Tilojen käytön ohjaaminen ilmanlaatuun perustuvalla koneoppimisella

Kevät 2019, Turku

Julkisissa sisätiloissa opastaminen perustuu perinteisesti fyysisiin opastetauluihin ja karttoihin, joiden avulla opastamisen tarpeessa olevat henkilöt löytävät etsimänsä tilat. Turun kampusalueen ICT-talossa perinteisen opastamisen rinnalle ja vaihtoehtoiseksi lähtökohdaksi otettiin tilojen reaaliaikaiseen ilmanlaatuun perustuva opastus. Tavoitteena oli luoda ilmanlaatu-sensoreita hyödyntävä sovellus, jonka avulla käyttäjät löytävät vapaan ja ilmanlaadultaan heille soveltuvan tilan eli kiinnittää huomio tietyn tilan löytämisen sijaan tilan soveltuvuuteen käyttötarkoitukseensa ja tilan käyttöasteeseen. Sovelluksen teknistä toimivuutta testattiin kevään 2019 aikana. Toteuttajana oli Turku AMK.

Taustaa

Turun Kupittaalla sijaitseva ICT-talo on yksi suurimmista kampusrakennuksista alueella. ICT-talossa on useita luokka- ja ryhmätyötiloja sekä neuvotteluhuoneita eri alojen opiskelijoiden ja henkilökunnan käytössä. Rakennuksen käyttäjämäärät ovat huomattavasti lisääntyneet kuluvan vuoden aikana ja tilojen varausaste on myös kasvanut. Tilojen käyttöastetta olisi mahdollista nostaa edelleen, jos tieto vapaista tiloista olisi todellinen ja reaaliaikainen, eikä perustuisi ainoastaan varauskalenterin tietoihin. Ongelmana on, että varatut tilat saattavat olla vain osan aikaa käytössä tai käyttämättömiä varauksia ei peruuteta ollenkaan, jolloin tilaan ei hakeudu esimerkiksi opiskelijaryhmiä, jotka etsivät vapaata työskentelytilaa.

Toteutus

Kokeilulla yritettiin hakea ongelmaan ratkaisua reaaliaikaisesta ilmanlaadun mittauksesta ja sen esittämisestä mobiilipohjaisella pohjakartalla. Ilmanlaatua mitattiin lähinnä hiilidioksidin määrällä ilmassa. Sen lisäksi mitattavia asioita olivat mm. tilassa tapahtuva liike, valon määrä (lux), ilmankosteus ja lämpötila. Mittaustuloksista pääteltiin onko tila käytössä ja karkeasti arvioiden myös montako ihmistä tilassa on (tila on tyhjä, vähän ihmisiä, täynnä ihmisiä). Tulokset esitettiin käyttäjälle ICT-talon pohjakartalla, jossa kukin tila sai värin sen mukaan mikä oli kyseisen tilalle laskettu ilmanlaatu-indeksi ja käyttö. Esimerkiksi tilat, jotka ovat täynnä, merkittiin punaisella värillä pohjakartassa. Käyttäjä voi siten hakeutua tilaan joka on vapaa ja terveellinen. Koneoppimista hyödynnettiin sensorien tuottaman datan tulkinnassa tilatyypin mukaan. Konetta opetettiin jakamalla tilat kokoluokkiin ja laskemalla tiloissa oleskelevat henkilöt manuaalisesti.

Kokemuksia

Loppukäyttäjien palautteita kokeilussa ei kerätty, koska kokeilussa keskityttiin ensin sovelluksen toimivuuden ja koneen tekemän tulkinnan oikeellisuuden varmistamiseen. Tekninen ratkaisu todettiin kokeilussa toimivaksi ja mahdolliseksi käyttöönottaa. Koneoppiminen ja sensoridatan tulkinnan tarkentaminen edellyttää nyt kerättyä dataa (n. 50 mittauskertaa ja 1000 mittaustulosta) enemmän konetta opettavaa materiaalia sekä muiden muuttujien kuten ilmastoinnin ja tilakoon yksityiskohtaisempaa huomiointia. Reaaliaikaisen opastamisen lisäksi ratkaisun todettiin olevan hyödyllinen myös tilahallinnon tarpeita ajatellen esimerkiksi tilavarausten ja tilojen todellisen käyttöasteen välisen suhteen seurantaan.
Kokeilun toteuttajana oli Turun ammattikorkeakoulun Tietoliikenne ja tietoturva –tutkimusryhmä.
Ryhmän tutkimuksen tavoitteena on kattaa laajasti yritysten liiketoimintaan liittyvät tietojärjestelmät, tietoverkot ja niiden käyttöön liittyvät tietoturvahaasteet sekä siirtää kertynyt osaaminen yrityksiin.