play

Kuva: Sanna Korhonen

Voiko tietokone olla luova?

Algoritmit voivat tuottaa esimerkiksi mielekästä musiikkia, runoja ja kuvia. Niillä on myös omanlaisensa mielikuvitus ja tietoisuus.

Petra Mustonen

Juttu on julkaistu ensimmäisen kerran Karjalaisessa 21.8.2020

Luova tekoäly voi kuulostaa hämmentävältä ajatukselta, eikä ihme: sekä tekoäly että luovuus ovat asioita, joille ei ole olemassa selvärajaista, kaikkien hyväksymää määritelmää.

– Tekoälyllä tarkoitetaan yleensä erittäin vaikeiden asioiden automatisointia. Se, millaisen asian automatisointi on erittäin vaikeaa, muuttuu koko ajan, tietojenkäsittelytieteen professori Hannu Toivonen Helsingin yliopistosta kertoo.

Tekoälystä puhutaankin yleensä silloin, kun jokin asia pystytään ohjelmoimalla automatisoimaan ensimmäistä kertaa. Kun kyseinen teknologia arkipäiväistyy, sitä ei enää ajatella tekoälynä. Esimerkiksi algoritmeista, jotka pystyvät tunnistamaan valokuvasta kasvot, puhuttiin alkuvaiheessa tekoälyinä.

– Nyt kasvojentunnistus on ihan tavallinen ominaisuus esimerkiksi älypuhelimissa. Tekoäly käsitteenä siis ikään kuin pakenee koko ajan. Se on aina juuri sitä, mitä ei vielä oikein osata tehdä.

Tekoäly, joka pystyy suunnittelemaan täysin uusia lautapelejä, on luova.
Hannu Toivonen

ENTÄ SITTEN LUOVUUS? Sekin on käsite, josta jokaisella on jonkinlainen intuitiivinen käsitys, mutta tarkkaan määritelmään on vaikea päästä käsiksi. Eikä vähiten siksi, ettemme oikeastaan edes tarkkaan ottaen tiedä, kuinka luovuus aivoissamme syntyy.

– Luovuuteen liittyvät mekanismit ovat pitkälti tiedostamattomia. Ehkä juuri siksi meidän voi olla vaikea hyväksyä, että tietokone voisi olla luova. Se voi tuntua jopa loukkaavalta ajatukselta, Toivonen pohtii.

Tekoälyn luovuus on joka tapauksessa erilaista luovuutta kuin meidän ihmisten luovuus. Tietokone tekee sitä, mitä se on ohjelmoitu tekemään. Voisi väittää, ettei mekaanisesti toimiva algoritmi voi olla aidosti luova, koska se toimii kuitenkin vain ohjelmointinsa rajoissa.

– Toisaalta kyllähän me ihmisetkin yhtä lailla toimimme oman hermostomme asettamissa rajoissa. Mutta jos ei mennä saivartelun puolelle, niin asian voisi määritellä näin: tekoäly on luova, jos se pystyy tuottamaan luovia tuotoksia.

Tietojenkäsittelytieteessä sitä tutkimusaluetta, jossa tutkitaan ja kehitetään luovia tekoälyjä, kutsutaan laskennalliseksi luovuudeksi. Siinä missä älykkyyteen liittyy ongelmanratkaisu, luovuuteen liitetään sellaisia asioita kuin uusien ja yllättävien mutta silti mielekkäiden ja arvokkaiden asioiden tuottaminen.

Hannu Toivonen on tietojenkäsittelytieteen professori Helsingin yliopistossa.
Hän tutkii ja opettaa tekoälyä ja datatiedettä, liittyen erityisesti laskennalliseen luovuuteen ja tiedon louhintaan. 
Hänen johtamansa tutkimusryhmä on kehittänyt tekoälyjä, jotka pystyvät tuottamaan luovia tuotoksia, kuten runoja, musiikkia ja visuaalista taidetta.

Hannu Toivonen on tietojenkäsittelytieteen professori Helsingin yliopistossa. Hän tutkii ja opettaa tekoälyä ja datatiedettä, liittyen erityisesti laskennalliseen luovuuteen ja tiedon louhintaan. Hänen johtamansa tutkimusryhmä on kehittänyt tekoälyjä, jotka pystyvät tuottamaan luovia tuotoksia, kuten runoja, musiikkia ja visuaalista taidetta. Kuva: Veikko Somerpuro

MERKITTÄVIN ERO perinteisen, ongelmanratkaisuun keskittyvän tekoälyn ja luovan tekoälyn välillä on se, että perinteinen tekoäly on luotu ratkaisemaan tarkasti määriteltyjä ongelmia, kun taas luovan tekoälyn tehtävät ovat luonteeltaan avoimia.

– Perinteisen tekoälyn tehtävä voi olla esimerkiksi tunnistaa kuvasta kissa, ja onnistumiselle on olemassa tarkat kriteerit. Luovan tekoälyn tehtävä taas voi olla vaikkapa tuottaa mielekäs runo tietystä aiheesta, Toivonen avaa.

Toinen esimerkki perinteisestä ja suhteellisen simppelistä tekoälystä on algoritmi, joka osaa pelata shakkia. Tekoäly voi kehitellä peliin valtavan määrän erilaisia strategioita, mutta se toimii kuitenkin koko ajan selkeiden, tunnettujen sääntöjen rajoissa.

– Tällainen tekoäly ei ole luonteeltaan luova. Sen sijaan tekoäly, joka pystyy suunnittelemaan täysin uusia lautapelejä, on luova. Tehtävän täyttämisen reunaehdot ovat tällöin hyvin väljät.

Tekoäly ideoi ja luo taidetta

Luovia tekoälyjä on kehitetään Helsingin yliopistossa Hannu Toivosen johtamassa Discovery-tutkimusryhmässä. Esimerkiksi Khalid Alnajjarin kehittämä iskulausegeneraattori luo tuotteelle tai palvelulle automaattisesti sloganeita.


Kaikki generaattorin luomat sloganit eivät ole sellaisinaan käyttökelpoisia, mutta menetelmää olisi mahdollista käyttää luovan työn ideoinnin apuna. Alnajjar testasi Karjalaisen pyynnöstä, millaisia sloganeita tekoäly tuottaisi Karjalaiselle ja Pohjois-Karjalalle.


Tavoitteena oli viestittää maakunnan olevan luonnollinen, iloinen ja elinvoimainen.

Pohjois-Karjala

  • The finest resource on region.

  • The dynamics of diversity.

  • Your smile. Our city.

  • The surroundings of smile.

  • Tackle together.

  • Bigger than success.

Khalid Alnajjarin kehittämä iskulausegeneraattori loi sloganeita Karjalaiselle. Tavoiteviestejä olivat, että karjalainen on ajankohtainen, läsnäoleva ja paikallinen.

Khalid Alnajjarin kehittämä iskulausegeneraattori loi sloganeita Karjalaiselle. Tavoiteviestejä olivat, että karjalainen on ajankohtainen, läsnäoleva ja paikallinen. Kuva: Sanna Korhonen

P. O. Eticus-Apparatus

P. O. Eticus-Apparatus on runoja kirjoittava tekoäly, jonka on kehittänyt Jukka Toivanen. Tekoäly kirjoittaa itsenäisesti runoja hyödyntäen tiedonlouhintaa, kielenkäsittelyalgoritmeja ja aiempia tekstejä. Sen ymmärrys sanojen välisistä suhteista perustuu laajojen tekstiaineistojen tilastolliseen analysoimiseen. Kirjoitettujen runojen kieliopillinen ja tyylillinen muoto taas perustuu jo olemassa olevien tekstikatkelmien morfologiseen analyysiin.

P. O. Eticus-Apparatuksen runoja on julkaistu muun muassa Parnasso- ja Särö-lehdissä sekä käännetty tsekiksi ja japaniksi. Se on myös tuottanut live-runoutta usealla kielellä instanlaatioissa niin gallerioissa kuin Frankfurtin kirjamessuillakin. Sampsa Ertamo on säveltänyt Suven laulun myös kuoroteokseksi.

Alla esimerkkejä P. O. Eticus-Apparatuksen kirjoittamista runoista.

Vismantic

Vismantic on tekoäly, joka tuottaa kuvia annetun viestin välittämiseksi. Sen ovat suunnitelleet Simo Linkola ja Ping Xiao. Tutkimuksen kohteena on ollut etenkin käsitteellinen luovuus: kuinka muodostetaan automaattisesti visuaalisia metaforia annetuille ilmaisuille?

Kun visualisoitavana on esimerkiksi viesti ”sähkö on vihreää”, Vismantic etsii tekoälyn avulla konkreettisia esineitä, joita voi käyttää sähkön tai vihreyden vertaiskuvina. Sen jälkeen se etsii valokuvia, joissa nämä esineet esiintyvät selkeinä kohteina. Tämän jälkeen se yhdistää näitä käsitteitä käyttäen erilaisia kuvankäsittelymenetelmiä, joilla kohteet tai niiden pinnat yhdistetään. Vismantic arvioi myös itse omaa toimintaansa ja valikoi tuloksiksi vain lupaavimmat kuvat.

Alla Vismantic-tekoälyn visualisoimia kuvia aiheesta sähkö on vihreää.

IHMISEN LUOVUUDESTA puhuttaessa tarkoitetaan usein syntyvien tuotosten lisäksi myös ominaisuutta: ihminen voi olla luova. Tässä suhteessa tietokoneen luovuus on varsin erilaista, sillä tekoälyllä ei tietenkään ole inhimillisiä kokemuksia tai tunteita.

– Se ei ole kokenut iloa tai tuskaa eikä se ole elänyt lapsuutta tai vanhuutta. Näin ollen se ei pysty myöskään muuttamaan näitä kokemuksia esimerkiksi runoksi. Tekoälyllä voi kuitenkin olla omanlaisensa mielikuvitus ja tietoisuus omasta tekemisestään, Toivonen sanoo.

Hän painottaa, ettei tekoälyn tietoisuudella tarkoiteta sitä, että tietokone olisi tietoinen omasta olemassaolostaan. Sen sijaan kiinnostavaa on se, kuinka hyvin tekoäly pystyy itsenäisesti arvioimaan ja muokkaamaan omaa toimintaansa.

– Jos esimerkiksi runojen tuottamiseen luotu luova tekoäly tulee siihen tulokseen, että se ei saa aikaiseksi mielekästä runoa annetusta aiheesta, se saattaa tehdä päätöksen luoda runo jostakin toisesta, alkuperäistä aihetta läheltä liippaavasta aiheesta.

Tekoäly voi oppia myös huonoja asioita

Tekoäly sekoitetaan joskus koneoppimiseen, joka on todellisuudessa vain yksi tekoälyyn liittyvä osa-alue.

Tietojenkäsittelytieteen professori Hannu Toivonen kertoo, että jos tekoälyllä tarkoitetaan automatisointia, niin koneoppiminen on tuon automatisoinnin automatisoimista.

– Jos esimerkiksi kasvojentunnistukseen kehitetään algoritmi, joka ei perustu koneoppimiseen, täytyy ohjelmoijan koodata erikseen kaikki ne piirteet, joiden perusteella tekoälyn on tarkoitus tunnistaa kasvot. Se on varsin työlästä.

Koneoppimiseen perustuvalle tekoälylle sen sijaan syötetään opetusaineistona kuvia kasvoista. Aineiston perusteella algoritmi päättelee itse, kuinka kasvot kuvista tunnistetaan.

Koneoppimiseen perustuvat tekoälyt voivat olla varsin vaikuttavia. Niihin liittyy kuitenkin myös omat riskinsä: jos esimerkiksi kasvojentunnistukseen kehitetylle tekoälylle on syötetty enemmän kuvia vaalea- kuin tummaihoisista ihmisistä, tekoäly oppii tunnistamaan vaaleaihoiset kasvot paremmin. Se siis toistaa opetusaineiston syrjiviä rakenteita.

– Tällaista ongelmaa kutsutaan vääristymäksi. Toinen koneoppimiseen liittyvä ongelma on, ettemme tiedä, kuinka algoritmi tarkalleen ottaen tuotti sen tuloksen, jonka se tuotti. Kehitämme tutkimusryhmässäni myös tekoälyjä, jotka osaavat kertoa omasta toiminnastaan sanallisesti.

AJATUS LUOVIEN tekoälyjen kehittämisestä on yhtä vanha kuin perinteisten tekoälyjen historiakin. Toivosen mukaan ensimmäisenä tunnettuna luovuuteen pyrkivänä ”algoritmina” voidaan pitää Guido Arezzolaisen (995–1050) jo noin tuhat vuotta sitten kehittämää menetelmää, jolla annettu teksti muutettiin tietyn kaavan mukaan musiikkinuoteiksi.

– Vaikka työ tehtiinkin käsin eikä laitteella, oli kyseessä silti menetelmä, jolla tehtävä automatisoitiin. Arezzolainenhan tunnetaan myös nykyaikaisen nuottikirjoituksen kehittäjänä.

Innostus luovien tekoälyjen kehittämiseen on kuitenkin ollut vähäisempää kuin ongelmanratkaisun automatisoimiseen. Tämä johtuu osaltaan siitä, että luovat tekoälyt näyttäytyvät usein hauskoina, mutta käytännöllisesti katsoen melko hyödyttöminä.

Tekoäly pystyy tuottamaan esimerkiksi taidetta, mutta entä sitten? Toivosen mukaan luovuus voisi ihan konkreettisesti täydentää tekoälyjen kykyä ratkaista ongelmia.

– Ajatellaan vaikka robottia, jonka tehtävänä on kuljettaa paketti tiettyyn paikkaan turvallisesti. Mitä sitten, kun eteen tulee ongelma, jota ohjelmoijat eivät ole osanneet ennakoida? Luova tekoäly kykenee arvioimaan tilannetta itsenäisesti ja keksimään siihen ratkaisuja, joita ei ole erikseen ohjelmoitu.

Luova tekoäly kykenee arvioimaan tilannetta itsenäisesti ja keksimään siihen ratkaisuja, joita ei ole erikseen ohjelmoitu.
Hannu Toivonen

IHMISEN KORVAAJAKSI luovastakaan tekoälystä ei ole, ainakaan vielä lähitulevaisuudessa. Luova tekoäly voi kuitenkin jo nyt toimia yhteistyössä ihmisen kanssa niin, että lopputulos on parempi kuin mihin ihminen yksinään pystyisi. Tietokone pystyy esimerkiksi ehdottamaan nopeasti uusia, yllättäviäkin ideoita. Toivoselle on itselleen jäänyt mieleen etenkin yksi kokemus siitä, kuinka luova tekoäly ja ihminen voivat tehdä yhteistyötä.

– Olimme kehittämässä algoritmia, jonka tehtävänä oli kirjoittaa runoja itsenäisesti. Tuotin sillä siskoni syntymäpäiville runon, mutta siinä oli joitakin hassuja kohtia. Korjailin sitä hieman, ja yllättäen aloinkin kokea ylpeyttä ja omistajuutta koneen generoimasta runosta.

Kokemus johti projektiin, jossa tutkittiin tietokoneen ja ihmisen yhteisluovuutta. Kehitetty tekoäly ei ollut käyttäjälleen pelkästään työkalu, vaan kumppani. Interaktiivista runokonetta testattiin alakoululaisten kanssa.

– Kone tuotti muutaman rivin tekstiä, minkä jälkeen koululaiset saivat muokata runoa ja pyytää koneelta apua esimerkiksi uusien riimien keksimiseen. Runokone innosti lapsia leikittelemään sanoilla ja kielellä. He olivat myös ylpeitä runokoneen kanssa luomistaan runoista.