Viime vuosikymmenen aikana tekoälyn kehitys on ollut hyvin nopeaa. Älykkäät algoritmit analysoivat internet-liikennettä, tekevät osakekauppaa, suosittelevat käyttäjille pelottavan tarkasti uusia kappaleita ja elokuvia, auttavat lääketieteen ammattilaisia diagnooseissa, sekä himmentävät valot illan sarastaessa. Tekoäly on ollut eräs ihmiskunnan suurimmista keksinnöistä viimeisinä vuosina, ja se mahdollistaa asioita, joita ei olisi voitu ajatella kymmenen vuotta sitten.
Tekoälyn käyttö näkyy myös kouluissa. Tekoäly analysoi oppimista ja opetusta, suosittelee ja korjaa opiskelijan tehtäviä, sekä ennustaa tulevaa koulumenestystä. Tekoälyn perusteita opetetaan yhä alemmilla koulutustasoilla, joskus jopa esikouluikäisille.
Tekoäly on monimutkainen kokonaisuus, johon yhdistyy myös niin sanottu musta laatikko -ajattelu. Tehokkaimmat tekoälymallit ja -algoritmit ovat hankalia ymmärtää, eivätkä mallit kykene perustelemaan ennustuksiaan käyttäjille. Edes huippututkijat eivät välttämättä ymmärrä, miksi tekoäly suositteli jotakin, ennusti jotenkin, tai päätyi johonkin lopputulokseen. Tämän seurauksena tekoälyä on rajoitettu, ja sen ymmärtäminen on hidastunut sen tehokkuuden kasvaessa.
FM Tapani Toivosen väitöstutkimus keskittyy siihen, miten tekoälyä voisi tehokkaasti opettaa oppilaille, joilla ei ole matemaattista taustaa tai aiempaa kokemusta älykkäästä laskennasta. Tutkimukseen koottiin menetelmiä, joiden avulla oppilaat oppivat tekoälyn perusteet tehokkaasti ja nopeasti käytännön kautta, sekä pystyvät hyödyntämään tätä voimakasta työkalua itsenäisesti.
Väitöstyössä esitetään myös miten käyttäjä voi oppia yhdessä tekoälyn kanssa, toimia vuorovaikutuksessa ja laajentaa omia näkemyksiään, sekä samalla ymmärtää tekoälyn päättelyä ja sen johtopäätöksiä. Käyttäjä laajentaa ymmärrystään tekoälyn kanssa, eikä tekoälyn avustamana. Yhdessä käyttäjä ja tekoäly ovat enemmän kuin käyttäjä tai tekoäly yksin. Menetelmä perustuu avoimuuteen, vuorovaikutukseen, toisen korjaamiseen ja yhteisymmärrykseen prosessissa, jonka aikana käyttäjällä on pääsy tekoälyn ytimeen. Tähän pystyvät tietyin edellytyksin myös ne käyttäjät, joilla ei ole aiempaa kokemusta tekoälystä.
Toivosen tutkimus luo pohjaa tulevaisuudelle, jossa tekoäly ja ihminen oppivat yhdessä vuorovaikutuksen kautta, korjaavat toistensa virheet ja ymmärtävät toisiaan. Tällöin ihmisen ymmärryksen kasvaessa myös luottamus koneeseen ja koneen tekemiin päätöksiin kasvaa.
FM Tapani Toivosen tietojenkäsittelytieteen alaan kuuluva väitöskirja Open machine intelligence in education tarkastetaan luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunnassa 16.10. Vastaväittäjänä toimii Associate Professor Ryan S. Baker, University of Pennsylvania, USA, ja kustoksena yliopistotutkija Ilkka Jormanainen, Itä-Suomen yliopisto. Tilaisuuden kieli on englanti ja sitä voi seurata verkossa.
