org

 

Meissä on itua!™
Urbaanifarmarit tuottavat lähiruokaa puistoissa ja kerrostaloissa.
Viljelemme kattoja, parvekkeita ja seiniä. Vapaasti seisovia pystyporraspalstojamme voi asentaa mihin tahansa ulkotilaan.

Etsimme uusia

vertikaaliviljelijöitä

vihreään joukkoomme. Toimimme sovelletulla franchising-periaatteella: saat meiltä lisenssiä vastaan hyvän maineen, brändinmukaiset vesiviljelyalustat ja seiniin/katoille kiinnitettävät pystypeltopalstarakenteet pystytys- ja viljelyohjeineen. Viljelykasvit voit valita makusi mukaan. Sadon – ja sen myynnistä koituvan rahan – korjaat sinä!
Lue lisää ja ilmoittaudu ww3.urbaanifarmarit.org, someyhteisö: @urbaanifarmarinet

Uutuus
Laajennamme valikoimaamme ravintokasveista hiilidioksidinieluihin, joista peritään asiakkailta hiilidioksidijalanjäljen pienennysvastiketta. Jos haluat erikoistua mikroilmastotekoihin, osallistu online-infotilaisuuteemme ww3.urbaanifarmarit.org

 

Finnaerotropolis BusinessWorld
Businessmaailmamme sisältää Helsingin Metropolin lentokentän lisäksi 15 hotellia, neljä elokuvateatteria, kolme lääkäriasemaa, viisi hyperostoskeskusta, 160 toimistoa, kolme toimistohotellia, kylpylän, uimahallin, hiihtoputken, hevostallin ja sisägolfkentän.
Palkkaamme kunnossapitoyksikköömme tehokkaita

pandemianehkäisyyn

perehtyneitä siivoojia (vuorotyö)

sekä liikennevirtahallintaan järjestelmällisiä

logistikkoja

Klikkaa: ww3.finnaerotropolis.fi

 

Bioverstas
Valmistamme eksoluurankoja, vaihtoelimiä ja kehonosia. Hittituotteitamme ovat kantasoluista kasvatetut maksat sekä orgaaniset polvinivelet ja -kierukat.
Haemme nyt raajapajallemme

uusiokäden kasvatukseen erikoistunutta molekyylibiologia

Osaat erilaistaa ja kasvattaa kantasoluista koko yläraajan olkavarresta sormenpäihin. Viljelemäsi luut ja lihakset ovat lujia ja vahvoja mutta valmistamasi ihokudos kimmoisaa ja joustavaa. Tule ja näytä taitosi laboratoriossamme.
Näyttökokeet 10.3.2032 klo 12, osoitetiedot ja tulo-ohjeet sovelluksella gps.bioverstas

Kevään ihme pilkottaa pienissä sanoissa.

Talven jäljiltä väritön maisema herää eloon, kun iloista vihreää pilkistelee esiin joka puolelta.

Tätä kasvun ihmettä on aina odotettu hartaasti, ja monille ensimmäisille kevään merkeille on annettu oma erityinen nimityksensä, joka ei viittaa mihinkään tiettyyn kasvilajiin vaan nimenomaan siihen, että kysymys on uuden kasvun alusta.

Kasvin, lehden tai kukan aihetta merkitsevä silmu on johdos ikivanhaan perintösanastoon kuuluvasta silmä-sanasta. Myös kantasanaa silmä tai tämän johdosta silmikko on aiemmin käytetty silmun merkityksessä.

Norkko on ilmeisesti samaa juurta kuin karjalan vuotamista tai tippumista merkitsevä verbi ńorkkuo. Myös suomen valumista tarkoittava norua kuulunee samaan yhteyteen. Rennosti roikkuvat norkot näyttävät valuvan oksilta alas.

Lehtipuun norkkoa tai silmua merkitsevällä urpa-sanalla on laajalti vastineita itämerensuomalaisissa sukukielissä, eikä sille tunneta mitään uskottavaa lainaselitystä. Näin ollen sen täytyy katsoa kuuluvan vanhaan perintösanastoon.

Nykysuomalaisille tutumpi urpu on urpa-sanan johdos, ja samaa juurta on myös urpuja syövän linnun nimitys urpiainen.

Urpa-sanan tapaan myös vesa on kantasuomalaista perua, koskapa sana tunnetaan kaikissa lähisukukielissä.

Taimi-sanaa on joskus arveltu balttilaiseksi lainaksi, mutta todennäköisempää on, että se on kielen omista aineksista muodostettu johdos. Samaa juurta ovat myös taipua- ja taittaa-verbit.

Itu on johdos itää-verbistä, joka on ikivanha indoeurooppalainen laina. Oras puolestaan on johdos piikkiä tai piikkimäistä työkalua merkitsevästä indoiranilaisesta lainasanasta ora. Verso on myös selitetty hyvin vanhaksi indoiranilaiseksi lainaksi.

On mahdollista, että maanviljelytaitojen oppiminen indoeurooppalaisilta naapureilta on innoittanut lainaamaan myös viljakasvien alkuihin viittaavia sanoja.

Kevään kukkiva airut on leskenlehti. Vertauskuvallinen nimi johtuu siitä, että kasvi kukkii suojattomana ilman lehdistöä, joka nousee esiin vasta kukkimisen jälkeen. Vaatimattomasta ulkonäöstä huolimatta leskenlehden ilmestyminen on pantu visusti merkille, ja sille on kansankielessä kymmeniä eri nimityksiä. Yksi tunnetuimmista on yskäruoho, joka kertoo, että vanha kansa on valmistanut kasvista rohtoja etenkin hengitysteiden tauteihin.

Kaisa Häkkinen on suomen kielen emeritaprofessori Turun yliopistossa.

Julkaistu Tiede-lehdessä 5/2018