Matematiikan ja systeemianalyysin laitos

Ajankohtaista

Väitös systeemi- ja operaatiotutkimuksen alalta, DI Edoardo Tosoni, 14.9.2021

30. elokuuta 2021

Vastaväittäjä on professori tohtori Man-Sung Yim, Korea Advanced Institute of Science and Technology, Etelä-Korea

Kustos on professori Ahti Salo, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu, matematiikan ja systeemianalyysin laitos

Väittelijän yhteystiedot: edoardo.tosoni@aalto.fi

Väitöstilaisuus järjestetään etäyhteydellä Zoomissa ja kampuksella. Linkki tilaisuuteen

Zoom-pikaopas

Väitöskirja on julkisesti nähtävillä 10 päivää ennen väitöstä Aalto-yliopiston julkaisuarkiston verkkoriiputussivulla.

Elektroninen väitöskirja


Väitös tuotantotalouden alalta, DI Juha Törmänen, 16.9.2021

30. elokuuta 2021

Nykyinen etä- ja hybridityöpainotteinen elämä aiheuttaa uusia paineita organisaatioiden ja työntekijöiden hyvinvoinnille ja menestymiselle. Systeemiälyn käsite, jolla viitataan älykkääseen toimintaan monimutkaisissa kokonaisuuksissa vuorovaikutusten ja takaisinkytkentöjen keskellä, voi auttaa yhteisöjen ja yksilöiden hyvinvoinnissa ja kehittämisessä näissä vaativissakin olosuhteissa. Systeemiälyä on tutkittu Aalto-yliopiston Systeemiälyn tutkimusryhmässä Raimo P. Hämäläisen ja Esa Saarisen johdolla 2000-luvun alkuvuosista asti.

Tämä väitöskirja tarjoaa uusia työkaluja systeemiälyn mittaamiseen ja havainnollistamiseen. Tutkimuksessa esitellään systeemiälyn kahdeksan alapiirrettä, jotka ovat Systeeminen havaintokyky, Sanaton yhteys, Asenne, Kekseliäs mieli, Pohtivuus, Viisas toiminta, Heittäytyvä osallistuminen ja Aikaansaavuus, sekä osoitetaan, että näitä alapiirteitä on mahdollista arvioida itsearvioinnin, vertaisarvioinnin ja organisaatioarvioinnin keinoin. Tutkimus myös esittelee PoSITeams-simulaatiotyökalun, joka auttaa ymmärtämään ihmisten välisestä vuorovaikutuksesta syntyviä kokonaisuuksia.

Tutkimuksen tulokset osoittavat, että yritykset ja työntekijät, jotka nähdään menestyvinä ja suorituskykyisinä, koetaan myös vahvoiksi systeemiälyn kahdeksassa piirteessä. Systeemiälyn käsitteet voivatkin toimia tapana sanallistaa ja tuoda esiin sellaisia menestystekijöitä, jotka muuten voisivat jäädä työpaikalla huomioimatta ja käsittelemättä, ja uudet mittarit mahdollistavat niiden arvioimisen ja kehittämisen sekä yksilö-, tiimi-, että organisaatiotasolla.

Systeemiälyn uudet mittaus- ja mallinnusmenetelmät palvelevat erityisesti oppivien organisaatioiden ja henkilöstön kehittämistä. Organisaatioiden oppimiskykyä on usein kehitetty johtoryhmistä käsin ja organisaation rakenteellisella uudistamisella. Systeemiälyn menetelmät mahdollistavat kehittämisen myös ruohonjuuritasolta, keskittymällä ihmisten päivittäisen toiminnan tapoihin ja tyyliin ja tarjoamalla konkreettisia ehdotuksia oman toiminnan muuttamiseen.

Vastaväittäjä: apulaisprofessori tohtori Hong Bui, University of Bath, Yhdistynyt kuningaskunta

Kustos: professori Esa Saarinen, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu, Tuotantotalouden laitos

Väittelijän yhteystiedot: juha.tormanen@aalto.fi

Väitöstilaisuus järjestetään etäyhteydellä Zoomissa. Linkki tilaisuuteen

Zoom pikaopas

Väitöskirja on julkisesti nähtävillä 10 päivää ennen väitöstä Aalto-yliopiston julkaisuarkiston verkkoriiputussivulla.

Elektroninen väitöskirja (luettavissa noin 12 päivää ennen väitöstä)


Department's summer excusion 2021

19. elokuuta 2021
Despite of the stormy wind and some rain, the participants enjoyed the get-together party and the game of Mölkky. See the photos .

Summer 2022 Bridges conference

5. elokuuta 2021
In 2022 we are planning to hold an in-person Bridges conference! Join us for invited and contributed talks, hands-on workshops, art galleries and live performance events, and an excursion.

Väitös systeemi- ja operaatiotutkimuksen alalta, DI Juho Andelmin, 23.7.2021

26. heinäkuuta 2021

Väitöskirjassa kehitetään uusia formulaatioita ja algoritmeja vihreän logistiikan, keskitetyn resurssienjaon ja diskreetin monivaiheisen stokastisen optimoinnin ongelmiin. Siinä esitetään kaksi uutta algoritmia sekä formulaatio optimaalisten reittien laatimiseksi ajoneuvoille, joiden polttoaineen kulutusta seurataan, jotta polttoaine ei pääse loppumaan. Formulaatio on erityisen hyödyllinen sähköajoneuvojen reititysongelmissa. Sillä voidaan laskea ensin kunkin asiakasparin kaikki tankkauspolut kaikilla mahdollisilla tankkausasemakäyntien yhdistelmillä, hylätä ne tankkauspolut, jotka eivät voi olla optimaalisessa ratkaisussa, ja lopuksi korvata kaikki tankkausasemat jäljellä olevilla poluilla. Tämä formulaatio on ensimmäinen, joka sallii reititys- ja tankkauspäätösten yhdistämisen minimaalisella lisälaskennalla. Kehitetty tarkka algoritmi hyödyntää monipuolisesti optimointitekniikoita. Lisäksi on kehitetty metaheuristiikka, joka laskee liki optimaaliset ratkaisut nopeasti ja täydentää tarkkaa algoritmia. Molemmat algoritmit toimivat rakennuspalikoina ongelman laajennuksille. Algoritmilla päästään esimerkiksi 200–300 asiakkaan tehtävissä keskimäärin  noin 0.67% päähän optimista.

Resurssienjakomallilla voidaan laskea tehokkuusluvut joukolle yksiköitä, kuten sairaalat tai supermarketit, joita resurssoidaan keskitetysti. Resurssit jaetaan näille yksiköille siten, että yksiköistä rakentuvan portfolion kokonaistehokkuus maksimoituu. Koska yksiköillä on tyypillisesti monia panoksia ja tuotoksia, tähän optimointiongelmaan liittyy monia tavoitteita. Tehtävässä lasketaan siksi kaikki sellaiset ei-dominoidut portfoliot, jotka vastaavat päätöksentekijän näkemyksiä panosten ja tuotosten tärkeydestä sekä visualisoidaan intervalleina näitä portfolioita vastaavat yksiköiden resurssitasot. Tulokset osoittavat, että perinteisten tehokkuuslukujen käyttö resurssien kohdentamisessa voi aikaansaada tehottomuutta.

Decision Programming-viitekehys esittää uuden formulaation stokastisen optimoinnin ja päätösanalyysin parista syntyvien diskreettien monivaiheisten päätöksenteko-ongelmien ratkaisemiseksi. Siinä erityyppisiä endogeenisiä epävarmuustekijöitä ja riskimittareita voidaan käsitellä rajoituksissa ja/tai kohdefunktiossa. Viitekehys tarjoaa enemmän mallintamismahdollisuuksia kuin päätösanalyysin vakiotyökalut. Sitä on juuri sovellettu laajan projektiportfolion valitsemiseksi tilanteessa, jossa projektien tuotot ovat epävarmoja ja aikariippuvia.  

Vastaväittäjä on professori M. Grazia Speranza, University of Brescia, Italia

Kustos on professori Ahti Salo, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu, matematiikan ja systeemianalyysin laitos

Tohtoriopiskelijan yhteystiedot:+358403581315, juho.andelmin@aalto.fi


Tekniikan edistämissäätiön vuoden opettaja motivoi matemaattisen optimoinnin maailmaan

4. kesäkuuta 2021

                                  

Monimutkainen aihe tutuksi vuorovaikutuksen ja tosielämän esimerkkien avulla

Aalto-yliopiston professori Fabricio Oliveira, 35, opettaa tekniikan opiskelijoille matemaattista optimointia. Tavoitteena on optimoida minkä tahansa järjestelmän toimintaa esimerkiksi taloudellisesti tai ympäristövaikutuksiltaan mahdollisimman tehokkaasti matemaattisen mallinnuksen avulla.

Oliveiran opettamien kurssien teemat ovat tunnettuja yhtenä systeemi- ja operaatiotutkimuksen vaikeimmista. Opiskelijat kuitenkin kehuvat hänen tapaansa tuoda monimutkaiset tekniset teemat lähelle arkielämää: kurssilla mallintamista ja optimointia opiskellaan tosielämän esimerkkien kautta. Vuorovaikutteinen ja energinen opetus saavat opiskelijat kiinnostumaan aiheesta.

Vuoden opettaja -palkinto jaettiin tänä vuonna ensimmäistä kertaa kansainväliselle tekniikan osaajalle.

”Poikkeuksellinen vuosi näkyi myös Hyvän opettajan ehdokasasettelussa. Fabricio Oliveira sai opiskelijoilta kiitosta siitä, miten hienosti hän on onnistunut järjestämään opetuksen myös etäaikana. Säätiön apurahansaajissa kansainväliset osaajat ovat jo useita vuosia olleet isossa roolissa. On hienoa nähdä, että nämä kansainväliset rekrytoinnit näkyvät myönteisesti myös opetuksessa”, Lamminen sanoo.

Oliveiran mukaan kulunut vuosi ja Vuoden opettaja -palkinto ovat erinomainen tilaisuus miettiä, mikä opetuksessa on onnistunut, ja mitä voisi vielä kehittää.

“Uskon, että voimme tulevaisuudessa yhdistää etä- ja lähiopetuksen parhaat palat. Itse en aio luopua luentovideoista, joiden avulla opiskelija voi opiskella omassa tahdissaan. Kasvokkaista tapaamista ei kuitenkaan voita mikään – luentosalissa huomaa heti opiskelijoiden ilmeistä, menikö selitys aivan ohi”, Oliveira sanoo.

Oliveira on huomannut eroja opetuksessa maiden välillä työskenneltyään Suomessa, Brasiliassa, Yhdysvalloissa ja Australiassa. Suomessa opiskelijoita on välillä haastava saada keskustelemaan, sillä he ovat tottuneet reflektoimaan oppimaansa rauhassa. Toisaalta peruskoulun korkea taso näkyy luentosaleissa.

“Opiskelijat ovat opiskelijoita maasta riippumatta. Suomessa on kuitenkin ollut todella hienoa nähdä, kuinka korkea tietotaso opiskelijoilla on jo ennen yliopisto-opintoja”, Oliveira sanoo.

Lisätietoa:
Fabricio Oliveira
Professori
Aalto-yliopisto
fabricio.oliveira@aalto.fi
puh. 040 489 0080


Collineation Grounds Exhibition, 26.5 - 26.8.2021

20. toukokuuta 2021


Event flyer


After successful student exhibitions of the transdisciplinary course Crystal Flowers in Halls of Mirrors: Mathematics meets Art and Architecture in Heureka Science Centre 2017 and Espoo Cultural Centre 2019, Aalto Math&Arts Minor exhibition returns to Otaniemi Campus in spring 2021. During the course, students from diverse disciplines and various stages of their studies have been working together in the realm of mathematics and arts searching interesting structures and concepts to be scrutinized and developed into tangible objects. This work was guided in collaboration with an interdisciplinary team of teachers via lectures, workshops and tutoring sessions.

The theme of the 2021 course highlighted the fundamental role of projective geometry in the development of modern mathematics and interaction with applied fields. Its original growth out of the efforts of architects and painters to present spatial objects on flat surfaces to an exciting branch of mathematics manifests itself in genuine interconnections, that can be developed across metric geometry and further towards other disciplines. From a beautiful and intricate system of consistent propositions about points, lines and planes, a collection of unexpected results follows, stretching our imagination and strengthening the link between mathematics and visual perception. Hand in hand with projective configurations, the exhibition space provides a frame to implement and share ideas and visions about low dimensional geometry and topology, that have been studied in the context of Aalto Math&Arts.

The sheltered courtyard next to the main lobby of the Undergraduate Centre and its dark-red brick, black granite and copper clad façade provides a solid frame for the exhibition. In the spirit of Alvar Aalto, the student works enliven the premises from several perspectives through surrounding windows.

Teachers, Aalto University:

  • Kirsi Peltonen (Responsible Teacher, SCI Mathematics)
  • Taneli Luotoniemi (ARTS Artistic Research)
  • Laura Isoniemi (ARTS Design, Art Education)
  • Günther Filz (ARTS/ENG Architecture)
  • Pauliina Skyttä (Campus Architect, ACRE)
  • Markus Holste (Curator & Exhibition Architect, ARTS)
  • Marco Rodriguez (Curator & Exhibition Architect, ARTS)
  • Luiza Sevele (Curator & Exhibition Architect, ARTS)

 

EMMA

  • Reetta Kalajo, Arja Miller

Kirsi Peltonen: On kummallista mennä autiotaloon ja tavata siellä opiskelijoita Zoomin välityksellä

18. toukokuuta 2021
Kirsi Peltonen. Photo: Mikko Raskinen.
Kuva: Mikko Raskinen.

Miten sinusta tuli Kristallikukkia peilisaleissa -kurssin opettaja?

Kurssi Kristallikukkia peilisaleissa: Matematiikka kohtaa taiteen ja arkkitehtuurin lähti liikkeelle nollasta kymmenen vuotta sitten. Opetan matematiikkaa Aallon matematiikan ja systeemianalyysin laitoksella, enkä tuntenut ketään taiteiden tai arkkitehtuurin puolelta.

Matkassa oli paljon onnenpotkuja. Aallossa haettiin ja tuli tilaa poikkitieteellisille, uusille avauksille. Martti Raevaara oli tuolloin opetuksesta vastaava vararehtori ja Aalto-kurssit perustettiin. Matematiikan ja taiteen yhdistämisessä ei ollut sinänsä mitään uutta, se vain ei ollut aikaisemmin näin systemaattisesti esillä. Lopulta saatiin aikaiseksi kokonainen sivuaine, joka perustui tähän kurssiin.

Yksin en olisi saanut kurssia aikaiseksi. Oli tärkeää saada eri alojen ihmiset sitoutumaan siihen.

Mitkä ovat olleet kurssin kohokohtia?

Jatkuva innostuksen aiheeni on se, että on saatu luotua uusia yhteyksiä ja yhteistä säveltä eri alojen opettajien ja opiskelijoiden välille. Yhteistyötä on syntynyt myös museoiden kanssa, kuten tiedekeskus Heureka ja Espoon modernin taiteen museo EMMA. Museot ovat osallistuneet näyttelyiden toteuttamiseen yhteistyössä taitelijoiden kanssa.

Erityinen kohokohta on kuitenkin se, jos saamme näyttelyn pystyyn näissä poikkeusolosuhteissa. Työpajan tuloksia tulee paljon, joten ei näyttelyä ehkä kukaan pysty estämäänkään. Se järjestetään nyt ulkona Otaniemessä.

Miltä korona-arki on näyttänyt opettajan näkökulmasta?

Kristallikukkia peilisalissa -kurssi perustuu vuorovaikutukseen. Sitä on yritetty rakentaa, mutta aidon vuorovaikutuksen muodostaminen ja dialogin synnyttäminen etänä on todella haasteellista, jopa tuskaista. Tämä on ollut jatkuvaa säätämistä ja suunnitelmia on jouduttu muuttamaan lennosta. Olen todella kiitollinen kurssin sinnikkäille opiskelijoille, jotka ovat jaksaneet roikkua mukana.

Opetustilanteet ovat olleet pääosin online-muodossa. Design Factorylla on järjestetty myös pieniä työpajoja, jossa opiskelijat on jaettu eri huoneisiin, kun taas osa on ollut videoyhteyden päässä. Järjestäminen on ollut tosi vaikeaa.

Kurssi on tosi työläs, ja vaatii läsnäoloa ja epävarmuuden sietämistä. Se on käsityötä! Jos kurssilla ollaan yhden pöydän ääressä, on helpompaa ymmärtää mitä toinen puhuu. Etänä syntyy paljon väärinkäsityksiä ja kolmannen on vaikea liittyä keskusteluun kahden muun jo keskustellessa.

Opiskelijat ovat kaikki hyvin erilaisissa tilanteissa ja erilaisilla taustoilla. Toisaalta he ovat kuitenkin ihmeen sopeutuvaisia ja heillä on kyky huomioida eri puolet ja ottaa tilanteet avoimesti. Luulen, että sekä opiskelijat että opettajat ovat alkaneet arvostaa entistä enemmän kontaktiopetusta. Vuorovaikutuksen puute on epämukavaa ja johtaa omituiseen alakuloon, eikä näin voi jatkua.

Mikä on auttanut sinua jaksamaan korona-arjessa?

Koen, että epidemian osalta Suomessa ollaan etuoikeutetussa asemassa. Jos vertaan omaa koettelemustani, on urallani ollut vaikeampiakin hetkiä. Kaikki on suhteellista.

Minulla ei ole mitään hätää, ulkoilen paljon mieheni kanssa. Talvella oli tosi piristävää, kun lunta oli paljon ja pääsi suoraan pihalta hiihtämään laduille. Harrastan myös pilatesta etänä.

Jos nettiyhteys on huono, ajan Otaniemeen pitämään opetusta. Se auttaa ylläpitämään rytmiä, mutta samalla on kummallista mennä autiotaloon, jossa ei ole juuri ketään muita. Ja sitten tapaan siellä opiskelijoita Zoomin välityksellä.

Syksyllä ehdin pitää yhden lähiluennon ja se oli tosi voimaannuttavaa. Se on osa opettajan identiteettiä. Toisaalta oli outoa, että kun luennolla esimerkiksi taiteltiin ja olisin halunnut mennä auttamaan, mutta en voinutkaan mennä lähelle opiskelijoita.

Etätyössä ei toisaalta sinänsä ole mitään uutta, se on tutkijan arkea. Mutta nyt alkaa nähdä, mikä tässä on vaikeaa. Jotkut asiat menevät normaalioloissa vähäeleisesti eteenpäin vuorovaikutuksen ja satunnaistenkin kohtaamisten kautta, kun vain olen Otaniemessä. Usein riittää, kun mainitsen ohimennen jostain asiasta. Nyt kun se kaikki puuttuu, pienimmistäkin asioista joutuu soittamaan tai kirjoittamaan sähköpostin, aikaa kuluu ja tulee vähän tyhmä olo.

Mitä odotat tulevaisuudelta?

Konferenssit ovat tärkeä osa tutkijoiden elämää, ja etänä olen osallistunut konferensseihin, joihin ei olisi muuten tullut lähdettyä. Esimerkiksi aidosti poikkitieteellisiä origamikonferensseja on nyt paljon. Vuorovaikutus on toisaalta myös konferenssien haaste, koska tärkeimmät asiat tapahtuvat esitysten ulkopuolella.

Esimerkiksi poikkitieteellinen Bridges-konferenssi piti järjestää Aalto-yliopistolla vuonna 2020, ja sitä on siirretty kaksi kertaa. Meillä on nyt vuosi 2022 suunnitelmissa.

Sain Magnus Ehrnroothin säätiöltä apurahan matematiikkaa ja taidetta yhdistävän kirjan tuottamiseen. Laitamme siis yksiin kansiin sen, mitä kurssin myötä on syntynyt kymmenen vuoden aikana.

Vuonna 2016 olin Meksikossa Monterreyn yliopistossa ja pidin siellä yhden kurssin paikallisen arkkitehdin kanssa. Shanghaissa taas järjestimme Kristallikukkia-mininäyttelyn ja työpajoja koululaisille, opettajille ja yliopisto-opiskelijoille juuri ennen koronaa. Kontakteja tuli tosi paljon, mutta sitten kaikki loppui kuin seinään. Odotan, että tulevaisuudessa pystyn kasvattamaan kansainvälistä yhteistyötä ja löytämään myös uusia ihania kontakteja.

Lisätietoja:

 


Eveliina Peltola: Matematiikka on kaunista siksi, että siinä kaikki järjestyy luonnollisella tavalla

6. toukokuuta 2021
Eveliina Peltola. Photo: Lassi Savola.
Kuva: Lassi Savola

Mitä tutkit ja miksi?

Olen aloittanut Aallossa matematiikan apulaisprofessorina ja samalla jatkan professorina myös Bonnissa, Saksassa.

Tutkin matemaattiseen fysiikkaan liittyvää teoriaa. Fyysikot yrittävät tehdä malleja ympäröivästä maailmasta ja vahvistaa niitä kokeellisesti. Niiden matemaattiset perusteet sisältävät ongelmia, joita matemaatikot ratkovat. Mallit myös herättävät paljon uusia kysymyksiä, jotka ovat kiinnostavia matematiikan itsensä kannalta. Haluan ymmärtää ympäröivää maailmaa kokonaisuudessaan matemaattiselta kannalta ja varmistaa, että mallit kuvaavat sitä mitä niiden halutaan kuvaavan. Teorioilla on tällöin vankasti rakennettu perusta, ja looginen päättely on aukotonta.

Tutkimukseeni liittyy esimerkiksi malli, joka kuvaa magneettisten materiaalien pieniä hiukkasia tilastollisen fysiikan ja kvanttikenttäteorian avulla. Minulla ei vielä ole yhteistyötä Aallon kvanttifyysikoiden kanssa, mutta toivon, että tutkimuksestamme löytyisi jatkossa yhteisiä kiinnostuksen kohteita.

Tutkin myös yllä mainituissa malleissa olevia symmetrioita eli muunnoksia, jotka säilyttävät systeemin relevantit ominaisuudet. Symmetria voi olla intuitiivinen - kuten vaikkapa kierto - tai monimutkaisempi matemaattinen rakenne. Ominaisuuksien säilyttäminen voi olla kirjaimellista tai tarkoittaa tilastollista symmetriaa, jolloin systeemin keskimääräiset ominaisuudet säilyvät. Usein lähden tutkimuksessa liikkeelle asioista, jotka ymmärretään paremmin esimerkiksi symmetrian avulla ja siirryn sitten vaikeampiin kokonaisuuksiin, näin rakentaen teoriaa. Symmetriat ovat ystäviäni!

Miten sinusta tuli tutkija?

Se oli osin sattumaa. Lukiossa minulla ei ollut visiota tulevaisuudesta ja olin kiinnostunut kaikesta.  En välittänyt mitenkään erityisesti matematiikasta, joka tuntui minusta mekaaniselta. Päädyin kuitenkin hyvillä papereilla Helsingin yliopiston matematiikan laitokselle, missä pääaineeni oli matematiikka ja opiskelin myös fysiikkaa ja kemiaa. Totesin, että matematiikka miellyttää minua eniten: näin siinä kauneutta, jotain suurempaa kuin muissa aineissa. Suhteeni matematiikkaan oli toisaalta hitaasti lämpenevä, ja opiskelinkin useita vuosia.

Matematiikka on mielestäni kaunista siksi, että siinä kaikki järjestyy luonnollisella tavalla. Opiskeluajoilta asti matematiikan kauneus on minun näkökulmastani liittynyt symmetrioihin: edistyneellä algebran kurssilla asiat alkoivat loksahtaa paikoilleen. Nyt myöhemmin näen myös, kuinka luonnollisuus on läsnä muissakin matematiikan osa-alueissa. Käsitykseni matematiikan kauneudesta on abstrakti, intuitiivinen.

Matematiikka on universaali kieli, johon täytyy päästä sisään ennen kuin sitä voi käyttää. Vaikka tekee tylsänkin näköisiä laskelmia, lopputulos voi silti olla siisti ja monimutkaisuudessakin voi olla järkeä. Matemaatikoille muodostuu usein sisäinen intuitio, joka ohjaa esimerkiksi sitä, millaista tulosta monimutkaiselta laskelmalta voi odottaa. Jos lopputulos onkin jotain muuta, alan epäillä, että laskuissa tai päättelyssä on jokin virhe. Tätä intuitiota voin soveltaa myös opiskelijoiden päättelyä tarkastaessa.

Sisäinen kauneus ja intuitio siis ohjaa konkreettisesti muutoin abstraktia matematiikan tutkimusta.

Lue koko haastattelu täältä.

 


Afrin Hossain odottaa vain sitä, että pääsisi viettämään aikaa opiskelukavereiden kanssa

6. toukokuuta 2021
Afrin Hossain stood by a wall with trees in the background
Afrin Hossain, Photo credit Matti Ahlgren


Mitä opiskelet ja miksi?

Olen kolmannen vuoden opiskelija ja olen juuri aloittanut sovelletun matematiikan maisteriopinnot. En oikeastaan tiennyt, mitä valita pääaineeksi, ja olen hyvä matematiikassa ja fysiikassa. Olen siinä mielessä samankaltainen kuin suurin osa sovelletun fysiikan ja matematiikan opiskelijoista: haluan vain opiskella enkä keskittyä yhteen tiettyyn aineeseen. Pidän euforisesta tunteesta, kun olen yksin huoneessa kynän ja paperin kanssa, ja onnistun todistamaan jonkun asian.

Miten sinulla on mennyt viime vuosi?

Rehellisesti sanottuna se on ollut yliopisto-opintojeni ikävin vuosi. Olen ollut kilta-aktiivi ja ensimmäinen opiskeluvuosi oli mahtava, rakastin erityisesti wappua. Olin myös kiltamme hyvinvointitiimissä, jossa järjestin monenlaisia tapahtumia: pulmailtoja, pyjamabileitä ja vastaavia. Pidin siitä paljon. Toisena opiskeluvuonna tutustuin myös Aamun eli Aallon muslimiopiskelijoihin. Olemme pieni ja tiivis yhteisö ja kaikki ystäviä keskenämme. Toinen opiskeluvuoteni kaikkine tapahtumineen oli todella hauska.

Korona-aika on ollut minulle haastavaa, ensimmäiset kuukaudet olin kiukkuinen kaiken aikaa. Asun melko kaukana Otaniemestä, joten en ole voinut matkustaa pienryhmätapaamisiin ja samalla toteuttaa turvavälejä. Olen joutunut luottamaan Zoomiin ja takuulla käyttänyt Aallon Zoom-alustaa maksimaalisesti!

Minua henkilökohtaisesti on auttanut selviytymisessä ulkona käyminen ja kävelyt. Yritän myös auttaa puhumalla ystävieni kanssa päivittäin. Olen päättänyt, että joka päivä puhun kahden ihmisen kanssa, jotka eivät asu samassa talossa kuin minä. Se on auttanut minua jaksamaan ja toivon, että se auttaa myös keskustelukumppaneitani.

Killan tai Aamun virtuaalitapahtumat eivät ole olleet kovin menestyksekkäitä, kovinkaan moni ei ole niihin osallistunut. Aamun osalta saamme paljon viestejä vaihto-opiskelijoilta, joissa he kysyvät tulevia tapahtumatietoja. Mutta tilanne ei ole lainkaan riippuvainen meistä!

Olin ennen koronaa kiltahuoneella joka päivä ja ilta, ja viimeisen vuoden aikana olen ehkä kokenut itseni vähän ulkopuoliseksi. Kun tämä kaikki päättyy, kerään kaikki ystäväni kokoon keskustelemaan. En ole varsinaisesti halailijatyyppiä, mutta minusta tuntuu, että haluaisin halata kaikkia, ketkä tunnen. Odotan vain sitä, että pääsisin viettämään aikaa opiskelukavereiden kanssa.

Minusta tuntuu, että koronan aikana on syntynyt pieniä, tiiviimpiä ryhmiä, joiden kanssa viestitellään ihan mistä sattuu. Esimerkiksi ystäväni lähetti minulle viestin, että hän oli nähnyt tosi upean linnun. Koska kukaan meistä ei innostu opiskelusta, aloimme viestitellä linnusta. Mikä tässä on hyvää, on matalampi kynnys ilmaista yksinäisyyttä ja tarvetta keskustelulle. Olen myös tuutorina killassani ja keskustelen jonkin verran fuksien kanssa. Heillä on ollut monella tapaa kaikista haastavinta. He kertovat minulle, että fukseina he ovat voineet jakaa tunteensa siitä, että tämä poikkeuksellinen tilanne on todella surkea.

Miltä on tuntunut viettää ramadania etänä?

Ramadanissa on sosiaalinen ja henkinen näkökulma. Tänä vuonna sosiaalinen puoli on todellakin ollut haastava. Mutta ainakin voimme aikatauluttaa elämän ja opiskelut ramadanin henkisen puolen mukaan – kuin rukouksena. Nyt tuntuu siis ainakin siltä, että hallitsen omaa ajankäyttöäni.

Mitä ajattelet tulevaisuudesta?

Minusta tuntuu, että kaikki tekevät parhaansa saadakseen etäläsnäolon toimimaan. Se on antanut ihmisille mahdollisuuden kokeilla uusia asioita. Mutta jollain tapaa tuntuu, että yliopistossa ei ymmärretä haasteita, joita meillä on kaiken aikaa. Ennen koronaa professorit saattoivat lähteä lounaalle tai kahville muutaman opiskelijan kanssa, kysellä kuulumisia ja antaa palautetta. Minusta tuntuu, että koronan aikana ei ole niinkään mahdollista antaa mielekästä palautetta.

Haluaisin enemmän lähiopetusta, mutta varsinkin maisteriopinnoissa on vähemmän opiskelijoita, jotka voivat tulla paikan päälle. Muut saattavat olla esimerkiksi töissä. Olisi hyvä, jos luennot nauhoitettaisiin ja julkaistaisiin netissä. Mitä harkoituksiin tulee, ei ole mahdollista pärjätä ilman, että tekee harjoitustöitä yhdessä jonkun kanssa. Parasta olisi opiskella yhdessä ystävien kanssa. Joku saattaa ymmärtää sellaista, mitä joku toinen ei ymmärrä, ja se tekee opiskelusta tehokasta. Odotan innolla, että tähän voitaisiin palata.


Väitös systeemi- ja operaatiotutkimuksen alalta, DI Anton von Schantz, 31.5.2021

6. toukokuuta 2021

Useat maailmalla sattuneet tuhoisat väentungokset ovat keränneet paljon mediahuomiota. Kesällä 2010 Saksan Duisburgissa järjestetyssä Love Parade -festivaalilla oli arvioiden mukaan jopa yli miljoona vierasta. Tilaisuus sai traagisen lopun, kun alueelle johtaneessa ahtaassa tunnelissa 21 ihmistä tallaantui hengiltä ja sadat loukkaantuivat. Taas hiljattain, huhtikuussa 2021, Israelissa uskonnollisessa tapahtumassa kuoli yli 40 ihmistä tungoksessa. Mediatietojen mukaan syy tuhoille oli tapahtumissa väkijoukkoon levinnyt paniikki. Mutta mitä paniikki oikeastaan on?

Jo 50-luvulta lähtien sosiaalipsykologit ovat olleet yhtä mieltä siitä, että paniikki johtuu ihmisten rationaalisesta käytöksestä. Kun liikkumatila tai aika päästä turvaan käy niukaksi, yksilö alkaa käyttäytymään kärsimättömästi, eli tönimään ja ohittelemaan muita. Fyysikot taas, ovat näyttäneet 2000-luvun alussa, että väkijoukon liikedynamiikka voidaan melko realistisesti mallintaa ottamalla huomioon yksilöön kohdistuvia erilaisia voimia. Nykyään tutkimuksessa tavoitteena on kehittää menetelmiä, joilla tuhoisat väentungokset erilaisissa tapahtumissa ja rakennuksissa, kuten juna- ja lentoasemilla, voidaan estää.

Tämä väitöskirja tarjoaa useita käytännön työkaluja väkitungoksen sosiodynaamisten ominaisuuksien numeeriseen simulointiin ja optimointiin. Väentungoksessa olevat ihmiset pelaavat evolutiivista selviytymispeliä, jossa yksilö taistelee ulospääsystä. Paniikki syntyy rationaalisesta käytöksestä ahtaassa tilassa ajan käydessä vähiin, ja ilmiöön liittyvät fysikaaliset voimat pitävät huolen lopusta. Väitöskirjassa tilannetta simuloidaan virtuaalimaailmassa, joka on toteutettu supertietokoneella. Näytämme ihmisten lokaalin käytöksen synnyttävän ihmisistä koostuvia vaarallisia holvirakenteita, jotka hajoilevat ja purkautuvat sattumanvaraisesti, ja tämän seurauksena väkijoukko alkaa liikehtiä purskeenomaisesti. Simulointitulokset validoidaan tutkimusryhmässä tehtyjen evakuointikokeiden datalla.

Väitöskirja tutkii myös nopeimman opastetun poistumisen tehtävää. Eli kuinka keltaliivisten oppaiden tulisi ohjata väkijoukko rakennuksesta mahdollisimman nopeasti? Tehtävän ratkaisemista varten kehitetään uusia matemaattisia malleja sekä algoritmeja. Lisäksi pahimmat mahdolliset skenaariot huomioidaan riskimitalla. Tulevaisuudessa näitä menetelmiä yhdistetään sensoridataan ihmisten liikkeestä, jolloin voidaan antaa reaaliaikaisia toimintaohjeita estämään tuhoisia väentungoksia.

Vastaväittäjä on professori Armin Seyfried, Bergische Universität Wuppertal, Saksa

Kustos on professori Harri Ehtamo, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu, matematiikan ja systeemianalyysin laitos

Tohtoriopiskelijan yhteystiedot: anton.von.schantz@aalto.fi, +358504346501

Väitöstilaisuus järjestetään etäyhteydellä Zoomissa. Linkki tilaisuuteen

Zoom-pikaopas

Väitöskirja on julkisesti nähtävillä 10 päivää ennen väitöstä Aalto-yliopiston julkaisuarkiston verkkoriiputussivulla.

Elektroninen väitöskirja


Digiluottamuksen rakentajat

4. toukokuuta 2021

Internetissä liikkuu yli 5,3 eksatavua informaatiota joka päivä. Se on valtava määrä: samaan tilaan sopisivat kaikki sanat, jotka on lausuttu ihmiskunnan historiassa.

Historian ensimmäinen internetviesti lähetettiin ARPANET-tietoverkossa vuonna 1969. Viestin oli tarkoitus kulkea Kalifornian yliopistosta UCLA:sta reilun 600 kilometrin päähän Stanfordin yliopistoon.

Kesken lähetyksen puhelinkopin kokoinen tietokone sammui.

LO – ensimmäinen viesti jäi tyngäksi.

Ohjelmointiopiskelija Charley Kline ei kuitenkaan antanut periksi vaan käynnisti koneen uudestaan. UCLA viestitti LOG, Stanford vastasi IN – ja tutkijat varmistivat vielä puhelimessa, että kirjaimet todella tulivat perille.

Nyt maailmassa lähetetään joka päivä yli 300 miljardia sähköpostia ja 60 miljardia WhatsApp-viestiä. Internetin käyttäjien määrä hipoo viittä miljardia, ja verkossa vietetään keskimäärin lähes 7 tuntia päivässä, siitä suurin osa mobiilina.

Arjestamme tuli digiä puolessa vuosisadassa. Mikä tai kuka varmistaa, että sitä voi elää turvassa?

Salapiirroksia ja avainpareja

Yksi digiarjen turvaajista on Aalto-yliopiston apulaisprofessori Chris Brzuska. Hänen alansa on kryptografia eli salausmenetelmät.

Sana krypto on kreikkaa ja tarkoittaa piilotettua tai salaista. Antiikin kreikkalaiset tatuoivat salaiset tiedot kuviksi orjien kaljuihin päänahkoihin ja lähettivät heidät matkaan. Kun orja kuukausien matkan jälkeen pääsi perille, hänen päänsä ajeltiin ja viesti oli taas luettavissa.

Moderni kryptografia perustuu matematiikkaan ja tietojenkäsittelytieteeseen.
”Se tutkii ja kehittää keinoja, jotka suojaavat järjestelmää ja sen käyttäjiä vihamieliseltä sekaantumiselta. Aina kun dataa siirretään internetissä, se pitää salata niin, että ulkopuoliset eivät pääse kuulemaan tai lukemaan sitä”, Brzuska sanoo.

Lue koko artikkeli täältä:

https://www.aalto.fi/fi/uutiset/digiluottamuksen-rakentajat

 


Everyday choices: Kaie Kubjas, why does mathematics feel safe?

28. huhtikuuta 2021
Kaie Kubjas katsoo lähikuvassa sivulle, hänet on kuvattu lasiseinän läpi, jolloin seinälle kirjoitetut matemaattiset kaavat heijastuvat hänen ylleen.

Photo: Veera Konsti

You study the applications of algebra and mathematics in, for example, biology and computer science. How did you end up becoming a mathematician?

During my childhood in Estonia, mathematics teachers played a significant role in my future career. In the sixth grade, my teacher asked me to take part in a maths competition, and I won. I participated in competitions for a total of seven years and they were a big part of my life, so it was natural for me to go on to study mathematics.

As a young person, as well as mathematics, I participated in physics, chemistry, and even horse-riding competitions. I loved competing!

You have been a researcher all around the world. What is the most interesting thing about your current research? 

Problem-solving in general interests me. I wanted to do a PhD to see if I can crack unsolved problems in maths. In research, it is most interesting to be able to combine different fields. For example, I can apply the methods of one field of mathematics to another. At best, I can even find surprising connections and patterns.

In my latest study, we are looking at the 3D organisation of the human genome. Our methods include algebra, geometry and optimisation. The question we’re trying to answer is ‘does the data we already have about the human genome give us enough information to identify its 3D structure.’ We are trying to use optimisation to develop algorithms to determine the structure.

The research project began when I was a researcher at MIT in Boston, and this is one of the first times algebra has been utilised in genome research.

In another ongoing research project, we use applied algebra and geometry in neuroscience. The University of Tartu is one of the project partners and I am already acquainted with two researchers from there. One of them is a friend from my student days. It is easier to start cooperating on applied and uncertain projects when you know the other people in advance.

You apply mathematics extensively. Do you think maths can be trusted?

Logical thinking is important in mathematics and for me personally as well. In general, I trust maths because results are proved using logical reasoning based on axioms, and previous results.

Research articles are peer-reviewed, but some studies with mistakes have also been published. It may be that something goes unnoticed. So, you have to be careful if you use someone else’s results in your own research.

I like conclusions obtained using logical reasoning. Results with proofs feel safer to me than observations from experiments. I see things the same way in my personal life.

You are the Deputy Convenor of the European Women in Mathematics association. The association promotes the networking of female mathematicians. How could we encourage girls and young women to study maths?

We can encourage mathematically gifted young people to participate in various events such as student conferences, courses, and competitions. If they do not have a correct assessment of their own skills, they may not participate in them.

After all, mathematics is interesting and multidisciplinary – I believe that popular science lectures in schools and universities can help to bring out fascinating aspects of mathematics, and science in general. And there are many different areas of application. Even if maths lessons at school didn’t seem interesting, lectures can be. Sometimes a student might not be on the same wavelength as one teacher but they can sync with another.

It is important to set the same high expectations for everyone. In that way, we don’t discriminate and assume that someone is good or bad at mathematics only based on their gender.

Text: Tiina Aulanko-Jokirinne


Filosofi ja inhimillinen luottamuksen ilmapiiri

18. maaliskuuta 2021
Filosofi Esa Saarinen, kuva: Mikko Raskinen

Kuin heikoilla jäillä kävelisi. Siltä tuntuu, kun luottamus puuttuu ihmisten väliltä. Etenemisestä tulee varovaista ja pelokasta. Professori Esa Saarisen mukaan tällaisessa tilanteessa ihmisten väliset ongelmat ja epäluulot tulevat esiin ”kavalan käärmeen lailla”.

”Ahdistus hiipii sisään näkymättömänä yhtiökumppanina. Sitä pohtii, onko missään kohtaa kantavaa jäätä, jos jää jo jostain kohtaa petti. Ja ymmärtää, kuinka hienosti asiat olivat, kun vielä oli luottamusta.”

Tällainen huolestuneisuus nakertaa luovuutta. Huomio hajaantuu asioihin, jotka eivät vie varsinaista asiaa eteenpäin. Keskittyminen herpaantuu ja läpimurrot karkaavat käsistä. On vaikea olla edelläkävijä, jos mieli pyörii kaikessa, mikä voi mennä pieleen.

Mutta jo pelkkä toisen ihmisen vakaa ja luottamusta herättävä tapa toimia voi karkottaa väärät huolenaiheet, Saarinen sanoo.

”Oman luottamukseni herättää reiluus ja sellainen tinkimättömyys, joka ei johdu itsekeskeisyydestä. Ihailen ihmisiä, joiden tapa toimia on kauniilla tavalla eleetöntä. Jääkiekossa heidän pelityylinsä ei olisi näyttävä ruoska, vaan nopea ranneveto pienellä liikkeellä ja valtavalla voimalla.”

Saarisen mukaan ihminen ei välttämättä itse tunnista, kun jotain ihan uutta on syntymässä. Toisten antama tuki on sen vuoksi arvokasta.

”Kun toiset osoittavat luottamusta, voi itsekin luottaa enemmän siihen, mikä on vielä vailla valmista hahmoa.”

Esa Saarisen luentosarjaa Filosofia ja systeemiajattelu on järjestetty vuodesta 2001, ja siitä on muodostunut yhteisöllinen ilmiö Otaniemeen. Sarjan luentotallenteita on katsottu ja kuunneltu yli 800 000 kertaa.

Saarinen itse jäsentää työtään yhdessä professori Raimo P. Hämäläisen kanssa kehittämänsä systeemiälyn käsitteen kautta. Systeemiäly yhdistää inhimillisen herkkyyden ja insinööriajattelun. Systeemiälykäs toimii huomaavaisesti, luovasti ja tarkoituksenmukaisesti suhteessa itseensä ja ympäristöönsä. Hänen ajattelunsa on avain parempaan maailmaan.

Lue lisää täältä.


Väitös matematiikan alalta, M.Sc. Laura Jakobsson, 25.3.2021

10. maaliskuuta 2021

Väitöskirja tutkii cellulaarisia resoluutioita ja monomiaali ideaalien resoluutioiden invariantteja. Väitöskirjan tutkimusalue on kombinatorinen kommutatiivinen algebra, ja kuten suuri osa teoreettista matematiikkaa, motivaatio tutkia väitöskirjassa tutkittuja kysymyksiä tulee mielenkiinnosta aihealuetta kohtaan ja kiinnostuksesta tutkia niitä uusin menetelmin.
Kysymykset resoluutioista ja niiden invarianteista ovat olleet tunnettuja jo kauan, ja vuosien saatossa niistä on tullut runsas tutkimuskohde useilla eri suunnilla, mukaan lukien cellulaariset resoluutiot. Väitöskirja tutkii cellulaarisia resoluutioita kategoria teoreettisesta näkökulmasta ja soveltaa niihin representaatio stabiliteetin työkaluja. Representaatio stabiliteetti on suhteellisen uusi matematiikan ala ja se käyttää abstrakteja metodeja tutkiessaan erinnäisiä matemaattisten objektien kokoelmia.

Väitöskirjan ensimmäinen osa keskittyy cellulaarisiin resoluutioihin ja representaatio stabiliteettiin. 
Tärkeimpien tulosten joukossa on cellulaaristen resoluutioiden kategorian määritteleminen ja sen perusominaisuksien tutkiminen. Lisäksi väitöskirjassa näytetän että tärkeät topologiset konstruktiot kuten homotopinen colimiitti voidaan kopioda cellulaaristen resoluutioiden kategoriaan.
Tämä kategoria mahdollistaa representaatio stabiliteeting käyttämisen cellulaaristen resoluutioiden kanssa, ja representaatio stabiliiteetin sovellus muodostaa loput vätökirjan päätuloksista. Tärkeimpänä tuloksena on se että tietyilläcellulaaristin resoluutioiden kokoelmilla on äärellinen määrä generaattoreita niiden sytsygioille.
Väitöskirjan loppuosa keskittyy kombinaotirsten kaavojen muodostamiseen algebrallisille invarienteille jotka tulevat erityisten verkkojen ideaaleista.

Vastaväittäjä on professori Anton Dochtermann, Texas State University, Yhdysvallat

Kustos on professori Alexander Engström, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu, matematiikan ja systeemianalyysin laitos.

Väitöstilaisuus järjestetään etäyhteydellä Zoomissa. Linkki tilaisuuteen

Zoom pikaopas

Väitöskirja on julkisesti nähtävillä 10 päivää ennen väitöstä Aalto-yliopiston julkaisuarkiston verkkoriiputussivulla.

Elektroninen väitöskirja


Opiskelijat kehittivät SOK:lle tuoteportfolion optimointityökalun

10. maaliskuuta 2021

SOK uudistaa parhaillaan Sokos Emotion -myymälöiden tuotevalikoimia. Verkkokaupan kasvun vuoksi SOK:n on mietittävä, mitä tuotteita se pitää myymälöissä ja mitä tuotteita se myy yksinomaan verkossa. SOK haluaa myös vastata asiakkaiden tarpeisiin räätälöimällä kunkin myymälän tuotevalikoimaa. Jokaisen myymälän tuotevalikoimassa on tuhansia erilaisia tuotteita, joten vähiten kannattavia tuotteita ei voi määrittää tehokkaasti manuaalisesti. Tässä hankkeessa pilottimyymälänä käytettiin Itäkeskuksen Emotion -myymälää, mutta työkalulla voidaan räätälöidä minkä tahansa Emotion-myymälän tuotevalikoimaa.

Hankkeen tavoitteena oli luoda optimointityökalu, joka auttaa SOK:ta määrittämään, mitkä tuotteet voidaan niiden myyntitietojen perusteella poistaa fyysisestä myymälästä. Lisäksi työkalu osoittaa, miten näiden tuotteiden poistaminen vaikuttaa myymälän keskeisiin lukuihin, kuten myyntimäärään ja marginaalituloon.  Hankkeen toteuttivat kaksi Aalto-yliopiston opiskelijaa: Business Analytics -opiskelija Sara Hyttinen Kauppakorkeakoulusta sekä matematiikan ja operaatiotutkimuksen opiskelija Matias Linnankoski Perustieteiden korkeakoulusta.

Opiskelijat aloittivat hankkeen haastattelemalla SOK:n työntekijöitä ymmärtääkseen paremmin asiakkaiden mieltymyksiä ja heihin liittyviä haasteita. Haastattelujen jälkeen opiskelijat muuttivat haastattelutulokset kvantitatiivisiksi toimenpiteiksi ja kehittivät niiden avulla optimointimallin. Optimointimalli otettiin seuraavaksi käyttöön Excelissä, joka toimi työkalun käyttöliittymänä.
Lue lisää

Emotion Itäkeskus
Emotion Itäkeskus. Kuva: Aalto-yliopisto / Tommi Vihervaara

 


Emilia Lahden sisututkimus on palkittu vuoden artikkelina

22. helmikuuta 2021

Tohtorikoulutettava Emilia Lahden ensimmäinen tutkimusartikkeli sisusta julkaistiin vuonna 2019. Se oli samalla ensimmäinen systemaattinen tutkimus sisusta. Nyt International Journal of Wellbeing -lehti on palkinnut tutkimusartikkelin vuoden 2019 parhaana artikkelina.

Kyselytutkimukseen osallistui yli tuhat vastaajaa, ja Lahti oli poikkeuksellisesti artikkelin ainoa kirjoittaja.

”Se oli henkilökohtainen projekti. Tehtävä oli uskomattoman haastava ensimmäisenä artikkelina. Nyt osaan jo päästää itseni helpommalla.”

Lahden väitöskirja on hybridimuotoinen – se koostuu yhdestä julkaistusta ja kolmesta muusta esseemuotoisesta artikkelista. Lahden sisuväitöskirjan muissa artikkeleissa käsitellään hänen Uuden-Seelannin juoksuaan kokeellisena sisukokemuksena ja toisaalta luodaan professori Esa Saarisen ja professori Raimo P. Hämäläisen systeemiälyn pohjalta teoreettista viitekehystä sisulle.

Uuden-Seelannin 2400 kilometrin ultrajuoksua koskeva syväluotaava fenomenologinen tutkimus koskee Lahden omia kokemuksia, havaintoja ja reflektioita.
Emilia Lahden sisututkimus on palkittu vuoden artikkelina | Aalto-yliopisto


28th Nordic Congress of Mathematicians

27. marraskuuta 2019
28th Nordic Congress of Mathematicians, Aalto University, Finland, August 18-21, 2022

Sivusta vastaa: webmaster-math [at] list [dot] aalto [dot] fi