Laskennallinen tekniikka tarkoittaa erilaisten ongelmien ratkomista matematiikan avulla tietokoneavusteisesti. Tietotekniikan nopea kehitys sekä tietokoneiden laskenta- ja tiedonhallintakapasiteetin voimakas kasvu ovat vauhdittaneet laskennallisen tekniikan läpimurtoa ja lisänneet merkittävästä myös käytännön sovelluksissa syntyviä datamassoja.
Tämän seurauksena laskennalliseen tekniikkaan erikoistuneiden osaajien kysyntä on voimakkaassa kasvussa.
Matematiikan professori Heikki Haario ja fysiikan professori Erkki Lähderanta listaavat viisi syytä, miksi laskennallinen tekniikka on viisas alavalinta.
1. Laskennallisen tekniikan tarve kasvaa räjähdysmäisesti
Digitalisaatio on muuttanut ratkaisevasti tapaa, jolla tiedettä maailmassa tehdään. Laskennallinen tiede on vakiintumassa kolmanneksi tukipilariksi kokeellisen ja teoreettisen tieteen rinnalle.
Laskennalliset menetelmät eivät ole enää vain matemaattis-luonnontieteellisten tai teknisten alojen yksinoikeus: nykyään mikä tahansa ala voi hyötyä tehokkaasta tietojenkäsittelystä, oppivista ja älykkäistä menetelmistä ja huippuunsa viritetystä laskentatehosta.
Laskennallista tekniikkaa sovelletaan muun muassa lääketieteeseen, taloustieteeseen, energiantuotantoon, liiketoiminnan analytiikkaan – jopa journalismiin ja politiikkaan. Tekniikan kehittyessä laskennallisen osaamisen tarve kasvaa kaikilla aloilla.
2. Laskennallinen tekniikka muuttaa maailmaa
Laskennallisten menetelmien ja välineiden avulla voidaan entistä tehokkaammin ratkoa ihmiskunnan suuria kysymyksiä kuten vaikkapa ilmastonmuutokseen, terveyden edistämiseen ja yritysten kilpailukykyyn liittyviä haasteita.
Esimerkkeinä näistä tehtävistä toimivat simulaatioiden käyttäminen teollisten prosessien parantamisessa, liiketoiminnan synnyttämän tiedon analysointi, uusiutuvan energian käytön ja varastoinnin tehostaminen, ympäristön tilan jatkuva ja automaattinen seuranta sekä yhteiskunnan kehitystehtävät tuulivoimaloiden mallinnuksesta silmäsairauksien diagnosointiin.
Olisitko arvannut, että esimerkiksi Alzheimerin taudin syntyä tutkii teknillisen fysiikan tutkimusryhmä? Tai että ilmankosteudesta voidaan tehdä sähköä materiaalitekniikkaan perustuen?
3. Soveltavalle matemaatikolle, tietojenkäsittelytekniikan osaajalle ja fyysikolle löytyy varmasti töitä
Maailma pyörii yhä enemmän erilaiseen dataan pohjautuen. Soveltavalle matemaatikolle, tietojenkäsittelytekniikan osaajalle ja fyysikolle on varmasti töitä.
Teknisten ammattien lisäksi laskennallisen tekniikan ja analytiikan osaajia tarvitaan myös muun muassa ympäristön suojelun ja säätieteen aloilla, digitaalisen median tuottamisessa sekä pelialalla.
Esimerkiksi kuvantaminen yhdistettynä oppiviin ja älykkäisiin laskennallisiin menetelmiin mahdollistaa automaattisia turvallisuussovelluksia kasvojentunnistukseen perustuen, autot voivat ajaa automaattiohjauksella, ja robotti voi avustaa sekä toimia ikäihmisen turvana tämän kotona.
Laskennallisen tekniikan osaajia tarvitaan tuote-, prosessi- ja materiaalikehitykseen, laitteistojen ja ohjelmistojen suunnitteluun, uusien teknologioiden käyttöönottoon sekä erilaisten palvelujen kehittämiseen.
4. Laskennallinen tiede on kiinteä osa jokapäiväistä elämää
Lukuisat laskennallisen tekniikan sovellutukset ovat osa arkipäiväämme ilman, että edes huomaamme sitä. Esimerkiksi teolliset laitteet, robotit ja kokonaiset tuotantolinjat voivat toimia autonomisesti laskennallisen tekniikkaan ja data-analytiikkaan perustuen.
Tällaisia laitteita ovat esimerkiksi kauppojen pullonpalautuskoneet, lentokenttien läpivalaisulaitteet tai vaikkapa poliisien käyttämät kamerat, joilla voidaan tunnistaa auton rekisterikilvet.
LUTin matematiikan ja fysiikan osaamisalueiden laskennalliseen osaamiseen perustuen on syntynyt myös useita spin-off-yrityksiä.
Yksi esimerkki on Finnos Oy, joka toimittaa tekoälyä, analytiikkaa ja konenäköä kaikkialle teollisuuteen, missä kulkee tavaraa linjastolla: esimerkiksi saha-, tiili-, sellu- ja voimalaitosteollisuuteen. Finnoksen toimittamilla järjestelmillä tehdään teollisuudessa muun muassa automaattista laadunvalvontaa.
Video: Opiskelijat ja apulaisprofessori kertovat laskennallisen tekniikan opiskelusta sekä miksi valita juuri LUT.
Jos video ei näy, voit katsoa sen YouTubesta.
5. Kaikki uusi tekniikka perustuu fysiikan ilmiöihin ja matematiikan lakeihin
Laskennallisen tieteen ja teknillisen fysiikan aloilla tehdään uraauurtavaa perustutkimusta, jonka päälle kaikki teknologiset ilmiöt rakentuvat. Laskennallinen tiede ratkoo haasteita, joita ei ole koskaan aiemmin ratkottu.
Esimerkiksi radioaaltoja ja niihin liittyvää tekniikkaa 1960-luvulla kehittäneet fysiikan tutkijat eivät osanneet arvata, että heidän kehittämänsä teknologia johtaa matkapuhelimen keksimiseen vuosikymmeniä myöhemmin.
Myöskään ensimmäisen transistorin kehittäneet tieteilijät eivät tienneet, että heidän keksintöönsä perustuva tietokone tulee mullistamaan myöhemmin koko maailmaa.
