Voivatko koneet oppia valloittamaan maailman?

Akateemikko Teuvo Kohonen piti 03.11.2015 Otaniemessä fyysikkoalumneille ja muille aiheesta kiinnostuneille esitelmän otsikolla ”Voivatko koneet oppia omaehtoisesti?” Kiinnostava otsikko ja maineikas esiintyjä olivat houkutelleet salillisen kuulijoita paikalle.

Kohonen määritteli omaehtoisen oppimisen tarkoittavan pelkkiin havaintoihin perustuvaa, ilman opettajaa tapahtuvaa oppimista. Hän demonstroi asiaa ensin kirjainjonolla. Koneelle annetaan syötteenä esimerkiksi ”SIMSALABIM” ja koneen tehtävänä on tuottaa lisää samoihin sääntöihin perustuvia kirjainjonoja. Kirjainta I seuraa tässä aina M mutta kirjainta S voi seurata joko I tai A. Päättelemällä seuraava kirjain kahden edellisen perusteella kone selviytyy tehtävästä. Jos tuotettuun kirjainsarjaan halutaan variaatiota, voidaan mahdollistaa kirjainten arpominen koneelle annettavilla säännöillä.

Toisena esimerkkinä Kohonen käytti koneen tekemiä sävellyksiä, jotka oli tehty antamalla syötteenä sävelmä ja käyttämällä vähintään kymmenen edellistä nuottia seuraavan nuotin päättelyyn. Kone pystyy tuottamaan eri tyylilajeja edustavia sävellyksiä mutta Kohosen muusikkoystävän tuomio näistä oli ollut vähemmän mairitteleva: ”Kuulostavat suurten säveltäjämestareiden heikoimpien oppilaiden töiltä.”

Toinen luennolla käsitelty aihe oli Kohosen tunnetuin työ itseohjautuva kartta. Taustalla olevien teorioiden ja todistusten esittely ei mahtunut tunnin luentoon mutta sen sijaan Kohonen esitteli demolla miten suuri joukko kaikissa spektrin väreissä olevia pikseleitä järjestäytyi värien mukaan itseorganisoituvan kartan periaatteita käyttäen. Kohonen kuvasi kartan toimivan vatuloinnin ja iteroinnin periaatteella. Järjestettävästä aineistosta muodostetaan kaksiulotteinen malli, joka voidaan ajatella verkoksi. Vatuloinnilla tarkoitetaan sitä, että verkosta nostetaan yksittäisiä kohtia selvitettäväksi. Iterointi puolestaan tarkoittaa uusien selvitettävien kohtien valitsemista.

Esitelmänsä lopuksi Kohonen vastasi otsikon kysymykseen tiivistetysti. Koneet voivat oppia eli kehittää monimutkaisia tietorakenteita. Ihmiselle luontaista kriittisyyttä, joka on oppimisen perusedellytys, on kuitenkin vaikea ohjelmoida. Tieteiselokuvien skenaariot koneiden vallankaappauksesta eivät siis näytä tällä tietämyksellä toteuttamiskelpoisilta.

Hienoimpia hetkiä luennolla oli kun yleisön joukossa olleet Kohosen tutkimusaluetta tarkemmin tuntevat kuulijat kysyivät teknisesti haastavia kysymyksiä ja akateemikon prosessoidessa vastausta pääsimme lyhyen hetken ajaksi näkemään vilauksen hänen valtavasta tietämyksestään ja osaamisestaan.

Lisää itseorganisoituvista kartoista mm osoitteessa http://docs.unigrafia.fi/publications/kohonen_teuvo