Innovations in Business, Communication and Technology (InBCT)

Projektisuunnitelman liiteosa

Osahankkeiden kuvaukset

1.11.2001 –31.12.2004

Päivitetty 25.11.2002

Jyväskylän yliopisto
Agora Center

SISÄLLYS

1. Ihminen, vuorovaikutus ja luottamus
1.1 Vuorovaikutus ja yhteisöllisyys verkoissa
1.2 PRUDETEA The Psychological basis of tRUst and DEvelopment of TEchnological Applications (PRUDETEA-project); Luottamuksen psykologiset perusteet teknologisten sovellusten kehittämisessä ja liiketoiminnassa
2. Käyttäjä verkottuneessa toimintaympäristössä
2.1 Uudet tiedonhallintamenetelmät
2.2 Mukautuvat käyttöliittymät: psykologinen lähestymistapa epätyypillisten käyttäjien personointiin
2.3 Uusien tuotesukupolvien käyttäjien kognition huomioivat kehittämisperusteet
2.4 Koulutusteknologian laboratorio
2.4. (II) A-KIT = Agora Exploratory Environment for Knowledge Discovery
3. Industrial IT
3.1 Industrial IT Centre
3.2 Peer-to-Peer Communication/Computation in Mobile-to-Mobile Environment
3.2.1 Peer-to-Peer communication/computation
3.2.2 Data Fusion in Peer-to-Peer environment
3.3 SERAMON -Adaptive Service Aggregation in IP Mobile Networks
3.4 Ad hoc-radioverkon liikenteen optimointi variaatioepäyhtälöiden avulla
Traffic Optimization of Ad-Hoc Radio Network with Variational Inequalities
4. Future Business Models
InBCT 4.1  Customer-based positioning in mobile environment
InBCT 4.2 Seamless user experience in an electronic environment

1. Ihminen, vuorovaikutus ja luottamus 
Johtaja: professori Maarit Valo, Jyväskylän yliopisto, viestintätieteiden laitos

1.1 Vuorovaikutus ja yhteisöllisyys verkoissa 

Vastuuhenkilö: FT Pertti Hurme, Jyväskylän yliopisto, viestintätieteiden laitos

Lähtökohta. Vuorovaikutus toisten kanssa on ihmisen tarpeista vahvimpia. Ihmiset ilmentävät yhteisöllisyyttään muodostamalla ryhmiä sekä verkottumalla myös pienryhmää laajemmiksi yhteisöiksi. Samoja sosiaalisen elämän lähtökohtia ja muotoja ihminen toteuttaa myös nykyisissä ja tulevissa tietoverkoissa. Siten verkot ja niiden informaatioteknologiset sovellukset eivät vain "välitä informaatiota", vaan niissä on pohjimmiltaan kyse ihmisten viestinnästä toistensa kanssa. Informaation lähettäminen ja vastaanottaminen on aina ihmisten keskinäistä verkottumista. Verkoissa siis “kaikki eivät viesti kaikkien kanssa“, vaan näyttää siltä, että ihmiset niissäkin haluavat tuntea kuuluvansa ryhmiin ja yhteisöihin. Emme kuitenkaan vielä tiedä, millaista yhteisöllisyyttä ja millaisia viestintäsuhteita ihmiset haluavat verkoissa rakentaa ja toteuttaa. 

Tutkimuskohde ja tavoite. Tutkimuksen kohteena ovat ihmisten yhteisöllisyys ja sen rakenteet sekä keskinäinen verkkovuorovaikutus. Hankkeen tavoitteena on analysoida verkkovuorovaikutuksen ja verkkoyhteisöllisyyden tarpeita, kehittymismekanismeja, prosesseja ja tuloksellisuutta. Hanke tuottaa tietoa siitä, millaisia vaatimuksia sosiaalisen vuorovaikutuskäyttäytymisen dynamiikka asettaa tulevaisuuden verkkosovelluksille ja -palveluille. Tavoitteena on ihmisen vuorovaikutuksen ja yhteisöllisyyden säännönmukaisuuksien hahmottaminen ja huomioonottaminen viestintä- ja informaatioteknologian innovaatiotyössä sekä uusien palvelu- ja liiketoimintojen kehittämisessä. Ovatko yhteisöjen muodostumismekanismit samat kuin kasvokkaisviestinnässä? Millaisia vuorovaikutusyhteyksiä ja -yhteisöjä verkoissa syntyy? Miten interpersonaalinen luottamus verkoissa kehittyy? Millaisissa rakenteissa ihmiset viestivät verkossa silloin, kun kontekstina on yksityinen elämä tai työelämä? Millaisia palveluja ja sisältöjä ihmiset tarvitsevat verkottuakseen tehokkaammin ja onnistuneemmin toistensa kanssa? 

Tehty. Valmistunut perustaa luova kartoitus luottamuksesta viestinnällisenä ja ihmisten välisen kasvokkais- ja verkkovuorovaikutuksen ilmiönä. Kehittynyt uusi puheviestinnän, yhteisöviestinnän ja interaktiivisen verkkoviestinnän yhdistävä tutkimus- ja sovellusnäkökulma: vuorovaikutus ja yhteisöllisyys verkoissa. Vuoden 2002 aikana on käynnistynyt viisi väitöskirjatutkimusta:
- Vuorovaikutussuhteet viestintäteknologian avulla toimivissa vertaistukiryhmissä. 
- Teknologia kulttuurienvälisen luottamuksen rakentamisen välineenä kansainvälisissä kansalaisjärjestöissä. 
- Ryhmäprosessit ja vuorovaikutus nuorten työntekijöiden sitoutumiseen vaikuttavina tekijöinä viestintäteknologian avulla toimivassa projektiorganisaatiossa. 
- Yhteisöllisyys ja luottamus tietoverkoissa. 
- Yksityinen ja julkinen identiteetti teknologiavälitteisessä yhteisössä. 
Valmistunut julkaisusuunnitelma (Agora-sarja, viestinnän tieteellinen verkkolehti).

Tuotettu. Raportti Luottamus vuorovaikutuksessa: teknologiavälitteinen vuorovaikutus ja luottamuksen rakentuminen; julkaistaan Agora-sarjassa. Raportit Vuorovaikutteisuus yritysten rekrytointiverkkosivuilla ja Miltei kasvokkain: näkökulmia teknologiavälitteiseen viestintään valmistuvat  syksyllä.

Osatavoitteet. 
-	Tutkimus selvittää viestintäosaamista verkkoympäristössä sekä sen eroja kasvokkaistilanteiden viestintäosaamiseen: miten video- ja audioyhteyteen perustuva viestintäteknologia eroaa tekstipohjaisesta vuorovaikutuksesta viestinnällisen käytettävyyden, viestintäprosessien ja viestinnän tulosten suhteen. Edelleen tutkitaan, millaisia viestintätaitoja tarvitaan mobiilissa verkkoympäristössä ja millaisten tekijöiden varaan henkilökohtainen interpersonaalinen luottamus verkossa rakentuu. 

-	Tutkimus selvittää organisaation muuttumista verkkoviestinnän myötä: miten viestinnän uudet muodot vaikuttavat organisaation, työyhteisön ja tiimin toimintaan ja tuloksellisuuteen. Erityiskohteita ovat hajautettujen organisaatioiden ja tiimien sisäiset viestintäyhteydet sekä uusien audiovisuaalisten mahdollisuuksien hyödyntäminen niissä. 

-	Tutkimus selvittää interaktiivisia verkkopalveluja sekä niiden erikoistumista ja viestinnällistä käytettävyyttä, johon liittyvät myös vuorovaikutuksen yksilöllistäminen ja mukauttaminen. Projektiin valitaan yksi tai muutama keskisuomalainen organisaatiokonteksti, joissa vuorovaikutteisen verkkopalvelun mahdollisuuksia analysoidaan.

Hankkeessa valmistuu yksi väitöskirja ja 2-3 pro gradu -tutkielmaa. Hankkeessa työskentelevät kirjoittavat useita tieteellisiä artikkeleita, pitävät esitelmiä sekä kansallisissa että kansainvälisissä kokouksissa ja valmistavat oppimateriaalia.

Aikataulu
Hanke toteutetaan 1.1.2002–31.12.2004. Hankkeen vastuullisena johtajana on professori Maarit Valo Jyväskylän yliopiston viestintätieteiden laitoksesta. Projektin johtaminen toteutuu yliopiston virkatyönä.

	2002	2003	2004	
	1	2	3	4	1	2	3	4	1	2	3	4	
Osahankkeet	
Viestintäosaaminen
verkkoympäristössä													
Viestintä ja organi-saation muuttuminen													
Interaktiiviset 
verkkopalvelut													

Toteutuneet 2002:

1.1	2002	
	1	2	3	4	
Osahankkeet	
Luottamus viestinnällisenä ilmiönä (Marila & Ylinen)	xx	xxx			
Vuorovaikutteisuus yritysten rekrytointiverkkosivuilla (Neittaanmäki)	xx	xxx			
Ryhmäprosessit ja vuorovaikutus nuorten työntekijöiden sitoutumiseen vaikuttavina tekijöinä viestintäteknologian avulla toimivassa projektiorganisaatiossa (Sivunen)			xx	xxx	
Yhteisöllisyys ja luottamus tietoverkoissa (Siitonen)			xx	xxx	
Yksityinen ja julkinen identiteetti teknologiavälitteisessä yhteisössä (Jäkälä)	x	xx	xx	xxx	
Työyhteisöjen ja tiimien toiminta ja tuloksellisuus verkkoympäristössä (Hurme)			x	xxx	

Osaohjelma 1.1 vuonna 2002
 
-	Ella Marila & Annaleena Ylinen: Luottamus viestinnällisenä ilmiönä (1.2. - 30.6.2002; pro gradu -työ)

-	Minna Neittaanmäki: Vuorovaikutteisuus yritysten  rekrytointiverkkosivuilla (11.2. -10.6.2002; pro gradu -työ)

-	Mikko Jäkälä: Miltei kasvokkain - näkökulmia teknologiavälitteiseen  viestintään (1.3. - 31.5.2002; lisensiaatintutkimus valmistuu  toukokuussa)

-	Mikko Jäkälä: Yksityinen ja julkinen identiteetti  teknologiavälitteisessä yhteisössä (1.8. - 31.12.2002; väitöskirjatyö)

-	Anu Sivunen: Ryhmäprosessit ja vuorovaikutus nuorten työntekijöiden  sitoutumiseen vaikuttavina tekijöinä viestintäteknologian avulla  toimivassa projektiorganisaatiossa (15.8. - 31.12.2002;  väitöskirjatyön aloitus)

-	Marko Siitonen: Yhteisöllisyys ja luottamus tietoverkoissa (1.9. -  31.12.2002; väitöskirjatyön aloitus)

-	Pertti Hurme: Työyhteisöjen ja tiimien toiminta ja tuloksellisuus  verkkoympäristössä (1.9. - 31.12.2002)

 Lisäksi 1.1-osaohjelmaan kytkeytyvät seuraavat tutkimukset:

-	Ella Marila: Teknologia kulttuurienvälisen luottamuksen  rakentamisen välineenä kansainvälisissä kansalaisjärjestöissä  (1.9.2002 alkaen; väitöskirjatyön aloitus; ei rahoitusta InBCT:stä)

-	Annaleena Ylinen: Vuorovaikutussuhteet viestintäteknologian avulla  toimivissa vertaistukiryhmissä (1.9.2002 alkaen; väitöskirjatyön  aloitus; ei rahoitusta InBCT:stä)

Tutkimussuunnitelma 2003, Pertti Hurme & Maarit Valo 17.11.2002

Hankkeessa tutkitaan sekä perinteisessä että langattomassa verkossa tapahtuvaa kahdenvälistä vuorovaikutusta ja viestintäteknologioiden yleistymisen myötä muuttuvaa ryhmä- ja organisaatioviestintää. Tutkimus kohdistuu kompetenssiin ja luottamukseen erilaisissa teknologiavälitteisissä viestintäympäristöissä. Erityisesti tarkastellaan hajautettuja, viestintäteknologioita käyttäviä organisaatioita, työryhmiä ja tiimejä. Lisäksi selvitetään vuorovaikutuksen mekanismeja ja yhteisöllisyyden vaatimuksia interaktiivisten verkkopalvelujen kannalta. Hankkeen tavoite on selvittää viestinnän edellytyksiä teknologiavälitteisissä ympäristöissä ja soveltaa saatua tietoa innovaatioiden luomiseen. 

Hankkeen tutkijat keskittyvät seuraaviin tutkimuksiin:
- teknologia kulttuurienvälisen luottamuksen välineenä kansainvälisissä järjestöissä (Ella Marila)
- viestintäteknologian käytön yhteys sitoutumiseen virtuaalitiimissä (Anu Sivunen)
- yhteisöllisyyden edellytykset ja kehittyminen verkkoryhmissä (Marko Siitonen)
- mobiiliviestintä hajautetuissa organisaatioissa (Päivi Valtonen)

Tutkimusyhmässä toimii myös puheviestinnän assistentti Annaleena Ylinen, jonka tutkimuksen aihe on erimielisyydet ja konfliktit verkkovuorovaikutuksessa. 

Tutkimuksia suoritetaan organisaatioissa yhteistyössä organisaatioiden kanssa. Vuonna 2003 luodaan toimivat yhteydet tutkimukseen osallistumiseen kiinnostuneisiin yrityksiin ja muihin organisaatioihin, etenkin keskisuomalaisiin. 

Hanke esittää Yhdysvalloissa syksyllä 2003 pidettävään, viestinnän alan suurimpaan kongressiin (National Association of Communication) omaa paneelia, jossa jyväskyläläiset tutkijat esittelevät tutkimustaan. Paneelin puheenjohtajana toimii professori Maarit Valo, esiintyjinä Pertti Hurme, Ella Marila, Marko Siitonen, Anu Sivunen ja Annaleena Ylinen. Kongressiin osallistumisesta aiheutuu myös ulkopuolelta ostettavia kielentarkastuskuluja.

1.2 PRUDETEA The Psychological basis of tRUst and DEvelopment of TEchnological Applications (PRUDETEA-project); Luottamuksen psykologiset perusteet teknologisten sovellusten kehittämisessä ja liiketoiminnassa 

Vastuuhenkilöt: FT Hannakaisa Isomäki, Jyväskylän yliopisto, tietojenkäsittelytieteiden laitos ja  PsT Marja Kokkonen, Jyväskylän yliopisto, psykologian laitos

Luottamus on keskeinen ihmisten aktiivista toimintaa ja keskinäistä vuorovaikutusta ylläpitävä tunne, jota on tarpeen tukea erityisesti tietoverkkoympäristöissä toimittaessa. Koska perinteisen, kasvotusten tapahtuvan vuorovaikutuksen tarjoamat keinot luoda ja ylläpitää luottamusta puuttuvat tai ovat luonteeltaan ratkaisevasti erilaisia tietoverkoissa toimittaessa, korostuu nykyaikaisten teknologioiden kyky herättää ja tukea luottamuksen tunnetta käyttäjissään. Kansainvälisesti verkottuneiden yritysten globaalisti toimivat työryhmät ovat hyvä esimerkki tilanteesta, jossa teknologian hyödyllisyys riippuu sen kyvystä tukea luottamuksen tunnetta ihmisten toiminnassa. Tämän hankkeen tavoitteena on selvittää modernin informaatio- ja kommunikaatioteknologian kykyä välittää luottamuksen tunnetta sekä löytää selkeitä teknologian kehittämisen kriteereitä.

Keskeisiä näkökulmia selvitettäessä modernin informaatio- ja kommunikaatio-teknologian kykyä välittää luottamuksen tunnetta ovat ihmisten persoonalliset erot luottamuksen tunteen kokemisessa ja luottamuksen tunteen tarkastelu käytön aikaisena käyttöliittymäspesifinä ilmiönä. Hankkeessa selvitetään vuosina 2002-2004 ihmisten personointia luottamuksen tunteen suhteen ja käyttöliittymien luottamusta tukevan vuorovaikutuksen elementtejä. 

Tavoitteena on vuosina 2002-2003:
Välitavoite 1: Löytää ihmisten välisiä persoonallisia eroja luottamuksen tunteen kokemisessa tutkimalla luottamusta edesauttavia ja estäviä persoonallisuuden piirteitä.
	
Osatavoitteet ja niiden ajoitus:

Toteutuneet 2002:

1.1	Olemassa olevien luottamus-mittareiden kalibrointi (1.1.2002 - 3.5.2002)

1.2 Mittareiden vertailu ja parhaan valinta psykometristen ominaisuuksien perusteella (6.5. - 27.9.2002)

Tavoitteena 2003:

1.3 Luottamuksen kokemisen selittäminen pysyvillä persoonallisuuden piirteillä, siten että voidaan määritellä missä määrin luottamuksen kokemisen tapa on pysyvä ja yksilölle tyypillinen sekä missä määrin se selittyy ohimenevillä tilannekohtaisilla tekijöillä. (30.9.2002 – 28.2.2003)

Välitavoite 2: Selvittää minkälaiset käyttöliittymäelementit tukevat tai purkavat luottamuksen tunnetta käyttäjissä ottaen huomioon ihmisten persoonalliset erot luottamuksen tunteen kokemisessa.
	
Osatavoitteet ja niiden ajoitus: 

2.1	Olemassa olevan emotionaalisen käytettävyyden tutkimuslaitteiston kalibrointi luottamustutkimusta varten (1.1. – 30.4.2003)

2.2 Koehenkilöiden valinta psykometristen mittausten perusteella 
      (vrt. kohta 1.3) (1.5. – 20.6.2003)

2.3 Selvitetään minkälaiset käyttöliittymäelementit tukevat tai purkavat  
      luottamuksen tunnetta käyttäjissä (esim. elektronisessa kaupankäynnissä)               
      (4.8. – 19.12.2003)

Resurssit

Ajankohta	Resurssi	
1.1.2002 -  28.2.2003	Erikoistutkija (PsT Marja Kokkonen)	
1.1.2003 – 31.12.2003	Erikoistutkija (FT Hannakaisa Isomäki)	
1.1.2002 -  31.5.2002	Tutkimusapulainen (psyk.yo N.N.)	

Team Leaders: Dr. Hannakaisa Isomäki, Department of Computer Science and Information Systems and 
Dr. Marja Kokkonen, Department of Psychology 
Research Assistants: Anni Tirkkonen, Emmi Ignatius, Jani Ruotsalainen

Progress to Date:

The PRUDETEA project examines the emotion of trust among people, and the ability of modern information and communication technology (ICT) to convey the emotion of trust between humans and technology, as well as between humans in technological environments. The emphasis of research has been during 2002 on the psychological basis of trust, and during 2003 on the individual differences in experiencing trust in human-technology interaction. The project has followed the previously presented research plan, and has proceeded as follows:

March-May 2002:  literature review on trust, a search and selection of the appropriate measures of trust, consultation with other researchers/research groups.

June 2002:  English-Finnish translation and testing of the trust measures, development of the final measurement techniques (both electronic and paper-and-pencil versions), contact with two participating IT-companies, writing of the review article on trust.

July 2002: data collection in two IT-companies, saving data, submission of the review article on psychological trust for publication (Ignatius & Kokkonen: Psykologinen luottamus: riskinottoa ja odotuksia)
 
August 2002:  preparations for collecting data in two other additional organizations, planning for our collaboration with the University of Porthsmouth, U.K.

September 2002:  data collection in two additional organization starts, saving data, analysis of the IT-data begins. 

October-November 2002: data collection in Porthsmouth will start (Jani Ruotsalainen), pro gradu studies on trust will begin (Emmi Ignatius), feedback for IT-companies. The second phase of research begins by collecting data. 

December 2002:  evaluation and planning for 2003

Cooperation with Organizations

The PRUDETEA-project has successfully collected data from two IT-companies, and is starting data collection in two educational institutions. Scientific collaboration will also take place with the Department of Psychology, University of Portsmouth, U.K.

Interest Areas

Human-computer interaction; the psychology of trust: risk-taking and expectations; trust, burn-out and job satisfaction; human adaptation in technological environments; the dynamics of trust in human-computer interaction; user interface design.

Luottamuksen psykologiset perusteet ja teknologian kehittäminen

Projektissa tutkitaan uuden informaatio- ja kommunikaatioteknologian kykyä välittää luottamuksen tunnetta sekä ihmisen ja teknologian välisessä vuorovaikutuksessa että ihmisten välillä teknologisissa ympäristöissä. Tavoitteena on löytää teknologian kehittämiskohteita. 

Projekti on kolmevuotinen. Ensimmäisenä vuonna tutkimus keskittyy luottamuksen psykologisen perustan analyysiin. Toisen projektivuoden aikana analyysin painopistealueina ovat luottamuksen tunteen kokemisen yksilölliset erot ihminen-teknologia vuorovaikutuksessa sekä luottamuksen tunteen dynamiikka erilaisissa teknologisissa ympäristöissä. Kolmantena vuonna selvitetään luottamuksen tunteen kokemista ihmisten välisessä teknologiavälitteisessä vuorovaikutuksessa. 
Tutkimus toteutetaan yhteistyössä suomalaisten IT-yritysten sekä suomalaisten ja englantilaisen koulujen kanssa.
2. Käyttäjä verkottuneessa toimintaympäristössä
Johtaja: professori Heikki Lyytinen, Jyväskylän yliopisto, psykologian laitos

2.1 Uudet tiedonhallintamenetelmät 

Vastuuhenkilö: FT Tuomas Lukka, Jyväskylän yliopisto, tietotekniikan laitos/ ohjelmistotekniikka

Monissa ohjelmistoprojekteissa kehitys aloitetaan pienestä mallista ja käyttöliittymätestaus suoritetaan laboratorio-oloissa pienellä tietomäärällä.  Tässä lähestymistavassa ongelmana on, että pienen tietomäärän kyseessä ollessa ihminen pystyy itse rakentamaan mielessään yleiskuvan ja tiedon sisältämät rakenteet, mutta kun tietomäärä kasvaa, rakennetun järjestelmän rajat tulevat helposti vastaan.

Esimerkiksi sähköpostin lukemisessa huonokin käyttöliittymä toimii, jos päivässä saapuu yksi tai kaksi viestiä, mutta päivittäinen 100-200 viestin tulva vaatii aivan erilaisia työkaluja kuin useimmat olemassa olevat sähköpostiohjelmat tarjoavat.  Tämän vuoksi monet tietotyötä tekevät ihmiset kokevat hukkuvansa informaatiotulvaan; tietokoneet eivät tarjoa sopivia työkaluja kaiken saapuvan informaation käsittelemiseen.

Yhteinen nimittäjä monille ongelmallisille systeemeille on, että vastaanotettavan tiedon rakenne on etukäteen päätetty ja jäykkä. Esimerkiksi sähköpostiohjelmat tarjoavat usein vain joukon postilaatikoita, joista kukin sisältää listan viestejä, ja käyttöjärjestelmät tarjoavat jäykän hierarkkisen tiedostorakenteen, jossa käyttäjän on tietoa tallentaessaan päätettävä sille nimi ja sijoitettava se johonkin hakemistoon.  Ohjelmien kaatuilemisen vuoksi on tavallista pitää useita varmuuskopioita vanhoista versioista, mikä tekee jonkin tietyn tekstin löytämisen hyvin vaikeaksi.

Ted Nelson on 1960-luvulta lähtien peräänkuuluttanut suurempaa rakenteellisuutta tietokoneissa: hän on käyttänyt mm. vertauskuvaa "tietokoneen käyttäminen paperin simulointiin on kuin se, että revittäisiin 747-lentokoneen siivet pois ja ajettaisiin sitä bussina maantiellä".  Ted Nelson ei itse ohjelmoi, mutta on kehittänyt merkittäviä ajatuksia rakenteellisista systeemeistä: Xanadu-rakenteen ja ZigZag-rakenteen.  Nämä rakenteet täydentävät toisiaan ja muodostavat yhdessä hyvin mielenkiintoisen kokonaisuuden, jota GZZ-tutkimusryhmä on toteuttamassa.

GZZ-projekti on ennen kaikkea vapaa ohjelmistoprojekti. Projektin tuotoksena kasvaa koko ajan vapaa GZZ-prototyyppi, jota levitetään GNU LGPL -lisenssin mukaisesti. Tällä hetkellä prototyyppi on toiminnassa ja sitä pystytään käyttämään erilaisiin käyttöliittymäkokeiluihin: käyttöliittymät ZZ-rakenteeseen. Prototyyppi nyt sellaisessa kunnossa, että päälle voidaan rakentaa erilaisia pilottisovelluksia.

Tärkeänä osana projektin filosofiaa ovat epätavalliset COTS (Common Off-The-Shelf Components: hyllytavara) -laitteet.  Useimmissa hypermediaan liittyvissä tutkimuksissa käytetään joko 1) hiirtä, näppäimistöä ja näyttöä, ns. standardiympäristöä tai 2) erikseen juuri kyseistä projektia varten rakennettuja kalliita laitteita.  GZZ-projektin filosofia tähtää eri suuntaan: peliteollisuudessa on rakennettu paljon mielenkiintoisia mutta silti halpoja ohjauslaitteita. Näitten laitteiden soveltaminen käyttöliittymiin antaa toisaalta standardiympäristöä joustavamman ja luontevamman tavan liittyä informaatioon mutta toisaalta ei nosta lopputuotteen käyttöönottokuluja ja käyttöympäristövaatimuksia kohtuuttomasti.

Toimenpiteet

•	Versio 0.8:
•	Puhtaalta pöydältä rakennettu uusi toteutus
•	Mediaserver -p2p -arkkitehtuuri tiedon varastoinnille
•	 Uusien näkymien kehittäminen; käyttöliittymän yleinen parantaminen.
•	Vaihdetaan Javan grafiikkakirjastosta OpenGL-API:in
•	Proseduraaliset tekstuurit sijainnin erottamiseen
•	Edistyneet näkymät OpenGL:n mahdollisuuksien kautta
•	Uusien ohjauslaitteiden yhdistäminen GZZiin 
•	Xanadu-mallin jatkotutkimus sekä käytettävyyden että tehokkaamman toteutuksen kannalta
•	GZZ-rakenteen yhdistäminen ulkoisiin tietolähteisiin
•	Artikkelien kirjoittaminen prototyypin tämänhetkisistä piirteistä. Artikkelit on myös tarkoitus kirjoittaa GZZilla itsellään

Tulokset tähän mennessä:

1.	GZZ-prototyypin versio 0.8 (7/2002)
	-hajautettu mediaserver-toiminnallisuus
	-solukielet
-0.8 alpha1: OpenGL-näkymät, Uusi Xanadu-malli, Clasm 4/2002  0.8 beta: 6/2002
- Ensimmäinen ZZilla kirjoitettu artikkeli lähetetään refereelle: 9/2002

2.	Julkinen, avoin, hajautettu hyperteksti-bibliografia esimerkkinä käytöstä (9/2002)

Odotettavat tulokset:

3.	GZZ kämmenmikrossa (12/2002)

4.	GZZ-prototyypin versio 0.9 (12/2002)
o	näkymien tekeminen solukielellä helposti

5.	Bootskrabattu GZZ-prototyypin versio 1.0 (2003-2004)

6.	GZZ-prototyypin versio 1.0 (2003-2004)

Tutkimusryhmä
Johtaja FT Tuomas Lukka
Tutkijat: Tuukka Haastrup, Tero Mäyränen, Vesa Kaihlavirta

Uudet tiedonhallintamenetelmät
GZZ-projekti on ennen kaikkea vapaa ohjelmistoprojekti. Projektin tuotoksena kasvaa koko ajan vapaa GZZ-prototyyppi, jota levitetään GNU LGPL –lisenssin mukaisesti. Tällä hetkellä prototyyppi on toiminnassa ja sitä pystytään käyttämään erlaisiin käyttöliittymäkokeiluihin: käyttöliittymät ZZ-rakenteeseen. Prototyyppi on nyt selaisessa kunnossa, että päälle voidaan rakentaa erilaisia pilottisovelluksia. 

Tärkeänä osana projektin filosofiaa ovat epätavalliset COTS (Common Off-The-Shelf Components: hyllytavara) –laitteet. Useimmissa hypermediaan liittyvissä tutkimuksissa käytetään joko 1) hiirtä, näppäimistöä ja näyttöä, ns. standardiympäristöä tai 2)erikseen juuri kyseistä projektia varten rakennettuja kalliita laitteita. GZZ-projektin filosofia tähtää eri suuntaan: peliteollisuudessa on rakennettu paljon mielenkiintoisia mutta silti halpoja ohjauslaitteita. Näitten laitteiden soveltaminen käyttöliittymiin antaa toisaalta standardiympäristöä joustaavamman ja luontevamman tavan liittyä informaatioon, mutta toisaalta ei nosta lopputuotteen käyttöönotto kuluja ja käyttöympäristö vaatimuksia kohtuuttomasti.

Toimenpiteet
•	Uusien näkymien kehittäminen; käyttöliittymän yleinen parantaminen 
•	Uusien ohjauslaitteiden yhdistäminen GZZiin   
•	Xanadu-mallin jatkotutkimus sekä käytettävyyden että tehokkaamman toteutuksen kannalta 
•	GZZ-rakenteen yhdistäminen ulkoisiin tietolähteisiin
•	Artikkelien kirjoittaminen prototyypin tämänhetkisistä piirteistä. Artikkelit on myös tarkoitus kirjoittaa GZZilla itsellään 

2.2 Mukautuvat käyttöliittymät: psykologinen lähestymistapa epätyypillisten käyttäjien personointiin 

Vastuuhenkilö: tutkija Pekka Räsänen, Niilo Mäki -instituutti

"Mukautuvat käyttöliittymät" on yksi Jyväskylän yliopiston Agora Centerin Innovations in Business, Communication and Technology (InBCT) –hankkeen osahankkeista. Tämän tutkimushankkeen tavoitteena on selvittää kahden eri metodisen lähestymistavan keinoin epätyypillisten käyttäjien personointia ja näihin pohjautuen tutkia keinoja mukauttaa palvelun sisältöä reaaliaikaisesti käyttäjän tarpeisiin. Ensimmäisessä lähestymistavassa pyritään integroimaan ES (expert system) ja IRT (item response theory) –malleja tavoitteena laajentaa IRT-lähestymistapaa yhdistetyn laadullisen ja määrällisen tiedon analysointiin. Toisessa lähestymistavassa hyödynnetään neurolaskennan menetelmäkehitystä psykologisen aineiston analysoinnissa. Tavoitteena luotettavien menetelmien löytäminen kognitiivisten profiilien muodostamiseksi psykologisesta aineistosta.

Hankkeen toteutusympäristönä on oppimisvaikeuksien tutkimuslaitoksen Niilo Mäki Instituutin ja psykologian huippututkimusyksikön (Human Development and Its Risk Factors) Cognitive Development -tutkimusohjelman yhteistyönä rakennettava laajakaista- ja kolmannen sukupolven mobiiliverkkoja hyödyntävä psykologiseen tutkimuksen sekä neurokognitiivisen arvioinnin ja kuntoutuksen Neure–ohjelma. Neure –ohjelma (tarkemmin: hajautettu järjestelmä) on ensimmäinen verkkovälitteinen kokonaisratkaisu kognitiivisten häiriöiden ja oppimisvaikeuksien diagnostiikkaan ja kuntoutukseen. Tutkimushankkeen praktinen tavoite on implementoida VCAS-järjestelmää osaksi Neure-ohjelmaa sekä testata tämän soveltuvuutta asiantuntijajärjestelmän toteuttamiseen. VCAS (Visual Constructor of Adaptive Scripts) on työkalu, jolla voidaan rakentaa semistrukturoituja ja adaptoituvia psykologisia testejä, s.o. testejä, joita voidaan personoida reaaliaikaisesti testauksen yhteydessä. 

Osaohjelma 1. VCAS –Visual Constructor of Adaptive Scripts for Human-computer intercation (HCI)

Ensimmäisessä osaohjelmassa rakennetaan VCAS-järjestelmän prototyyppi, joka implementoidaan osaksi Neure-ohjelmaa. Prototyypin avulla pyritään mallittamaan moniulotteiseen aineistoon perustuvan personoinnin erilaisia reaaliaikaisesti toteutettamiskelpoisia keinoja. VCAS-HCI mallin esiversio esiteltiin ensimmäisen kerran "Psychology and the Internet: A European perspective"-kongressissa Farnboroughissa marraskuussa 2001 (M. Pechenizkiy). 

Osaohjelma 2. IRT-ES sovellus ongelmanratkaisustrategioiden sekä kognitiivisten profiilien analysoinnissa

Osa-ohjelmassa 2 rakennetaan malli adaptiivisesta ES-järjestelmästä sekä sen sovellus Neure-VCAS –ympäristöön. Sovelluksen tavoitteena on tarkkaan rajatun sisältöalueen avulla mallittaa yleisempi toteutuskehikko IRT-pohjaiselle ES-järjestelmälle. Sovelluksen sisältöalueeksi on valittu lukukäsitteen hallinnan kognitiiviset taustatekijät. Kyseinen käsitteenhallinnan alue on valittu sovelluksen kohteeksi siksi, että siihen on jo olemassa useita erilaisia neurokognitiivisia malleja, joita voidaan hyödyntää sovellusta rakennettaessa. 

Mallin toimivuuden tutkimiseksi kerätään aineisto, joka koostuu erilaisista lukukäsitteen hallinnan ja sen muutoksen mittaamiseen tarkoitetuista reaaliaikaisesti adaptoituvista testeistä. Samaa aineistoa pyritään lähestytään myös tilastollisesti neurolaskennan ja piirreanalyysimenetelmin. Näiden eri lähestymistapojen avulla pyritään selvittämään, miten moniulotteista psykologista aineistoa voitaisiin profiloida luotettavien personointimenetelmien löytämiseksi.

Ohjelman ensimmäinen prototyyppi valmistuu suunnitellun aikataulun mukaisesti syksyllä 2002. Tällä hetkellä ohjelmaan integroidaan ES ja IRT –tekniikoita. Ensimmäiset kenttäkokeilut, joissa selvitetään kognitiivisissa strategioissa ilmeneviä yksilöllisiä eroja, lähtevät käyntiin myös vuoden 2002 aikana. 

Tiedon louhinnan, piirre-erottelumenetelmien, luokittelumallien ja monikriteerisen päätöksenteon tekniikoisen sisällyttäminen ohjelmaan ovat vuoden 2003 toiminnan päätavoitteet.

Toteutuneet 2002:

Vuosi 2002	Osa-ohjelma 1	Osa-ohjelma 2	
Tammi	Neure-ohjelman perusrakenteen muokkaus VCAS- ympäristön implementointia varten 
- tietokantarakenteen laajennus
- laajennetun ympäristön testaus	Teoreettinen malli IRT-ES -järjestelmästä sekä adaptiivisten testien (liittymien) suunnittelu
- asiantuntijatietämyksen kokoaminen
- matemaattinen IRT-malli 
- adaptiivisten testien suunnittelu	
Helmi			
Maalis			
Huhti			
Touko	VCAS-järjestelmän mallinnus		
Kesä		Sovelluksen mallinnus osaksi VCAS-järjestelmää
	
Heinä	VCAS prototyyppi		
Elo			
Syys	VCAS-prototyypin implementointi Neure-ympäristöön	IRT-ES –mallin implementointi osaksi Neure-VCAS -ympäristöä	
Loka			
Marras	Prototyypin testaus ja aineistot osahankkeelle 2	Mallin testaus ja aineistot	
Joulu			

Projektin resurssointi 
InBCT-projektialueen koordinaattori
Lyytinen, Heikki, kehitysneuropsykologian professori, psykologian laitos (oto)

Mukautuvat käyttöliittymät -projektin johtaja
Räsänen, Pekka, tutkija, neuropsykologian erikoispsykologi, Niilo Mäki Instituutti (oto)

Työntekijät
Maslow, Olexander, MSc, Niilo Mäki Instituutti (osaohjelma 1)
Yevseyeva, Iryna, MSc, Niilo Mäki Instituutti (osaohjelma 2)
Pechenizkiy, Mykola, MSc, tohtoriopiskelija, JY (osaohjelma 1) (osa-aikainen)

Asiantuntijat (oto):
Ahonen, Timo, kehityspsykologian professori, psykologian laitos (osaohjelma 2)
Kärkkäinen, Tommi, professori, tietotekniikan laitos (osaohjelmat 1, 2)
Puuronen, Seppo, professori, tietojenkäsittelytieteen laitos (osaohjelma 1)
Miettinen, Kaisa, dosentti, tietojenkäsittelytieteen laitos (osaohjelma 2)
Ylinen, Janne, tekninen projektipäällikkö, Neure-hanke, Niilo Mäki Instituutti (osaohjelmat 1,2)

Adaptive User Interfaces: A Psychological Approach for Atypical Users Personalization

Team Leader: Neuropsychologist Pekka Räsänen, Niilo Mäki Institute
Project Staff: Janne Ylinen, Technical Manager; Oleksander Maslov, Developer; Iryna Yevseyeva, Developer; Mykola Pechenizkiy, Ph.D. student; Tuire Vainionpää, psychologist

Overview

The Adaptive User Interfaces project develops a virtual environment “Neure” for R&D with build-in, easy-to-use construction tools for researchers / developers. These tools integrate a number of AI techniques and enable building AI-based adaptive e-assessment and e-learning materials to be used via the Internet. The testing, validation and refinement of the system will be done in the context of personalization of atypical users, especially in studies on adaptive e-assessment and e-learning for those who otherwise have exhibited difficulties in learning similar contents.

Current phase

The first prototype of the program has been constructed in autumn 2002. The ES (expert system) and IRT (item response theory) techniques are implemented and integrated. Likewise, the first field experiments have been started in 2002.
The implementation of data mining techniques, including a set of feature extraction methods, classification model and MC DM techniques and their integration into the e-learning environment will be the main goal of the year 2003.
 
Cooperation Possibilities

Research on adaptivity and personalization based on multidimensional data, including psychological data, AI and statistical techniques.

Fields of Interest
Technology	Adaptivity	Psychology	
• Java: Distributed systems	• Expert systems	• Multidimensional data	
• Visual constructor of scripts	• Multi-criteria decision making	• Cognitive processing	
• Feature extraction & 	• Item response theory	• Personalization	
  Classification	• Data mining	• Netexperimentation	
• E-learning environment		• (E)-learning disabilities	

Mukautuvat käyttöliittymät: 
psykologinen lähestymistapa epätyypillisten käyttäjien personointiin

Hankkeen tavoitteena on tutkia epätyypillisten käyttäjien personointia ja tuottaa keinoja mukauttaa palvelun sisältöä reaaliaikaisesti näiden käyttäjien tarpeisiin. Toteutumisympäristönä on psykologian huippututkimusyksikön ja oppimisvaikeuksien tutkimuslaitoksen Niilo Mäki Instituutin yhteistyönä rakennettava tietoverkkoja hyödyntävä neurokognitiivisen arvioinnin ja kuntoutuksen Neure-ohjelma. Lähestymistavassa integroidaan Expert System ja IRT –malleja. Hanke etenee vaiheittain mallinnuksesta (2002), ohjelmaprototyyppiin (2003) ja tuotettavan mallin (2004).

Yhteistyömahdollisuudet hankkeessa ovat laajat, sillä Neure-ympäristö tarjoaa välineen eri tahoille rakentaa sellaisia arviointiin ja koulutukseen liittyviä hankkeita, joissa loppukäyttäjien yksilöllisten ominaisuuksien ja tarpeiden huomioonottaminen on erityisen keskeinen kysymys.

2.3 Uusien tuotesukupolvien käyttäjien kognition huomioivat kehittämisperusteet
 
Vastuuhenkilö: professori Pertti Saariluoma, Jyväskylän yliopisto, kognitiotieteet

Lähtökohta
Nykyisille tuotteille on tunnusomaista jatkuva muutos. Tuotteista tehdään suuria tyyppimääriä ja eri sukupolvet seuraavat toisiaan hyvinkin nopeasti. Tämän prosessin psykologista edellytyksistä tärkeimpiin kuuluu ehdottomasti opitun siirtovaikutus l. transfer. Koska kuluttajan on jatkuvasti opeteltava uusien laitetyyppien käyttöä, on tärkeää, että peräkkäiset versiot liittyvät toisiinsa mielekkäällä tavalla. Mitä paremmin eri tuotesukupolvien toiminta voidaan liittää toisiinsa, sitä  helpompaa on uuden tuotteen käyttöönotto.  Toisaalta merkkikohtainen uskollisuuskin todennäköisesti perustuu siihen, että ei haluta opiskella uusia toimintamalleja. Kumpikin ongelma liittyy pohjimmiltaan transferin psykologiaan.

Transferin rooli on  ilmeinen sekä tuotteiden saamisessa markkinoille että tuoteuskollisuuden säilyttämisessä. Ihmisten on todennäköisesti helpompi ottaa käyttöön tuotteita, joiden ominaisuudet ovat aiempien kaltaisia. Toisaalta tuotteisiin tulee jatkuvasti uusia ominaisuuksia, ja näiden on hyvä olla helposti omaksuttavia. Erityisen tärkeää on se, että negatiivisen transferin määrä pysyy pienenä. Näitä psykologisia ilmiöitä ei yleisperiaatteita lukuun ottamatta tunneta juurikaan. Olisi kuitenkin hyvin tärkeää ymmärtää tuotteisiin, niiden käyttöön ottoon, vaihtamiseen, merkkiuskollisuuteen jne. liittyvät transferi-ilmiöt yksityiskohtaisesti.

Esimerkiksi tuotesuunnittelijoiden pitäisi tuntea tekijät, joiden kautta aiemmin opittu vaikuttaa uudelleen opittavaan materiaaliin. Kun tunnetaan kuluttajien ko. laiteperheeseen liittyviä aiempia käsityksiä on suunnitteluprosessin aikana mahdollista ottaa huomioon se, miten helppoa kuluttajan on omaksua uuden tuotteen aiheuttamat oppimiskynnykset. Tällä tiedolla on luonnollisesti tärkeä merkitys tuotestrategioiden suunnittelun kannalta katsoen.

Tuotesuunnittelun kannalta olisi tärkeää tehdä helposti omaksuttava kokonaismalli l. arkkitehtuuri käyttäjien toiminnasta, joka on tarkoitettu suunnittelijoita varten. Aluksi tarkastellaan havaintoa, tarkkaavaisuutta ja muistin eri rakenteita käyttötilanteissa. Sitten siirrytään ajatteluun, emootioihin sosiaalisiin prosesseihin ja motivaatioon. Tätä tietoa hyväksi käyttäen on mahdollista rakentaa olemassa olevan teoreettisen ja empiirisen tiedon pohjalta käyttäjän kuvaus. Tämä on malli, joka saatetaan antaa suunnittelijoiden tueksi, kun he miettivät, miten he voisivat käytettävyyden näkökulmasta tehokkaimmin toteuttaa suunnittelutavoitteensa.

Tällä hetkellä tärkeimmät käyttäjien mallit ovat usein simulaatio-ohjelmia. GOMS, EPIC ja ACT ovat tyypillisiä esimerkkejä tällaisista malleista. Laskennallisilla malleilla on monia etuja. Ne ovat täsmällisiä ja niiden avulla on mahdollista tehdä tarkkoja teoreettisia kuvauksia toimintojen yksityiskohdista. Niiden ongelmana on simulaatiomallien ja todellisuuden vastaavuus ja mallien tulkinta. Suurin ongelma on kuitenkin se, että on erittäin vaikea saada aikaan täsmällisiä ja uskottavia tulkintoja tunteille ja motiiveille. Tästä johtuen simulointia voidaan tarvittaessa käyttää yksittäisten ongelmien tutkimukseen, mutta varsinainen käyttäjän kuvaus on tehtävä luonnollisen kielen avulla.

Käyttäjän kuvauksen laatimisessa ratkaisevaa on oikea analyysitapa. Siitä johtuen tässä on syytä poiketa normaalikäytännöstä ja kehittää uusi, vaadittaville psyykkisille toiminnoille perustuva käyttäjän malli. Tässä tutkimuksessa lähdetäänkin sikäli uusille teille, että ympäristöt jaetaan niiden psyykkisen tyypin pohjalta. Erilaiset ympäristöt  asettavat ihmiselle erilaisia kognitiivisia ja dynaamisia vaatimuksia (emotionaalisia ja motiiveihin liittyviä). Ympäristöt pitää määritellä psyykkisen resurssitasonsa mukaisesti. Näin yksikertaisimman tason muodostavat puhtaasti automaattisten rutiinien varassa toimivat ympäristöt. Tällaisten kuvaamisen pohjana voivat olla esimerkiksi havaintokontrolliteorian (PCT) kaltaiset kognitiiviset järjestelmät. Seuraavan tason muodostavat alkeellista ongelmanratkaisua edellyttävät ympäristöt ja korkeimman tason puhtaasti ajatteluun perustuvat ympäristöt, joita on suhteellisen paljon tutkittu ohjelmointiympäristöissä. Tämä tieto pitäisi kuitenkin yleistää koskemaan tavallista käytettävyyttä. Laitteiden suunnittelu psykologisesti eritasoisiin ympäristöihin on luonnollisesti käyttäjää koskevilta edellytyksiltään erilaista, ja on tärkeää, että suunnittelijat ymmärtävät, millaisia asioita on otettava huomioon erilaisissa ympäristötyypeissä.

Tavoite
Selvittää tuotesukupolvesta toiseen siirtymiseen liittyviä oppimisen siirtovaikutusongelmia ja kehittää periaatteet, joiden pohjalta voidaan hallita tuotesukupolvien välistä siirtymisprosessia. Tämän tavoitteen ohella pyritään kehittämään aiempaa monipuolisempi kuvaus käyttäjästä. Tämä tarkoittaa sekä eksperttikäyttäjiä että kulutustuotteiden käyttäjiä.

Toimenpiteet
Tutkimus käyttää kahta päämenetelmää: normaaleja käytettävyyden kenttätutkimuksia ja laboratoriokokeita. Kenttätutkimusten avulla selvitetään valituista tuotteista, millaisia näkökohtia liittyy käyttäjien siirtymiseen yhdestä sukupolvesta toiseen. Kokeellisen tutkimuksen avulla nämä käsitystavat kytketään psykologian perusteorioihin. Tällöin olennaista on selvittää esimerkiksi, missä määrin yhteiset toimintaelementit auttavat siirtymisessä yhdetä laitteen versiosta seuraavaan.

Tutkimus suoritetaan neljässä vaiheessa. Ensin kartoitetaan valittujen tuotteiden jo tapahtuneiden siirtymien avainkohdat haastattelemalla käyttäjiä. Tämä vaihe vie noin kolme kuukautta. Tämä perusteella tehdään noin 9kk ajan transferkokeita, joilla kartoitetaan siirtymiseen vaikuttavat tekijät. Tämän jälkeen pyritään testaamaan periaatteita prototyyppien avulla. Tutkimuksen neljäs elementti on käyttäjän teorian kehittäminen, joka tehdään koko projektin aikana.

Aikataulu
Toteutunut tutkimuksen skemaattinen aikataulu on alla:

Toiminto	1/2002	2/2002	3/2002	4/2002	
Käyttäjäkuvaus	xxxxxxxxxxx	xxxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx	xxxxxxxxxxx	
Kenttätutkimus	xxxxxx		           xxxxx	xxxxxx	
Kokeet	                xxxx	xxxxxxxxxxx	xxxxx		
Raportointi		xxxxxxxxxxx	xxxxxxxxxxx	xxxxxxxxxxx	

Välitavoitteet

Toteutuneet 2002
1-2/2002	Projektin aloitus. Työntekijät. Tuotteiden valinta. Eksperttituotteita 2 kpl ja kulutustuotteita 6 kpl. 
7/2002	Kenttätutkimuksen loppu, raportit kokeellisen työn läpivieminen (kokeita 20kpl).   Kirjallisuuskatsaus kuluttajan mallintamiseen
1/2002 	Kokeellisen tutkimuksen alustavat johtopäätökset, raportointi
7/2002	Kokeellisen tutkimuksen lopulliset johtopäätökset, prototyyppitestauksen alku, raportointi
Tulevat:
12/2003 	Prototyyppitestaus, käyttäjän kuvauksen raportointi

Projektin resurssointi
Hanke toteutetaan 1.1.2002–31.12.2004. Hankkeen vastuullisena johtajana on professori Heikki Lyytinen Jyväskylän yliopiston Psykocenteristä. Projektin johtaminen toteutuu yliopiston virkatyönä. Tutkimusryhmään kuuluvat lisäksi seuraavat henkilöt, joiden palkkaukseen haetaan rahoitusta: - 
-	professori Pertti Saariluoma,
-	tutkija, FM, psykologia tai kognitiotiede, 
-	mahd. gradutyötekijöitä 

The Cognitions of the User 

Team Leader: Prof., Dr. Pertti Saariluoma, Department of Computer Science and Information Systems
Researchers: Mr. Sacha Helfenstein, Mr. Pauli Salo and additional authors

Key Interest Areas and Concepts

HCI and usability, learning and transfer, cognitive engineering, mental content and representations, complexity, consumer psychology, marketing, preference, attachment and commitment 

Relevance

Much is at stake when a newly developed technological system or device is put into the user’s hand. In a tiny fraction of the time invested into its development it will be decided whether and how the user learns to operate it, and how he or she “likes it.” In order to effectively address these issue we need not only a firm understanding of the individual’s psychological functioning, but we must also look at what the user already knows or doesn’t know.

Of key interest must be how users understand and behave in interaction with practical innovations, on the basis of their prior experiences. This is the focus of research in transfer of learning, and thus, one of the principal pillars of practical valuable progress within cognitive science.

Finally, while the user-problem is crucial for successful design and engineering, a full account of the transfer issue must attend to the individual as a consumer in a market. It is the distinct aim of this project to embed the user’s cognition into an investigation of its socio-emotional context. 

Approach

The research design equally addresses the need to strengthen the theoretical foundation of transfer and the objective to present new empirical results. Its current weights lie on the development of a solid understanding of the phenomenon of learning, the development of a new theoretical approach to transfer on the basis of a foundational analysis of the theories and empirical results presented over the last century, and the investigation of transfer within virtual and naturalistic settings of real-life tasks.

The researchers see it as vital to invite co-funding and participating enterprises to communicate their expertise and application issues in order to harmonize investigative progress with practical needs.

“Work in Progress”

•	Article on interrupts submitted in International Journal of Human Computer Studies (Antti Oulasvirta & Pertti
	Saariluoma)
•	An Article to be submitted on co-operation of memory systems in language revision to be submitted in Journal of Memory and Languange (Antti Oulasvirta & Pertti Saariluoma) 
•	A large paper (47 p) on demographic parameters for IT design in press HIIT publications (Antti Oulasvirta, Sauli Tiitta & Pertti Saariluoma) 
•	An article on the reconstruction of cognitive transfer (Sacha Helfenstein & Pertti Saariluoma), to be submitted to a relevant psychological journal within weeks time
•	A larger manuscript on the phenomenon of learning (Pertti Saariluoma & Pauli Salo), being developed to a monograph for submission in the beginning of 2003)
•	Manuscripts on concept learning and complexity (Pauli Salo), to be submitted to the international philosophical journal Mind and published in Minds and Machines respectively
•	A manuscript on reasons for failures to find meaningful transfer (Sacha Helfenstein & Pertti Saariluoma)
•	An investigation into socio-emotional dimensions of transfer, involving an examination of commitments and aversions within the Linux and Windows societies (Sacha Helfenstein & Pertti Saariluoma)
•	A Win/Delphi computer environment has been programmed (Pauli Salo) to study transfer in the context of menu-navigation, using a mobile phone environment. Pilots have started; results and reports are to be expected this fall. 
•	In addition, COMAS student Marketta Niemelä is conducting experiments on search and recall, that are relevant to this  project in collaboration with Pertti Saariluoma. 

2.4 Koulutusteknologian laboratorio 

Vastuuhenkilö: professori Päivi Häkkinen, Jyväskylän yliopisto, koulutuksen tutkimuslaitos

(kansainvälinen nimi mahdollisesti  Agora Learning Lab TAI Agora Lab of Learning Technologies)

Agoran koulutusteknologian laboratoriosta muodostetaan kansainvälisesti tasokas tutkimus- ja kehittämisyksikkö, jonka toiminta perustuu Jyväskylän yliopiston monitieteiseen osaamiseen. JY:n humanisti-, kasvatus-, yhteiskunta- ja  käyttäytymistieteiden sekä informaatio- ja kommunikaatioteknologian tutkijoiden väliset tutkimusryhmät saavat tästä Agoran laboratoriosta toimintaympäristön poikkitieteelliselle työlleen ja nuoret tutkijat toimivan koulutusympäristön. EU-yhteistyötä käynnistetään hyödyntäen ESR- ja EU-ohjelmien tarjoamia rahoitusmahdollisuuksia. Samalla otetaan huomioon mm. eLearning, eEurope ja eContent-ohjelmien tavoitteet hankkeen toimeenpanossa. 

Jyväskylän yliopiston osaamisalueista nousevia tutkimusteemoja ihmiskeskeisen teknologian laboratoriossa ovat seuraavat:
•	Teknologiaperustaiset oppimisympäristöt; ajattelun kehittyminen ja tiedon sosiaalinen rakentuminen, verkko-oppiminen ja vuorovaikutus
•	Tieto- ja viestintäteknologian kohtaaminen ihmisen kehityksen ja elämänkaaren eri vaiheissa
•	Oppimisvaikeudet ja erityisryhmien oppimisteknologiat
•	Kognition tutkimus; kognitiivinen ergonomia ja ihminen-tietokone –vuorovaikutus
•	Ihmisläheinen käytettävyystutkimus ja tietojärjestelmien suunnittelu
•	Tiedon ja dokumenttien hallinta ja ihmisen kognitio
•	Arviointi, koulutuksen tutkimus – uuden teknologian mukaantulo
•	Kielen oppiminen ja teknologia, kieliteknologia
•	Informaatioteknologian opettamiseen soveltuvimmat teknologiset ratkaisut: mitkä ratkaisumallit soveltuvat parhaiten teknologian itsensä opettamiseen ja kouluttamiseen korkeakouluissa ja yrityksissä?
•	Ihmiskeskeisen teknologian tutkimusmetodologia (tiedon keruun automatisointi, tiedon visualisointi, sosiaalisten verkostojen analysointi ja käyttäjäprofilointi, emootioiden mittaaminen, käytettävyystestauksen kehittäminen soveltamalla tieteellistä metodologiaa)

Projektissa kehitetään hyvää e-oppimisen mallia yhteistyössä yliopiston perustutkimuksen ja yritysten soveltavien ratkaisujen kesken. Hanke liittyy myös Jyväskylän yliopiston virtuaaliyliopiston kehittämiseen. Keskeinen e-Learning laboratorion tutkimuksen painopiste on tutkia ja kehittää yksilöllistä opetusta, syvällistä oppimista ja laadukasta vuorovaikutusta edistäviä pedagogisia malleja ja niitä tukevia teknologisia ratkaisuja. Sovellusalueina ja tutkimuksen konteksteina ovat institutionaalisen koulutuksen lisäksi myös työelämän asiantuntijayhteisöt. Esim. tietointensiivisten yritysten tulevaisuuden erityisongelmana on se, kuinka edistää asiantuntijatiedon (myös hiljaisen tiedon) välittymistä ja rakentumista organisaation sisällä. Keskeisenä osana laboratorion valmistelua analysoidaan Jyväskylän omat vahvuusalueet ja etsitään lisäksi laboratorioon rekrytoitavia henkilöitä kansallisesti ja kansainvälisesti. 

Tarkoituksena on tuottaa sekä tieteellistä tietoa e-learning -mallien ja ohjelmistojen kehittämisestä että uusia tuotteita (oppimisympäristöjä, oppimateriaaleja). Ohjelmistojen valmistamisessa tehdään yhteistyötä laboratorioon sitoutuvien yritysten kanssa noudattaen yliopiston IPR-periaatteita. Laboratorion tuloksia voidaan siis suoraan hyödyntää kasvavassa e- ja m-learning busineksissa. Tämä on kasvava alue, jolta tällä hetkellä odotetaan paljon. Se on painopisteenä mm. opetusministeriön tietoyhteiskuntaohjelmassa, mistä virtuaaliyliopistohanke on yhtenä esimerkkinä. Teknologia tulee todennäköisesti muuttamaan opetusta ratkaisevasti tulevina vuosina, ja tähän muutokseen valmistautuminen ja sen ohjaaminen rakentavalla tavalla on keskeistä koululaitoksen ja yhteiskunnan toimivuuden näkökulmasta. Teknologisesti kehittynyt Suomi voi toimia kansainvälisesti alan edelläkävijänä.

Uuden yritystoiminnan synnyttämisen kannalta kyseessä on strateginen panostus. Jyväskylän teknologiakeskuksessa toimii jo viisi e-learning -yritystä. Projektin yhtenä tavoitteena on tukea e-learning yritysten kehittymistä ja syntymistä sekä uusien e- ja m-learnihg yritysten etabloitumista Jyväskylään. Projekti on osa sisältötuotantopainotteista yrityshautomotoimintaa. Kansainväliset yhteydet MIT:n medialaboratorioon, Berkeleyn HCC-keskukseen (Human-Centered Computing) ja Stanfordin Learning laboratorioon sekä Japanissa Wasadan yliopistoon on luotu. Projektissa on olennainen osa on kansainvälisten yhteyksien luominen sekä yritysyhteydet. Hanke toteutetaan yhteistyössä JTK:n kanssa.

Osahankkeen tavoitteet ja aikataulu

Toteutuneet 2002
Tarkoituksena on koota alan hajaantunutta osaamista ja tutkimustoimintaa sekä rakentaa eri tieteenalojen näkökulmia integroivaa yhteistä viitekehystä tutkimus- ja kehittämistyön pohjaksi.
•	Kartoitus Jyväskylän yliopistossa tieto- ja viestintäteknologian opetuskäyttöön liittyvän osaamisen sekä tutkimus- ja kehittämishankkeiden tuottamien tulosten kokoamiseksi.
•	Yhteisen viitekehyksen rakentaminen yhteistyössä eri tieteenalojen ja laitosten edustajien kanssa.
•	Tutkimusworkshop-toiminnan käynnistäminen, jonka tehtävänä on (1) integroida ja koordinoida esim. opinnäytetöiden tekemistä ja ohjausta osana Koulutusteknologian laboratoriota, (2) järjestää yhteisiä visioseminaareja tulevaisuuden tutkimus- ja kehityslinjojen etsimiseksi, sekä (3) järjestää tutkimustiedon systemaattista soveltamista edistävää toimintaa (esim. workshop-tilaisuuksia) eri toimijoiden välisen vuoropuhelun kannustamiseksi.
•	tehdään internet-pohjainen kartoitus e- ja m-learningin tilasta eri maissa
•	solmitaan yhteistyösopimukset ulkomaalaisten yhteistyökumppaneiden kanssa

2003
Analysoidaan korkeatasoisen verkko-oppimisen onnistuneen soveltamisen ehtoja ja rajoitteita.
•	Edellisen vuoden työhön pohjaten etsitään ja kehitetään kehittyneitä koulutusteknologian ja verkko-oppimisen käytäntöjä ja malleja koulutuksen ja työelämän kehittämisen tarpeisiin.

2004
Tuotteistaminen ja levitystoiminta
•	Laajennetaan ja sovelletaan em. käytäntöjä ja malleja todellisiin opiskeluympäristöihin, elinikäisen oppimisen eri konteksteihin ja työssä oppimisen tilanteisiin.
Hanke toteutetaan 1.1.2002–21.12.2004. Hankkeen vastuullisena johtajana on professori Päivi Häkkinen, JY (kasvatustiede, koulutusteknologia). Projektin johtaminen toteutuu yliopiston virkatyönä. 

Tutkimustiedon kokoaminen (toteutetaan yhteistyössä osahankkeiden kanssa, apuna kesä- ja projektityöntekijöitä)
•	Jyväskylän yliopiston omien vahvuusalueiden analysointi
•	Tieteellisen viitekehyksen ja toimijakartan luominen			
•	Kartoitukset (esim. eLearning-tilanne maailmalla)			
•	Seminaari ja tutkimusworkshop-toiminta, visioseminaarit tulevien tutkimus- ja kehityslinjojen hakemiseksi, seminaarit yhteistyössä yritysten kanssa	

                               Vuosi:
    Tehtävä/Toimenpide 	             2002	           2003	         2004	
Jyväskylän omien vahvuusalueiden analysointi				
Tieteellisen viitekehyksen, toimijakartan ja julkisivun luominen				
eLearning ym. kartoitukset				
Seminaaritoiminta				

Uuden tutkimustiedon tuottaminen, soveltaminen ja levittäminen

Hanke toteutetaan 1.1.2002-21.12.2004 seuraavan yhteistyöryhmän toimesta:

prof. Päivi Häkkinen (koulutusteknologia), vastaava johtaja,
prof. Pertti Saariluoma (kognitiotieteet),
prof Tommi Kärkkäinen (ohjelmistotekniikka, opettajankoulutus) ja
prof. Pasi Tyrväinen (tietojenkäsittelytiede, digitaalinen media).

Tutkimusryhmään rekrytoidaan lisäksi seuraavat henkilöt, joiden palkkaukseen haetaan rahoitusta:

vieraileva professori (3x3kk),
tutkija, KL Marja Kankaanranta (kasvatustiede, digitaaliset portfoliot ja verkkopohjaiset oppimisympäristöt),
vieraileva tutkija (2x6kk)
tutkija Kullervo Nieminen (matematiikka, tietotekniikka; osa-aikainen) ja
tutkija, FL N.N.

Kaksi vuonna 2002 käynnistyvää osaprojektia:
•	Agora Centerin tutkimus- ja opiskeluympäristön kehittäminen: oppimisympäristötutkimuksen metodologinen kehittäminen (tiedon keruun automatisointi, aineiston analysointi, tiedon visualisointi) – ks. Liite 1
•	Verkko-oppimisen mallit ja arviointimenetelmät: ajattelun kehittyminen ja tiedon sosiaalinen rakentuminen, digitaaliset portfoliot ja autenttinen arviointi – ks. Liite 2

Liite 1

Agora Centerin tutkimus- ja opiskeluympäristön kehittäminen
(AGENDA = AGora Exploratory eNvironment for Data Analysis)

Vastuullinen vetäjä: Professori Tommi Kärkkäinen
Tutkijakoulutettava (palkattava henkilö): Timo Aittokoski

Tausta

Osana InBCT-projektin Agora Learning Laboratory –osahanketta on päätetty aloittaa Agora Centerin yhteisen tutkimusympäristön kehittäminen. Projektin tavoitteena on suunnitella ja toteuttaa kaikkien Agora Centerin tutkijoiden sekä perus- ja jatko-opiskelijoiden käyttöön yhteinen järjestelmä, jonka avulla voidaan suorittaa helposti ja nopeasti kyselytutkimuksilla ja muilla tiedonkeräysmenetelmillä hankitun tiedon visualisointia ja interaktiivista analysointia. InBCT-hankkeen yhteydessä järjestelmää tullaan soveltamaan esim. oppimisen ja käytettävyyden tutkimiseen. Toteutettava järjestelmä eroaa monista jo olemassa olevista järjestelmistä seuraavilla tavoilla:
-	järjestelmä suunnitellaan ja toteutetaan alusta alkaen ”loppukäyttäjien” (sitä soveltavien tutkijoiden ja opiskelijoiden) ehdoilla
-	järjestelmään sisällytetään käytettyjen menetelmien perusteet osana analysointiketjua, jolloin sitä voidaan itseään hyödyntää opiskelija- ja tutkijakoulutuksessa
-	järjestelmä ei korvaa esim. tilastollisten analysointimenetelmien käyttöä vaan täydentää ja laajentaa niiden mahdollisuuksia
-	järjestelmän asteittainen kehitystyö validoidaan sen itsensä tarjoamia mahdollisuuksia hyväksikäyttäen (bootstrap)
-	järjestelmän teknisinä lähtökohtina ovat laajennettavuus ja alustariippumattomuus
-	järjestelmään sisällytettävien uusien neurolaskentamenetelmien perusteet julkaistaan kansainvälisissä julkaisusarjoissa

Aikataulu

                               Vuosi:
    Tehtävä/Toimenpide 	             2002	           2003	         2004	
 Järjestelmän yleiskuvaus,  toteutustavan ja –ympäristön valinta				
 Käyttöliittymäprototyypin suunnittelu ja toteutus				
 Prototyypin testaus ja muokkaus				
 Lineaariset tekniikat visualisoinnin perustana (esim. PCA, ICA)				
 Epälineaaristen neurolaskenta- menetelmien kehittäminen				
 Sovellukset kyselytutkimusten ja mittausdatan analysoinnissa				

Liite 2

Verkko-oppimisen mallit ja arviointimenetelmät

Vastuullinen vetäjä: Professori Päivi Häkkinen
Palkattava henkilö: Marja Kankaanranta (väittelee keväällä)

Tausta

Vastaa erityisesti laboratorion seuraaviin yleisiin tavoitteisiin:
-	Laboratorion tavoitteena on kehittää oppimisympäristöjen tutkimuslähtöistä arviointia ja kehittämistä eri koulutusasteiden ja sisältöalueiden näkökulmat huomioiden. Keskeinen tutkimuksen painopiste on tutkia ja kehittää yksilöllistä opetusta, syvällistä oppimista ja laadukasta vuorovaikutusta edistäviä pedagogisia malleja ja niitä tukevia teknologisia ratkaisuja. Tavoitteena on myös kehittää hyvää e-oppimisen mallia yhteistyössä yliopiston perustutkimuksen ja yritysten soveltavien ratkaisujen kesken.
-	Kehittämällä verkkopedagogisia malleja, oppimisympäristöjen arviointimenetelmiä ja autenttista arviointia.

Aikataulu

                               Vuosi:
    Tehtävä/Toimenpide 	             2002	           2003	         2004	
Teoreettinen tausta				
Kartoitukset, tietokannat				
 Välineen kehittäminen				
Caset				
Seuranta ja arviointi				

Agora Learning Laboratory (ALL)

Research plan 2003

Contact information:

Professor Päivi Häkkinen				paivi.hakkinen@ktl.jyu.fi
Senior Researcher Marja Kankaanranta		marja.kankaanranta@ktl.jyu.fi
Web page				http://ktl.jyu.fi/all/

Areas of interest
E-Learning, Virtual learning environments, Computer-Supported Collaborative Learning (CSCL), Computer-Supported Co-operative Work (CSCW), digital portfolios, distributed expertise, knowledge management, tacit knowledge, learning at work, career development, evaluation methods and criteria for the use of computers in education, awareness and visualization tools of on-line communities

1	MISSION

The aim of the Agora Learning Laboratory (ALL) is to create a multidisciplinary research and development center of internationally high level. The aim of ALL is to facilitate research on virtual learning environments, research-based evaluation of these environments as well as the use of this knowledge in designing powerful learning environments, pedagogical innovations and evaluation methods for E-Learning purposes. The contexts of the research projects are related to different content areas, educational levels and work organizations. The development of learning environments is particularly related to the tools for studying research methodologies (e.g. interactive data analysis and visualization, experimental designs). The aim is also to develop models of E-Learning in collaboration with the basic research of the university and the practical solutions of companies. This kind of integration of high-level scientific knowledge, pedagogical expertise and know-how on product development enables rapid transfer of knowledge from research and development projects to serve the needs of educational and working organizations.

2	AIMS

The aim of ALL (Agora Learning Laboratory) is to:
•	conduct research-based evaluation and development of E-Learning environments for various educational levels, work areas and contexts
•	develop a modular model to support E-Learning solutions collaboratively with basic research and company applications
•	conduct problem-oriented, multidisciplinary strategic research
•	utilize and apply knowledge gained from long-term basic research

THE MAIN CHALLENGES AND PROBLEMS TO BE TACKLED

How to organize and manage the continuously changing knowledge in a way that it supports development of shared expertise (the tacit knowledge problem)?

Despite the fact that current technologies enable to circulate infinite amount of information, knowledge-intensive teams often complain concerns in the extent to which knowledge is actually shared, especially among geographically distributed teams. Further, a large part of the experience remains individual tacit knowledge, it is not shared explicitly, and is lost when experts leave the company. The problem of tacit knowledge is that it is shared by participation in joint collective activities rather than by delivering information. Therefore, in developing new models for E-Learning, it is important not just to focus on delivering information, but rather to get people to engage in knowledge refining and elicitation activities.

•	Challenge of creating collective memory
•	Tools and models for sharing and building knowledge, experiences and competence

How to reduce the gap between formal training situations and real work situations?

One of the essential prerequisites for successful functioning of organizations is the flexible integration of working and learning activities – knowledge acquisition cannot be separated from its application. Users are more and more often trained in their actual working environment, on the tasks they face everyday, with the tools and the colleagues, which are part of it. Training will not be a specific activity, such as following a course, but a reflective process on their professional practices. 

•	Models and tools needed to support reflective activities in learning at work

How to support knowledge co-ordination and community-building?

Networked technology used in different learning environments nowadays provides a learner a relevant platform for communicating and sharing knowledge. Instead, more advanced technological solutions to support many problematic issues in virtual interaction, such as lack of sense of co-presence or difficulties reaching shared understanding in the distributed teams are still missing. It seems to be evident that it is not enough just to offer a forum for interaction, but we also need models and tools to support co-ordination of activities and knowledge approached from different perspectives.

•	Models and tools for supporting, representing and visualizing group processes
•	Reflective interaction among users of on-line community

RESEARCH PROJECTS IN 2003

Evaluation and research-based development of learning environments and technological tools

The aim is to produce evaluation criteria to assess and develop the pedagogical impact and applicability of learning environments. A preliminary survey undertaken at ALL suggests that learning environments are evaluated in descriptive terms, and often from the technological viewpoint. For example, the potential of collaborative environments as a catalyst for learning is often overstated. The emphasis of this project is to find ways in which information networks could support human learning and expertise have played a minor role in system development. The laboratory is also engaged in an international assessment of the pedagogically innovative uses of information technology.

Activities in 2003
•	Evaluation of pedagogical impact and applicability of different learning platform utilized e.g. in Virtual University context
•	Design of instrument for measuring pedagogical impact and applicability of learning environments in collaboration with A-KIT project (InBCT 2.4. II)
•	Guidelines for evaluation and design of E-Learning environments (e.g. collection of evaluation criteria)
•	Survey on companies developing learning technology tools for childhood environments

Development of Innovative Evaluation Methods

The creation of the evaluation criteria is connected with the development of technology supported innovative evaluation methods as digital portfolios. The purpose is to apply and analyze digital portfolios as an instrument in documentation and evaluation that is supported by information technology for learning, know-how and expert career development. The project combines the use of portfolios for pedagogical purposes with the design, development and evaluation of network-based environments. The innovative cases are supported in the pedagogical implementation of a digital portfolio.

Activities in 2003
•	Research on organizational E-Portfolio solutions
•	Creation and maintenance of portfolio resource portal
•	Follow-up and evaluation of innovative portfolio cases
•	Collaborative networking of innovative portfolio developers

Creation of the modular model of E-Learning

3	The aim is to build models, concepts and corresponding prototypes for supporting E-Learning solutions. These solutions are meant to tackle the following challenges: How to organize and manage the continuously changing knowledge in a way that it supports development of shared expertise (the tacit knowledge problem)? How to reduce the gap between formal training situations and real work situations? How to support knowledge co-ordination and community-building?

Activities in 2003
•	Survey on current status of the content of modules in the world
•	Start of the tool development for different modules
•	Module analysis -> collection of modules to be implemented in 2004

Co-ordination of multidisciplinary expertise
Activities in 2003
•	Continuation of the seminar series
•	Intensification of the interaction with companies
•	Intensification of international collaboration

2.4. (II) A-KIT = Agora Exploratory Environment for Knowledge Discovery

Prof. Tommi Kärkkäinen
Tutkija Timo Aittokoski

Agora Center’s common research infrastructure is being developed in connection with this Agora Learning Laboratory (ALL) part project. The goal of the A-KIT project is to design and implement a software application that gives integrated support for questionnaire studies especially, and also supports acquisition of data, visualization and interactive, qualitative/quantitative analysis.

A-Kit System: The Basic Structure

The overall process dealing with the management of the research problem is described with the following stages in the A-KIT system. 

3. Industrial IT 

Johtaja: professori Jarkko Vuori, Jyväskylän yliopisto, tietotekniikan laitos

3.1 Industrial IT Centre 

Vastuuhenkilö: professori Pekka Neittaanmäki, Jyväskylän yliopisto, tietotekniikan laitos

Verkkosuunnittelu ja käytön ohjaus sekä optimointi perustuvat matemaattispohjaisiin simulointi-, optimointi- ja säätömalleihin. Matemaattisina työkaluina ovat mm. jonomallit, integraalimuunnokset (Fourier, Z. Laplace), stokastiset menetelmät (Poisson-prosessit, Markov-ketjut, syntymä- ja kuolinprosessit, stokastinen säätöteoria), signaalianalyysi, optimointi ja neuraalilaskennan menetelmät, datamining (DM), Knowledge Discovery (KD), Data Warehouse (DW). Nykyisten simulointiohjelmistojen laatu ja luotettavuus voivat olla ratkaiseva puute verkkosuunnittelussa. Matemaattisia menetelmiä on toistaiseksi käytetty varsin rajallisesti. 

Lähtökohdat core competence -ryhmän rakentamiselle ovat hyvät. Ryhmään kuuluu osaamista seuraavilta aloilta:
•	mallinnus ja numeeriset simulointimenetelmät
•	optimointi ja säätöteoria (deterministinen ja stokastinen)
•	oppivat ja älykkäät järjestelmät
•	tilastolliset menetelmät
•	signaalinkäsittely
•	verkkosuunnittelu
•	liikkuva tietojenkäsittely
•	sulautetut järjestelmät
•	ohjelmistotekniikka

Industrial IT-centre tulee olemaan strategisessa asemassa eri alueellisissa teknologiaohjelmissa ja uuden teknologian siirrossa yritysmaailmaan.

Ryhmään kuuluu kahdeksan professoria, 10 postdoc-tutkijaa ja 20 tutkijakoulutettavaa. Ryhmä kuuluu COMAS tutkijankouluun (20 koulutuspaikkaa, johtaja: Pekka Neittaanmäki). Ryhmällä on monipuoliset kansalliset ja kansainväliset yhteydet. olennaisena osana on kansaivälisen huippuosaamisverkoston luominen ja sen seurauksen akansaivälisen huippuosaamisen siirto. Erityisesti yhteydet systematisoidaan seuraaviin maihin: USA (MIT; Berkeley, Houston), Japaniin (Waseda, Tokyo University), Ranska (Paris Vl, INRIA), Saksa (CEASAR-Institut Bonn, GMD St Augustin), Israel (Weizman Institute).

Tavoitteena on koota osaamisen Industrial IT Centre. Hanke toteutetaan 1.1.2002–31.12.2004 yhteistyöryhmän toimesta, johon kuluvat professori Jarkko Vuori, JY (sulautetut järjestelmät), Professori Jyrki Joutsensalo (tietoliikenne), professori Tapani Ristaniemi (tietoliikenne), FT Alexandru Murgu (tietoliikenne), tohtori Tuomas Lukka (ohjelmistotekniikka), professori Pekka Neittaanmäki (tieteellinen laskenta), dosentti Marko Mäkelä (optimointi), dosentti Kaisa Miettinen (optimointi) ja dosentti Osmo Pekonen (matematiikka). 
Tutkimusryhmään kuuluvat lisäksi seuraavat henkilöt, joiden palkkaukseen haetaan rahoitusta:
vierailevat professorit (3x3x3kk=27kk),
vierailevat tutkijat (3x3x3kk=27kk),
tutkija N.N., FT (osa-aikainen) ja
tutkimusharjoittelijat (3x3x3kk=27kk).

Industrial Information Technology Center

Team Leader: Prof., Director, Dr. Pekka Neittaanmäki,  Agora Center

The starting points for building the core competence group are promising. The group includes fields with the following know-how:  modeling and numerical simulation methods, control and optimization theory (deterministic and stochastic), learning and intelligent systems, statistical methods, signal processing, network planning, mobile data processing, embedded systems, and software engineering.

Industrial IT centre will occupy a strategic position in the regional technology programs and transfer of new technology to the business world. 

The group includes eight professors, 10 senior researchers and 20 doctoral students, forming part of the COMAS Research School (20 education places, director Pekka Neittaanmäki). The group has extensive national and international connections. One of its most essential tasks is to create an international network of top know-how, allowing the transfer of that know-how between the participants. 

The main priority is to establish regular working relationships with the following countries and institutions: USA (MIT, Berkeley, Houston), Japan (Waseda University, Tokyo), France (Paris Vl, INRIA), Germany (CEASAR Institut Bonn GMD St August) and Israel (Weizman Institute).  

3.2 Peer-to-Peer Communication/Computation in Mobile-to-Mobile Environment 

Vastuuhenkilö: professori Jarkko Vuori, Jyväskylän yliopisto, tietotekniikan laitos

Peer-to-Peer -verkot ovat kehittyneet viime aikoina voimakkaasti pääosin musiikin välitykseen erikoistuneiden ohjelmien kuten Napsterin ja Gnutellan ansiosta. Muitakin järjestelmiä tiedon hajauttamiseen on kehitetty, kuten dokumenttien nimettömään varastointiin tehty Freenet. Tällä hetkellä tutkitaan myös laskennan hajauttamista Peer-to-Peer -verkkojen käyttöön, josta esimerkkinä on P2P-laskentasovellus Legion. P2P-laskentaverkkosovellukset voidaan nähdä ulospäin yhtenä moniprosessorijärjestelmänä, joka koostuu kuitenkin useista eri tietokoneista erityyppisten tiedonsiirtoyhteyksien päässä.

Useat kriittiset sovellukset, esim. erilaiset valvonta-, laskutus-, palomuuri- ja käytönhallintasovellutukset, on järkevintä  toteuttaa hajautetusti. Laskennan ja tietokantojen hajauttaminen lisää huomattavasti vikasietoisuutta sekä turvallisuutta ulkopuolista uhkaa vastaan. Esimerkiksi palomuureissa olevat ohjelmistoagentit tuottavat informaatiota tunkeutumisyrityksistä ja hajautetusti tekevät identifiointiyrityksiä hyökkääjästä. Erityyppisissä pelien toteutuksissa on myös hyötyä tehokkaasta hajautusalustasta.

Ohjelmistojen hallitsemista ajatellen hajautus on järkevintä toteuttaa siten että varsinainen sovellus on erillisen P2P-hajautusalustan päällä. Näin sovelluksessa ei tarvitse ottaa kovinkaan paljon huomioon hajautuksen yksityiskohtia ja toisaalta P2P-kerroksessa ei tarvitse huomioida sovellukselle kuuluvia asioita. P2P-tyyppistä laskennan ja tiedon hajauttamista on tutkittu jo jonkin aikaa, mutta esitetyt ratkaisut ovat vielä varsin spesifejä. Lisäksi tiedonsiirtoyhteyksien vaikutusta hajautukseen ei ole kovin syvällisesti vielä tarkasteltu.

Tässä hankkeessa tutkitaan laskennan hajauttamista useille, tasa-arvoisille laskentayksiköille. Tämäntyyppistä laskentaa kutsutaan Peer-to-Peer (P2P) laskennaksi. P2P-laskennassa ei ole lainkaan Master-yksikköä joka huolehtisi järjestelmän toiminnasta, vaan myös kaikki ylläpitoon tarvittavat toiminnallisuudetkin (esim. tehtävien jako) on hajautettu. Ratkaisun etuna on vikasietoisuus ja ylläpidon helppous. Haittana on taas hallinta-algoritmien monimutkaisuus ja suurempi resurssien tarve.

Tässä tutkimuksessa kehitettävää P2P-alustaa, CheDAr (A Cheap Distributed Architecture) [1] on tarkoitus kokeilla todellisessa verkkoympäristössä. Näin voidaan testata alustan toimintaa todellisessa ympäristössä ja optimoida hajautusalgoritmien toimintaa verkon kuormitusta silmälläpitäen. Mahdollisuuksien mukaan alustaa pyritään kokeilemaan myös Jyväskylän yliopiston RS/6000-supertietokoneympäristössä. Näin saadaan evaluoitua erittäin tehokkaiden laskentasolmujen vaatimukset tiedonsiirtoyhteyksille.

Tavoitteena on toteuttaa Java-ympäristöön komponenttikirjasto, jonka avulla hajautus hallitaan ja alusta toimii eri ympäristöissä. Näiden komponenttien funktioiden avulla verkkoon voidaan lisätä tehtäviä ja eri laskentayksiköt voivat viestiä toistensa kanssa. Tehtävänä on aluksi tutkia algoritmeja verkon topologian älykkääseen muodostamiseen, ad hoc--reititykseen sekä kuormituksen tasaamiseen. Kun algoritmit on määritelty, suunnitellaan asiaan kuuluva ohjausalgoritmi, tietokannat ja protokollat, joiden avulla laskentayksiköt kommunikoivat toistensa kanssa ja jakavat laskentatehtäviä. Algoritmeja voidaan tarvittaessa simuloida esim. Network Simulator 2:n avulla ja myöhemmin niiden käyttäytyminen verkossa voidaan visualisoida perustuen todellisiin mittaustuloksiin verkosta.

Toimenpiteet

Projektin aluksi kartoitetaan olemassa olevat P2P-järjestelmät ja kartoitetaan tietoliikennetoteutusvaihtoehdot. Verkkorajapinta tarjoaa IP-tason tiedonsiirtopalvelut ja yhteyksien priorisoinnin DiffServillä sekä tietovirtaprotokollat esim. RTP ja UDP. Vikasietoisuuden korostuessa IP-tason liikenne voidaan tarvittaessa kuljettaa MPLS-verkossa.

Tämän jälkeen suunnitellaan hajautuspalvelut. Hajautusverkkorajapinta tarjoaa seuraavat palvelut: osoitteistus, verkkotopologia, reititys, point-to-point, broadcast ja multicast -yhteydet toisiin CheDAr solmuihin sekä ennusteet verkon tilanteesta.

Näiden päälle toteutetaan ohjelmointirajapinta joka tarjoaa seuraavat palvelut: agenttien välinen kommunikointi, laskenta-agentti (laskentaongelman arviointi, pilkkominen, myynti ja laskenta), laskenta-agenttien aikataulutus, tiedonsiirtoagentti, agenttien replikointi ja agenttien turvaaminen.
Lopuksi toteutetaan testisovellus jonka avulla evaluoidaan P2P-alustan toimivuus.

Julkaisusuunnitelma (3-4 julkaisua 2002-2004):
•	Järjestelmätason kuvaus P2P CheDAr-hajautusalustasta
•	Oman verkkoon liittymisalgoritmin (topologian muodostusalgoritmi) julkaisu
•	Oman ad hoc--reititysalgoritmin julkaisu
•	Oman kuormituksentasaus ja hajautusalgoritmin julkaisu

Projekti toteutetaan ajalla 1.1.2002 – 31.12.2003. Jyväskylän yliopiston kokonaisresurssit ovat n. 36 htkk:ta koostuen seuraavista työntekijöistä:

Resurssi	Varauksen kesto	
1 tutkija/jatko-opiskelija (FM Mikko Vapa)	1.1.2002-31.12.2003	
1 tutkimusapulainen (fil.yo Annemari Auvinen)	1.1.2002-31.12.2003	
1 tutkimusapulainen (fil.yo N.N.)	1.1.2002-31.12.2003	
Projektin koordinointi (professori Jarkko Vuori)		

Projektin status

Cheese Factory –projekti etenee aikataulussa. Ensimmäisen puolen vuoden aikana olemme määritelleet Chedar-hajautusalustan toiminnallisuuden ja tavoitteena on saada valmiiksi toimiva prototyyppi tämän vuoden loppuun mennessä. Tärkeimmät tutkimusongelmamme kohdistuvat Chedarin toiminnallisuuteen, joten ensimmäisiä tutkimustuloksia on odotettavissa keväällä 2003.
Tutkimusprojektin toisen puoliskon muodostaa prosessi, jossa tavoitteena on istuttaa Chedar-hajautusalustan päälle datafuusiosovellus. Datafuusio on valittu testisovellukseksi siksi että sen laskenta- ja tietojenkeruuvaatimuksen ovat suhteellisen vaativia. Datafuusiosovelluksen vaatimusten määrittely on parhaillaan käynnissä ja selvitystyö datafuusiossa käytettävistä algoritmeista valmistuu syksyn 2002 aikana. Lisäksi olemme projektin aikana keränneet kokemuksia keskitetyn topologian järjestelmästä Globus Toolkit gridlaskenta-alustan avulla, jonka tulokset julkaisemme syksyn 2002 aikana.

3.2.1 Peer-to-Peer communication/computation 

Tässä hankkeessa tutkitaan laskennan hajauttamista useille, tasa-arvoisille laskentayksiköille. Tämäntyyppistä laskentaa kutsutaan vertaisverkkolaskennaksi. Vertaisverkkolaskennassa ei ole lainkaan Master-yksikköä joka huolehtisi järjestelmän toiminnasta, vaan myös kaikki ylläpitoon tarvittavat toiminnallisuudetkin (esim. tehtävien jako) on hajautettu. Ratkaisun etuna on vikasietoisuus, skaalautuvuus sekä ylläpidon helppous. Haittana on taas hallinta-algoritmien monimutkaisuus ja suurempi resurssien tarve. Vertaisverkkolaskentaan läheisesti liittyvät agentti-suuntautuneet menetelmät.
Hankkeessa modifioidaan keskitetty Globus laskennan hajautusympäristö siten että siitä saadaan aidosti vertaisverkkolaskentaan soveltuva. Muutos toteutetaan lisäämällä korvaamalla keskitetty resurssien halintamoduuli omalla hajautetulla CheDAr (A Cheap Distributed Architecture) vertaisverkkomoduulilla. CheDAr toteutetaan JXTA-alustan päälle käyttäen Java-ohjelmointikieltä. Näin ratkaisua voidaan kokeilla mm. mobiililaskennan sovelluksissa.
In this research project distribution of computation to multiple similar nodes is studied. This kind of computation is called as Peer-to-Peer (P2P) computation. P2P computation/networks don’t have master node which controls the operation of the network. All supervision (e.q. load balancing) is fully distributed to the network and there exists no master node. Benefits of this kind of network are fault tolerance, scalability and easiness of supervision. On the other hand, P2P computation needs more complicated control algorithms and need more communication bandwidth.
Master oriented Globus grid computing platform will be modified in such a way that Globus will fulfill P2P-requirements. This modification will be implemented by replacing Globus resource distribution module with a special P2P-resource distribution module called as CheDAr (A Cheap Distributed Architecture). CheDAr will be implemented on the JXTA platform using Java programming language. This kind of implementation enables the mobile computing applications in the future.

3.2.2 Data Fusion in Peer-to-Peer environment

Sensoriverkkojen käyttö on lisääntyy voimakkaasti koska tietoliikenneyhteydet ja anturielementit halpenevat ja yhä monimutkaisempia mittauksia kyetään toteuttamaan kehittyneen signaalinkäsittelyn avulla. Sensoriverkkoja käytetään mm. ilmavalvonnassa, kemiallisten aineiden ilmaisussa, prosessien analyysissa ja kulunvalvonnassa. Datafuusion käyttö sensoriverkon datan käsittelyssä on luontevaa, yhdistetään useista lähteistä saatavia mittaustuloksia oivaltavasti.
Sensoriverkkojen toteuttaminen soveltuu luontevasti P2P-verkkoympäristöön. Tässä aliprojektissa toteutetaan Datafuusiosovellus CheDAr-ympäristöön. Näin CheDArin käyttökelpoisuus tulee testattua vaativassa ympäristössä. Datafuusion toteutusarkkitehtuurina tarkastellaan myös agenttiteknologiaan pohjautuvia ratkaisuja.

 3.3 SERAMON -Adaptive Service Aggregation in IP Mobile Networks

Team Leader: Dr. Alexandru Murgu, Department of Mathematical Information Technology

Qualitative Aspects

•	Heterogeneous user population characterization of the present available services in mobile IP networks is considered in terms of QoS / CoS differentiation.

•	Adaptive multi-service management based on the dynamic estimation of built-in features of user populations on a long-term basis (trends on traffic samples and similarities) leads to IP service reformulation for detecting the statistical traffic abrupt changes of QoS and the corresponding class of service parameters.

•	Dynamic tradeoff between the IP resources and service flexibility is handled via entropy aggregation as the implementation of IP session control mechanism.

Quality of Service Mechanism for IP Services 

Multimedia service aggregation is designed to intelligently balance the quality of service (QoS) descriptors in edge/core media servers for optimum performance and reliability. QoS mechanisms are based on multiprotocol label switching (MPLS) streamlining and provisioning of differentiated services granular traffic subject to service level agreements (SLAs) according to the following key operational aspects:

•	QoS for streaming media network (streaming latency/throughput).
•	IP streaming of differentiated service into representative aggregated classes.
•	Service encapsulation for QoS class translation.
•	Long-term service pattern/class estimation.
•	Service aggregation of mobile user populations.
•	Dynamic competition under resource constraints.

Adaptive Aggregation Research Issues

•	QoS adaptivity implementation of network traffic streaming in order to respond to different requirements of multimedia communications (voice, data, video, web). 

•	aggregating addresses at the core servers (used in unicasting); multicast addresses are aggregated to encapsulated the multicast addresses contain the location information on group members; aggregation schemes for aggregate addresses either through a group identifier approach or an interface approach.
•	interfacing: addresses aggregated at the interface to allow group members and address allocation to be totally random; traffic mobility patterns are assessed and translated based on entropy type of statistical processing of group membership classifier scheme.

Tasks
The difficulty of establishing reliable and secure connections in the mobile IP networks is due to the bursty and unpredictable nature of the packet traffic produced by the different classes of users and their associated services. The research strategy of more intelligent management in the IP switching of traffic streams in mobile networks should focus on developing and using new statistical tools associated with the stochastic control and data processing in the IP networks. The tasks to be solved in this respect are the following

•	Long-Term Service Pattern Estimation

•	Detection of Abrupt Changes in Service Patterns

•	Service Aggregation for Large User Populations

•	Dynamic Competition Under Resource Constraints

Activities
The heterogenous population of sessions characterizing the present available services implemented in the IP mobile radio needs preventive approach for avoiding the real-time QoS degradation. The quality multi-service network is achieved by estimating the built-in features of user populations on a long-term basis in terms of trends and biases based on traffic samples and statistical similarities. 

The statistical service session patterns capture the service flexibility, users’ behaviour and make effective the service shaping for the IP internetworking. This leads to optimizing the network resources on a per service session basis. The theoretical studies based on some quasi-deterministic approaches lead to difficulties in finding a tractable model to describe the dynamics of the network load and the adequate management of the network resources. A detection of abrupt change point of view of traffic management based on statistical traffic assessment of the service switching parameters needs to be considered.

The network performance characterization is addressed in terms of the statistical user populations based on average parameter patterns calculated on large ensembles. The service aggregation allows any single session user a limited share of the network resources. The ranking of the existing dynamic tradeoff between the IP network resources and the service flexibility is to be obtained via entropy arguments related to service aggregation.

The diversity in service requirements suggests that a quantitative service specification is submitted to the network together with data transmission tasks. This specification must predict the user's dynamic transmission behaviour and to facilitate the network resource constraints handling. For a system with stationary load, the primary performance control is to control the system utilization and therefore, the network must have a control handle on user data transmission. A reasonable dynamic competitive strategy is to be used in order to get the desired statistical adaptive behaviour of the user populations to the network resource constraints. 

Timetable
This project is intended to cover the period 2.1.2002 – 31.12.2004. The stages of this project are the following:

Activities 2002:
1. 	Establishing the internetworking planning issues, both in terms of network expansion schedules and resource utilization (TDD/FDD) at the network interfaces. 

2. 	Identification of the operational characteristics and sensitivity/robustness analysis with respect to environmental factors such as interference and noise. 
3. 	Internetworking expansion strategies both in terms of area coverage and capacity maximization. 

4. 	Flexible adjustment of network topology and connectivity patters in order to counter-balance the environmental factors that will produce a bottleneck in the performance levels.

Future timetable:

5. 	Service isolation and QoS class clustering for the intelligent IP service shaping scheme (isolate an end‑to-end session from the undesirable effects of other (possibly misbehaving) sessions).

6. 	Adaptive delay compensation for highly guaranteed end-to‑end delay of the individual sessions (end‑to‑end delay bound of a session depends adaptively on the parameters of the session (such as its bandwidth reservation and be independent of the behavior of other sessions)). 

7. 	Adaptive latency and priority debiasing for the end‑to‑end delay bounds of a session (can be regulated knowing only the latencies at the individual schedulers on its path, as well as the shaping parameters of the session at the source).

	2001	2002	2003	
	Q1	Q2	Q3	Q4	Q1	Q2	Q3	Q4	Q1	Q2	Q3	Q4	
1													
2													
3													
4													
5													
6													
7													

Project Resources

The research will be developed at the Department of Mathematical Information Technology, University of Jyväskylä. TF Alexandry Murgu will be in charge of the reserch project.

3.4 Ad hoc-radioverkon liikenteen optimointi variaatioepäyhtälöiden avulla

Vastuuhenkilö dosentti Erkki Laitinen, JY, tietotekniikan laitos

Lähtökohta
Ad hoc–langaton verkko on tietoliikenneverkko, jolla ei ole kiinteitä reittejä, isäntiä tai tukiasemia toisin kuin solukkoverkoilla. Tästä johtuen yhteyden topologia voi muuttua dynaamisesti, minkä vuoksi verkon reititys on käytännön kannalta kriittinen ja tutkimuksellisesti haasteellinen tehtävä. Tutkimus ad hoc-verkkojen piirissä on tärkeätä koska mobiiliverkkojen kehitys on menossa niiden suuntaan. Edelleen kuitenkin puuttuu niin teoreettista tutkimusta kuin soveltavia tuloksia siitä, kuinka rakentaa hyvin optimoituja ad hoc-verkkoja. 

Ad hoc-verkon reititysongelmat ovat  NP-täydellisiä optimointiongelmia joiden ratkaisemisen tiedetään olevan laskennallisesti hyvin työlästä. Tosin on kehitetty useita ad hoc-reitityksen protokollia (esim. MANET group / IETF) mutta ne soveltuvat vain hyvin rajoitetuille ad hoc-verkoille ja niiden syvällisempi tutkimus puutuu. Useimmiten niiden optimointiin on käytetty geneettisiä algoritmeja tai simuloitua jäähdytystä, joiden täydellinen teoria on edelleen kehittymätöntä. Tosin, käytännössä löytyy paljon NP-täydellisiä ongelmia joille menetelmät antavat hyviä tuloksia. 

Ad hoc-tyyppiset verkot soveltuvat hyvin dynaamisen struktuurinsa vuoksi lisäämään hetkellisesti kapasiteettia mobiiliympäristöissä esim. konserttien, festivaalien yms. aikana tai parantamaan mobiililaitteen pääsyä globaaliin internettiin.

Tavoite
Hankkeen tavoite, optimaalinen ad hoc-reititys on haasteellinen, koska reitityspäätökset on tehtävä tehokkaasti dynaamisessa verkkotopologiassa. Perinteiset lankaverkoissa käytetyt reititysalgoritmit eivät sovellu mobiileihin ad hoc-verkkoihin koska ne ovat epästabiileja dynaamisissa verkoissa. Nykyiset solukkoverkotkaan eivät käytä ollenkaan reititystä koska ne käyttävät  suhteellisen vanhaa kytkentäteknologiaa ja ns. vierailijarekisterejä löytääkseen käyttäjät. Algoritmikehityksen haasteellisuutta lisää se, että mobiili langaton yhteys on perustaltaan epäluotettava, joten algoritmeissa täytyy olla virheensietokykyä.

Hankkeen tavoitteita ovat:

•	konstruoida ja analysoida teoreettisesti ja numeerisesti variaatioepäyhtälö- ja optimointi-probleemojen iteratiivisia ratkaisumenetelmiä
•	tutkia VE:n ratkaisumenetelmiä tietoliikenteen verkkoprobleemille ja kehittää tietokoneohjelmistoja malliesimerkeille
•	kehittää end-to-end optimoitu ad hoc-reititysalgoritmi mikä pohjautuu VE:n ja uusimpiin epälineaarisen analyysin ja optimoinnin tuloksiin
•	pitää mielessä, että algoritmin tulisi olla sulautettava ja laskennallisesti tehokas ollakseen kiinnostava tietoliikenneteollisuudelle

Toimenpiteet
Nykyisin variaatioepäyhtälöt ovat osoittautuneet tehokkaiksi tutkittaessa ja ratkaistaessa useita operaatiotutkimuksessa vastaan tulevia verkkoihin liittyviä  tasapainoprobleemoita. Lisäksi niillä on selvä yhteys moniin yleisiin epälineaarisen analyysin ja optimoinnin tehtäviin. Tämän vuoksi niiden teoriaa ja ratkaisumenetelmiä on tutkittu laajasti JY:n tietotekniikan laitoksella ja myös saavutettu tutkimuksessa merkittäviä tuloksia.

Tutkimuksen lähtökohtana on aikaisemmat ad hoc-reititysalgoritmeja koskevat tutkimukset kuten MANET (IETF) ja muut teollisuusvetoiset algoritmien kehityshankkeet. Tutkimus pohjautuu epälineaarisen analyysin, optimoinnin, kommunikointiprotokollien ja tilastollisen fysiikan state-of-the-art-tuloksiin.

Ad hoc-verkkojen tutkimus on tullut tärkeäksi siviili- ja sotilasjärjestelmissä koska niiden uskotaan kehittyvän voimakkaasti ad hoc-verkkojen suuntaan seuraavien 5-10 vuoden kuluessa. Tässä projektissa lisätään teoreettisen ja numeerisen perustutkimuksen määrää liittyen ad hoc-verkkojen optimointiin ja simulointiin. Hankkeessa tuotetaan ohjelmistoja, mitkä ovat tärkeitä työkaluja yritettäessä ymmärtää, kuinka voitaisiin rakentaa hyvin optimoituja ad hoc-verkkoja.

Projektin resurssointi
Projektin vastuullisena johtajana / projektipäällikkönä toimii dos. Erkki Laitinen. 
Tutkimusta tehdään läheisessä yhteistyössä Oulun Yliopiston CWC:n ( Centre for Wireless Communication) ad-hoc-ryhmän (joht. dos. Petri Mähönen) kanssa.

Aikataulu
Tutkimus suoritetaan ajalla 2.1. 2002 - 31.12. 2004. 

Välitavoitteita ovat:

Toteutuneet 2002:
I.	perehtyminen kirjallisuuden pohjalta  aikaisempiin ad hoc-reititysalgoritmeihin
II.	perehtyminen VE:n iteratiivisiin ratkaisumenetelmiin (combined relaxation method, CR) tietoverkkojen yhteydessä
III.	ad-hoc verkkoprobleeman formulointi VE:llä, testiprobleeman generointi

Tulevat:
IV.	CR menetelmän formulointi ad-hoc verkkoprobleemalle, testiprobleemalle
V.	optimointialgoritmin formulointi VE:lle ja menetelmän teoreettinen ja numeerinen tarkastelu
VI.	ohjelmistokehitys ad-hoc verkkoprobleemalle, testiprobleemalle
VII.	kehitetään realistinen end-to-end ad-hoc reitityksen menetelmä ja algoritmi
VIII.	kehitetään ad-hoc reitityksen ohjelmisto (demo) tietoliikenneteollisuuden käyttöön
IX.	testataan ohjelmistoja teollisuusesimerkeillä

Välitavoitteiden aikataulu

	2002	2003	2004	
	Q1	Q2	Q3	Q4	Q1	Q2	Q3	Q4	Q1	Q2	Q3	Q4	
I													
II													
III													
IV													
V													
VI													
VII													
VIII													
IX													

Hankkeessa 3.4 edetään alkuperäisen tutkimussuunnitelman mukaisesti seuraavasti:
 
1.	perehtyminen kirjallisuuden pohjalta  aikaisempiin ad hoc reititysalgoritmeihin
•	Petri Soikkelin 

2.	perehtyminen VE:n iteratiivisiin ratkaisumenetelmiin (combined relaxation method, CR) tietoverkkojen yhteydessä
•	Igor Konnov, seminaari 27.1 -2.2.2002, Preprint, "Convergence properties of CR method",  valmis 4/2002
•	Jaana Oksan pro gradu työ, valmis 8/2002

3.	ad-hoc verkkoprobleeman formulointi VE:llä, testiprobleeman generointi
•	Igor Konnov, tutkimusraportti, valmis 12/2002

Traffic Optimization of Ad-Hoc Radio Network with Variational Inequalities

Team Leader: Dr. Erkki Laitinen, Agora Center

Aim

Characteristic of an ad hoc network is its dynamic and spontaneous operation. A wireless ad hoc network can be created and can disappear wherever and whenever without any fixed routers, hosts, or support stations. Routing and capacity optimization for the ad hoc network is difficult due to its dynamic and changing topology. The project aims to find new methods to optimize the ad hoc network’s routing and capacity. New methods that are being researched in order to solve the problem are variational inequalities and genetic algorithms.

Results and Observations

The universities of Jyväskylä, Oulu and Kajaani have collaborated in the research. The preliminary research has engendered research reports and visits by the researchers. The research has mainly consisted of literature surveys and of becoming better acquainted with the research area. The project has programmatically tested the use of variational inequalities in static network balancing. It seems probable that the method can be developed to apply it to networks where the nodes are mobile.

Future Plans

The research continues according to the research plan. Professor I. Konnov from the Kasan University will visit Oulu in October 2002. The occasion will include a modest research seminar with the project’s research personnel. The aim during the autumn is to investigate the network balancing using a diverse criteria, because the ad hoc network’s optimal routing is dependent on many different factors. The group, together with the University of Oulu’s Centre of Wireless Communication (Professor Petri Mähönen), has also sought membership in Infotech Oulu organization.

Areas of Interest

ad hoc routing, multiparameter optimization, variational inequalities, genetic algorithms

3.4 , Ad hoc radioverkon kapasiteetin ja reitin optimointi

Dynaamisten, nopeasti muuttuvien langattomien ad hoc verkojen kehitystyö vaatii onnistuakseen korkeatasoista ja haasteellista tutkimusta. Verkolle on tyypillistä, että se voi syntyä tai hävitä missä ja milloin tahansa ilman kiinteitä reitittimiä, isäntiä tai tukiasemia. Verkon reititys ja kapasiteetin optimointi on juuri verkon muuttuvan topologian vuoksi vaikea dynaaminen, monitavoitteinen optimointitehtävä. Hankkeessa kehitetään uutta teknologiaa, soveltamalla edistyksellisiä matemaattisia menetelmiä, langattoman ad hoc verkon kapasiteetin ja reitin optimointiin. Tehokkailla menetelmillä haetaan ratkaisua myös nykyisten algoritmien laskennalliseen kompleksisuuteen ja verkon skaalautuvuuteen.
Tutkimukseen osallistuvat Jyväskylän yliopisto, Oulun yliopisto ja Kazanin yliopisto. Aluksi tutkimuksessa paneudutaan verkon kapasiteetin optimointiin (verkon tasapainotusongelma) variaatioepäyhtälöiden avulla sekä siihen tarvittavien matemaattisten menetelmien tutkimukseen. Seuraavaksi, uusien menetelmien toimintaa ad hoc verkossa testataan numeerisilla testiesimerkeillä. Lopullisena tavoitteena on kehittää hyvin skaalautuva, tehokas algoritmi, mikä soveltuu tulevaisuuden dynaamisten verkkojen optimointiin.

 4. Future Business Models
Johtaja: professori Minna Mattila, Jyväskylän yliopisto, taloustieteiden tiedekunta

InBCT 4.1  Customer-based positioning in mobile environment

Team Leader: Prof., Dr. Minna Mattila, School of Business and Economics

Observations
Researcher Mari Suoranta has studied Multimedia Messaging Services (MMS) in the Business-to-Consumer sector. The studied mobile services were divided into four groups: commercial, entertainment, news, and professional. The special issues included, but were not limited to, the following key areas: what is the possible future killer application, what are the triggers in the non/usage of mobile services, which factors add to perceived value, what is the optimal product range in terms of particular customer segment needs, and what are the next steps in the technological developments. Also touched upon were remote diagnostics, mobile radio, and video screening. 

Plans
Researcher Juha Munnukka has joined this project as a Ph.D. candidate. Earlier studies have indicated that future research is needed, especially in the field of price formation. Munnukka’s research focus is on studying the relationship between pricing and mobile service adoption. 

       Compatibility

o	Perceived benefits versus perceived total costs 
o	Expectations versus experienced quality 
o	Consumer perception of different parties contribution to the total value

o	Product and service quality as a results of different parties co-operation

     Compatibility

Compatibility

Compatibility

4.  End-users

2. Service providers

1.Technology 
providers

3. Content providers

Tässä hankkeessa luodaan perusteet mobiilipalveluiden asiakaslähtöiselle tuotteistamiselle. Hankkeessa kartoitetaan muun muassa sitä, miten asiakas havaitsee hinnan jakautuvan palveluntarjoajan, teknologiatuottajan ja sisällöntuottajan kesken, ja miten tämä asiakkaan mielikuva vaikuttaa tuotteen käyttöön. Hanke tuottaa käytännön työkaluja tuotekehityksen tueksi mobiilipalveluita kehittäville ja myyville tahoille kuluttajamarkkinoilla.

InBCT 4.2 Seamless user experience in an electronic environment

Vastuuhenkilö: professori Minna Mattila, Jyväskylän yliopisto, taloustieteiden tiedekunta

Lähtökohta
Laajakaistaisten pakettiverkkojen kehittyminen ja käyttöönotto tarjoavat uusia tuotemahdollisuuksia verkkoon perustuvien tuotteiden ja palvelujen kehittämiselle.  Ehdoton valtaosa tämänhetkisestä tuotteistamisesta tehdään technology-push -näkökulmasta, vaikka esimerkiksi WAP tuotteiden mitättömästä markkinapenetraatiosta on opittu, että demand-pull -näkökulman mukaan ottaminen pienentää tuotteistamisen riskejä ja voi jopa säästää epäonnistuvien tuotteiden kehittämiseen sijoitetut pääomat.

Pankkien ja kaupan ryhmittymien mobiilisovellukset tulevat luultavimmin olemaan eräitä laajakaistaisten pakettiverkkojen käytetyimpiä tuotteita.  Tämän hankkeen kahdessa ensimmäisessä osioissa selvitetään näiden mobiilisovellusten markkinapenetraation mahdollisuuksia analysoimalla käyttäjien nykyisten mobiilisovellusten käyttötottumuksia ja käytön estäviä seikkoja, sekä kartoittamalla käyttäjien tulevilta laajakaista mobiilituotteilta haluamia ominaisuuksia.  

Osaa kehitettävistä mobiilituotteista voidaan myydä myös vientimarkkinoilla.  Aikaisempien mobiili sukupolvien pankki- ja kauppatuotteiden myyminen ulkomaille ei ole onnistunut. Hankkeen edetessä pyritään lisäämään myös tietämystä eräiden laajakaistaisten mobiilituotteiden ostajista kartoittamalla vaihtoehtoiset osapuolet, ja heidän tahtotilansa suhteessa kansainväliseen markkinatilanteeseen.

Tavoite 
Hankkeen tavoitteena on vastata kahden eri toimialan tapauksissa seuraaviin kysymyksiin:

•	Millaisia laajakaistapakettiverkon mobiilituotteita tulisi pankkien kehittää tai kehittää pankkeja varten?
•	Millaisia laajakaistapakettiverkon mobiilituotteita tulisi kaupan yritysten kehittää tai muiden kehittää kauppaa varten?
•	Miten suurehko kauppa tai kaupparyhmittymä voi soveltaa kohdan ii tuotteita ja mitkä ovat heidän tuotteelle asettamat toivomuksensa
•	Kenelle ja millaisina ym. tuotteita voidaan viedä ulkomaille?

Hankkeen tuloksia voidaan hyödyntää
•	liiketoiminnan kehittämisessä,
•	tuotekehityksen tukena, sekä
•	akateemisina julkaisuina.

Toimenpiteet
Tutkimus koostuu rinnakkaisista toimenpiteistä kahdella eri toimialalla käytettävien samankaltaisten tuotteiden kesken.

I	Päivittäistavaroiden kaupan Internet-pohjaisten tuotteiden ominaisuuksia määrittävä kuluttajatutkimus, joka koostuu kahdesta eri osa-alueesta:
I1 Nykyisten tuotteiden käyttötottumusten selvitys, ja	
I2 Laajakaistatuotteiden tavoiteominaisuuksien kartoitus.

Asetettuihin tavoitteisiin pyritään seuraavien välitavoitteiden kautta:

Toteutuneet 2002:
a) perehtyminen kirjallisuuden pohjalta aikaisempiin alalla tehtyihin tutkimuksiin ja taustamuuttujien kartoitus tilastotietouden pohjalta
b) kyselylomakkeen formulointi yhdessä eri alojen asiantuntijoiden kanssa ja testaus
c) aineiston keräys

 Tulevat:
d) aineiston käsitteleminen ja sen pohjalta haastattelujen suuntaaminen
e) haastattelujen suorittaminen, analysointi ja suhteuttaminen kyselyaineistoon
f) loppuraportin laatiminen ja toimenpide-ehdotukset
g) kansainvälisten tieteellisten julkaisujen laatiminen, ja niiden popularisointi

II 	Pankkien käyttämän laajakaistaisen mobiilituotteiden ominaisuuksia määrittävä kuluttajatutkimus, joka koostuu kahdesta eri osa-alueesta:
II1 Nykyisten tuotteiden käyttötottumusten selvitys
II2 Laajakaista tuotteiden tavoiteominaisuuksien kartoitus

Asetettuihin tavoitteisiin pyritään seuraavien välitavoitteiden kautta:

Toteutuneet 2002:
a) perehtyminen kirjallisuuden pohjalta aikaisempiin alalla tehtyihin tutkimuksiin ja taustamuuttujien kartoitus tilastotietouden pohjalta
b) kyselylomakkeen formulointi yhdessä eri alojen asiantuntijoiden kanssa ja testaus
c) aineiston keräys

Tulevat: 
d) aineiston käsitteleminen ja sen pohjalta haastattelujen suuntaaminen
e) haastattelujen suorittaminen, analysointi ja suhteuttaminen kyselyaineistoon
f) loppuraportin laatiminen ja toimenpide-ehdotukset
g) kansainvälisten tieteellisten julkaisujen laatiminen, ja niiden popularisointi

Aikataulu
Tutkimus suoritetaan ajalla 1.1.2002–30.4.2004. Yllä esitetyt välitavoitteet ajoittuvat seuraavasti:

	2002	2003	2004	
	Q1	Q2	Q3	Q4	Q1	Q2	Q3	Q4	Q1	Q2	Q3	Q4	
Ia													
Ib		            											
Ic													
Id													
Ie													
If													
Ig													
IIa													
IIb			 										
IIc													
IId													
IIe													
IIf													
IIg													

Projektin resurssointi
Projektin vastuullisena johtajana toimii professori Minna Mattila. Projektia varten on varattu seuraavat resurssit:

Resurssi	Kesto	
2 tutkijaa / jatko-opiskelijaa, A22 (FM, KTM Niina Aaltonen & KTM Antti Kärki)	20 kk + 20kk	
1 tutkimusapulainen / Pro gradu – tutkielman tekijä, A17 ilman ikälisiä (Kauppatiet. yo Mari Suoranta)	6kk	

Team Leader: Prof., Dr. Minna Mattila, School of Business and Economics

Observations
Researchers Kaapo Heikkinen and Ari-Jaakko Järvinen have studied Multimedia Messaging Services in the Business-to-Business sector. The main focus has been on MMS enhanced problem solving in the business environment. The special issues include, but are not limited to, the following key areas: does MMS enable more efficient problem solving, in what kind of problem solving situations MMS is most likely to be applied, in what stages of problem solving MMS provide the highest perceived value, and what are the strengths, weaknesses, opportunities, and threats that MMS posses in organizational problem solving processes. 

Plans
Researcher Anja Härkönen has joined this project as a Ph.D. candidate.  By the year 2020 mature customers (a.k.a customers over 65 years of age) will be the largest and the most heterogenous yet the least studied customer segment.  Many mature customers are in fact willing to use Internet-based services but they feel that it is some how socially unacceptable for them to use such services.  By developing services, which attract also mature customers, the critical penetration rates for profitable mobile services can be reached. 

Delivery agents

Consumer re-education Process

Outcomes

-Loyalty
-Improved marketing efficiency
-Higher satisfaction

Program content

Demographic factors

Consumer education model for mature consumers (Oumlil and Williams 2000).

Special focus in this study will be in the user experience and the product usuability in an electronic environment. For example, the user experience in terms of usuability will be tested on a fixed-line network compared to a wireless network.

Tässä hankkeessa luodaan perusteet asiakkaan saumattomalle käyttökokemukselle sähköisessä palveluympäristössä. Hankkeessa kartoitetaan muun muassa sitä, miten asiakas määrittelee käytettävyyden kiinteässä verkossa suhteessa langattomiin palveluihin. Erityinen paino on ikääntyvien asiakkaiden erityistarpeille, ja niiden soveltamisessa massamarkkinoille. Hanke tuottaa käytännön työkaluja tuotekehityksen ja erityisesti käytettävyyden kehittämisen tueksi sekä kuluttaja- että yritysmarkkinoilla.