TinyML on ajankohtainen aihe Telenor Research & Innovation -tutkimusyksikön tutkimusohjelmassa monestakin syystä. Se on täydellinen pari NB-IoT:lle, joka on IoT:lle optimoitu tietoverkko. Lisäksi sillä on loputon määrä käyttökohteita aina autoista maatalouteen ja joukkoliikenteestä matkailuun. Mitä TinyML siis tarkoittaa ja miksi sitä pidetään vallankumouksellisena?
DNA on ollut osa Telenor-konsernia vuodesta 2019. Telenor on yksi Pohjoismaiden suurimpia teleoperaattoreita ja globaalisti maailman johtavia IoT-ratkaisujen toimittajia. Telenor investoi vahvaan pohjoismaiseen yhteistyöhön ja tuo mittakaava- ja synergiaedut pohjoismaisten maayhtiöidensä käyttöön. Käytännössä tämä tarkoittaa, että tutkimustuloksia jaetaan ja yhteistä tarjoomaa kehitetään pohjoismaisille yritysasiakkaille. Telenor-konsernin pohjoismaisen yhteistyön ansiosta tutkimusyksikön työn hedelmät tulevat myös DNA:n ja sen asiakkaiden saataville.
Tekoälyinnovaatiot ovat jokapäiväistä leipää Vegard Edvardsenille ja Gard Spreemannille, Telenorin tutkimusyksikön tekoäly- ja analytiikkaosaston tutkijoille. He tekevät tiivistä yhteistyötä asiakaspalvelun, asiakassuhteiden ja verkkotoimintojen kanssa. Heidän tiiminsä pyrkii löytämään uusia Telenorille relevantteja käyttötapauksia.
”Me pyrimme ymmärtämään, mikä on mahdollista, mitkä ratkaisut olisivat hyödyllisiä tietyille toimialoille ja mikä loisi uutta. Mielestämme esineiden internet on yksi kasvun alueista ja meidän on tutkittava, miten se voi hyödyttää niin meitä kuin meidän asiakkaitamme. Siksi tutkimme, mitä tekoäly voi tarjota esineiden internetille”, Vegard Edvardsen sanoo.
Tekoälyä on vaikea yhdistää esineiden internetiin. Tavallisesti tekoäly vaatii raskaan sarjan laskentaresursseja, minkä vuoksi laskenta tapahtuu datakeskuksissa. IoT (Internet of Things) sen sijaan edustaa vastakkaista ääripäätä: laitteet ovat pieniä ja niiden laskentateho on äärimmäisen rajoitettu. Yleensä laitteet sijoitetaan verkon reunalle eli kenttäolosuhteisiin keräämään sensoridataa itsenäisesti, minkä vuoksi laitteet vaativat erittäin pitkää akunkestoa.
Tämän haasteen ratkaiseminen selittää, miksi TinyML kuuluu Edvardsenin ja Spreemannin nykyisen tutkimusohjelman agendalle – ja miksi he ovat siitä innoissaan. Mistä siis oikein on kyse?
Kuinka pieni TinyML oikein on?
”TinyML on se, mitä tapahtuu, kun tekoäly ja esineiden internet yhdistetään ja kun viedään tekoälylaskenta verkon reunalle. Se tarkoittaa pieniä laitteita, jotka pystyvät prosessoimaan yksinkertaistettuja syväoppimisen malleja ja saamaan aikaan korkeatasoisia tuloksia”, Gard Spreemann kertoo. ”TinyML on tutkimuksen läpimurto, joka on kasvanut akateemisesta kuriositeetista kokonaiseksi uudeksi tutkimusalueeksi, jolla tapahtuu paljon asioita.”
ML-lyhenne tulee englannin sanoista machine learning. Etuliite tiny puolestaan vihjaa, että TinyML-ohjelmistot on tarkoitettu toimimaan hyvin vaatimattomalla raudalla. Koon havainnollistamiseksi Vegard Edvardsen nostaa jotain pöydältä: se on pienempi kuin tulitikkurasia ja vain hieman isompi kuin hänen peukalonsa kärki.
”Olemme työskennelleet huippuedullisten, kaupallisesti hyllytavarana saatavien mikrokontrollerien kanssa. Tässä laitteessa on pieni kamera sekä sovellus, joka ottaa kuvia ja kykenee esineiden tunnistukseen kohtuullisessa ajassa. Ajatuksena on korvata kalliit ja räätälöidyt sensorit geneerisillä kameroilla ja syväoppimisella”, Edvardsen kuvailee.
”Kuvien ottaminen on herkkä aihe, mutta TinyML:n yksi hienouksista on yksityisyys. Kuvat eivät koskaan lähde laitteesta, vaan ne käytetään välittömästi. Tietosuojakysymyksiä ei siis tarvitse pohtia”, Gard Spreemann huomauttaa.
”Näitä laitteita voi ottaa käyttöön suuria määriä vähäisin kustannuksin. Jos laitteista tulee yleisiä, liitettävyyden kysyntä kasvaa. Ja tämä pelaa mainiosti yhteen NB-IoT:n kanssa”, Gard Spreemann sanoo.
NB-IoT (Narrowband IoT) on IoT-tarpeisiin kehitetty mobiiliverkkojen tekniikka, joka täyttää vähäisen virrankulutuksen vaatimuksen. Telenorilla, DNA:lla ja muilla operaattoreilla on laajat NB-IoT-verkot.
Monia hyödyllisiä käyttötarkoituksia
TinyML on optimoitu minimoimaan sekä virran että kaistan kulutus. Käyttäjän on silti harkittava huolellisesti, mitä kompromisseja voidaan hyväksyä ja mitä dataa verkossa kannattaa siirtää. Dataa lähetetään kuitenkin vain harvakseltaan, joten laite pysyy pääosin lepotilassa.
”TinyML:n avulla voi ikään kuin viedä silmiä maailmaan, ja nämä silmät voivat olla missä tahansa. Tämä on hyödyllistä esimerkiksi silloin, kun on tarve nähdä jotain menemättä paikan päälle. Laitteita voi sijoittaa myös maaseutualueille, joilla ei ole laajakaistayhteyksiä”, Edvardsen kuvailee.
Hänen tiiminsä on tarkastellut käyttötapauksia monille eri toimialoille. Usein TinyML-laitteet voivat olla myös osa suurempaa järjestelmää. TinyML sopii hyvin autojen, bussien, polkupyörien, retkeilijöiden ja jopa villieläinten seuraamiseen ja laskemiseen.
"Tulevina vuosikymmeninä maatalous hyötyy paljon tekoälytekniikasta ja TinyML:stä, esimerkiksi viljelykasvien tai karjan täsmätarkkailussa tai torjunta-aineiden tarpeen arvioimisessa. Kuljetusoperaattori voi puolestaan laskea matkustajamääriä bussipysäkeillä ilman infrastruktuurin tarvetta”, Edvardsen sanoo.
Monet yritykset kehittävät aktiivisesti TinyML-ohjelmistoja ja -laitteita. Esimerkiksi Google kehittää TensorFlow Lite -ohjelmistoa mikrokontrollereille.
"Yhteenveto oppimastamme on se, että TinyML on tulossa, algoritmit ovat tulossa ja laitteet kehittyvät. IoT-vallankumouksen perusta on valmis. Tämä tekee tilanteesta erittäin kiehtovan”, Edvardsen lopettaa.
TinyML ja sen hyödyt:
- Erittäin edulliset ja pienikokoiset IoT-anturit
- Yksinkertaistettu koneoppiminen esineiden tunnistamista varten
- Pieni virrankulutus ja vähäinen kaistan kulutus
- Joustavuus useisiin käyttötapauksiin
- Vahva yksityisyys
Telenor Group tarjoaa IoT-ratkaisuja sekä pohjoismaissa että kansainvälisesti yhteisen Telenor IoT -brändin alla. Telenor IoT yhdistää Telenor Connexionin ja Telenorin maayhtiöiden IoT-asiantuntijat ja osaamisen. Sen tarjooma on saatavilla Telenorin pohjoismaisten maayhtiöiden, Telenor Connexionin sekä valikoitujen yhteistyökumppaneiden kautta.
IoT-ratkaisujen suosio kasvaa nopeasti. Tamperelainen IGL-Technologies käyttää LTE-M-tekniikkaa autojen latauspisteiden hallintaan – miksi yritys päätyi tähän ratkaisuun ja mitä IoT-ratkaisuista kiinnostuneiden tulisi tietää oikean tekniikan valitsemisesta?
Artikkeli päivitetty 5.2.2023. Alunperin artikkeli on julkaistu 23.8.2021.
