150 vuotta vanha ympyrädiagrammi jäsentää nykyistä tiedon paljoutta oudon tehokkaasti.

Teksti: Ilpo Kojo

150 vuotta vanha ympyrädiagrammi jäsentää nykyistä tiedon paljoutta oudon tehokkaasti.

Nykyisessä informaatiotulvassa ei riitä, että tiedon hakija osaa kysyä oikeita asioita oikein. Myös tiedon etsinnän työkalujen ja vastausten esitystavan pitää olla helposti hahmotettavissa. Helppoutta haettaessa on osattava sovittaa yhteen kaksi asiaa: ihmisen näköjärjestelmän toiminta ja tiedon määrä ja monimutkaisuus.

Silmänliikkeet vievät aikaa

Näkötutkijana tiedän, että kun katsomme jotakin, kohdistamme katseemme aina kullakin hetkellä tärkeään kohtaan. Menettely perustuu silmän pohjassa olevan verkkokalvon rakenteeseen, ennen kaikkea siihen, että verkkokalvossa on näköaistinsoluja ja aivoihin hermoimpulsseja lähettäviä gangliasoluja eniten keskellä, foveaksi kutsutulla tarkan näön alueella.

Normaalia tekstiä lukiessamme katseemme kohdistuu sanaan kerrallaan. Pitkiin sanoihin katsomme joskus useammin, mutta toisaalta muutaman lyhyen sanan jakson saatamme tunnistaa yhdellä kohdistuksella.

Nykyisin suuri osa lukemisesta ei ole perinteistä lukemista vaan selailua tai katselua, jonka tarkoituksena on löytää kiinnostavia aiheita tai nopeasti hylätä yhdentekevät teemat. Pystymme sekuntia lyhyemmässä ajassa tunnistamaan tekstistä merkittäviä sanoja ja sanayhdistelmiä tai havaitsemaan, ettei niitä siinä esiinny.

Silti suuri osa tietolaitteen käyttäjän ajasta kuluu turhaan tekemiseen, turhien tiedon jyvästen tarkasteluun olennaisten sijasta. Tämän me tutkijat tiedämme silmänliikemittauksista, joilla voi seurata, milloin ihminen tekee varsinaista tehtävää ja milloin hän käyttää aikaansa hankalan käyttöliittymän tai ohjelman aiheuttamien pulmien ratkaisemiseen.

Tietolaitteet ovat ihmisten suunnittelemia ja rakentamia, joten ainakin periaatteessa niitä voi ymmärtää ja parantaa. Käytännössäkään tavoite ei ole mahdoton, sillä ohjelmat käsittelevät tietoa samaan tapaan kuin ihmisaivot.

Mobiili muuttaa tapoja

Viime vuosina etenkin mobiililaitteiden käyttöliittymissä on tapahtunut valtava muutos. Tietokoneista tutut hiiret ja näppäimistöt on vaihdettu kuvakkeisiin ja hipaisuun, jolla näytöltä voi valita kohteita avattavaksi tai siirrettäväksi.

Mobiililaitteen näyttö asettaa kuitenkin rajoituksia niin tiedon esittämiselle kuin käsittelylle. Isoja kohteita on helppo valita, mutta niitä ei mahdu pieneen ruutuun kovin monta. Pieniä kohteita taas on vaikea nähdä, ja niihin on myös vaikea osua. Pulmia on ratkaistu sijoittamalla kuvakkeita eri sivuille tai keräämällä niitä listoiksi, joita voi selata näyttöä vierittämällä.

Varsinaisen tehtävän kannalta kuvakkeiden etsintä katseella tai kohteen haku listoista on kuitenkin haaskausta. Tieteessä tätä hakemiseen hukkautuvaa aikaa ja vaivaa kutsutaan transaktiokustannukseksi. Se on siitä hyvä yksikkö, että sen mittaaminen on paljon tarkempaa kuin käytettävyyden tai käyttäjäkokemusten tutkinta. Jos transaktiokustannus eli tehtävän tekemiseen kuluva aika on liian pitkä suhteessa tavoiteltuun hyötyyn tai huviin, palvelu jää helposti käyttämättä.

Kuvakkeiden katselulle ja listojen vierittelylle on olemassa vaihtoehto: ympyrädiagrammi. Se tuo tietoa tarjolle paljon tehokkaammin kuin nykyiset käyttöliittymät.

Sairaanhoitaja keksi ympyrän

Ympyrädiagrammi on kaikkien aikojen menestyksekkäimpiä tapoja kuvata runsasta tai monimutkaista tietoa kaksiulotteisella pinnalla, kuten paperilla tai näytöllä. Esitystavan keksi englantilainen Florence Nightingale – kyllä, sama nainen, jota kutsutaan nykyaikaisen länsimaisen sairaanhoidon perustajaksi.

Krimin sodan aikaan 1850-luvun puolivälissä Nightingale hoiti brittisotilaita Turkissa ja kokosi laajat tilastot heidän sairauksistaan ja kuolinsyistään. Havainnollistaakseen aineistoaan hän keksi jakaa ympyrän sektoreihin, joiden pituus määritteli taisteluhaavoihin, tauteihin ja muihin syihin menehtyneiden osuudet.

Nightingalen ympyrädiagrammi, jota hän itse kutsui polaaridiagrammiksi, on hyvä monenlaisia ominaisuuksia sisältävän tiedon kuvaamiseen. Sen etu muihin graafisiin esityksiin verrattuna on pyöreä muoto. Sen ansiosta diagrammi sisältää informaatiota kaikissa suunnissa ja silmän on helppo hahmottaa sitä. Sektoreiden koon perusteella silmä löytää yksittäiset kohteet nopeasti eikä liiku hyppäyksittäin, kuten vaakasuoraan tai allekkain aseteltua tietoa tutkittaessa.

Sektoridiagrammi hahmottuu selvästi myös näkökentän reuna-alueilla, joten kohteita voi vertailla hyvin nopeasti, vajaassa sekunnissa. Muissa graafisissa esitystavoissa näkökentän reuna-alueille jäävä tieto hämärtyy ja analyysiin tarvitaan useita silmänliikkeitä.

Se sopii käyttöliittymäänkin

Olen koko työurani tutkinut ihmisen näköaistin toimintaa ja hahmottamiskykyä. Jo alkumatkasta huomasin, että monia asioita voi havainnollistaa Nightingalen diagrammilla.

Helsingin yliopistossa kuvasin sillä eri työtehtävissä tarvittavia taitoja ja vertasin niitä työntekijöiden taitoihin. Sektoreiden keskinäiset suhteet paljastivat tehtävät, joissa tarvittiin lisää koulutusta.

Työterveyslaitoksessa sovelsin diagrammia tietolaitteiden vaivalloisuuden arviointiin. Kun siirryin Aalto-yliopiston kauppakorkeakoulun tietämyksen ja innovaatioiden tutkimuskeskukseen, tietolaitteiden käyttö oli muuttumassa. Ihmiset alkoivat kuljettaa mukanaan kannettavia tietokoneita, ja puhelimiin asennettiin tietopalveluja. Kutistuviin välineisiin tarvittiin uudenlaisia ratkaisuja.

Jo Työterveyslaitoksessa mieleeni oli juolahtanut, että ympyrädiagrammia voisi hyödyntää myös käyttöliittymäksi tarkoitetun tiedon esittämiseen. Ryhdyin viiden tietotekniikkaspesialistin kanssa tutkimaan, miten se sopisi mobiililaitteeseen.

Periaate pelasi, mutta tarvittavien sektoreiden määrä tuotti pulmia. Mitä enemmän sektoreita on, sitä pienemmiksi ne muuttuvat ja sitä vaikeammaksi käy valinnan teko. Ongelma ratkesi, kun keksimme tehdä sektoreista dynaamisia niin, että tarkastelun kohteena olevat sektorit kasvavat ja muut puolestaan kutistuvat.

Idea tuntui yksinkertaiselta, mutta jätimme siitä patenttihakemuksen. Se hyväksyttiin 2007, ja viime vuonna valmistui ensimmäinen ympyrädiagrammiin perustuva käyttöliittymä. Se on Twitterissä toimiva Twheel.

Ilpo Kojo on Helsingin yliopiston psykologian dosentti ja Twheel-hankkeen tieteellinen johtaja.

Twheel voitti viime vuonna ensimmäisen palkinnon kansainvälisessä innovaatiokilpailussa.

Lisää innovaatiosta: twheel.com

Suomalaistutkija havaitsi, että maaseudun monimuotoinen luonto saattaa suojata koiria allergialta. Se antaa tukea biodiversiteettihypoteesille.

Kaupunkilaiskoirilla on enemmän allergioita kuin maaseudulla asuvilla. Vähiten allergioita on koirilla, jotka elävät maalla maalaismaiseen tapaan monilapsisessa, muitakin eläimiä omistavassa perheessä ja saavat ulkoilla vapaasti kotipihalla.

Tällaisia asioita koirista Jenni Lehtimäki sai selville väitöstutkimuksessaan, josta Helsingin Sanomat kertoo jutussaan.

Ihmisistä tosin ei samanlaista yhteyttä löytynyt allergioiden ja asuinpaikan väliltä.

Lehtimäki testasi biodiversiteettihypoteesia. Sen mukaan immuunijärjestelmämme häiriintyy ja allergian tapaiset tulehdusperäiset sairaudet lisääntyvät, kun ympäristön monimuotoisuus hupenee ja me altistumme entistä vähemmille luonnon mikrobeille.

Väitöskirja koostui neljästä tutkimuksesta, joista kaksi käsitteli lapsia ja kaksi lemmikkikoiria.

Kummassakaan lapsitutkimuksessa ei löytynyt merkittävää yhteyttä allergioiden ja ihon mikrobien tai luonnon monimuotoisuuden välillä.

Toisin oli lemmikkien laita. Koiranomistajille suunnatun kyslytutkimusken mukaan sairaimpia olivat kaupunkilaiskoirat, joista noin 17 prosentilla oli allergiaa. Maalla osuus oli viitisen prosenttia.

”Kysely osoittaa ensimmäistä kertaa urbaanin ympäristön ja muun nisäkkään kuin ihmisen allergian välisen yhteyden”, Lehtimäki kertoo.

Vielä selvemmän näytön tarjoaa neljäs tutkimus, johon osallistui yhteensä 170 labradorinnoutajaa ja suomenlapinkoiraa.

Se paljasti, että eniten allergioista kärsivät kaupungissa esimerkiksi kerrostalossa asuvat koirat, joilla on ”urbaani elämäntyyli”. Niiden hoidosta vastaa yksi ihminen, joka harrastaa monenlaista ja lenkkeilee paljon koiran kanssa.

Harvinaisimpia allergiat ovat maalaiseen tapaan maalla elävillä koirilla. Niiden iholla on viljalti ympäristöstä peräisin olevia bakteereja.

Lehtimäki ihmettelee, miksi ympäristön ja allergian yhteys tuli ilmi koirilla muttei lapsilla.

”Allergia on monimutkainen sairaus ja ihmiselämä on monimutkaista, mikä saattaa piilottaa ympäristön vaikutuksen”, hän miettii.

Täysin piiloon ihminen ei kuitenkaan jäänyt. Kyselytutkimuksessa paljastui, että jos allergia vaivaa koiraa, omistajakin on todennäköisesti allergikko. Tämä johtuu epäilemättä jostain yhteisestä tekijästä koiran ja omistajan elämäntavoissa tai ympäristössä.

”Maaseutumaisessa ympäristössä koiran ja ihmisen elimistö altistuu mikrobeille, jotka jollakin tavalla tukevat immuunijärjestelmän toimintaa”, Lehtimäki toteaa.

Kysely

Uskotko biodiversiteettihypoteesiin?

Tutustu sisältöön ja lue uusi lehti digilehdet.fi:ssä.

 

Tieteessä 2/2018 

 

PÄÄKIRJOITUS

Kun viha vie

Vihapuhuja ratsastaa alkukantaisella reaktiolla.

 

PÄÄUUTISET

Unissa puhutaan rumia

Myöntisen päiväminän takaa kurkkii
kielteinen yöminä – hyvästä syystä.

Alienkivi on yksi miljoonista

Tähtienvälisiä asteroideja syöksyy
aurinkokunnan läpi jatkuvasti.

Nykyihminen seikkaili
ulos Afrikasta useita kertoja

Yhden ulostulon malli ei enää mitenkään
istu Aasian löytöihin.

Korallit kalpenevat kiihtyvää tahtia

Lämpenevät vedet riistävät
polyypilta elintärkeän kumppanin.

 

ARTIKKELIT

Migreeni vyöryy aivorungosta

Kun sähköt sekoavat hermokeskuksessa,
kipuviestit kiihdyttävät aivot hälytystilaan.

Esinisäkkäät
Maailman valtiaat ennen dinosauruksia

Kehitys kohti meitä käynnistyi jo silloin,
kun maapallon mantereet olivat vielä yhtä.

Siittiöt hukassa

Enää hälytyskellot eivät kilise van kumisevat.
Miesten siittiömäärät ovat romahtaneet.

James Bond
Harmaa agentti hurmasi maailman

Vastoin odotuksia huomaamaton vakooja sai
valtavan huomion. Kohu teki fiktiosta faktaa.

Liikenne jättää tiet

Visio on villi muttei utopiaa. Jokainen sopiva
maapala tarvitaan luonnolle ja ruoalle.

Ennen paras mies oli poikamies

Naiset ja seksi eivät ole aina olleet miehen mitta.
Elämän tärkeät asiat löytyivät pitkään toisaalta.

 

TIEDE VASTAA

Voiko pissa jäätyä kaarelle?

Haudataanko vainajat ilmansuuntien mukaan?

Mikä on puujalkavitsi?

Miksi kuusi kestää lumen painon?

Miten norppa löytää takaisin avannolle?

Voiko avaruusaseman palauttaa Maahan?

 

KIRJAT

Oma dna kantaa suvun historiaa

Marja Pirttivaara teki suomalaisille sukututkijoille uudenlaisen kätevän oppaan.

 

KUVA-ARVOITUS

Klassikkopalsta

kutsuu lukijoita tulkitsemaan kuvia lehden Facebook-sivustolle: facebook.com/tiede.fi

 

OMAT SANAT

Valoa kohti

Entisinä aikoina kantasana tarjosi myös lämpöä.

 

Jos olet Sanoman jonkin aikakauslehden tilaaja, voit lukea uusimman numeron jutut Sanoman Digilehdet-palvelussa.

Ellet vielä ole ottanut tilaukseesi kuuluvaa digiominaisuutta käyttöön, tee se osoitteessa https://oma.sanoma.fi/aktivoi/digilehdet. Aktivoinnin jälkeen pääset kirjautumaan suoraan digilehdet.fi-palveluun.