Post-processing and analysis of tracked hand trajectories

In this thesis, the suitability of different trackers for finger tracking in high-speed videos was studied. Tracked finger trajectories from the videos were post-processed and analysed using various filtering and smoothing methods. Position derivatives of the trajectories, speed and acceleration were extracted for the purposes of hand motion analysis. Overall, two methods, Kernelized Correlation Filters and Spatio-Temporal Context Learning tracking, performed better than the others in the tests. Both achieved high accuracy for the selected high-speed videos and also allowed real-time processing, being able to process over 500 frames per second. In addition, the results showed that different filtering methods can be applied to produce more appropriate velocity and acceleration curves calculated from the tracking data. Local Regression filtering and Unscented Kalman Smoother gave the best results in the tests. Furthermore, the results show that tracking and filtering methods are suitable for high-speed hand-tracking and trajectory-data post-processing.

Kosketukseton hitsin pintageometrian määrittäminen

Yleisesti tiedetään hitsin pintageometrian vaikuttavan rakenteen väsymislujuuteen. Nopean, edullisen ja luotettavan pintageometrian mittausmenetelmän kehittäminen on askel kohti tarkempaa ja varmempaa rakenteen väsymislujuuden tarkastelua. Tässä työssä on tutkittu hitsejä, joiden pinnan geometria on mitattu norjalaisen SINTEF -yrityksen kehittämällä rakenteellisen valon menetelmällä. Osana työtä kehitettiin MatLab -pohjainen ohjelma, jolla jälkikäsitellään mittauksesta saadut x-y-z -mittapisteet. Mittausdatan jälkikäsittelyssä saadaan mittauksesta määritettyähitsin reunan pyöristys, liittymäkulma, a-mitta, reunahaava ja kateettisuhde. Kehitettyä menetelmää käyttämällä mitattiin lähes 300 voimaakantamatontaristiliitoksen hitsiä. Mittaustuloksia verrattiin vastaavista kappaleista tehtyihin hiemittauksiin. Manuaalisen hieestä tehdyn mittauksen havaittiin olevan tarkempi ja pystyttiin havaitsemaan paikallisempia muotoja. Rakenteellisen valon mittauksissa tapahtunut heijastelu saatiin pienenemään käsittelemällä mitattava pinta mattavalkoisella maalilla. Rakenteellisen valon mittatarkkuudeksi saatiin noin 0,2 mm. Pohjautuen mitattuun hitsin reunan pyöristykseen ja liittymäkulmaan voidaan yksinkertaista kaavaa käyttämällä laskea hitsin jännityskonsentraatio ja näin saada alkuarvaus väsymislujuudelle. Myös muiden tekijöiden tiedetään vaikuttavan hitsin väsymislujuuteen, joten pyöristyksen ja liittymäkulman avulla tehdyt arviot eivät ole absoluuttisen oikeita. Tämä havaittiin väsytyskokeilla, joista yhdessä väsymisvaurio ei syntynyt suurimmankaan jännityskonsentraation alueella.

Numerical and ExperimentalModelling of Gas Flow and Heat Transfer in the Air Gap of An Electric Machine

This work deals with the cooling of high-speed electric machines, such as motors and generators, through an air gap. It consists of numerical and experimental modelling of gas flow and heat transfer in an annular channel. Velocity and temperature profiles are modelled in the air gap of a high-speed testmachine. Local and mean heat transfer coefficients and total friction coefficients are attained for a smooth rotor-stator combination at a large velocity range. The aim is to solve the heat transfer numerically and experimentally. The FINFLO software, developed at Helsinki University of Technology, has been used in the flow solution, and the commercial IGG and Field view programs for the grid generation and post processing. The annular channel is discretized as a sector mesh. Calculation is performed with constant mass flow rate on six rotational speeds. The effect of turbulence is calculated using three turbulence models. The friction coefficient and velocity factor are attained via total friction power. The first part of experimental section consists of finding the proper sensors and calibrating them in a straight pipe. After preliminary tests, a RdF-sensor is glued on the walls of stator and rotor surfaces. Telemetry is needed to be able to measure the heat transfer coefficients at the rotor. The mean heat transfer coefficients are measured in a test machine on four cooling air mass flow rates at a wide Couette Reynolds number range. The calculated values concerning the friction and heat transfer coefficients are compared with measured and semi-empirical data. Heat is transferred from the hotter stator and rotor surfaces to the coolerair flow in the air gap, not from the rotor to the stator via the air gap, althought the stator temperature is lower than the rotor temperature. The calculatedfriction coefficients fits well with the semi-empirical equations and precedingmeasurements. On constant mass flow rate the rotor heat transfer coefficient attains a saturation point at a higher rotational speed, while the heat transfer coefficient of the stator grows uniformly. The magnitudes of the heat transfer coefficients are almost constant with different turbulence models. The calibrationof sensors in a straight pipe is only an advisory step in the selection process. Telemetry is tested in the pipe conditions and compared to the same measurements with a plain sensor. The magnitudes of the measured data and the data from the semi-empirical equation are higher for the heat transfer coefficients than thenumerical data considered on the velocity range. Friction and heat transfer coefficients are presented in a large velocity range in the report. The goals are reached acceptably using numerical and experimental research. The next challenge is to achieve results for grooved stator-rotor combinations. The work contains also results for an air gap with a grooved stator with 36 slots. The velocity field by the numerical method does not match in every respect the estimated flow mode. The absence of secondary Taylor vortices is evident when using time averagednumerical simulation.

Tunnuslukujen kerääminen GSM-siirtoverkon signaalin laadun mittauksessa

Tämän diplomityön aiheena oli toteuttaa signaalin laatua mittaavien tunnuslukujen keräämiseen tarkoitettu ohjelmisto Nokia GSM-siirtoverkkoon kuuluvista keskuksen päätelaitteista. Keräämiseen tarkoitettu ohjelmisto täydensi tukiasemaohjaimen tilastointijärjestelmään siten, että signaalin laatua kuvaavia tunnuslukuja saadaan nyt kerättyä keskitetysti koko tukiasemajärjestelmän siirtoyhteysverkosta. Signaalin laatua mittaavat tunnusluvut perustuvat kahden siirtolaitteen välisessä yhteydessä havaittuihin bittivirheisiin. Tunnuslukujen keräämisen kohteena olevat päätelaitteet voivat sijaita joko tukiasemaohjaimessa tai toisen sukupolven transkooderi submultipleksenssä. Molemmille tapauksille on toteutettu oma mittaustyyppi tilastointijärjestelmään. Tukiasemaohjaimen tilastointijärjestelmä koostuu mittausten hallintarajapinnasta, mittausten keskitetystä osasta sekä hajautetusta osasta. Kerätty tieto siirretään tilastointijärjestelmän keskitetystä osasta verkonhallintajärjestelmälle jälkikäsittelyä varten. Tässä diplomityössä on esitelty jälkikäsittelyn osa-alueita, joita ovat: turmeltuneiden näytteiden karsinta, tiivistäminen, ennustaminen, puuttuvien näytteiden estimointi sekä mittaustulosten esittäminen.

Radiaalikompressorin spiraalivirtauksen numeerinen mallinnus

Diplomityössä mallinnetaan numeerisesti radiaalikompressorin spiraalin virtaus. Spiraalin tarkoituksena radiaalikompressorissa on kerätä tasaisesti virtaus diffuusorin kehältä. Spiraaliin on viime aikoina kiinnitetty enemmän huomiota, koska on havaittu, että kompressorin hyötysuhdetta voidaan parantaa spiraalia optimoimalla. Spiraalin toimintaa tarkastellaan kolmella eri massavirralla. Työn alussa käsitellään spiraalin toimintaperiaatteita. Numeerisena ratkaisijana käytetään Teknillisessä korkeakoulussa kehitettyä FIN-FLO -koodia. FINFLO -laskentaohjelmassa ratkaistaan Navier-Stokes yhtälöt kolmeulotteiselle laskenta-alueelle. Diskretointi perustuu kontrollitilavuus menetelmään. Työssä käsitellään laskentakoodin toimintaperiaatteitta. Turbulenssia mallinnetaan algebrallisella Baldwin-Lomaxin ja kahden yhtälön Chienin k-e turbulenssimalleilla. Laskentatuloksia verrataan Lappeenrannan teknillisessä korkeakoulussa tehtyihin mittauksiin kyseessä olevasta kompressorin spiraalista. Myös eri turbulenssimalleilla ja hilatasoilla saatuja tuloksia verrataan keskenään. Laskentatuloksien jälkikäsittelyä varten ohjelmoitiin neljä eri tietokoneohjelmaa. Laskennalla pyritään saamaan lisäselvyyttä virtauksen käyttäytymiseen spiraalissa ja erityisesti ns. kielen alueella. Myös kahden eri turbulenssimallin toimivuutta kompressorin numeerisessa mallinnuksessa tutkitaan.

Hitsaustuotannon kehittäminen ja valmistusystävällinen suunnittelu

Työssä tarkastellaan hitsauksen tuotekehityksen suunnittelun toteuttamista ja hitsauksen kehittämistä konepajalla. Yritykset tietävät omat valmistustekniset ongelmansa, mutta kehittämisen aloittaminen on monesti hankalaa tai sitä ei edes aloiteta. Pienimmillä yrityksillä ei usein ole mahdollisuuksia eikä osaamista uusien tuotantomenetelmien ja tuotteiden kehittämiseen. Työssä annetaan neuvoja miten alentaa kehittämistyön aloituskynnystä ja auttaa suunnittelutehtävän jäsentelyssä. Tuotteen suunnittelu on vaativa tehtävä, koska siinä lyödään lukkoon tuotteen toimivuus ja suurin osa kustannuksista. Suunnittelijoiden on tiedettävä eri valmistusmenetelmistä ja valmistusystävällisestä suunnittelusta, jotta he voisivat huomioida valmistettavuus- ja kokoonpanonäkökohdat. Hyvässä hitsatussa tuotteessa on mahdollisimman vähän hitsiä, käytetty modulointia ja standardointia sekä käytetty hitsausta korvaavia menetelmiä. Työssä on esitelty valmistusystävälliseen suunnitteluun kehitelty "Design For Welding" -malli, jossa käydään läpi hitsatun rakenteen erityispiirteet suunnittelun kannalta. Valmistusystävällisen suunnittelun tarkoituksena on vähentää tilauskohtaista suunnittelua, hitsausta, hitsauksen jälkeistä käsittelyä ja koneistusta.

Mädätysjäännöksen tuotteistamismahdollisuudet Kymenlaaksossa

Biokaasun tuotantoa ollaan selvästi lisäämässä Suomessa. Biokaasutuksen kokonaishyödyn kannalta on olennaista, että mädätyksen lopputuote eli mädätysjäännös saadaan lannoitekäyttöön. Tämän työn tavoitteena oli selvittää Kymenlaakson Jäte Oy:n mahdollisuuksia tuotteis-taa Kymen Bioenergia Oy:n yhteismädätyslaitoksen mädätysjäännöstä. Työssä keskityttiin hyötykäyttövaihtoehdoista lannoitekäyttöön maanviljelyssä sekä tilanteeseen jossa mädätyslaitos käsittelee sekä puhdistamolietettä että biojätettä ja mädätysjäännös kuivataan mekaanisesti. Mekaanisesti kuivatun mädätysjäännöksen ensisijaiset tuotteistamisvaihtoehdot maanviljelyyn ovat joko jäännös sellaisenaan tai termisesti kuivattuna ja rakeistettuna, eli kuivarakeena. Mäkikylän laitoksen mädätysjäännöksen arvo peltolannoitteena on syyskuun 2010 keinolannoit-teiden hintaan vertaamalla sellaisenaan noin 1–20 €/t ja kuivarakeena noin 2–60 €/t. Arvo riippuu siitä, miten tuotteiden typpeä ja fosforia huomioidaan kasveille käyttökelpoiseksi. Täl-lä hetkellä käyttökelpoisin tapa on ympäristötuen puhdistamolietetuotteita koskevien ehtojen mukaisesti ottaa huomioon vesiliukoinen typpi ja 40 % kokonaisfosforista. Tällöin mädätys-jäännöksen arvo on noin 6 €/t ja kuivarakeen n. 18 €/t. Käytön kannalta kuivarae on helpompi vaihtoehto ja alueen viljelijät ovat heille tehdyn kyselyn mukaan varsin kiinnostuneita kuivarakeesta lannoitteena. Muista tuotteistusvaihtoehdoista termisesti kuivaamalla mädätysjäännöksen tehollinen lämpö-arvo saapumistilassa on noin 10 MJ/kg. Vastaava arvo jyrsinturpeen kesäkuun 2010 hinnan mukaan on noin 30 €/t. Tuotteen soveltuvuus polttoon tulee silti varmistaa. Termisesti kuiva-tulla mädätysjäännöksellä on tuotteistamismahdollisuuksia hieman laajemmin kuin kompostoidulla. Kompostoidun mädätysjäännöksen tuotteistamisen lähtökohta on lähinnä viherrakentaminen. Maanviljelykäyttöä ajatellen mädätysjäännöstä ei välttämättä tarvitse kompostoida.

Pituussuunnassa hitsatun rakenneputken väsymislujuus HF –hitsausta käytettäessä

Tässä diplomityössä määritettiin pituussuunnassa hitsatun rakenneputken väsymislujuus HF –hitsausta käytettäessä. Työn tavoitteena oli vertailla eri jälkikäsittelyjen ja kahden eri materiaalin vaikutusta väsymislujuuteen. Materiaaleina kokeissa oli Ruukki double grade ja Optim 700 Plus MH. Eurokoodi 3 ja IIW määrittelee kiinnityshitseille väsymiskestävyysluokaksi 125-140, kun SN -käyrän kaltevuus, m = 3. Koetuloksia vertailtiin näihin valmiiksi määriteltyihin väsymiskestävyysluokkiin. Ruukki Metals Oy toimitti koemateriaalin kahdenlaisia väsytyskokeita varten, joiden avulla väsymislujuus voitiin määrittää. Ensimmäinen koe suoritettiin värähtelyllä hyödyntäen rakenneputken ominaistaajuutta, jolloin kuormituksen rajajännityssuhde on -1. Toinen väsytyskoe suoritettiin rakenneputkista leikatuille väsytyssauvoille, missä pituussuuntainen HF –hitsi on keskellä sauvaa. Tämä väsytyskoe suoritettiin vetotykytyksellä rajajännityssuhteella 0,1. Väsytyskokeissa havaittiin, että kiinnityshitsi täyttää sille asetetut vaatimukset, koska murtumat tapahtuivat perusaineesta. Tällöin koetuloksia vertaillaan Eurokoodi 3:n perusaineen väsymisluokkaan 160, SN -käyrän kaltevuudella m = 5. Kaikkien koetulosten väsymiskestävyysluokan keskiarvoksi saatiin 185 95 %:n todennäköisyydellä. Tutkimuksessa saatiin arvokasta tietoa kahden eri materiaalin väsymislujuudesta. Materiaalilla ei kuitenkaan havaittu vaikutusta lujuuteen. Eri jälkikäsittelyt eli juuren puolen metallipurseen höyläys tai pituussuuntaisen hitsisauman hehkutus eivät vaikuttaneet väsymislujuuteen. Kokeissa väsymismurtuma ydintyi rakenneputken pinnalta olevista alkuvioista, joten putkien käsittelyä valmistuksen jälkeen voitaisiin parantaa.

Taloudellisen ohjauksen kehittäminen projektiliiketoimintaa harjoittavassa yrityksessä, tapaustutkimus

Tämän Pro Gadu –tutkielman keskeisimpänä tavoitteena oli tutkia millaisista osa-alueista projektiliiketoiminnan taloudellisen ohjauksen kokonaisuus muodostuu ja miten näitä voidaan kehittää. Tutkimus on toteutettu tapaustutkimuksena, jossa hyödynnetään kvalitatiivisia tutkimusmenetelmiä, kuten haastatteluita, joista saatuja vastauksia käytetään kohdeyrityksen taloudellisen ohjauksen kehittämisen pohdinnassa. Haastatteluvastausten perusteella pyrittiin löytämään poikkeavuuksia olemassa olevan tutkimukseen sekä kirjallisuuteen linkittäen. Haastateltavina toimi konsernin eri tahojen edustajia, jonka seurauksena tutkimukselle saatiin lievän vastakkain asettelun seurauksena huomattavaa lisäarvoa. Tutkimustulokset osoittavat, että taloudellisen ohjauksen kehittämisen osa-alueet ovat hyvin monimuotoisia ja yksittäisen yrityksen kohdalla yleistyksiä on vaikeaa tehdä. Kohdeyrityksen tapauksessa myyntivaiheen suunnitteluvaiheen prosessien, hankintojen hallinnan sekä jälkilaskelmien kehittämisen nähtiin olevan taloudellisen ohjauksen kannalta tärkeimmät elementit.

Puu- ja turvetuhkan hyötykäyttökelpoisuuteen vaikuttavat tekijät pienillä polttolaitoksilla

Energiantuotannossa syntyvä tuhka voi olla laadultaan hyvin vaihtelevaa ja laadunvaihtelulle on haastavaa löytää yksiselitteistä syy-seuraussuhdetta. Ympäristönsuojelulainsäädäntö ja taloudelliset intressit ohjaavat tuhkantuottajia etsimään tuhkalle sopivia hyötykäyttökohteita, ja sen vuoksi tuhkan laatuun ja hyötykäyttökelpoisuuteen vaikuttavia tekijöitä on tarpeen selvittää. Tässä diplomityössä on tutkittu pienissä, alle 50 MW:n polttolaitoksissa syntyvää tuhkaa. Tavoitteena oli selvittää, kuinka tuhkan hyötykäyttökelpoisuuteen voidaan vaikuttaa. Tutkimuksen kohteena oli polttoainekoostumuksen, poltto-olosuhteiden ja tuhkan jälkikäsittelyn vaikutus tuhkassa olevien haitta-aineiden pitoisuuksiin ja liukoisuuksin. Työhön sisältyi myös aiemmin tehtyjen tuhka-analyysien tarkastelu sekä tuhkakokeet kahdella kohderyhmään kuuluvalla laitoksella. Työssä todettiin lentotuhkan haitta-ainepitoisuuksien ja -liukoisuuksien olevan keskimäärin korkeampia kuin pohjatuhkan vastaavien, ja että tyypillisesti arinakattilan tuhkien haitta-aineet ylittävät useammin hyötykäyttökelpoisuuden raja-arvoja kuin kuplaleijupetikattilan tuhkien. Lisäksi havaittiin metsätähdehaketuhkan kelpaavan useammin hyötykäyttöön kuin rankahaketuhkan.

Optimization and Applications of Large-Scale Biomedical Event Networks

The overwhelming amount and unprecedented speed of publication in the biomedical domain make it difficult for life science researchers to acquire and maintain a broad view of the field and gather all information that would be relevant for their research. As a response to this problem, the BioNLP (Biomedical Natural Language Processing) community of researches has emerged and strives to assist life science researchers by developing modern natural language processing (NLP), information extraction (IE) and information retrieval (IR) methods that can be applied at large-scale, to scan the whole publicly available biomedical literature and extract and aggregate the information found within, while automatically normalizing the variability of natural language statements. Among different tasks, biomedical event extraction has received much attention within BioNLP community recently. Biomedical event extraction constitutes the identification of biological processes and interactions described in biomedical literature, and their representation as a set of recursive event structures. The 2009–2013 series of BioNLP Shared Tasks on Event Extraction have given raise to a number of event extraction systems, several of which have been applied at a large scale (the full set of PubMed abstracts and PubMed Central Open Access full text articles), leading to creation of massive biomedical event databases, each of which containing millions of events. Sinece top-ranking event extraction systems are based on machine-learning approach and are trained on the narrow-domain, carefully selected Shared Task training data, their performance drops when being faced with the topically highly varied PubMed and PubMed Central documents. Specifically, false-positive predictions by these systems lead to generation of incorrect biomolecular events which are spotted by the end-users. This thesis proposes a novel post-processing approach, utilizing a combination of supervised and unsupervised learning techniques, that can automatically identify and filter out a considerable proportion of incorrect events from large-scale event databases, thus increasing the general credibility of those databases. The second part of this thesis is dedicated to a system we developed for hypothesis generation from large-scale event databases, which is able to discover novel biomolecular interactions among genes/gene-products. We cast the hypothesis generation problem as a supervised network topology prediction, i.e predicting new edges in the network, as well as types and directions for these edges, utilizing a set of features that can be extracted from large biomedical event networks. Routine machine learning evaluation results, as well as manual evaluation results suggest that the problem is indeed learnable. This work won the Best Paper Award in The 5th International Symposium on Languages in Biology and Medicine (LBM 2013).

Hitsin juurenpuolen kriittisyys suurlujuus teräksillä

Kandidaatintyön tarkoituksena oli selvittää pienahitsin juuren kriittisyyttä. Työ oli saanut aiheen rakenneputki kokeiden yhteydessä tehdyistä havainnoista. Työssä tutustuttiin millaiset ovat pienahitsin mitoitus menetelmät ja tausta tutkimusta kuinka sitä sovelletaan käytäntöön suurlujuusteräksille. Työssä esitellään käytetyt tutkimusmenetelmät kuinka menetelmätriangulaatio saavutettiin. Tutkimuskysymyksenä oli hitsien kestävyyden mitoituksen riittävyys. Tutkimukset suoritettiin tarkastellen staattisesti kuormitettuja pienahitsejä. Pienahitsi kappaleista tehtiin laboratoriokoekappale ja FEM-laskentamalli joista vertailtiin tuloksia. Laboratoriokokeessa mittaus menetelmänä käytettiin DIC-mittausta, jolle voitiin tehdä jälkikäsittelyjä ja sieltä määrittää haluttuja datapisteitä. Laskennassa suurimmat jännityskeskittymät syntyivät hitsin kohdalle mutta vetokokeessa koekappaleeseen syntyi vauriot sularajalle ja vetokorvakkeen kiinnityshitsin rajaviivalle. Tällä kohtaa todettiin materiaalimalli riittämättömäksi, koska siihen ei ollut määritelty muutosvyöhykkeen parametreja.

Reflexive model of research-based theatre – processing innovation at the crossroads of theatre, reflection and practice-based innovation activities

Contemporary organisations have to embrace the notion of doing ‘more with less’. This challenges knowledge production within companies and public organisations, forcing them to reorganise their structures and rethink what knowledge production actually means in the context of innovation and how knowledge is actually produced among various professional groups within the organisation in their everyday actions. Innovations are vital for organisational survival, and ‘ordinary’ employees and customers are central but too-often ignored producers of knowledge for contemporary organisations. Broader levels of participation and reflexive practices are needed. This dissertation discusses the missing links between innovation research conducted in the context of industrial management, arts, and culture; applied drama and theatre practices (specifically post-Boalian approaches); and learning – especially organising reflection – in organisational settings. This dissertation (1) explores and extends the role of research-based theatre to organising reflection and reflexive practices in the context of practice-based innovation, (2) develops a reflexive model of RBT for investigating and developing practice-based organisational process innovations in order to contribute to the development of a tool for innovation management and analysis, and (3) operationalises this model within private- and publicsector organisations. The proposed novel reflexive model of research-based theatre for investigating and developing practice-based organisational process innovations extends existing methods and offers a different way of organising reflection and reflexive practices in the context of general innovation management. The model was developed through five participatory action research processes conducted in four different organisations. The results provide learning steps – a reflection path – for understanding complex organisational life, people, and relations amid renewal and change actions. The proposed model provides a new approach to organising and cultivating reflexivity in practice-based innovation activities via research-based theatre. The results can be utilised as a guideline when processing practice-based innovation within private or public organisations. The model helps innovation managers to construct, together with their employees, temporary communities where they can learn together through reflecting on their own and each others’ experiences and to break down assumptions related to their own perspectives. The results include recommendations for practical development steps applicable in various organisations with regard to (i) application of research-based theatre and (ii) related general innovation management. The dissertation thus contributes to the development of novel learning approaches in knowledge production. Keywords: practice-based innovation, research-based theatre, learning, reflection, mode 2b knowledge production

Novel word learning ability in chronic post-stroke aphasia : variability and modality effects

Novel word learning has been rarely studied in people with aphasia (PWA), although it can provide a relatively pure measure of their learning potential, and thereby contribute to the development of effective aphasia treatment methods. The main aim of the present thesis was to explore the capacity of PWA for associative learning of word–referent pairings and cognitive-linguistic factors related to it. More specifically, the thesis examined learning and long-term maintenance of the learned pairings, the role of lexical-semantic abilities in learning as well as acquisition of phonological versus semantic information in associative novel word learning. Furthermore, the effect of modality on associative novel word learning and the neural underpinnings of successful learning were explored. The learning experiments utilized the Ancient Farming Equipment (AFE) paradigm that employs drawings of unfamiliar referents and their unfamiliar names. Case studies of Finnishand English-speaking people with chronic aphasia (n = 6) were conducted in the investigation. The learning results of PWA were compared to those of healthy control participants, and active production of the novel words and their semantic definitions was used as learning outcome measures. PWA learned novel word–novel referent pairings, but the variation between individuals was very wide, from more modest outcomes (Studies I–II) up to levels on a par with healthy individuals (Studies III–IV). In incidental learning of semantic definitions, none of the PWA reached the performance level of the healthy control participants. Some PWA maintained part of the learning outcomes up to months post-training, and one individual showed full maintenance of the novel words at six months post-training (Study IV). Intact lexical-semantic processing skills promoted learning in PWA (Studies I–II) but poor phonological short-term memory capacities did not rule out novel word learning. In two PWA with successful learning and long-term maintenance of novel word–novel referent pairings, learning relied on orthographic input while auditory input led to significantly inferior learning outcomes (Studies III–IV). In one of these individuals, this previously undetected modalityspecific learning ability was successfully translated into training with familiar but inaccessible everyday words (Study IV). Functional magnetic resonance imaging revealed that this individual had a disconnected dorsal speech processing pathway in the left hemisphere, but a right-hemispheric neural network mediated successful novel word learning via reading. Finally, the results of Study III suggested that the cognitive-linguistic profile may not always predict the optimal learning channel for an individual with aphasia. Small-scale learning probes seem therefore useful in revealing functional learning channels in post-stroke aphasia.

University students’ regulation of learning and text processing – examples from medical and teacher education

The general aim of the thesis was to study university students’ learning from the perspective of regulation of learning and text processing. The data were collected from the two academic disciplines of medical and teacher education, which share the features of highly scheduled study, a multidisciplinary character, a complex relationship between theory and practice and a professional nature. Contemporary information society poses new challenges for learning, as it is not possible to learn all the information needed in a profession during a study programme. Therefore, it is increasingly important to learn how to think and learn independently, how to recognise gaps in and update one’s knowledge and how to deal with the huge amount of constantly changing information. In other words, it is critical to regulate one’s learning and to process text effectively. The thesis comprises five sub-studies that employed cross-sectional, longitudinal and experimental designs and multiple methods, from surveys to eye tracking. Study I examined the connections between students’ study orientations and the ways they regulate their learning. In total, 410 second-, fourth- and sixth-year medical students from two Finnish medical schools participated in the study by completing a questionnaire measuring both general study orientations and regulation strategies. The students were generally deeply oriented towards their studies. However, they regulated their studying externally. Several interesting and theoretically reasonable connections between the variables were found. For instance, self-regulation was positively correlated with deep orientation and achievement orientation and was negatively correlated with non-commitment. However, external regulation was likewise positively correlated with deep orientation and achievement orientation but also with surface orientation and systematic orientation. It is argued that external regulation might function as an effective coping strategy in the cognitively loaded medical curriculum. Study II focused on medical students’ regulation of learning and their conceptions of the learning environment in an innovative medical course where traditional lectures were combined wth problem-based learning (PBL) group work. First-year medical and dental students (N = 153) completed a questionnaire assessing their regulation strategies of learning and views about the PBL group work. The results indicated that external regulation and self-regulation of the learning content were the most typical regulation strategies among the participants. In line with previous studies, self-regulation wasconnected with study success. Strictly organised PBL sessions were not considered as useful as lectures, although the students’ views of the teacher/tutor and the group were mainly positive. Therefore, developers of teaching methods are challenged to think of new solutions that facilitate reflection of one’s learning and that improve the development of self-regulation. In Study III, a person-centred approach to studying regulation strategies was employed, in contrast to the traditional variable-centred approach used in Study I and Study II. The aim of Study III was to identify different regulation strategy profiles among medical students (N = 162) across time and to examine to what extent these profiles predict study success in preclinical studies. Four regulation strategy profiles were identified, and connections with study success were found. Students with the lowest self-regulation and with an increasing lack of regulation performed worse than the other groups. As the person-centred approach enables us to individualise students with diverse regulation patterns, it could be used in supporting student learning and in facilitating the early diagnosis of learning difficulties. In Study IV, 91 student teachers participated in a pre-test/post-test design where they answered open-ended questions about a complex science concept both before and after reading either a traditional, expository science text or a refutational text that prompted the reader to change his/her beliefs according to scientific beliefs about the phenomenon. The student teachers completed a questionnaire concerning their regulation and processing strategies. The results showed that the students’ understanding improved after text reading intervention and that refutational text promoted understanding better than the traditional text. Additionally, regulation and processing strategies were found to be connected with understanding the science phenomenon. A weak trend showed that weaker learners would benefit more from the refutational text. It seems that learners with effective learning strategies are able to pick out the relevant content regardless of the text type, whereas weaker learners might benefit from refutational parts that contrast the most typical misconceptions with scientific views. The purpose of Study V was to use eye tracking to determine how third-year medical studets (n = 39) and internal medicine residents (n = 13) read and solve patient case texts. The results revealed differences between medical students and residents in processing patient case texts; compared to the students, the residents were more accurate in their diagnoses and processed the texts significantly faster and with a lower number of fixations. Different reading patterns were also found. The observed differences between medical students and residents in processing patient case texts could be used in medical education to model expert reasoning and to teach how a good medical text should be constructed. The main findings of the thesis indicate that even among very selected student populations, such as high-achieving medical students or student teachers, there seems to be a lot of variation in regulation strategies of learning and text processing. As these learning strategies are related to successful studying, students enter educational programmes with rather different chances of managing and achieving success. Further, the ways of engaging in learning seldom centre on a single strategy or approach; rather, students seem to combine several strategies to a certain degree. Sometimes, it can be a matter of perspective of which way of learning can be considered best; therefore, the reality of studying in higher education is often more complicated than the simplistic view of self-regulation as a good quality and external regulation as a harmful quality. The beginning of university studies may be stressful for many, as the gap between high school and university studies is huge and those strategies that were adequate during high school might not work as well in higher education. Therefore, it is important to map students’ learning strategies and to encourage them to engage in using high-quality learning strategies from the beginning. Instead of separate courses on learning skills, the integration of these skills into course contents should be considered. Furthermore, learning complex scientific phenomena could be facilitated by paying attention to high-quality learning materials and texts and other support from the learning environment also in the university. Eye tracking seems to have great potential in evaluating performance and growing diagnostic expertise in text processing, although more research using texts as stimulus is needed. Both medical and teacher education programmes and the professions themselves are challenging in terms of their multidisciplinary nature and increasing amounts of information and therefore require good lifelong learning skills during the study period and later in work life.