EIJA KAASINEN ja LEENA NORROS (toim.) Älykkäiden ympäristöjen suunnittelu

EIJA KAASINEN ja LEENA NORROS (toim.) Älykkäiden ympäristöjen suunnittelu Kohti ekologista systeemiajattelua

Tämän teoksen osittainenkin kopiointi ja saattaminen yleisön saataviin ovat tekijänoikeuslain (404/61, siihen myöhemmin tehtyine muutoksineen) mukaisesti kielletty ilman nimenomaista lupaa. Lupia teosten osittaiseen valokopiointiin myöntää tekijöiden ja kustantajien valtuuttamana KOPIOSTO ry. Muuhun käyttöön luvat on kysyttävä suoraan kunkin teoksen oikeudenhaltijoilta. JULKAISIJA KUSTANTAJA JA MYYNTI Teknologiateollisuus ry Teknologiainfo Teknova Oy Eteläranta 10, 4. krs 00130 HELSINKI puh. (09) 19231/julkaisumyynti www.teknologiainfo.net ISBN 978-951-817-944-6 Teknologiateollisuuden julkaisuja nro 6/2007 Teknologiainfo Teknova Oy Ulkoasu ja taitto: Public Design Oy Kuvitus: Kirsikka Vaajakallio Painopaikka: Tammer-Paino Oy, Tampere, 2007

Esipuhe T ietotekniikka ja sen sovellukset ovat nopeasti sulautumassa työ- ja asuinympäristöihin, vapaa-ajan toimintoihin ja kaikenlaisiin esineisiin. Näyttää siltä, että tietotekniikka välittää tulevaisuudessa lähes kaikkea vuorovaikutustamme ympäristön kanssa ilman, että aina edes huomaamme sitä. Meitä vaaditaan oppimaan ja luomaan valmiuksia käsitellä ja ymmärtää yhä monimutkaisempia välineitä ja ympäristöjä. Tulemme samalla yhä riippuvaisemmiksi tietotekniikasta, ja joudumme käyttämään paljon aikaa teknologioiden parissa ja niistä huolehtimiseen. Kaikkeen tähän viitatessa on alettu puhua jokapaikan tietotekniikasta (ubiquitous computing). Se yhdistää kaksi elementtiä: tietotekniikan sulautumisen kaikkialle ympäristöön (pervasive computing) ja käyttäjän liikkuvuuden (mobile computing). Käyttäjä voi liikkua vapaasti ympäristöstä toiseen, ja samalla hänen käytössään olevat palvelut ja sovellukset vaihtuvat joustavasti. Kun tietotekniikka on upotettu ympäristöön ja sen esineisiin, tarvitaan myös uusia vuorovaikutusmenetelmiä, joiden avulla ihminen voi toimia erilaisissa ympäristöissä. Tulevaisuuden yhteiskunnasta, jossa hyödynnetään laajasti jokapaikan tietotekniikkaa, on alettu käyttää ilmaisua ubiikkiyhteiskunta. Tulevaisuuden älykkäät ympäristöt esitetään usein konkreettisina kuvina teknologioista ja ikään kuin jo toteutuneina ratkaisuina. Tällaiset kuvaukset esimerkiksi älykkäästä kodista tai kauppakeskuksesta eivät aina tunnu houkuttelevilta. Ihmiset ihmettelevät, mitä heille itselleen tapahtuu juuri tällaisissa ympäristöissä ja miten suhtautua uusiin ominaisuuksiin. Eräät saattavat myös kysyä, minkälaiseksi ympäristön ylipäänsä olisi hyvä kehittyä ja miten se sellaiseksi rakennetaan. Koska näihin kysymyksiin ei ole helppo vastata, teknologian vaikutuksista puhutaan usein varsin yleisellä tasolla ja eritellään sen yleisiä vaikutuksia esimerkiksi ihmisten identiteettiin, teknologian turvallisuuteen ja luotettavuuteen tai sen eettisiin seuraamuksiin ubiikkiyhteiskunnassa. 3

Kirjan tausta ja tavoitteet Tämän kirjan tavoitteena on luoda silta tietotekniikan teknisesti määriteltyjen älyominaisuuksien ja yleisluontoisten ubiikkiyhteiskuntaskenaarioiden välille. Kyse on puuttuvan käsittelytason ja suunnittelutavan kehittämisestä. Kirjassa esitetään, että välittävä lenkki syntyy, kun tarkastellaan älykästä ympäristöä toiminnalliselta, ihmisten käytäntöjen kannalta, ei ensisijaisesti tai pelkästään erilaisina laitteina. Älykäs ympäristö on käytäntöjen muodostama kokonaisuus, jonka sisältö ja rakenne ovat ihmisten määrittelemien toimintojen tarkoitusten ja merkitysten sanelemia. Ekologisella systeemiajattelulla tarkoitamme sitä, että tarkastelun kohteena on ihmisen ja ympäristön muodostama kokonaisuus ja siinä vallitsevat suhteet sekä kokonaisuuden toimintaa kuvaavat dynaamiset vuorovaikutukset. Ekologista systeemiajattelua edustaa myös se, että älykkäässä ympäristössä ihmisten ja teknisten ratkaisujen nähdään muodostavan monimutkaisia kognitiivisia kokonaisuuksia, joissa eri elementit toimivat yhdessä Teknologia palvelee, tukee ja viihdyttää käyttäjiä vaihtuvissa tilanteissa häiritsemättä ihmisen toimintaa. Kirjassa etsitään käsitteitä, teorioita ja menetelmiä, joiden avulla teknologiaa voitaisiin kehittää tällaisen ihminen-ympäristösysteemin näkökulman pohjalta. Kirjan on laatinut suomalaisista tutkimuslaitosten ja yliopistojen tutkijoista koottu laaja projektiryhmä, jonka jäsenillä on monipuolisesti kokemusta erilaisten älykkäiden ympäristöjen suunnittelusta, toteuttamisesta ja arvioimisesta. Kirjoittajien kokemuspiiri kattaa kuluttajille suunnattuja arkiympäristöjä, elämys- ja viihdeympäristöjä sekä vaativia teollisuusympäristöjä. Tutkimuksen tukena on ollut yritysten ja muiden organisaatioiden edustajista koottu laaja ohjausryhmä sekä päärahoittaja TEKES, jotka antoivat tutkimukseen evästystä sekä palautetta työn edetessä. Projektissa, jossa ei ollut yhteisiä empiirisiä tutkimuskohteita tai sovellushankkeita, huomio kohdistui kaikkia palvelevien käsitteellisten välineiden kehittämiseen. Projektin tavoitteeksi tuli kehittää yritysten tarpeisiin istuvaa hyvän suunnittelun käytäntöä älykkään ympäristön rakentamisessa. Sen oli määrä yhdistää käytännön suunnittelu- ja muotoiluosaamista ja erilaista tutkimustietoa sopivalla tavalla. Mukaan liittyneet tutkimusryhmät toivat ajatuksensa, osaamisensa ja monet meneillään olevat tutkimushankkeensa yhteiseksi materiaaliksi, josta teoriaa alettiin kehittää. Vastaavasti hankkeeseen osallistuvat yritykset olivat 4

sellaisia, joilla jo oli vahva mielenkiinto tietotekniikan uudenlaiseen käyttöön ja runsaasti kokemusta käyttäjäkeskeisestä suunnittelusta. Tehtävänä oli siis koota olemassa olevaa tietoa ja kokemusta ja syntetisoida aikaisempien tutkimusten perusteella lähestymistapa ja välineitä, joiden avulla pystyttäisiin kohtaamaan älykkään ympäristön suunnittelun uudet haasteet. Tämän työn tuloksena syntynyt kirja on suunnattu älykkäiden ympäristöjen ja niiden osakokonaisuuksien tutkijoille ja suunnittelijoille sekä näiden tuottamaa tietoa aktiivisesti hyväksikäyttäville yrityksille. Kirjan rakenne Lähdemme liikkeelle kuvailemalla skenaarioiden avulla, millaista elämä erilaisissa älykkäissä ympäristöissä voisi olla. Tämän jälkeen kirja jatkuu kahtena osana: ekologisen suunnittelun lähtökohdat ja älykkäiden ympäristöjen ekologinen suunnittelu. Ensimmäisessä osassa kehitetään käsitteellinen kehikko älykkään ympäristön suunnitteluun. Ensimmäisessä luvussa eritellään, mitä älykkäällä ympäristöllä oikeastaan tarkoitetaan ja minkälaisia jännitteitä tällaisen kohteen suunnittelussa ilmenee. Pohdimme myös, mistä nämä jännitteet johtuvat. Ajatuksemme on, että älykkään ympäristön suunnittelussa tarvittaisiin uuden tyyppistä ekologista suunnittelukonseptia sekä tutkimusta ja suunnittelua yhdistävää tiedonmuodostustapaa. Toisessa luvussa haetaan esimerkkejä tätä ajatustamme tukevasta tutkimuksesta ja suunnitteluteoriasta. Sitten kehitetään tällaisen konseptin käsitteellinen perusta. Keskeinen johtopäätös on, että suunnittelun kohde laajenee tuotteesta ihmisten käytäntöjen suunnitteluun ja että suunnittelu itse laajenee samalla tuotesuunnittelusta kahteen suuntaan: käytäntöjen lähisuunnitteluun sekä käytännöille mahdollisuuksia luovaan ja niitä laajemmasta perspektiivistä tarkastelevaan etäsuunnitteluun. Jos kirjan ensimmäinen osa liikkuu yleisellä metodologisella tasolla, niin toinen osa käsittelee suunnittelun kohdetta, älykästä ympäristöä, sen kudoksen muodostavia käytäntöjä sekä itse suunnittelua konkreettisella tasolla. Aloitamme erittelemällä luvussa 3 älykkään ympäristön teknologisia erityispiirteitä. Luvussa 4 tarkastelemme älykästä ympäristöä ihmisen toiminnan näkökulmasta käyttäen lähtökohtana ekologisen psykologian piirissä esitettyjä ajatuksia ihmisen ja ympäristön vuorovaikutuksesta. Luvussa käsitellään toimintaa sekä kognitiiviselta kannalta että tunteiden ja elämysten 5

näkökulmasta ja esitellään myös käyttökokemuksen roolia suunnittelussa. Tästä jatketaan erittelemällä viidennessä luvussa tarkemmin uusia teknologisia mahdollisuuksia, joiden avulla voidaan monipuolistaa ihmisen ja ympäristön vuorovaikutusta. Tässä luvussa käsitellään myös ihmisen ja tekniikan välistä yhteistyötä. Tämän jälkeen siirrytään lukuun 6. Siihen olemme koonneet empiirisiä lähestymistapoja, joita projektissa työskennelleet tutkijat ovat kokeilleet tai itse kehitelleet etsiessään työtapoja älykkään ympäristön suunnitteluun. Näistä lähestymistavoista uskomme löytyvän eväitä uuteen ekologiseen suunnitteluotteeseen. Lopuksi lu - vussa 7 syntetisoimme kirjan ainekset ja muodostamme arviointikehikon, joka määrittelee älykkäiden ympäristöjen suunnittelussa ja arvioinnissa tarvittavia näkökulmia ja käytäntöjen tavoiteltuja ominaisuuksia. Toteamme, että hyvää käytäntöä luonnehtivat luonteva vaikuttaminen, saumaton yhteistyö sekä mielekäs oleminen ja toimiminen. Käytäntöjä tulee tarkastella yksilön, ryhmän sekä organisaation ja yhteiskunnan kannalta. Lisäksi arviointiin on otettava mu - kaan ajallinen ulottuvuus. Ekologisen suunnitteluotteen mukaisesti käytäntöjä tulee arvioida niin etä- kuin lähisuunnittelussakin. Etäsuunnittelussa korostuu uuden teknologian sekä organisaatioiden ja yhteiskunnan rakenteiden mahdollistamien käytäntöjen varhainen ennakointi. Lähisuunnittelussa taas käyttö ja suunnittelu kohtaavat, ja älykkäissä ympäristöissä toimivat ihmiset osallistuvat yhä enemmän suunnitteluun luomalla itse toimivia käytäntöjä teknologian mahdollisuuksiin tarttuen ja niitä hyödyntäen. Kirjan kirjoittamiseen ovat osallistuneet seuraavat tutkijat: Ismo Alakärppä, Lapin yliopisto; Leena Arhippainen, Kari Kuutti, Minna Isomursu ja Timo Jokela, Oulun yliopisto; Katja Battarbee, Turkka Keinonen, Tuuli Mattelmäki, Sara Routarinne ja Salu Ylirisku, Taideteollinen korkeakoulu; Hannu Soronen, Tampereen teknillinen yliopisto; Anssi Kainulainen ja Markku Turunen, Tampereen yliopisto; Pekka Appelqvist, Minna Hirsi, Anneli Pulkkis ja Sami Ylönen, Teknillinen korkeakoulu; 6

Arja Ala-Laurinaho, Tomas Lindberg ja Risto Näsänen, Työterveyslaitos; Veikko Ikonen, Eija Kaasinen, Juha Kela, Jari Laarni, Leena Norros, Johan Plomp, Pirkko Rämä, Paula Savioja ja Pasi Välkkynen, VTT. Kirjan on kuvittanut Kirsikka Vaajakallio Taideteollisesta korkeakoulusta. Haluamme esittää lämpimät kiitokset työhömme merkittävästi vaikuttaneelle aktiiviselle ohjausryhmälle, johon kuuluivat seuraa vat henkilöt: Ilkka Juvonen ja Jussi Kekäläinen, AEL; Timo Pihlajamäki, Elisa; Pentti Markkanen ja Esko Rinttilä, Fortum; Hannu K. Koskela, Päivi Roiha ja Milvi Soosalu, GE Healthcare Finland; Petri Rautio, IdescoOy; Hannu Salo, Lifeit Oyj; Petri Morko, Mawell Oy; Hannu Paunonen, Metso Automation Oy; Outi Penninkangas ja Ulla Rohunen, Museokeskus Vapriikki; Pekka Isomursu, Mika Röykkee ja Timo Tokkonen, Nokia; Jyrki Helin, SAK; Tuovi Henttu ja Helga-Leena Kettunen, Setec Oy; Päivi Topo ja Sari Valjakka, Stakes; Veikko Koivumaa ja Michael Miettinen, Suunto Oy; Timo Rahunen, Tampereen Särkänniemi Oy; Antero Rahtu, TeliaSonera Finland Oy; Olli Hoikkala, Teollisuuden voima Oy; Petri Kotro, Valkeus Interactive sekä Antti Timonen, Widian Oy. 7

Sisällysluettelo ESIPUHE... 2 TERMIT... 13 ELÄMÄÄ ÄLYKKÄÄSSÄ YMPÄRISTÖSSÄ... 17 Älykäs elämisympäristö... 19 Älykäs palveluympäristö... 23 Älykäs tuottamisympäristö... 26 OSA I: EKOLOGISEN SUUNNITTELUN LÄHTÖKOHDAT... 31 1 Älykäs ympäristö suunnittelun haasteena... 32 1.1 Älykkään ympäristön eri muotoja... 32 1.2 Mikä älykäs ympäristö?... 34 1.3 Älykkäiden ympäristöjen suunnittelusta... 37 1.4 Älykkäät ympäristöt ja muutoksen luonne... 38 1.5 Älykkään ympäristön suunnittelun jännitteet... 40 1.5.1 Teknologian jännite... 41 1.5.2 Muutosnopeuden jännite... 42 1.5.3 Suunnitteluosaamisen jännite... 43 1.5.4 Uutuuden jännite... 44 1.5.5 Valmiusasteen jännite... 45 1.5.6 Yleispätevyyden jännite... 46 1.6 Mistä suunnittelun jännitteet johtuvat?... 46 1.6.1 Teknisen tuotteen suunnittelusta ihmisen elin- ja toimintaympäristön suunnitteluun... 47 1.6.2 Suunnittelussa tarvitaan tutkimustietoa, mutta se on erilaista kuin perinteinen... 48 1.6.3 Uudet suunnittelun tasot tai perspektiivit... 49 2 Ekologisen suunnittelukonseptin kehittäminen... 52 2.1 Uusi tiedon tuottamisen tapa ja suunnittelu... 53 2.2 Uuden suunnittelukonseptin ituja... 55 2.2.1 Ihmisen ja tietokoneen vuorovaikutuksen tutkimus... 55 2.2.2 Muotoilututkimus... 57 2.2.3 Innovaatiotutkimus... 58 2.2.4 Tehtävänä systeemisen konseptin ja poikkitieteellisten käsitteiden kehittely... 59 9

2.3 Älykäs ympäristö ekosysteeminä... 61 2.3.1 Ihminen ja ympäristö muodostavat yhden systeemin... 62 2.4 Ihmisen ja teknologian välinen suhde... 66 2.4.1 Teknologian funktiot toiminnan välineenä ja mediumina... 66 2.4.2 Miten ihmiset kokevat suhteensa teknologiaan... 69 2.4.3 Yhteenveto... 74 2.5 Toimintajärjestelmä asiayhteytenä ja ympäristö varantona... 75 2.5.1 Toimintajärjestelmä... 76 2.5.2 Ympäristön tarkastelu toiminnan varantona... 78 2.6 Käytännöt suunnittelun kohteena... 81 2.7 Käytäntöjen kehittäminen ja tutkimus toimintajärjestelmän ylätasolla... 87 OSA II: ÄLYKKÄIDEN YMPÄRISTÖJEN EKOLOGINEN SUUNNITTELU... 91 Ekologisen suunnittelun keskeiset käsitteet ja kohteet... 92 3 Älykkäiden ympäristöjen piirteitä... 95 3.1 Johdanto... 95 3.2 Jokapaikan tietotekniikka... 98 3.2.1 Sulautettu tieto- ja viestintätekniikka... 98 3.2.2 Kattava tietoverkko... 99 3.2.3 Mobiilitekniikka... 100 3.3 Edistynyt vuorovaikutus... 102 3.3.1 Luonnollinen vuorovaikutus... 102 3.3.2 Kyky kommunikoida korkean tason käsittein... 103 3.3.3 Rakentuva kokonaisuus... 105 3.4 Algoritminen älykkyys... 107 3.4.1 Kontekstiherkkyys... 107 3.4.2 Oppiva ympäristö... 109 3.4.3 Ennakoiva ympäristö... 111 3.5 Älykkäiden ympäristöjen keskeiset piirteet eri ympäristöissä... 112 4 Ihmisen toiminta älykkäissä ympäristöissä... 114 4.1 Ekologinen näkökulma ihmisen toimintaan... 114 4.1.1 Johdanto ekologiseen psykologiaan... 114 4.1.2 Suunnittelua ohjaava käsitys ihmisestä... 123 4.2 Ympäristön havaitseminen... 128 4.2.1 Ympäröivän tilan ja kohteiden etäisyyden havaitseminen... 129 4.2.2 Moniaistisuus ja sen hyödyntäminen... 133 4.2.3 Toiminta ja sen ohjaus älykkäissä ympäristöissä... 135 10

4.3 Ryhmän toiminta ja sen tukeminen älykkäissä ympäristöissä... 141 4.3.1 Tapoja kuvata ryhmän toimintaa... 141 4.3.2 Teknologian omaksuminen ryhmässä... 144 4.4 Käyttökokemus älykkäissä ympäristöissä... 145 4.4.1 Johdanto... 145 4.4.2 Tunteet ja käyttökokemus... 146 4.5 Käyttökokemus arvioinnin kohteena... 150 4.5.1 Johdanto... 150 4.5.2 Käyttökokemuksen lähestymistapoja... 151 4.5.3 Tuotteen merkitykset... 158 4.6 Tuotteen hyväksyttävyys käyttökokemuksena... 160 4.6.1 Teknologian hyväksyttävyyden mallit... 161 4.6.2 Hyväksymismallin laajennukset... 162 4.6.3 Hyväksyttävyyden ennakointi ja rakentuminen... 164 5 Vuorovaikutteisuus ja käyttöliittymät... 167 5.1 Puhe- ja muihin ääniin perustuvat käyttöliittymät... 168 5.1.1 Puhepohjainen vuorovaikutus... 169 5.1.2 Luonnollisuus ja luonteenomaisuus... 169 5.1.3 Tehokkuus ja kommunikointi korkealla abstraktiotasolla... 170 5.1.4 Puheen rajoitukset... 171 5.1.5 Ei-puheäänet... 173 5.2 Fyysinen selailu... 175 5.2.1 Fyysinen valinta... 176 5.2.2 Käytettävyyshaasteita... 178 5.3 Mukautuvat graafiset käyttöliittymät... 179 5.3.1 Käyttöliittymämallinnus mukautuvuuden tukena... 180 5.4 Eleet vuorovaikutuksessa... 182 5.4.1 Eleentunnistusteknologiat ja niiden ominaispiirteet... 184 5.5 Haptiset käyttöliittymät... 186 5.6 Tilakäyttöliittymät viihteellisissä jaetuissa virtuaaliympäristöissä... 188 5.6.1 Esimerkkejä tilakäyttöliittymistä... 190 5.6.2 Hahmottamiskykyiset käyttöliittymät... 192 5.7 Katse vuorovaikutuksessa... 193 5.8 Moniaististen käyttöliittymien kehittäminen... 194 5.9 Mukautuvan vuorovaikutuksen kokeminen... 196 5.9.1 Käyttäjäkokemukseen vaikuttavat tekijät... 197 5.10 Ihminen ja tekniikka yhteistyössä... 201 5.10.1 Tekniikka autonomisena toimijana... 201 11

5.10.2 Tekniikan autonomian ilmeneminen... 204 5.10.3 Skaalautuva autonomia... 206 5.10.4 Ihmisen ja tekniikan yhteistyö... 207 5.10.5 Ihmisten välinen kommunikointi teknologian tukemana... 209 6 Älykkään ympäristön suunnittelun työtapoja... 212 6.1 Johdanto... 212 6.2 Dialogiset menetelmät suunnittelussa... 215 6.3 Tietokonetuettu yhteistyö tutkimusalueena ja sen vaikutus järjestelmäsuunnitteluun... 221 6.4 Skenaariopohjainen suunnittelu... 224 6.5 Yhteissuunnittelu ja osallistuva suunnittelu... 231 6.6 Kotiutumisen suunnittelu... 237 6.7 Teknisten perusrakenteiden ihmiskeskeinen suunnittelu... 242 6.7.1 Tekniset perusrakenteet ihmiskeskeisen suunnittelun kohteina... 242 6.7.2 Kokemuksia mobiiliarkkitehtuurin ihmiskeskeisestä suunnittelusta... 244 6.7.3 Teknisten perusratkaisujen ihmiskeskeisen suunnittelun mahdollisuudet ja haasteet... 247 6.8 Älykkään ympäristön iteratiivinen rakentuminen... 248 6.9 Ketterät suunnittelumenetelmät... 252 6.10 Perustehtäväanalyysi ja systeemikäytettävyyden arviointi... 254 6.10.1 Perustehtäväanalyysi... 256 6.10.2 Systeemikäytettävyyden arviointi... 258 7 Älykkään ympäristön arviointi... 261 7.1 Älykkään ympäristön arvioinnin perusteita... 261 7.2 Arvioinnin lähestymistapoja... 262 7.3 Älykkään ympäristön arvioinnin laatutekijöitä... 265 7.3.1 Instrumentaalinen funktio luonteva vaikuttaminen... 268 7.3.2 Psykologinen funktio saumaton yhteistoiminta... 273 7.3.3 Kommunikatiivinen funktio Mielekäs oleminen ja toimiminen... 278 7.4 Arviointi osana ekologista suunnitteluotetta... 284 7.5 Kohti ekologista suunnittelua arviointikehikon laajentaminen... 286 Lopuksi... 289 Lähdeluettelo... 291 12

Termit Agentti Agentti on itsenäisesti toimiva ohjelmisto, joka vaikuttaa toimiympäristössään tavoitteidensa täyttämiseksi. Ekologinen lähestymistapa Ekologinen tarkoittaa tiedollista asennetta, jossa asioita tarkastellaan suhteessaolemisen ja vuorovaikutuksen kannalta. Tässä kirjassa ollaan erityisesti kiinnostuneita ihminen-ympäristösysteemin elementtien välisistä suhteista ja niistä säännönmukaisuuksista ja periaatteista, joiden tuloksena rakentuu toimintajärjestelmiä. Nämä ovat ihminen-ympäristösysteemien erityisiä muotoja, joita voidaan kutsua ekosysteemeiksi mukana olevan tieto- ja viestintätekniikan takia digitaalisiksi ekosysteemeiksi. Ekologinen suunnittelu Ekologinen suunnittelunäkökulma korostaa teknologian asettamista ihminen-ympäristösysteemin kokonaisuuteen ja esittää, että teknologiaa tulisi kehittää ja arvioida tarkastelemalla käytäntöjä, joita se mahdollistaa. Suunnittelun kohteena ovat siis sekä tekniikka että käyttäjät molemmat laajasti ymmärrettyinä. Tämä edellyttää suunnittelulta kykyä tutkia ja mallintaa yhtäaikaisesti molempia. Ekosysteemi Tässä kirjassa ekosysteemillä tarkoitetaan modernin tieto- ja viestintäteknologian avulla täydennettyä ympäristöä, josta muodostuu ihmisen uusi luonnollinen toimintaympäristö. Se on ekosysteemi, jonka puitteissa havaitaan uudenlaisia ihminen-teknologiasuhteita ja niiden mahdollistamia uusia toimintoja. Elämisympäristö Ihmisen henkilökohtainen ympäristö, jonka puitteissa hän hallinnoi elämäänsä ja sen lukuisia samanaikaisia prosesseja, joiden välillä hän jatkuvasti joutuu siirtymään. Elämisympäristö ei liity mihinkään erityiseen fyysiseen paikkaan, vaan kaikkiin niihin paikkoihin, joissa ihminen päivänsä aikana toimii, kuten koti, työ, julkinen tila, oma auto jne. Etäsuunnittelu Etäsuunnittelussa kehitetään älykkäiden ympäristöjen teknisiä ja sosiaalisia perusrakenteita. Etäsuunnittelu luo muille suunnittelun toimintatavoille käsitteellistä, tiedollista ja menetelmällistä perustaa. Etäsuunnittelun kohteena oleva teknologinen kehitys tavoittelee tuote- ja lähisuunnittelua pitkäikäisempiä perusrakenteita ja kytkee uuden tekniikan olemassa oleviin rakenteisiin. Hyväksyttävyys Teknologian hyväksyttävyys on yksilössä ja yhteisössä havaittavaa halukkuutta omaksua ja kehittää teknologian ja ympäristön mahdollistamia käytäntöjä. 13

Informaatioekologia Kulttuurihistorialliseen toiminnan teoriaan nojaavassa suunnittelukonseptissa käytetty käsite, joka kuvaa ihmisten, käytäntöjen, arvojen ja teknologioiden järjestelmää tietyssä paikallisessa ympäristössä. Kysymys on lähiympäristöistä, joissa mukana olevilla ihmisillä on ympäristöä koskevaa tietoa ja näkemyksiä, joita he käyttävät toimiessaan ko. ympäristöissä. Konteksti Asiayhteys, johon tarkastelun kohteena oleva ilmiö tai esine liittyy, tai jossa yhteydessä se ilmenee. Konteksti voi olla osin konkreettinen ja näkyvä, osin taas abstrakti ja käsitteellistä erittelyä vaativa. Käyttökokemus Käytämme tässä kirjassa käyttäjien kokemasta vuorovaikutuskokemuksesta ja heidän tuotteita ja teknologiaa koskevasta kokonaiskuvasta nimitystä käyttökokemus. Käyttökokemustermi ei siis viittaa ainoastaan yhden henkilön yksilölliseen kokemukseen vaan se pitää sisällään myös käyttäjäyhteisössä muodostuneet käsitykset ja tunnekokemukset teknologioista. Käytäntö Käytännöt ovat henkilöiden ja yhteisöjen tapoja toimia sekä käyttää erilaisia välineitä ja ympäristön mahdollisuuksia. Käytäntö on toiminnan prosessiluonnetta ja jatkuvuutta korostava näkökulma ihmisen käyttäytymiseen. Käytäntö muodostaa ykseyden ihmisen ja ympäristön välille, ja näin murtaa iskostunutta mielikuvaa ihmisen ja ympäristön muodostaman kahden järjestelmän ajattelutavalle. Käy tän töjen hyvyys määräytyy sekä toiminnan tuloksen l. ulkoisen hyvän että toimin nan sisäisen hyvän perusteella. Sisäinen hyvä liittyy yhteisössä hyväksi nähtyyn ja arvostamaan hyvään tapaan toimia. Lähisuunnittelu Lähisuunnittelu tarkoittaa suunnittelun laajenemista käytön yhteyteen: älykäs ympäristö tarjoaa mahdollisuuksia, jotka otetaan käyttöön lähisuunnittelussa syntyvien käytäntöjen kautta. Paikallista käytäntöä kehitetään mukana olijoiden ehdoilla ja suurelta osin heidän omalla työllään. Lähisuunnittelu kytkeytyy välittömästi suunnittelun kohteena oleviin käytäntöihin, mikä tekee siitä spesifistä ja kontekstisidonnaista. Media, Mediumi Media on sosiaalinen prosessi, joka voidaan määritellä merkitysten välittämisen materiaaliseksi käytännöksi. Jokainen yksittäinen mediumi on yhtäältä jonkinlainen tekninen laite, kuten kirja, televisio, tietokone, auto jne. Mediumilla on samalla toinen, merkityksiä tuottava ja siirtävä rooli. Mediumit ilmentävät erilaisia kuvauksia todellisuudesta. Tämän ansiosta mediumit kietoutuvat olennaiseksi osaksi ihmisten havaitsemista ja toimintaa ja määrittelevät näiden luonnetta. Merkitys Semiotiikassa yleisesti käytetyssä mielessä merkityksellä ymmärretään kolmiosaista rakennetta, jossa fyysisen merkin ja sen viittaaman kohteen välinen suhde edellyttää kolmatta tekijää l. tulkitsijaa, joka määrittelee tämän suhteen ja välittää sen viestin kulttuurin osana. Merkitys ei siis ole pelkkä referenssisuhde vaan jotakin, mikä määrää referenssin. Ihmisen käyttäytymisen tutkimus merkitysten näkökulmasta edellyttää toiminnan asiayhteyden huomioonottamista ja ihmisten toiminnalleen antamien perustelujen selvittämistä. 14

Moniaistisuus Ympäristö antaa ihmiselle informaatiota useiden aistien välityksellä ja ihminen viestii ympäristön kanssa eri tavoin. Moodi 1 ja 2 Moodi 1 viittaa tieteelliseen tiedontuottamisen tapaan. Sille on tyypillistä selkeästi määritellyt ja rajatut kysymyksenasettelut, joita lähestytään tietyn tieteen käsitteiden ja menetelmien avulla. Ongelmia testataan kontrolloidusti ja saatujen tulosten laatua arvioidaan tarkasti tiedeyhteisön piirissä. Keskeinen pyrkimys on huolehtia tiedon objektiivisuudesta, luotettavuudesta ja yleistettävyydestä. Moodi 2 on tiedon tuottamisen tapa tilanteessa, jossa ongelmia ei ole jäsennetty tiede rajojen mukaisesti. Se on tieteiden väliset ja teorian ja käytännön rajat ylittävää. Se edellyttää useiden toimijoiden läheistä vuorovaikutusta ja on yhteiskunnallisesti vastuullinen prosessi. Tiedon laadun suhteen käytetään laajaa kriteerien joukkoa. Palvelurobotti Liikkuva laite, jossa on ympäristön havainnointikykyä, päättelykykyä ja mekaa nista manipulointikykyä (sense, think, and act) fyysisten työtehtävien suorittamiseksi. Palveluympäristö Älykäs ympäristö, jota tarkastellaan ihmisten keskinäiset palvelu-, riippuvuus-, luottamusjne. suhteiden näkökulmasta. Palveluympäristön monimutkaisuus johtuu siitä, että suurelle joukolle ihmisiä tarjotaan palveluja, joiden tuottaminen vaatii erilaisia yhteyksiä ja järjestelyjä, teknologiaa ja infrastruktuuria. Tyyppi esi merk kinä ovat liikenteeseen ja liikkumisen liittyvät palvelut. Robotti Uudelleen ohjelmoitavissa oleva erilaisiin mekaanisiin työtehtäviin pystyvä laite. Katso myös palvelurobotti. Tarjouma Tarjouma on sellainen ympäristön kohteiden fysikaalisten ominaisuuksien yhdistelmä, joka soveltuu parhaalla mahdollisella tavalla ihmisen käytettäväksi. Ympäristön tarjoumat tulevat suoraan havaituiksi, sillä ne ovat ikään kuin valmiina ärsykkees tä aistin elimiin tulevassa informaatiossa. Tarjoumat ovat ympäristön kohteiden ominaisuuksia, eivätkä riipu ihmisen kokemuksista tai subjektiivisista ominaisuuksista. Tarjoumia esiintyy luonnossa, kuten laakea kivi, joka tarjoaa istumisen mahdollisuuden, mutta lisäksi työkalut, ihmisen tekemät esineet ja tiedon esitysmuodot luovat uusia mahdollisuuksia ympäristössä. Tieteiden rajoja ylittävä tutkimus Tieteiden rajoja ylittävässä tutkimuksessa lähtökohta on monitieteinen. Tällöin kysymyksenasettelussa perinteinen tieteiden erottelu ei ole keskeistä; tutkimuksellinen integraatio menee niin pitkälle, että tieteiden väliset rajat häviävät. Tieteiden rajat ylittävän tutkimuksen puitteissa syntyy uudenlaisia ratkaisuja ja paradigmoja. Tämä saattaa johtaa kokonaan uusien tieteenalojen syntymiseen. 15

Toiminnallinen mallintaminen Ekologisen suunnittelun ja erityisesti etäsuunnittelun keskeinen metodi. Sen avulla voidaan määritellä asiayhteys l. konteksti. Menetelmässä kuvataan toiminnan päämäärät ja toiminnot l. funktiot. Nämä ovat keinoja toteuttaa päämäärät. Mallin nuksessa kuvataan myös toimintaa rajoittavat ja mahdollistavat ehdot. Erittely voidaan tehdä eri abstraktiotasoilla ja myös toiminnallisina skenaarioina. Toimin ta ympäristön toiminnallisten piirteiden määrittely ei rajoita suunnittelua ennenaikaisesti tiettyyn ratkaisuun, vaan kartoittaa mahdollisten ratkaisujen aluetta. Toi min nal linen mallinnus on myös tapa eritellä käyttäytymisessä ilmeneviä merkityksiä, ja siksi se luo perustan käytäntöjen analyysille. Toimintajärjestelmä Toimintajärjestelmä sisältää tuloksen saavuttamiseksi tarvittavat elementit, jotka ovat toimija, kohde(tulos) ja toimijayhteisö. Ihmisen toimintojen historiallisessa kehityksessä näiden kolmen elementin keskinäissuhteet ovat vähitellen tulleet yhä enemmän välittyneiksi. Näin toimijan ja kohteen välistä suhdetta välittävät työkalut ja käsitteet, toimijan ja yhteisön välistä suhdetta säännöt ja kulttuuri, ja yhteisön ja kohteen suhdetta jälkimmäisen saavuttamista edellyttää työnjako. Tuotesuunnittelu Tuotesuunnittelu on vakiintunut suunnittelun lähestymistapa, joka pyrkii suunnit telemaan tuotteita tietyille käyttäjäryhmille tiettyihin käyttötarkoituksiin. Ekolo gi sessa suunnittelussa tuotesuunnittelu täydentyy lähi- ja etäsuunnittelulla. Tuottamisympäristö Ympäristö, jossa korostuu päämäärähakuinen monen toimijan yhteistyön koordinointi suuren abstrahoidun ja verkottuneen tietopohjan perusteella. Ympäristön monimutkaisuus syntyy siitä, että kohdetta pyritään hahmottamaan, hallitsemaan ja muokkaamaan tavoitteena olevien tulosten saavuttamiseksi. Tyyppiesimerkki on monimutkaisen prosessin hallinta. Varanto Varanto kuvaa ympäristöä teknis-fysikaalisena asiayhteytenä ja viittaa ajatukseen, että teknologian ansiosta tai sen vuoksi ihminen kykenee paljastamaan luonnos ta jotain, jota muuten ei saada esiin. Kun näin menetellään ihminen samalla muuttaa suhdettaan ympäristöön, hän tekee ympäristöstä itselleen varannon. Tek niikan avulla on luotu järjestelyt, jotka sekä varaavat että takaavat luonnon ihmisen käyttöön. Älykäs agentti Älykäs agentti on reaktiivinen, proaktiivinen ja sosiaalinen. Reaktiivisuudella ymmärretään kontekstiherkkyyttä ja kykyä mukautua muuttuviin tilanteisiin riittävällä vasteella. Proaktiivisuus tarkoittaa pitkäkestoista robustisuutta ja kykyä uudelleen suunnitteluun omin avuin. Sosiaalisuus pitää sisällään tiedonvaihtoa eri moodeissa. Älykäs ympäristö Älykäs ympäristö syntyy ihmisen ja ympäristön yhteistoiminnan tuloksena, kun ympäristön tarjoamat mahdollisuudet ovat sellaisia ja sellaisessa muodossa, että ihminen pystyy hyödyntämään niitä. Älykkyys ei siis ole teknologian eikä toimintaympäristöjen ominaisuus, vaan se on ihmisten, tekniikoiden ja ympäristön muodostaman systeemin tarkoituksenmukaista sopeutumiskykyä, joka palvelee tulosten saavuttamista ja uusien toimintamahdollisuuksien luomista. 16

Elämää älykkäässä ympäristössä Salu Ylirisku, Leena Norros, Kari Kuutti, Turkka Keinonen ja Eija Kaasinen Älykäs ympäristö syntyy ihmisen ja ympäristön yhteistoiminnan tuloksena, kun ympäristön tarjoamat mahdollisuudet ovat sellaisia ja sellaisessa muodossa, että ihminen pystyy käyttämään niitä hyväkseen. Älykkyyden ei siis tässä kirjassa ajatella olevan vain ihmisen tai teknologian ominaisuus vaan ihmisten, teknologioiden ja ympäristön muodostaman systeemin tarkoituksenmukaista sopeutumiskykyä, joka palvelee tulosten saavuttamista ja uusien toimintamahdollisuuksien luomista. Se, mihin tietyssä reaaliympäristössä tapahtuvaan toimintaan, sen toteuttamiseen liittyviin monimutkaisiin vuorovaikutuksiin ja näistä muodostuvaan suhteiden verkostoon huomio kiinnitetään, luo perustan esittää ainakin seuraavat kolme erilaista näkökulmaa älykkääseen ympäristöön: elämisympäristö, palveluympäristö ja tuottamisympäristö. Ideana ei siis ole kuvata tiettyä konkreettista toimintaympäristöä älykkääksi, siis tyyliin älykäs koti, älykäs toimisto, älykäs tehdas, älykäs kauppakeskus, älykäs terveyskeskus jne. Tavoittelemme sen sijaan ajatusta, että mitä tahansa konkreettista paikkaa voi tarkastella elämisympäristönä, palveluympäristönä tai tuottamisympäristönä riippuen siitä, minkälainen toiminta otetaan tarkastelun lähtökohdaksi: Älykäs ympäristö elämisympäristönä: Älykkäässä elämisympäristössä on kyse elämän eri puolien hallinnasta. Elämisympäristö on monimutkainen, koska ihmiset ovat yhtä aikaa mukana monessa toiminnassa. Tilanteen moninaisten vuorovaikutusten lisäksi tärkeäksi vaatimukseksi tällaisessa ympäristössä muodostuu ajan ja ajoitusten, myös keskeytysten hallinta. Elämisympäristöissä ihmiset liikkuvat ja vaihtavat ympäristöä. Tyyppiesimerkkinä ovat erilaiset kommunikaatio- tai informaatiomediat, joita käytetään yhtenäistämään elämisympäristöä, mutta myös laajentamaan sitä. 17

Älykäs ympäristö palveluympäristönä: Tälle ympäristön näkökulmalle on ominaista, että tarkastellaan ihmisten keskinäisiä suhteita ja työnjakoa. Monimutkaisuus syntyy palveluympäristössä siitä, että suurelle joukolle ihmisiä tarjotaan palveluja, joiden tuottaminen vaatii hyvin monimutkaisia yhteyksiä ja järjestelyjä sekä teknologiaa ja infrastruktuuria. Palvelun tulee kuitenkin olla mahdollisimman hyvin yksittäisen toimijan tarpeita vastaava, läpinäkyvä, helppokäyttöinen ja luottamusta herättävä kaikille. Tyyppiesimerkkinä ovat liikenteeseen ja liikkumiseen liittyvät palvelut tai vaikkapa veroilmoitusten täyttö. Älykäs ympäristö tuottamisympäristönä: Tietotekniikan avulla pyritään hallitsemaan monimutkaisia reaalimaailman ilmiöitä, jotka ovat tuottamistoiminnan kohteena. Tässä ympäristössä korostuu tiukasti päämäärähakuinen monen toimijan yhteistyön orkestrointi suuren abstrahoidun ja verkottuneen tietopohjan perusteella. Tyyppiesimerkki on monimutkaisen prosessin hallinta. Älykkäät tuottamisympäristöt ovat usein verkottuneita ja prosessien ohjaajat osallistuvat työtä tehdessään myös toisiin älykkäisiin ympäristöihin. Seuraavassa havainnollistamme älykkään ympäristön ilmenemismuotoja näissä kolmessa erilaisessa ympäristössä. Kuvaamme tutkijaryhmän yhdessä yritysten edustajien kanssa kehittämien skenaarioiden avulla, mitä älykkäässä ympäristössä voi tapahtua ja miten siinä voidaan toimia. 18

Älykäs elämisympäristö Henkilöt Vanhemmat: Äiti, 39 v., Inkeri Huominen, opettaja Isä, 43 v., Sami Huominen, koneistaja Lapset: Sara 17 v., Jesse 15 v., Elina, täyttää 1 v. Mummo: Sari Huominen (Samin äiti), 65 v. Lauantai 27.3.2021 klo 10:20 Autossa Sami Huominen, 43-vuotias koneistaja, on palaamassa autollaan kotiin käy - tyään viemässä tyttärensä Saran tanssitunneille, kun hänen vaimona, Inkeri 39- vuotias opettaja, soittaa ja pyytää tuomaan nonparelleja Elinan 1-vuotis synttärikakkuun. Vanha puhelimen pärinä täyttää auton. Sami läpäyttää housuihin polven kohdalle ommeltua vastausaluetta (joka on yksi monista, joita Sami on turhamaisuuksissaan hankkinut toista kymmentä erilaista omaan puhelimeensa), jolloin musiikki taukoaa ja Inkerin ääni kuuluu autoradion kaiuttimista. Auton tietojärjestelmä tunnisti, ettei autossa ole muita, ja toisaalta se tunnisti myös, että puhelimen korvanappi on hansikaslokerossa. Sami kuuntelee vaimoaan hieman huolimattomasti keskittyen lähinnä autoiluun, sillä tietää, että muutaman viimeisen puhelun sisällön voi vielä helposti palauttaa vaikka sitten kaupassa. Joo joo. Selväselvä. Piipahdan Halpiksessa. Menee vielä tovi. Moikka., Sami toteaa ja läjäyttää polveaan terävästi, jolloin musiikki täyttää jälleen auton. Musiikki ei ole ihan mitä tahansa tunnottoman radiokanavan äänivirtaa vaan yllättävän sopivasti tunnelmaan ja Samin makuun osuvaa. Ratissa olevien kahden palautenapin avulla Sami on kouluttanut radiosta mieleisensä. Musiikin metatiedon, ääniprofiilin ja rattipalautteen perusteella radio uskaltaa välillä tehdä rohkeitakin ehdotuksia, joista muut sopivan samoista kappaleista pitävät kuuntelijat ovat antaneet myönteistä palautetta. Sami kaartaa kaupalle ja katsoo auton etuikkunan läpi kaupan tarjouksia. Kanan rintafilee.. Suklaalevyt.. Hän kaivaa puhelimensa ja katsoo pikaisesti ostoslistan, johon puhelin osaa joskus arvata ihan kohtuullisesti puheentunnistuksen ja semanttisen informaation perusteella sisältöä. Nonparellit! Nehän ne oli. 19

Kotona Inkeri on suunnitellut Elinan 1-vuotisjuhlia jo pari viikkoa. Sukulaisten kanssa synttärikahvit pidettiin oikeana syntymäpäivänä torstaina, mutta pihakavereiden kanssa halutaan järjestää vielä omat lastenkekkerit. Lauantai 27.3. valittiin siten, että se sopi mahdollisimman monen naapuruston äidin aikatauluihin. Inkeri lähetti omasta kalenteristaan muutaman ehdotuksen heidän kalentereihinsa, joista he saivat ruksailla parhaiten sopivan. Erityisen toimivaksi Inkeri koki sen, että kaikille kaverien vanhemmille päivittyi parhaiten sopiva päivä automaattisesti reaaliajassa kunkin osallistujan lähetellessä vähitellen tietojaan sopivimmasta päivästä. Jokaisen oli helppoa suunnitella omia menemisiään, kun näkivät, miten juhlat näyttivät muille sopivan. Keittiön halogeenivalot välähtävät pari kertaa. Inkeri tietää mistä on kyse, sillä tietää Samin pystyvän kontrolloimaan valoja etäältä. Isä ei sitten koskaan kasva aikuiseksi, hän toteaa Elinalle, jolla on kädet taikinassa. Jesse! Katsotko, mitä se isä yrittää viestittää. Se on varmaan taas ostanut takakontin täyteen, vaikka näkeehän se, että jääkaappi on ihan turvoksissa. Jesse makaa sängyllään ja on tekemässä koulun globaalin tekniikkaoppimisen, eli Globiksen, kurssilla yhdessä saksalaisen ja malesialaisen oppilasryhmän kanssa verkossa olevaa virtuaaliseen tekniikkapuistoon liittyvää harjoi- 20

tustyötä. Hän keskeyttää homman hetkeksi ja napauttaa aktiiviseksi kotipihan parkkipaikalle suunnatun ulkokameran kuvan, joka heijastuu hänen huoneensa seinälle. Jaahans. Pitänee mennä jeesaamaan isää ostosten kanssa. Elinan mummo, Samin 65-vuotias äiti Sari, nauraa toiselta puolelta Suomea Samin asentamalla keittiön näytöllä (jota Inkeri alun perin vastusti kovin sanankääntein) ja kertoo Inkerille, että seuraavaksi voisit laittaa siihen taikinan veteen hieman sitä uutta värihiivaa, joka saa taikinan muuttamaan väriään, kun siinä on sopiva koostumus. Mummollakin näyttäisi olevan jauhoiset kädet hänen viittilöidessään näytöllä. Inkeri katsoo hetken tarkemmin ruudulla näkyvää anoppiaan ja huomaa nurkassa näkyvän sydämen syketiedon olevan hälyttävän korkealla. Sari, hei! Älä touhota liikaa, ettei mene rytmit taas sekaisin. Sun sykehän on taas yli 110. Pöh! Löysitkö sen hiivan jo? Sari toteaa ykskantaan. Alaovella Sami ja Jesse kantavat ostoskasseja alaovelle, joka aukeaa, kun Sami vilkaisee oven vieressä olevaan kameraan, joka tunnistaa hänet biotunnistuksen avulla. Taloyhtiön tietojärjestelmät ovat suhteellisen korkeatasoiset johtuen taloyhtiön aktiivisesta tietokonekerhosta, johon mm. Jesse kuuluu. Naapuri ahdingossa Ennen kuin he astuvat rappukäytävään, Jesse toteaa: Ai niin. Se alakerran ukko on taas aika huonossa kunnossa. Se yritti äsken saada oveaan auki, muttei näyttänyt kovin helpolta. Se on vissiin saanut kuonoonsa. Sami ja Jesse kiipeävät toiseen kerrokseen, missä alakerran naapuri yrittää vieläkin saada oveaan auki. Hänen toinen silmänsä on turvonnut umpeen, eikä oven tunnistuskamera suostu avaamaan hänelle ovea. Hei. Tartteksä apua?, kysyy Sami. Häh? Joo. Mä haluisin vaan kotiin, vastaa nähtävästi hieman sekainen mies. Eikö sun pitäisi mennä ensin näyttämään lääkärille tuota?, Jesse osoittaa miehen turvonnutta silmää. Auttakaa nyt vaan tän helkutin oven kanssa! Hospitaalissa kuitenkin vaativat ATK-ajokortin ennen kuin suostuvat edes katsomaan mua päin. Sami pyytää naapuria tarkistamaan, onko hänellä taskussaan avain. Tietenkin! Nää on nää... no, nää systeemit niin pirun sekavia nykyään. Löydettyään avaimen taskustaan hän pääsee kotiinsa heilauttamalla sitä lukon edessä. 21