Timo Honkela: Koneoppiminen humanismin palveluksessa

Timo Honkela, Koneoppiminen humanismin palveluksessa, Juhlaluento, Helsingin yliopisto, 28.5.2014

Koneoppiminenhumanismin

palveluksessa

Timo HonkelaDigitaalisten aineistojentutkimuksen professori

28.5.2014

Helsingin yliopistoNykykielten laitos

KansalliskirjastoDigitointi- ja

konservointikeskus

PROFESSORIEN JUHLALUENNOT


Humanismin laajenevat kehät

EsteettinenEettinen

SosiaalinenEkologinen

Wright, Georg Henrik von (1916 – 2003)Kansallisbiografia


Voivatko koneetauttaa ihmisiä

ja ihmisyhteisöjähyvän elämän

rakentamisessa?

Prof. Anne Birgitta Pessi jaDekaani Ismo Dunderberg


“Digital humanities”

● Humanististen tieteiden tutkimusta tietokoneiden avulla– Digitaaliset aineistot

– Laskennalliset mallit

● Teesi:– Tärkeimmät avoimet kysymykset maailmassamme

liittyvät ihmistieteiden alueelle

Research withinhumanities with

the help of computers- Digital resources

- Computational models

The most important open research questions in the world belong tohumanities and social sciences


Digitaalinen Laskennallinen

Humanistisettieteet

Sisältöjentallentaminenja siirtäminen

Sisältöjenmuokkaaminen

ja tulkinta

Digital Computational


Arkistot

Kirjastot

Yliopistot

Kansalaiset

Tutkijat

Media

DIGITAALISETAINEISTOT

Museot

Opettajat

Taiteilijat

Yritykset

Yhdistykset

Kunnat

ValtioPäätöksen-

tekijät

Toimittajat

Informaatikot


Tekstien louhinta

● Tilastollisen koneoppimisen keinoin kone voidaan laittaa “lukemaan” suuria tekstimääriä ja selvittämään asioita, joita yksittäinen ihminen ei voisi koskaan tehdä.

● Kone voi käydä läpi miljoonia tai tarvittaessa jopa miljardeja tekstejä.

● Tässä on kyse paljon muustakin kuin vain perinteisestä tiedonhausta, koska tavoitteena ei ole löytää yksittäisiä dokumentteja tai tiedonsirpaleita vaan muodostaa ymmärrystä suurista kokonaisuuksista.


Chemistry

Physics andengineering

Biosciences

Medicine

Culture and society

Tuotettu automaattisesti ilman ihmisluokitteluita Suomen Akatemialle osoitetuista3324 hakemuksesta käyttäen tilastollista termi-irrotusta ja itseorganisoivaa karttaa.

Tila

stol

linen

ter

mi-i

rrot

us:

ks.

Pau

kker

i et a

l. 20

08

Hon

kela

& K

lam

i 200

7Suomen tieteen kartta


Esimerkkejä aiemmasta tutkimuksesta

● Honkela & Vepsäläinen (1991): Kokoilmaisujen tulkinta

● Honkela (1993): Tulkinnan subjektiivisuuden ja kontekstuaalisuuden mallintaminen

● Honkela, Pulkki & Kohonen (1995): Grimmin satujen analyysi; sanakategorioiden kehkeytyminen

● Honkela, Kaski, Kohonen, Lagus (1996): Dokumenttikartat

● Legrady & Honkela (1999-2002): Joukkoistettu kartta taidemuseoissa

● Honkela, Hyvärinen & Väyrynen (2003-): Sanapiirrekehkeytys

● Pyysiäinen, Lindeman & Honkela (2003): Uskonnollistenväittämien tulkinnan analyysi



● Honkela, Nordfors & Tuuli (2004): Osaamisen mallintaminen

● O. Kohonen, Katajamäki & Honkela (2004): Shakespearen sonettien analyysi

● Lindh-Knuutila, Honkela & Lagus (2006): Merkitysneuvotteluiden mallintaminen

● Rusanen, Lappi, Honkela & Nederström (2008):Filosofisten väittämien tulkinnan analyysi

● Ellis, Creutz, Honkela & Kurimo (2008):Puheesta puheeseen konekäännös

● Janasik, Honkela & Bruun (2009):Tekstinlouhinta laadullisen tutkimuksen apunaorganisaatiotutkimuksessa



● Van Heeswijk, Miche, Lindh-Knuutila, Hilbers, Honkela, Oja & Lendasse (2009): Aikasarja-analyysi

● Hakkarainen, Engeström, Paavola, Pohjola & Honkela (2009):Tietämyskäytännöt

● Paju, Malmi & Honkela (2011): Historiaa koskevien haastatteluiden sisältö- ja verkostoanalyysi

● Zhang, Augilius, Honkela, Laaksonen, Gamber & Alene (2011): Abstraktin taiteen tuottamien tunnereaktioiden ja kuvasisältöjen vertailu

● Honkela, Izzatdust & Lagus (2012): Vertaistukea edistävätekstinlouhinta

● Mehmood & Honkela (2012): Ympäristökokouksen puheiden analyysi

● Lagus, Vatanen, Kettunen, Heikkilä, Heikkilä, Pantzar & Honkela (2012):Hyvinvointipolkujen etsiminen data-aineistoista


Digitaalisen humanismin lupaus

● Uusien lähestymistapojen avulla voidaan saada ymmärrystä suurista kokonaisuuksista ja asioiden välisistä hienovaraisistakin suhteista

● Ei olla kaukana siitä, että tietokone voi toimia ihmisten apuna sivistyksen edistämisessä

● On syntymässä liittoutuma humanististen ja sosiaalitieteiden sekä tietojenkäsittelytieteiden välillä monimutkaisten inhimillisten ja yhteiskunnallisesti keskeisten ilmiöiden ymmärtämiseksi.


Keskeinen tutkimuksen kohde:

Kieli,kielen oppiminen

ja kielen rooliinhimillisen toiminnankeskeisenä välineenä

Central research topic: Language, language learning and its role as a central tool in human activities


yli 6000 kieltä,paljon murteita

Miljardeja ihmisiäblogs.state.gov

en.wikipedia.org

Suuri määräerilaisia kulttuureja

en.wikipedia.org Yksilölliset tavat suhteuttaa kieli, käsitteet ja maailma toisiinsa

Over 6000 languages,many more dialects

Billions of people

Large number of different culturesSubjectivity of relating language, concepts

and the world to each other

http://www.google.com/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&docid=fpGjDAgwZeixRM&tbnid=HZkrscZ261waAM:&ved=0CAQQjB0&url=http%3A%2F%2Fblogs.state.gov%2Findex.php%2Fsite%2Fentry%2Fworld_youth_conference_2010&ei=vW9QUeaXGsSstAa9toGAAQ&psig=AFQjCNEVcs0UjcwUK4P2YwfwF_PJ0QJlug&ust=1364312360901232


Merkityksen tilannekohtaisuus

red winered skinred shirt

Gärdenfors: Conceptual Spaces

Hardin: Color for Philosophers

Contextuality of meaning


Merkityksen tilannekohtaisuus

“Shall I compare thee to a summer's day?”

? ?

Contextuality of meaning


Tieteenalat järjestettynähakemusten englanninkielisten

osuuksien suhteellisen määrän mukaan(*)

Matematiikka 95.3

Farmasia 94.1

Kemia 93.7

Fysiikka 93.4

Biokemia, molekyylibiologia, mikrobiologia, perinnöllisyystiede ja biotekniikka

93.4

Solu- ja kehitysbiologia, fysiologia ja ekofysiologia 93.4

Tietojenkäsittelytieteet 93.0

Sähkötekniikka ja elektroniikka 92.8

Ympäristötekniikka 92.7

Geotieteet 92.1

Ekologia, evoluutiotutkimus ja systematiikka 92.1

Kone- ja valmistustekniikka 91.9

Metsätieteet 91.4

Avaruustieteet ja tähtitiede 91.0

Prosessi- ja materiaalitekniikka 90.8

Tilastotiede 90.7

Muu ympäristön ja luonnonvarojen tutkimus 90.1

Kliininen lääketiede 89.6

Ekotoksikologia, ympäristön tila ja ympäristövaikutukset 89.5

Ravitsemustiede 89.3

Psykologia 89.0

Liikuntatiede 88.9

Hoitotiede 88.9

Eläinlääketiede 88.5

Kansanterveystiede 88.1

Kielitieteet 87.6

Filosofia 87.3

Liiketaloustiede, talousmaantiede ja tuotantotalous 87.2

Hammaslääketiede 86.7

Kansantaloustiede 86.3

Rakennus- ja yhdyskuntatekniikka 85.9

Maatalous- ja elintarviketieteet 85.4

Ympäristöpolitiikka, -talous ja -oikeus 85.3

Maantiede 84.8

Arkkitehtuuri ja teollinen muotoilu 83.7

Viestintä- ja informaatiotieteet 83.1

Kasvatustiede 82.6

Valtio-oppi ja hallintotiede 82.2

Taiteiden tutkimus 81.6

Sosiaalitieteet 80.4

Kulttuurien tutkimus 79.3

Historia ja arkeologia 78.1

Teologia 77.0

Oikeustiede 70.8

(*) SuomenAkatemialleosoitettujenhakemustenkorpuksessa


Matematiikka 95.3

Farmasia 94.1

Kemia 93.7

Fysiikka 93.4

Biokemia, molekyylibiologia, mikrobiologia, perinnöllisyystiede ja biotekniikka

93.4

Solu- ja kehitysbiologia, fysiologia ja ekofysiologia 93.4

Tietojenkäsittelytieteet 93.0

Sähkötekniikka ja elektroniikka 92.8

Ympäristötekniikka 92.7

Geotieteet 92.1

Ekologia, evoluutiotutkimus ja systematiikka 92.1

Kone- ja valmistustekniikka 91.9

Metsätieteet 91.4

Avaruustieteet ja tähtitiede 91.0

Prosessi- ja materiaalitekniikka 90.8

Tilastotiede 90.7

Muu ympäristön ja luonnonvarojen tutkimus 90.1

Kliininen lääketiede 89.6

Ekotoksikologia, ympäristön tila ja ympäristövaikutukset 89.5

Ravitsemustiede 89.3

Psykologia 89.0

Liikuntatiede 88.9

Hoitotiede 88.9

Eläinlääketiede 88.5

Kansanterveystiede 88.1

Kielitieteet 87.6

Filosofia 87.3

Liiketaloustiede, talousmaantiede ja tuotantotalous 87.2

Hammaslääketiede 86.7

Kansantaloustiede 86.3

Rakennus- ja yhdyskuntatekniikka 85.9

Maatalous- ja elintarviketieteet 85.4

Ympäristöpolitiikka, -talous ja -oikeus 85.3

Maantiede 84.8

Arkkitehtuuri ja teollinen muotoilu 83.7

Viestintä- ja informaatiotieteet 83.1

Kasvatustiede 82.6

Valtio-oppi ja hallintotiede 82.2

Taiteiden tutkimus 81.6

Sosiaalitieteet 80.4

Kulttuurien tutkimus 79.3

Historia ja arkeologia 78.1

Teologia 77.0

Oikeustiede 70.8


“Einsiedeln Abbey is a Benedictine monastery in the town of Einsiedeln in the Canton of Schwyz, Switzerland. The abbey is dedicated to Our Lady of the Hermits, the title being derived from the circumstances of its foundation, for the first inhabitant of the region was Saint Meinrad, a hermit. It is a territorial abbey and, therefore, not part of a diocese, subject to a bishop. It has been a major resting point on the Way of St. James for centuries.” (Wikipedia)

http://en.wikipedia.org/wiki/Benedictine_Order

http://en.wikipedia.org/wiki/Monastery

http://en.wikipedia.org/wiki/Einsiedeln,_Switzerland

http://en.wikipedia.org/wiki/Canton_of_Schwyz

http://en.wikipedia.org/wiki/Saint_Meinrad

http://en.wikipedia.org/wiki/Hermit

http://en.wikipedia.org/wiki/Territorial_abbey

http://en.wikipedia.org/wiki/Diocese

http://en.wikipedia.org/wiki/Bishop_%28Catholic_Church%29

http://en.wikipedia.org/wiki/Way_of_St._James


Eri näkökulmatDifferent perspectives


Sanat heijastelevat todellisuutta, eivät ole sen jäännöksetön jäljennösWords reflect reality, not being an exact copy of it


“... tre slutsatser ...”

Prof. Mårten Knuts

“... situationskänsligsätt ...”


Merkitykset ovat yksilöllisiä

● HyväGood

● ReiluFair

● HyödyllinenUseful

● TieteellinenScientific

● DemokraattinenDemocratic

● KestäväSustainable

● jne.etc.

Asianmukaisessa merkityksenteoriassa tämä on huomioitava.

A proper theory of meaning has to take this into account.

Meanings are subjective


Kieli on sosiokognitiivineneli sekä yksilö- ettäyhteisötason ilmiö

Language is a socio-cognitive phenomenon,it exists both at an individual

and a social level


Kielen yksilötason oppimisen jayhteisötason muuttumisen

kehityskulut ovatsekä konvergentteja

että divergenttejä

Both convergent and divergent processestake place when language

is learned at an individual leveland is changing at social level


Merkitys on pikemminkintilastollinen kuinlooginen ilmiö

It is more fruitful to consider meaning as a statistical

than a logical phenomenon


Menetelmällinen moninaisuus

● Tilastotiede● Todennäköisyys-

laskenta● Informaatioteoria● Simulointi● Matriisilaskenta● Tensorialgebra

● Hahmontunnistus● Koneoppiminen● Dynaamisten

järjestelmienteoria

● jne.

Kielen, sen tulkintaan ja oppimiseenliittyvien ilmiöiden monimutkaisuuden

ja hienovaraisuuden takia tarvitaanmonipuolinen menetelmäjoukko


Kaksi esimerkkiä

● Kielen ilmaisut suhteutettuina visuaalisiinhavaintoihin

(Multimodally Grounded Language Technology-niminen akatemiaprojekti)

● Merkitysten yksilöllisen tulkinnan mittaaminen

(GICA-menetelmä,Grounded Intersubjective Concept Analysis)


Multimodally Grounded Language Technology

Suomen Akatemian rahoittama hanke 2011-14

Mukana olevat laitokset:

* Tietojenkäsittelytieteen laitos

* Mediateknologian laitosJuha Raitio

Modelingsubjectivity


Liike Kieli

KäveleeLöntysteleeHyppelehtiiKäppäileeNilkuttaaJuokseeHölkkääAstelee

Raahustautuu...

nopeastisurullisesti

iloisestiväsyneestivaikeastinilkuttaenmadellen

tyylikkäästiontuen

...


Liike Kieli


Timo Honkela, Juha Raitio, Krista Lagus, Ilari T. Nieminen, Nina Honkela, and Mika Pantzar.

Subjects on objects in contexts: Using GICA method to quantify epistemological subjectivity.

Proceedings of IJCNN 2012, International Joint Conference on Neural Networks, pp. 2875-2883, 2012.


GICA: Grounded Intersubjective Concept Analysis- Tulkinnan yksilöllisyyden mallintaminen

Sanat,fraasit,tulkinnat tms.

Kontekstit

Yksilöt


Sanan 'terveys' (health) analyysi


Humanismin laajenevat kehät

EsteettinenEettinen

SosiaalinenEkologinen

Wright, Georg Henrik von (1916 – 2003)Kansallisbiografia


TiedeScience

YhteiskuntaSociety

KulttuuriCulture


TiedeScience

YhteiskuntaSociety

KulttuuriCulture

OppiminenLearning

PäätöksentekoDecision making

InfrastruktuuritInfrastructures

MoninäkökulmaisuusMultiple perspectives

VaaliminenPreservation

YmmärtäminenUnderstanding


TiedeScience

YhteiskuntaSociety

KulttuuriCulture

OppiminenLearning

PäätöksentekoDecision making

InfrastruktuuritInfrastructures

MoninäkökulmaisuusMultiple perspectives

VaaliminenPreservation

YmmärtäminenUnderstanding

VAPAUTUMINENMÄÄRÄMUOTOISUUDEN

TAAKASTA


Toiminta verkostossa

Helsinginyliopisto

Tietojenkäsittely-tieteen laitos

Nykykieltenlaitos

Muut laitoksetja tiedekunnat

Mikkelinyliopisto-keskus

Mikkelinammatti-

korkeakoulu

Kansallis-kirjasto

Mikkelinkaupunki

Digitointi- jakonservointi-

keskus

FIN-CLARIN



Helsinginyliopisto


Nykykieltenlaitos


Aalto-yliopisto


Mikkelinammatti-

korkeakoulu

Kansallis-kirjasto

Turunyliopisto

Kansallis-arkisto

Tampereenyliopisto

Kuluttaja-tutkimus-keskus



Helsinginyliopisto


Nykykieltenlaitos


Aalto-yliopisto


Mikkelinammatti-

korkeakoulu

Kansallis-kirjasto

Turunyliopisto

Kansallis-arkisto

Tampereenyliopisto

Kuluttaja-tutkimus-keskus

Kansainvälinentutkimus- jamuistiorganisaatio-yhteisö


Toimintatavat

Vapaamuotoinentutkimus

Tutkimus-projektit

Opiskelija-projektit

Digital humanitieshackathon

“Maailman-parannusillat”

Yhteis-kunnallinenkeskustelu

javaikuttaminen

Muut julkaisut

Tieteellinenjulkaiseminen

Luennot

Esitelmät

Activities


Kiitos!Tack!

Thank you!Merci!

Obrigado!

¡Gracias!Danke schön!有り難う謝謝

Σας ευχαριστούμε!

Documents

Timo Honkela: Koneoppiminen humanismin palveluksessa