Väitös: Koneoppiminen auttaa ennustamaan ylipainoa ja kestävyyskuntoa - apua ennaltaehkäisevien hoitojen kehittämisessä
Jyväskylän yliopistossa tehdyssä väitöstutkimuksessa selvitettiin tekoälyn ja koneoppimisen mahdollisuuksia kestävyyskunnon ja ylipainon ennustamisessa sekä henkilökohtaisen terveysindeksin kehittämisessä. Kokonaisuutena koneoppiminen mahdollistaa yksilölle parempien hoitomuotojen valitsemisen sekä hoitojen kehittämisen ennaltaehkäisevämpään suuntaan.
![](/data/images/public/69817172/70107020/c7bc9a98-fad7-48fb-98c0-0cf9b741c1f4-w_720.jpg)
Informaatioteknologian tiedekunnan Digitaalisen terveysälyn laboratoriossa väitöskirjatutkijana työskentelevä Ilkka Rautiainen tutki väitöskirjassaan koneoppimisen mahdollisuuksia ylipainon ennustamisessa ja kardiorespiratorisen kunnon kehityksen ennustamisessa. Lisäksi väitöskirjassa kehitettiin henkilökohtaisen terveysindeksi, jolla on käyttöpotentiaalia myös koneoppimisessa.
Ylipainon ennustamista käsittelevässä väitöskirjan ensimmäisessä osassa hyödynnettiin eri ajankohdista lapsilta kerättyjä pituus- ja painotietoja, joita käytettiin erilaisissa koneoppimismalleissa. Tämän jälkeen tuloksia verrattiin siihen, kuinka moni lapsista oli todellisuudessa tullut ylipainoiseksi.
Tutkimuksessa oli yhteensä yhdeksän koeasetelmaa. Lyhimmillään ennusteita tehtiin kolmivuotiaille lapsille kahteen ikävuoteen asti kerätyn aineiston perusteella. Pisimmän aikavälin ennustukset tehtiin syntymänaikaisen tiedon perusteella 13–16-vuotiaille.
– Tutkimus vahvisti osaltaan sen, että lyhyellä aikavälillä ylipainon ennustaminen on koneoppimisen avulla mahdollista, mutta pidemmän aikavälin ennustukset ovat huomattavasti haastavampia, Rautiainen kertoo.
Tutkimuksen toisessa osassa käytettiin aineistolähtöistä lähestymistapaa nuorten kardiorespiratorisen kunnon, eli kestävyyskunnon, tulevan kehityksen ennustamiseen satunnaismetsämenetelmällä. Menetelmässä koneoppimista käytetään seulomaan suuresta muuttujajoukosta tärkeimmät tekijät.
Tutkimuksessa havaittiin, että kunnon kehittymiseen voivat kunnon lähtötason lisäksi vaikuttaa monet eri tekijät, fyysisen hyvinvoinnin lisäksi myös psyykkinen sekä sosiaalinen hyvinvointi.
– Heikko kardiorespiratorinen kunto saattaa tehdä päivittäisistä askareista, kuten portaiden nousemisesta vaikeaa. Jos kuntoa voidaan ennustaa tarpeeksi luotettavalla tavalla, on mahdollista tunnistaa henkilöt, joilla on kunnon kanssa haasteita. Ennaltaehkäisyn kautta voitaisiin paremmin auttaa näitä henkilöitä, Rautiainen kuvailee.
Tutkimuksen havainnot vahvistavat Rautiaisen mukaan kokonaisvaltaisen terveyden seurannan tärkeyttä pelkän fyysisen hyvinvoinnin lisäksi.
Tutkimuksen kolmannessa osassa kehitettiin henkilökohtaisen terveysindeksin laskentamenetelmä, joka pyrkii antamaan kokonaisvaltaisen kuvan yksilön terveydestä huomioiden samalla yleisimmät terveystietojen ongelmat. Terveysindeksin pohjana hyödynnetään Maailman terveysjärjestön (WHO) kehittämää ICF-luokitusta.
– Terveysindeksi tarjoaa puitteet eri lähteistä peräisin olevien tietoaineistojen yhdistämiselle ja menetelmällä on mahdollisuuksia helpottaa aineistojen hyödyntämistä myös koneoppimisnäkökulmasta, sanoo Rautiainen.
Rautiainen korostaa, että kokonaisuutena tekoäly- ja koneoppimismenetelmät mahdollistavat parempien yksilöllisten hoitojen, esimerkiksi kuntoutuspolkujen, valinnan sekä myös hoitojen kehittämisen ennaltaehkäisevämpään suuntaan.
FM Ilkka Rautiaisen väitöskirjan “Prediction methods for assessing the development of individual health status” tarkastustilaisuus järjestetään perjantaina 1.3.2024 klo 12.00. Väitöstilaisuutta voi seurata salissa Agora Auditorio 2 (Ag B105) tai verkkovälitteisesti.
Vastaväittäjinä toimivat professori Juha Röning (Oulun yliopisto) ja tutkimuspäällikkö, dosentti Kari Kalliokoski (PET-keskus, Turun yliopisto). Kustoksena toimii tutkimuskoordinaattori, dosentti Sami Äyrämö (Jyväskylän yliopisto).
Väitöskirjatyötä ovat rahoittaneet Jenny ja Antti Wihurin rahasto, David Health Solutions, Jyväskylän yliopiston informaatioteknologian tiedekunta ja Business Finland.
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Ilkka RautiainenVäitöskirjatutkijaInformaatioteknologian tiedekunta
ilkka.t.rautiainen@jyu.fiTeemu RahikkaViestinnän asiantuntija
Puh:+358 50 469 9377teemu.m.rahikka@jyu.fiKuvat
![](/data/images/public/69817172/70107020/c7bc9a98-fad7-48fb-98c0-0cf9b741c1f4-w_240.jpg)
Linkit
Jyväskylän keskustassa sijaitsevan yliopiston kauniilla puistokampuksella sykkii monitieteinen ja moderni tiedeyliopisto – ihmisläheinen ja dynaaminen yhteisö, jonka 2500 asiantuntijaa ja 15 000 opiskelijaa etsivät ja löytävät vastauksia huomisen kysymyksiin. Jyväskylän yliopisto on ollut tulevaisuuden palveluksessa jo vuodesta 1863, jolloin suomenkielinen opettajankoulutus sai alkunsa täältä. Voimanlähteenämme on moniarvoinen vuoropuhelu tutkimuksen, koulutuksen ja yhteiskunnan välillä. Vaalimme tutkimuksen ja koulutuksen tasapainoa sekä ajattelun avoimuutta – sytytämme taidon, tiedon ja intohimon elää viisaasti ihmiskunnan parhaaksi. www.jyu.fi
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Jyväskylän yliopisto
Väitös: Koneoppiminen vauhdittaa kvarkki-gluoniplasman ominaisuuksien määrittämistä (Hirvonen)30.8.2024 07:10:00 EEST | Tiedote
Jyväskylän yliopistossa valmistuneessa fysiikan alan väitöstutkimuksessa kehitettiin raskasionitörmäysten virtausdynaamista mallintamista ja uusia koneoppimistekniikoita simulaatioiden nopeuttamista varten. Tuloksia voidaan hyödyntää esimerkiksi hiukkasfysiikan tutkimuskeskuksen (CERN) CERN-LHC-kiihdyttimen korkean energian ydintörmäyksissä muodostuvan vahvasti vuorovaikuttavan aineen ominaisuuksien entistä tarkempaan kartoittamiseen.
Miksi juoksijat jakavat dataa lenkkeilystään muille?29.8.2024 14:42:39 EEST | Tiedote
Mediassa uutisoitiin alkuviikosta ilmiöstä, jossa kiireiset ihmiset palkkaavat toisia juoksemaan lenkkejä puolestaan sosiaalista mediaa varten. Jyväskylän yliopistossa Lauri Palsa ja Pekka Mertala ovat tutkineet liikuntaharrastajien suhdetta teknologiaan, ja ovat tunnistaneet syitä sille miksi teknologioita käytetään ja dataa jaetaan muille.
Kolme Jyväskylän yliopiston professoria valittiin Teknillisten tieteiden akatemiaan28.8.2024 09:00:00 EEST | Tiedote
Teknillisten tieteiden akatemiaan valittiin kolme Jyväskylän yliopiston informaatioteknologian tiedekunnan tutkijaa, Heikki Karjaluoto, Tommi Kärkkäinen ja Ilkka Pölönen. TTA on suomalainen tiedeakatemia, joka pyrkii edistämään teknistieteellistä tutkimusta sekä tutkimuksen ja elinkeinoelämän yhteistyötä.
Päästöt vaikuttavat vesieliöiden kasvuun ja käyttäytymiseen28.8.2024 07:10:00 EEST | Tiedote
Jyväskylän yliopiston uusin tutkimus paljastaa, että kokoon kohdistuva valinta, kuten kalastusvalinta, saattaa vaikuttaa kalojen stressinsietokykyyn, joka puolestaan vaikuttaa merkittävästi kalojen kuntoon ja selviytymiseen muuttuvissa ympäristöissä. Tutkimuksessa osoitettiin, että pitkäkestoinen altistuminen mangaanisulfaatille (MnSO4), joka on yleinen yhdiste kaivosten jätevesissä, vaikuttaa haitallisesti seeprakalojen kasvuun, fysiologiaan ja käyttäytymiseen.
Päättöarvioinnin uudistus on luonut opettajan arviointityöhön jännitteitä27.8.2024 09:00:00 EEST | Tiedote
Uudistuneet arviointikriteerit peruskoulun päättöarvosanoille parantavat arvosanojen yhdenmukaisuutta ja opiskelijavalintojen oikeudenmukaisuutta. Uuden tutkimuksen mukaan uudistus on luonut opettajien arviointityöhön uudenlaisia jännitteitä.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme