Haasteet viittomakielen konekäännösjärjestelmien kehityksessä

Maailmalta löytyy noin 300 erilaista viittomakieltä, joilla on yhteensä noin 70 miljoonaa käyttäjää. Suomessa suomalainen tai suomenruotsalainen viittomakieli on noin 3100 kuuron henkilön äidinkieli. Viitotuilla kielillä on erityinen asema osana kuurojen kulttuuria, ja viittomakieliset muodostavatkin sekä kielellisen että kulttuurillisen vähemmistön. Tietokonesovellusten käyttöliittymät, hakukoneet ja kääntäjät eivät useimmiten tue viittomakieltä, mikä aiheuttaa esteitä esimerkiksi tiedon saavutettavuuteen viittomakielisille. Kehitys konenäön ja -oppimisen alalla on vähentänyt esteitä viittomakielen konekääntämisen kehityksessä ja luonut mahdollisuuksia sitä hyödyntävien järjestelmien luomiseen. Tässä kandidaatintutkielmassa tarkastelen tutkimuskirjallisuuden avulla viittomakielen koneellisen käsittelyn haasteita automaattisen käännöksen ja sen sovelluskohteiden eri osa-alueilla. Toteutin tutkielman kirjallisuuskatsauksena, johon valitsin aineistoksi ajankohtaisia tutkimuksia, kirjallisuusanalyysejä ja kuuroyhteisön tuottamaa materiaalia kuten lausuntoja. Valitsin tutkielmaan mukaan aineistoja, jotka käsittelevät aihetta eri näkökulmista, esimerkiksi teknologian, käyttäjän tai kuuroyhteisön kannalta. Tunnistan tutkielmassa useita haasteita teknologian suunnittelussa ja kehityksessä. Merkittäviä haasteita näissä kategorioissa ovat esimerkiksi viittomakielen koneellisen tuottamisen korkeat vaatimukset teknologialle, huono ymmärrys käyttäjien tarpeista ja vaatimuksista sekä kuuroyhteisön vähäinen osallisuus projekteissa. Myös rakenteelliset ja modaaliteetteihin liittyvät erot viitottujen ja puhuttujen kielten välillä hankaloittavat kehitystyötä, sillä luonnollisen kielen käsittelyn ja konekääntämisen olemassa olevien järjestelmien hyödyntäminen on hankalaa viitottujen kielten ominaisuuksien vuoksi. Useissa konekäännösjärjestelmissä viittomakieltä olisi käsiteltävä tekstimuodossa, jota useimmilla viittomakielillä ei ole. Viittomakielen konekäännöksen sovellusten kehittäminen vaatii käyttäjien, etenkin kuurojen käyttäjien, osallistamista kehityksen eri vaiheissa ja kehitys- ja tutkimustyön suorittamista monitieteellisissä työryhmissä. Vain näin saadaan aikaan käytettävyydeltään onnistuneita ja käyttäjien omaksumia sovelluksia

Parallel bio-inspired methods for model optimization and pattern recognition

Nature based computational models are usually inherently parallel. The collaborative intelligence in those models emerges from the simultaneous instruction processing by simple independent units (neurons, ants, swarm members, etc...). This dissertation investigates the benefits of such parallel models in terms of efficiency and accuracy. First, the viability of a parallel implementation of bio-inspired metaheuristics for function optimization on consumer-level graphic cards is studied in detail. Then, in an effort to expose those parallel methods to the research community, the metaheuristic implementations were abstracted and grouped in an open source parameter/function optimization library libCudaOptimize. The library was verified against a well known benchmark for mathematical function minimization, and showed significant gains in both execution time and minimization accuracy. Crossing more into the application side, a parallel model of the human neocortex was developed. This model is able to detect, classify, and predict patterns in time-series data in an unsupervised way. Finally, libCudaOptimize was used to find the best parameters for this neocortex model, adapting it to gesture recognition within publicly available datasets

Usability and accessibility evaluation of the digital doorway

The Digital Doorway (DD) is a non-standard computer system deployed to promote computer literacy amongst the underpriviledged communities in South Africa. Since its inception there has been no usability evaluation of the software installed on the DD. This study investigate the applicability of standard involved two cycles of design research phases to develop a set of multi-category heuristics for evaluating a selection of interfaces and applications installed on the DD. The heuristic evaluation method was found to be an appropriate method for the evaluating the usability of the software as well as the direct accessibility support provided on the DD. As a triangulation exercise the heuristic evaluation was complementary role of using a combination of evaluation methods.ComputingM. Sc. (Information Systems