Kaupungit tekoälyä hyödyntämässä

Tekoälyn hyödyntäminen kaupunkien toiminnassa ja datan tuotannossa kiinnostavat selvästi, sillä tällä teemalla järjestetty HRI Loves Developers: Tekoäly kaupungeissa -tapahtuma marraskuussa 2022 keräsi ennätysmäärän osallistujia. Yhteensä linjoilla vieraili tapahtuman aikana 160 tekoälystä kiinnostunutta osallistujaa. Missasitko tapahtuman? Ei huolta, sillä tapahtumasta tehtiin tallenne, joka löytyy tekstitettynä HRI:n Youtube-kanavalta.

Tekoälyn avulla luotu kuva, joka on käytännössä hölynpölyä eikä luettavaa. Reilu kymmenen eri asiaa symboloivaa palloa yhdistyy toisiinsa viivoilla.
Kytö generoi esityksensä taustalla pyörineen kuvituksen DALL-E -työkalulla tekoälyä hyödyntäen. “Yritin generoida myös [tämän] esitykseni puheen sisällön, mutta tulokset jäivät laihaksi. Tekoäly ei siis vielä vie työtäni”, Kytö totesi. Kuva: Nuutti Kytö ja DALL-E.

Jos kaduntallaajalta kysyttäisiin, mitä tekoäly on, saattaisi vastaus sisältää viittauksia viime vuosikymmenien tieteiselokuviin ja niiden usein maailman valloittaneisiin, ihmisvihamielisiin tekoälyhahmoihin, väitti meitä aiheeseen johdatellut Nuutti Kytö, joka työskentelee datatieteilijänä Helsingin kaupungilla. Kaikkivoipa tekoäly on kuitenkin nykypäivänä yhä myytti, mutta suppeaa tekoälyä sen sijaan tavataan jo arkipäiväisissäkin käyttökohteissa.

“Automaatio, ennustaminen, luonnolliset käyttöliittymät, datanlouhinta, optimointi ja generoiva luova työ ovat kaikki esimerkkejä tekoälyn hyödyntämisestä”, Kytö kertoi.

Tekoälylle on useita erilaisia määritelmiä, mutta Kytö yhdisti tekoälyyn ominaisuuksia kuten data, ennustaminen, vuorovaikutus, automaatio ja tavoite. Datan muutokset johtavat muutoksiin tekoälyn toiminnassa, mutta vastavuoroisesti tekoälyn on mahdollista vaikuttaa dataansa. Tekoälyn toiminta perustuu usein ennustamiseen: se tekee arvauksia datan pohjalta matematiikkaan tai määriteltyihin sääntöihin perustuen. Tosielämän tekoäly vuorovaikuttaa ympäristönsä kanssa ja se tekee aina jotakin ihmisen puolesta. Lisäksi tekoälylle on aina määritelty tavoite, johon se pyrkii.

Kokeilujen kautta tekoälyn hyödyntämiseen

Kaupungit ovat tähän mennessä hyödyntäneet tekoälyä pääosin erilaisissa kokeiluissa. Projektipäällikkö Saska Lohi Helsingin kaupungilta kertoi tapahtumassa kokeilusta, jossa pyrittiin tunnistamaan suojateitä avoimena datana saatavilla olevista ilmakuvista koneoppimisen avulla vuonna 2019. Tällöin kaupungin ylläpitämä data tiemerkinnöistä alkoi olla jo viitisen vuotta vanhaa, jolloin se ei ollut paras lähtökohta toiminnanohjaukselle. Kokeilu tehtiin yhteistyössä Integrify-yrityksen kanssa, ja lopputuloksena syntyi koneoppimisen malli, jolla pystytään tunnistamaan suojatiet ilmakuvista ja määrittämään niiden sijainti. Neljässä kuukaudessa syntynyt malli ei ollut tuloksiltaan täydellinen, sillä esimerkiksi vaaleat kattomateriaalit saatettiin tunnistaa virheellisesti suojateiksi.

Petteri Rekomaa Forum Virium Helsingiltä kertoi tapahtumassa AI4Cities-hankkeessa tehdyistä tekoälykokeiluista. Hanke on EU:n rahoittama, kokeiluja on tehty ympäri Eurooppaa useissa maissa ja tavoitteena on tuottaa tekoälyyn perustuvia ratkaisuja, jotka vähentävät hiilidioksidipäästöjä. Helsingissä kokeiltiin mm. liikennevalojen ohjausta tekoälyn avulla liikenteen sujuvoittamiseksi: ohjauksella autojen ei tarvitse turhaan jarrutella luoden lisää päästöjä, ja kevyen liikenteen kulkijat huomioidaan liikenteenohjauksessa tasapuolisemmin. Tulokseksi saatiin, että tekoälyohjaus vähentää autojen pysähtymistä n. 2 %, mikä ei sinänsä kuulosta paljolta, mutta voisi koko kaupungin mittakaavassa vuositasolla tuottaa päästövähennyksiä pienellä vaivalla. Lisäksi Helsingissä on kokeiltu kesän ajan huoneistojen lämpötilan ja energiankulutuksen optimointia tekoälyn avulla. Optimoinnissa on hyödynnetty mm. säätilan ja energiankulutuksen ennustamista olemassa olevan avoimen datan (mm. Nuuka open API) avulla. Kokeilu jatkuu vielä vuoden loppuun, sillä ilmojen kylmetessä saadaan mielekkäämpiä tuloksia.

Materiaalit ja tallenne

Tilaisuuden tallenne: https://youtu.be/4DRQ71SckKY

Seppo Salo Sofor Oy:sta esitteli tapahtumassa yrityksensä tekemää tekoälysovellusta, joka hyödyntää Helsingin avoimena datana julkaisemaa palautedataa. Tekoäly laskee vapaan tekstin palautteille todennäköisyyden johonkin luokitteluluokkaan kuulumiselle ja ryhmittelee näin palautteita niiden sisällön mukaan. Tulokset esitetään interaktiivisessa visualisoinnissa, jonka avulla dataa voi tarkastella useasta eri näkökulmasta.

Kaupungit haluavat hyödyntää tekoälyä eettisesti

Tekoälyn hyödyntämisessä kaupungeissa on paljon potentiaalia ja mahdollisuuksia, totesi datatieteilijä Mikko Niemi Helsingin kaupungilta. Sen avulla voitaisiin esimerkiksi toimia proaktiivisesti eri palveluja personoidusti suositellen ja ennustaa asiakkaiden palvelutarvetta eri ryhmät laajemmin huomioiden. Tekoälyjärjestelmät mahdollistavat aiempaa tehokkaamman automatisoinnin ja palveluiden laadun parantamisen ja siksi niitä halutaan hyödyntää enemmän. Asiaan liittyy kuitenkin myös eettisiä kysymyksiä: miten varmistetaan, ettei tekoäly vinoudu datan tai algoritmien perusteella?

Helsingin kaupunki haluaa itse käyttää dataa ja tekoälyä vastuullisesti ja eettisesti ja toimia suunnannäyttäjänä muille. Esittely- ja hyväksymisvaiheessa olevat Helsingin datan ja tekoälyn hyödyntämisen eettiset periaatteet sisältävät seuraavat 8 periaatetta:

  • ihmislähtöisyys
  • läpinäkyvyys
  • selitettävyys
  • oikeudenmukaisuus ja yhdenvertaisuus
  • vastuu ja luottamuksen ylläpitäminen
  • yksityisyys
  • turvallisuus
  • ihmisen kontrollissa
  • Tutustu periaatteisiin tarkemmin Niemen esityksen tallenteesta tai esitysmateriaaleista.

    Tekoäly maanpeiteaineiston tuotannossa

    “Helsingin seudun maanpeiteaineistoa on tuotettu vuodesta 2014 alkaen, ja nyt on syksyllä valmistumassa vuoden 2022 tilannetta kuvaava aineisto, ja datan tuotannossa käytettiin ensimmäistä kertaa tekoälyä”, kertoi paikkatietoasiantuntija Outi Kesäniemi Helsingin seudun ympäristöpalveluista (HSY).

    Helsingin seudun maanpeiteaineisto on aineisto, joka kuvaa alueen maanpeitettä ja joka tuotetaan hyödyntämällä mm. ilmakuvia ja laserkeilausaineistoja. Lisätietoa maanpeiteaineistosta mm. HSY:n verkkosivuilla.

    Asfaltti- ja hiekkapintojen erottaminen toisistaan kuvantulkintamenetelmin on ollut haaste maanpeiteaineiston aikaisempien versioiden tuotannossa. Kuntien olisi kuitenkin tärkeää erottaa nämä pinnat toisistaan ilmastonmuutokseen sopeutumisen näkökulmasta, sillä satava vesi ei läpäise asfalttipintoja, mikä voi johtaa hulevesitulvien riskiin. Vuonna 2021 HSY liittyi SYKE:n hankkeeseen, jossa päästiin yhteistyössä tanskalaisyritys Scalgon kanssa testaamaan vettä läpäisemättömien ja läpäisevien pintojen luokittelua, ja tulokset olivat hyviä. Tänä vuonna pk-seudun kunnat ja HSY päätyivät tilaamaan maanpeiteaineiston päivityksen samalta yritykseltä. Käytännössä tekoäly parantaa maanpeiteaineistoa seuraavalla tavalla: kuvantulkintamenetelmät tarkastelevat yksittäisten pikselien heijastus- ja väriarvoa, kun taas tekoäly ottaa näiden lisäksi huomioon pikselin ympäristön.

    Tekoäly käyttö luokittelun apuna mahdollistaa paitsi yksittäisten pikselien arvojen huomioinnin, myös vertailun pikselin ympäristöön. Kun huomataan, että tarkasteltava alue kytkeytyy teihin ja lähistölle on pysäköity suuria ajoneuvoja, voidaan melko varmasti olettaa, että kyseisen paikan maanpeite on asfalttia eikä hiekkaa. Kuva: Scalgo.

    Keskusteleva tekoäly työn touhussa tuottaa myös avointa dataa

    Muita tekoälymateriaaleja

    Helsingin kaupungin tekoälyrekisteri

    Tiedote Helsingin datan ja tekoälyn eettisen käytön periaatteiden laadinnasta

    Helsingin yliopiston kaikille avoimet tekoälykurssit

  • Tekoälyn perusteet
  • Tekoälyn etiikka
  • Helsingin kaupungilla on ollut jo vuosia käytössä keskusteleva tekoäly chatboteissa, eli asiakas voi tietyissä tilanteissa saada palvelua ihmisen sijaan chatbotilta, kertoi erityissuunnittelija Janne Kantsila Helsingin kaupungilta. Chatbotteja käytetään kaupungilla tilanteissa, joissa kaupunkilaisen tarpeena on saada neuvontaa tai kysyä usein kysyttyä, yleisluontoista asiaa. Keskustelevan tekoälyn sovelluksia on erilaisia lähtien yksinkertaisimmista toteutuksista, jotka käytännössä tarjoavat ihmisosapuolelle ennalta määrättyjä vaihtoehtoja kulkien reagoivan keskustelun kautta ihmisen avustamiseen vaikkapa matkalippujen ostossa. Chatbotteja hyödynnetään, sillä toiminnassa ollessaan ne voivat mm. laajentaa palveluiden aukioloaikoja, niiden avulla palvelua voidaan tarjota nopeasti ja ruuhkia on helpompi välttää.

    Helsinki teki kesällä uudentyyppisen data-avauksen, kun se avasi Nero-neuvolarobotin koulutusdatan avoimena datana. Nero-neuvolarobotin koulutusdatasta voit lukea lisää tästä artikkelista. Helsinki aikoo jatkossa julkaista chatbottien koulutusdataa avoimena aina kun se on mahdollista.