Laskennallinen luovuus on melko uusi tietojenkäsittelyn tutkimusala. Tästä huolimatta sen ympärille on jo kehittynyt aktiivinen, kansainvälinen ryhmä akateemisia tutkijoita. Professori Hannu Toivosen luotsaama Helsingin Yliopiston Discovery-tutkimusryhmä on osa tätä kansainvälistä yhteisöä. Ryhmän kiinnostuksenkohteisiin kuuluvat erityisesti kielellisen luovuuden metodit, kuten runojen koneellinen luominen, sana-assosiaatioiden tutkimus, huumori, sekä automaattinen tekstien yhteenveto. Tämän lisäksi ryhmä on tehnyt tutkimusta musiikin koneellisesta säveltämisestä, ihmisen ja koneen välisestä yhteisluovuudesta, sekä kuvallisten metaforien luomisesta.

Laskennallinen luovuus (hyvin pienessä) pähkinänkuoressa

Kuten Geraint Wiggins on todennut eräässä laskennallisen luovuuden käytetyimmistä määritelmistä  [1]: Laskennallinen luovuus on tietotekniikan tutkimusala, jossa tutkitaan, miten tietokoneella voidaan tuottaa ja tukea sellaista käytöstä, jota pidetään ihmisissä luovana. Tutkimus voi kohdistua sekä luonnollisten systeemien, kuten ihmisen, että keinotekoisten systeemien, kuten koneiden käyttäytymiseen. Tutkimuksessa käytetään useita keinoja ja metodeja, kuten koneellisia simulaatioita.

Käytännössä laskennallisen luovuuden tutkijat ovat yleensä kiinnostuneita luomaan taidetta, kuten kuten runoja tai maalauksia, tai luovien yhteisöjen simuloimisesta. Laskennallisen luovuuden tutkimus sivuaa mm. tiedonlouhintaa, tietokonegrafiikkaa, psykologiaa ja neurotieteitä.

Laskennallinen luovuus Helsingin Yliopistossa

Professori Hannu Toivonen perusti Discovery-ryhmän alunperin uusien tiedonlouhintametodien kehitystä varten. Nykyään näitä menetelmiä käytetään myös luovassa laskennassa. Professori Toivonen toimii aktiivisesti laskennallisen luovuuden tutkijoiden kansainvälisessä yhteisössä: hän on järjestänyt kaksi kertaa kansainvälisen laskennallisen luovuuden syyskoulun, toimii laskennallista luovuutta edistävässä ProSeCCo-verkostossa (Promoting the Scientific Exploration of Computational Creativity) ja on International Conference on Computational Creativity -konferenssin ohjelmatoimikunnan puheenjohtaja vuonna 2015. Ryhmässäkin on kansainvälinen työympäristö. Professori Toivonen on myös aktiivisesti jakanut tietoa laskennallisesta luovuudesta mediassa yleisölle (esim., The Times, DiscoveryNews, New Scientist, Deutsche Welle, CBC Radio, CNET; lisää löytyy täältä).

Laskennallisen runouden luomista ryhmässä tutkii erityisesti tohtoriopiskelija Jukka Toivanen, joka on tutkimusryhmän vastikään Frankfurtin kirjamessuilla esiintyneen laskennallisen runoilijan P.O. Eticuksen pääarkkitehti. Uusien runongenerointimenetelmien lisäksi Toivanen on edistänyt laskennallista runoutta aktiivisesti myös P.O. Eticukseen perustuvalla aivorunoinstallaatiolla. P.O. Eticuksen ensimmäinen versio perustui sapluunametodiin. Metodin avulla muodostettiin ihmisen kirjoittamista runoesimerkeistä sopivia sapluunoita, joiden sisältöä muutettiin korvaamalla sanoja, jotka poimittiin suuresta sanaverkosta. Sanaverkko rakennettiin louhimalla automaattisesti dataa suurista tekstimassoista, kuten Wikipediasta [2]. Viimeisin ryhmän julkaisu runojen saralla kuvaili miten P.O. Eticus käyttää muita tekstejä, kuten uutisartikkeleita, inspiraationaan ja siirtää niiden sisältöä runolliseen muotoon  [3].

Monet P.O. Eticuksen käyttämistä tiedonlouhintametodeista ovat toisen tohtoriopiskelijan, Oskar Grossin, kehittämiä. Gross on keskittynyt työssään sanojen välisten merkittävien assosiaatioiden louhintaan. Sana-assosiaatioiden avulla voidaan ratkaista luovuuteen liittyviä ongelmia. Näitä tekniikoita on käytetty esimerkiksi uutisartikkeleiden tärkeimmäin materiaalin suodattamiseen [4] sekä tehokkaiden dokumenttiyhteenvetojen tekemiseen  [5]. Luovuuden kannalta mielenkiintoinen tulos on ihmisen luovuutta mittaavien ns. RAT-testien (Remote Associates Test) ratkaiseminen keskivertoihmistä paremmin [6].

Yksi kielellisen luovuuden kiinnostavimmista sovellusaloista on huumori. Ryhmässä aiemmin työskennellyt tutkijatohtori Alessandro Valitutti keskittyy tähän alueeseen. Työskennellessään Helsingissä Valitutti tutki huumorin tuottamista automaattisen tekstinsyötön tarkoituksellisilla virheillä [7], [8].

Ryhmä on tutkinut myös hieman musiikin koneellista säveltämistä. Ryhmän aikaisempi jäsen, Aurora Tulilaulu, kehitti Markovin ketjuihin perustuvan metodin, jolla muunnettiin ihmisestä kerättyjä unimittaustuloksia musiikiksi. Aiheesta kirjoitettu artikkeli voitti IDA 2012 -konferenssin Frontier Prize-palkinnon ‘kaikkein omaperäisimmästä ja visionäärisimmästä artikkelista’ [9]. Musiikin alalla tehtyä työtä jatkettiin, kun Toivanen, Toivonen ja Valitutti sävelsivät P.O. Eticuksen kirjoittamille sanoituksille sopivia musiikkikappaleita  [10]. Uusi M.U. Sicukseksi nimetty kone loi sanoitukset käyttäjän määrittelemään teemaan ja tunnelmaan sopiviksi, ja käytti näitä inspiraationa myös nuottien sävellykseen. Sävellyksessä huomioitiin myös sanoitusten tavurakenne ja tauotus. Tällä hetkellä musiikkiin liittyvää laskennallista luovuutta ryhmässä tutkii maisteriopiskelija Petri Myllys, joka luo musiikkisovellusta kännykkään.

Ryhmään talvella liittynyt tutkijatohtori Ping Xiao tutustutti ryhmän uuteen luovuuden alaan - kuvataiteeseen. Hän on aiemmin työskennellyt kuvallisen ilmaisun käsitteellisten mekanismien parissa paneutuen esimerkiksi kuvallisiin mainoksiin [11]. Tällä hetkellä hän jatkaa työtään maisteriopiskelija Simo Linkolan kanssa. He kehittävät metaforiin pohjautuvia kuvallisia koosteita. Lisäksi Xiao kehittää graafiteoriaan pohjautuvaa metodia uusien konseptien luomiseen Eurooppalaisen ConCreTe-projektin puitteissa. Tämä tutkimus yhdistyy hyvin Discovery-ryhmän aiempaan työhön sana-assosiaatiograafien parissa.

Ryhmän tutkimus kattaa myös useampia teteenaloja, sillä tällä hetkellä ryhmä tutkii myös ihmisen ja koneen välistä yhteisluovuutta. Tämä aihe on tärkeä laskennallisen luovuuden metodien soveltamisessa arkielämään. Maisteriopiskelija Anna Kantosalo keskittyy laskennallisen luovuuden sovelluksiin yhteisluovissa tilanteissa. Yksi ryhmän viimeisistä julkaisuista käsittelee P.O. Etikuksen metodien muuntamista interaktiiviseen muotoon [12].

Laskennallisen kielellisen luovuuden projekti CLiC

Ryhmän päämääränä on soveltaa akateemista tietotaitoaan laskennallisessa luovuudeessa myös arkielämän tilanteisiin. Uusi projekti, nimeltään CLiC (Computational Linguistic Creativity), alkoi syyskuussa. Nelivuotista projektia rahoittaa Suomen Akatemia, ja siinä paneudutaan myös laskennallisen luvouuden opetussovelluksiin.

Projekti, jota johtaa professori Toivonen, tutkii mahdollisuuksia parantaa jo olemassaolevia kielellisen tuottamisen laskennallisia metodeja, myös yhteisluovuuden näkökulmasta. Ryhmä testaa tällä hetkellä prototyyppiä runoja generoivasta työkalusta, joka on suunniteltu lapsille. Työkalun kehitys mahdollistaa myös ihmisen ja luovan tietokoneen välisen vuorovaikutuksen tutkimuksen ja työkalun pedagogisen vaikutuksen arvioinnin. Pedagogisten vaikutusten tutkimusta tekhdään yhtiestyössä käyttäytymistieteiden laitoksen tutkijatohtorien Liisa Ilomäen ja Minna Lakkalan kanssa.

Kurssi: The Computational Foundations of Linguistic Creativity

Professori Toivonen on myös aktiivisesti kehittänyt laskennallisen luovuuden opetusta laajemmalle yleisölle. Edellä mainittujen syyskoulujen lisäksi laskennallisen luovuuden seminaari (“Seminar on Computational Creativity”) on järjestetty onnistuneesti jo kaksi kertaa. Viime syksynä pidettiin myös laskennallisen luovuuden johdantokurssi ( “Introduction to Computational Creativity” ). Tänä vuonna asiasta kiinnostuneet voivat tutustua alan tärkeimpiin ajatuksiin vierailevan professorin Tony Vealen kurssilla  “The Computational Foundations of Linguistic Creativity”. Kurssin aihe jatkuu myös käytännön  projektikurssilla.

Lisätietoa Discovery-ryhmän toiminnasta löytyy ryhmän nettisivuilta.Ryhmän koneellisiin taideteoksiin ja aivorunoinstallaatioon voi tutustua täällä. Tämä hetken kansainvälisiin laskennallisen luovuuden tutkimustrendeihin voi tutustua tästä blogikirjoituksesta.