Deep generative models for facial keypoints detection

A new area of machine learning research called deep learning, has moved machine learning closer to one of its original goals: artificial intelligence and general learning algorithm. The key idea is to pretrain models in completely unsupervised way and finally they can be fine-tuned for the task at hand using supervised learning. In this thesis, a general introduction to deep learning models and algorithms are given and these methods are applied to facial keypoints detection. The task is to predict the positions of 15 keypoints on grayscale face images. Each predicted keypoint is specified by an (x,y) real-valued pair in the space of pixel indices. In experiments, we pretrained deep belief networks (DBN) and finally performed a discriminative fine-tuning. We varied the depth and size of an architecture. We tested both deterministic and sampled hidden activations and the effect of additional unlabeled data on pretraining. The experimental results show that our model provides better results than publicly available benchmarks for the dataset.

Translational models of coronary artery disease, myocardial infarction and heart failure. Development, validation and in vivo imaging studies using positron emission tomography

Coronary artery disease is an atherosclerotic disease, which leads to narrowing of coronary arteries, deteriorated myocardial blood flow and myocardial ischaemia. In acute myocardial infarction, a prolonged period of myocardial ischaemia leads to myocardial necrosis. Necrotic myocardium is replaced with scar tissue. Myocardial infarction results in various changes in cardiac structure and function over time that results in “adverse remodelling”. This remodelling may result in a progressive worsening of cardiac function and development of chronic heart failure. In this thesis, we developed and validated three different large animal models of coronary artery disease, myocardial ischaemia and infarction for translational studies. In the first study the coronary artery disease model had both induced diabetes and hypercholesterolemia. In the second study myocardial ischaemia and infarction were caused by a surgical method and in the third study by catheterisation. For model characterisation, we used non-invasive positron emission tomography (PET) methods for measurement of myocardial perfusion, oxidative metabolism and glucose utilisation. Additionally, cardiac function was measured by echocardiography and computed tomography. To study the metabolic changes that occur during atherosclerosis, a hypercholesterolemic and diabetic model was used with [18F] fluorodeoxyglucose ([18F]FDG) PET-imaging technology. Coronary occlusion models were used to evaluate metabolic and structural changes in the heart and the cardioprotective effects of levosimendan during post-infarction cardiac remodelling. Large animal models were used in testing of novel radiopharmaceuticals for myocardial perfusion imaging. In the coronary artery disease model, we observed atherosclerotic lesions that were associated with focally increased [18F]FDG uptake. In heart failure models, chronic myocardial infarction led to the worsening of systolic function, cardiac remodelling and decreased efficiency of cardiac pumping function. Levosimendan therapy reduced post-infarction myocardial infarct size and improved cardiac function. The novel 68Ga-labeled radiopharmaceuticals tested in this study were not successful for the determination of myocardial blood flow. In conclusion, diabetes and hypercholesterolemia lead to the development of early phase atherosclerotic lesions. Coronary artery occlusion produced considerable myocardial ischaemia and later infarction following myocardial remodelling. The experimental models evaluated in these studies will enable further studies concerning disease mechanisms, new radiopharmaceuticals and interventions in coronary artery disease and heart failure.

Rynnäkkökiväärin kehitys ja käyttö Venäjän asevoimien erikoisjoukoissa

Tutkielma käsittelee Venäjän maavoimien erikoisjoukkojen rynnäkkökiväärin kehitystä 1960-luvusta nykypäivään. Tutkielmassa pohditaan Venäjän erikoisjoukkojen toimintaympäristöä, tehtäviä ja tavoitteita. Tutkimus tarkastelee erikoisjoukkojen käytössä olevan rynnäkkökiväärin kehitystä, toimintaperiaatetta ja suorituskykyä. Sen lisäksi arvioidaan sille asetettuja toimintavaatimuksia ja tulevaisuuden kehityssuuntaa. Meri- ja ilmavoimien erikoisjoukot ja niiden toimintaympäristöt on rajattu pois tutkimuksesta. Tutkimuksessa selviää, että 1960-luvusta nykypäivään erikoisjoukkojen käytössä olevat rynnäkkökiväärit ovat kehittyneet tehokkaammiksi. Uudemmat mallit on valmistettu kestävimmistä materiaaleista ja niiden painoa on pyritty vähentämään. Sen sijaan, että suorituskykyä olisi pyritty lisäämään suunnittelemalla täysin uutta rynnäkkökivääriä, on pyritty yksinkertaisuuteen ja toimintavarmuuteen. Tutkimuksessa ilmeni, että tämän kehityksen aikana rynnäkkökiväärin kaliiperi on muuttunut. Tällä muutoksella on pyritty vaikuttamaan aseen osumatarkkuuteen. Lisäksi kaliiperin muutos on lisännyt luodin aiheuttamaa vahinkoa. Suorituskykyä ovat nostaneet lisälaitteet kuten valonvahvistimet, kranaatinheittimet ja optiikka, joita on mahdollista kiinnittää rynnäkkökivääreihin tarpeen mukaan. Tutkimuksen lopussa otetaan kantaa tulevaisuuden kehityssuuntiin. Rynnäkkökivääreistä pyritään edelleen valmistamaan kaikenlaisten sääolosuhteiden ja toimintaympäristöjen kestäviä laitteita. Lisäksi niihin pyritään lisäämään ominaisuuksia joiden avulla aseesta on mahdollista modifioida tehtävää ja tilannetta palveleva sotilaan työkalu. Tämän kaltaiset rynnäkkökiväärit palvelisivat mahdollisimman hyvin Spetsnaz-joukkojen tarpeita.

Time to volume through efficient multi-site ramp-up

The aim of this thesis was to create a process for all multi-site ramp-up (MSRU) projects in the case company in order to have simultaneous ramp-ups early in the market. The research was done through case study in one company and semi-structured interviews. There are already processes, which are now in use in MSRU-cases. Interviews of 20 ramp-up specialists revealed topics to be improved. Those were project team set up, roles and responsibilities and recommended project organization, communication, product change management practices, competence and know how transfer practices and support model. More R&D support and involvement is needed in MSRU-projects. DCM’s role is very important in the MSRU-projects among PMT-team; he should be the business owner of the project. Recommendation is that product programs could take care of the product and repair training of new products in volume factories. R&D’s participation in competence transfers is essential important in MSRU-projects. Communication in projects could be shared through special intranet commune. Blogging and tweeting could be considered in the communication plan. If hundreds of change notes are open in ramp-up phase, it should be considered not to approve the product into volume ramp-up. PMTs’ supports are also important and MSRU-projects should be planned, budgeted and executed together. Finally a new MSRU-process is presented in this thesis to be used in all MSRU-projects.

Alkeislentokoulutussimulaattorin oppilaan ympäristö

Tässä tutkielmassa pohditaan alkeislentokoulutusvaiheen asettamia vaatimuksia lentosimu-laattorille sekä erilaisia teknisiä toteutustapoja, joilla näihin vaatimuksiin voitaisiin vastata. Toteutustapojen arviointi on suoritettu Ilmavoimien koulutustarpeet huomioiden low-cost -konseptin näkökulmasta. Tutkielma on rajattu koskemaan oppilaan ympäristöä, joka käsittää seuraavat aihealueet: ohjaamoympäristö, visuaali ja image generation sekä maasto ja 3d-mallit. Kadetti Luukkanen tutkii omassa tutkielmassaan ”Alkeislentokoulutussimulaattorin koulutta-jan ympäristö ja lentomalli” samaa aihealuetta kouluttajan ja koulutuksen näkökulmasta. Nä-mä työt muodostavat yhdessä perusteet uuden alkeislentokoulutussimulaattorin suunnittelulle Ilmavoimien tarpeisiin. Tutkimusongelmia ovat Ilmavoimien alkeislentokoulutuksen asettamat vaatimukset simulaat-torikoulutukselle sekä ehdot, joilla kustannustehokas simulaattori voidaan toteuttaa. Tutki-musmetodina käytän tutkimuksessa aineistoanalyysiä sekä asiantuntijahaastatteluja. Tutki-muksen lähteinä on käytetty lentokoulutusohjelmia, ohjaajan ohjetta sekä rakenneselostusta, asiantuntijahaastatteluja ja vierailuja eri simulaattoriosastoilla. Tutkimuksen tuloksina saadaan vaatimukset, jotka Ilmavoimien alkeislentokoulutus simu-laattorille asettaa, sekä millä teknisillä toteutustavoilla näihin vaatimuksiin pystytään kustan-nustehokkaasti vastaamaan.

Rahoituskriisien ennustaminen varhaisten ennusmerkkien avulla

Erilaiset rahoituskriisit ovat vielä nykypäivänäkin merkittävä ongelma maailman eri talouksille. Kriisien reaaliset kustannukset ovat usein suuria ja ne voivat levitä laajemmille alueille aiheuttaen merkittäviä häiriöitä koko maailman taloudelle. Rahoituskriisejä on pyritty selittämään lukuisilla teorioilla, jotta niiden rakennetta ja syitä voitaisiin paremmin ymmärtää. Erityisesti 1990-luvun merkittävien valuuttakriisien motivoimana tutkijat ovat alkaneet kehittämään rahoituskriisejä ennustavia ns. varhaisten ennusmerkkien malleja. Nämä empiiriset mallit pyrkivät varoittamaan tulevasta kriisistä vertailemalla rahoituskriisiteorioista kerättyjen mahdollisten kriisi-indikaattorien normaalista poikkeavaa käytöstä ennen varsinaista kriisiä. Tämän tutkielman tarkoitus on syventyä tunnetuimpiin rahoituskriisejä ennustaviin varhaisten ennusmerkkien malleihin, niiden käyttämiin tilastollisiin menetelmiin ja malleja koskeviin ongelmiin. Tutkielmassa on myös empiirinen tutkimus, jossa estimoidaan kolmella eri menetelmällä varhaisten ennusmerkkien malli valuuttakriiseille. Tutkimuksessa käytetään vuositason dataa kuudelle kehittyvälle maalle Aasiasta ja Latinalaisesta Amerikasta vuosilta 1980 - 2010. Mallien in-sample ja out-of-sample ennusteiden avulla selvitetään, mikä menetelmä tuottaa parhaiten ennustavan mallin. Tutkimuksessa havaittiin estimoitujen varhaisten ennusmerkkien mallien olevan hyödyllisiä valuuttakriisien ennustamisessa kehittyville talouksille sekä mallin sisäisesti että out-of-sample. Rahoituskriisejä ennusti parhaiten moniarvoinen probit-malli, kun sitä verrattiin normaaliin probit-malliin ja epäparametrisen signaalimenetelmän komposiitti-indeksiin. Paras malli ennusti mallin sisäisesti rahoituskriisejä edeltävistä periodeista oikein 92 % ja talouden normaaleista periodeista 82 % oikein. Kyseinen malli ennusti myös kaikki ennalta valitut seitsemän rahoituskriisiä oikein out-of-sample. Tutkimuksen perusteella kehittyvien maiden valuuttakriisejä useimmiten edeltäisi reaalisen tuotannon supistuminen, pankkitalletusten selvä vähentyminen suhteessa maan tuotantoon, inflaation ja M2/reservit kasvu sekä kotimaisen luotonannon kasvu yksityiselle sektorille suhteessa maan tuotantoon. Datan alueellisen ja ajallisen heterogeenisuuden sekä kriisin jälkeisen harhan huomioiminen näyttää parantavan ennustetuloksia. Tutkimuksen tulokset ovat aikaisempien empiiristen tutkimusten ja teorian mukaisia.

Häivehävittäjä ilmataistelussa

Viidennen sukupolven häivehävittäjät ovat ilmasta-ilmaan tapahtuvan ilmasodankäynnin osa-alueella uusin asejärjestelmä, jolla on merkittävä vaikutus ilmasodankäynnin kuvaan ja sen taktiikkaan. Arvioiden mukaan seuraavan 10–20 vuoden aikana useat valtiot siirtyvät operoimaan ilmakomponentin pääkalustona korkeaa häiveteknologiaa hyväksikäyttävillä monitoimihävittäjillä sekä pommi- ja rynnäkkökoneilla. Näiden viidennen sukupolven häivehävittäjien seurauksena on ilmataistelutekninen ja – taktinen muutos ilmataistelussa. Ilmavoimille, jotka operoivat konventionaalisella kalustolla, on tärkeää ymmärtää miksi, miten ja mitkä ovat näiden muutosten vaikutukset ilmataistelun kulkuun. Vaikutukset ilmenevät ilmataistelun kokonaisuudessa, mutta varsinkin näkökantaman ulkopuolisessa ilmataistelussa, joka hävittäjätorjunnan ensisijaisena tulenkäytön muotona on erityisen tärkeässä osassa ilmapuolustuksen torjuntakykyä ajatellen. Kandidaatintutkimuksen tavoitteena on laadullisen metodin keinoin selvittää muutoksen taustaa ja sen vaikutuksia ilmasodankäyntiin. Tutkimuksessa on aineisto- ja tekstianalyysin keinoin tutkittu sekä kotimaista että ulkomaista tutkimusta ja kirjallisuutta aiheesta sekä näiden ristikkäisvertailun kautta pyritty selvittämään häivekoneiden käytön ja nykyaikaisen ilmataistelun rajapintoja. Tutkimusongelma on: – Mitä vaikutuksia häivehävittäjillä on nykyaikaiseen ilmataisteluun? Alaongelmat ovat seuraavat: – Mitä on nykyaikainen ilmataistelu, sekä mitkä tekijät ja mallit vaikuttavat siihen? – Miten häivehävittäjien ominaisuudet vaikuttavat niiden suorituskykyyn nykyaikaisessa ilmataistelussa? Tutkimus antaa lukijalle perustellun kuvan siitä, mitä nykyaikainen ilmataistelu ilmasta-ilmaan tapahtuvana tulenkäytön muotona on, sekä siitä, miten uutta häiveteknologiaa hyödyntävät viidennen sukupolven hävittäjät vaikuttavat siihen. Tutkimuksen johtopäätöksenä esitellään, että viidennen sukupolven häivehävittäjillä on laadullinen ylivoima tulevaisuuden ilmataistelussa, koska ne mahdollistavat tulenkäytön ennen vastustajaansa.

Glukoosi-fruktoosisiirapin kromatografinen fraktiointi

Kuluttajamarkkinoilla on suuri kysyntä vähäkalorisille ruuille ja juomille. Näitä tuotteita voidaan valmistaa mm. korvaamalla makeuttimena perinteisesti käytetty sakkaroosi fruktoosilla joka on 73% makeampi ja sisältää vähemmän kaloreita kuin sakkaroosi. Koska fruktoosi on makeampaa kuin sakkaroosi, sitä tarvitaan vähemmän elintarvikkeissa saman makeusasteen saavuttamiseksi. Glukoosi-fruktoosisiirappia valmistetaan maissista tai sakkaroosista hydrolyysin avulla. Teollisuudessa glukoosi-fruktoosisiirapin fraktiointi tehdään käyttämällä jatkuvatoimista simuloitu liikkuva peti-prosessia (Simulated Moving Bed, SMB-prosessi). Tässä työssä tutkitaan voidaanko kierrätyskromatografiaa (Steady State Recycling , SSR-prosessi) käyttäen fraktioida glukoosi-fruktoosisiirappia tehokkaasti. Fruktoosi erotetaan glukoosista käyttämällä erotusmateriaalina vahvoja kationinvaihtohartseja kalsium-muodossa. Työssä tehtiin kirjallisuusselvitys, jonka perusteella valittiin sopiva erotusmateriaali ja koeolosuhteet. Kokeellisessa osassa glukoosille ja fruktoosille määritettiin adsorptioisotermit Frontal analysis -menetelmällä. Kokeellisesti määritettyihin isotermeihin sovitetut mallit validoitiin ja SSR-prosessi suunniteltiin panoserotuskokeiden avulla. SSR-prosessia mallinnettiin käyttäen MATLAB-ohjelmaa.

Luonnonkiertovirtauksen kääntyminen pystyhöyrystimen lämmönvaihtoputkissa

Diplomityössä tutkitaan virtauksen kääntymistä Lappeenrannan teknillisen yliopiston PWR PACTEL –koelaitteiston pystyhöyrystimen lämmönvaihtoputkissa käyttäen APROS–prosessisimulointiohjelmaa. Työn teoriaosassa esitellään pystyhöyrystimillä varustettuja koelaitteistoja, erityisesti PWR PACTEL ja sen höyrystin. Lisäksi esitellään virtauksen kääntymisestä tehtyjä havaintoja ja käsitellään kääntymistä teoreettisesta näkökulmasta. Simulointiosan alussa esitellään työssä käytetty APROS –prosessisimulointiohjelma, sekä sen avulla höyrystimestä luodut mallit. Työssä on tutkittu virtauksen käännöstapahtumaa simuloimalla useita eri transienttitilanteita pienillä primäärimassavirroilla. Simulaatiotapauksissa havaittiin virtauksen kääntyvän höyrystimen eripituisissa lämmönvaihtoputkissa, tilanteesta riippuen pääosin lyhimmissä tai toisiksi lyhimmissä lämmönvaihtoputkissa. Transienttien eri vaiheiden, ts. primäärimassavirran muutos- ja tasaantumisvaiheiden pituuden havaittiin vaikuttavan siihen, minkä pituisissa putkissa kääntyminen tapahtuu ja missä järjestyksessä.

Pelastustoiminnan tilannejohtaminen ja tilannekeskustoiminta

Tässä tutkimuksessa tarkasteltiin tilannejohtamisen mallien sekä teorioiden kautta pelastustoiminnan johtamista sekä tilannekeskustoimintaa. Samalla pelastustoimen ja pelastuslaitosten tilannekeskustoiminnan kehittämiseen pyrittiin löytämään uusia näkökulmia. Tutkimuksessa samalla selvitettiin sisäministeriön viranomaisten (Poliisi, Rajavartiolaitos, pelastustoimi) tilannekeskustoimintaa asiantuntijoiden haastattelujen avulla. Toteutetussa tutkimuksessa käytettiin laadullisia sekä määrällisiä tutkimusmenetelmiä. Niiden avulla kyettiin asetettuja tutkimusongelmia tarkastelemaan useasta eri suunnasta. Tämän tutkimuksen pääaineisto kerättiin kyselytutkimuksen avulla, jossa vastaajina olivat pelastustoiminnan johtajat. Kyselyyn vastasi 254 pelastustoiminnan johtajaa, jotka edustivat noin 30 % valtakunnallisesta alipäällystön ja päällystön henkilöstömäärästä. Sisäministeriön alaisten toimialojen tilannekeskustoiminnan selvittäminen toteutettiin valittujen asiantuntijoiden haastattelujen avulla. Tutkimustulosten mukaan pelastustoiminnan johtaminen kuvaa pääsääntöisesti Paul Herseyn ja Kenneth Blanchardin tilannejohtamisen mallin mukaisesti osallistavaa, delegoivaa tai ohjaavaa johtamistyyliä. Alipäällystön tai päällystön vastaukset ovat hyvin samankaltaisia, ti-lastollisesti ne eivät eroa toisistaan merkittävästi. Tutkimukseen valitut tilannejohtamisen mallit tai teoriat eivät kuvaa selvästi tilannekeskuksen toimintaa. Itse tilannekeskustoimintaa tulisi pelastustoimessa kehittää strategisella sekä toiminnallisella tasolla ja arvioida sen organisoitumismalleja koko pelastustoimen osalta. Pelastustoiminnan johtajien hyvä ymmärrys tilannejohtamisen malleista antaa mahdollisuuden hallita kokonaisvaltaisemmin pelastustoiminnan johtamista. Tilannejohtamisen mallit ovat osaltaan hyödynnettävissä pelastustoiminnan johtamisessa, mutta ennen kaikkea henkilöstön johtamisessa. Tilannekeskustoiminta tulee uudistaa valtakunnallisen strategisen suunnittelun kautta, jossa otetaan huomioon paremmin monitasoinen verkostoituminen sekä toiminnallinen vaikuttavuus.

Sodan sumu ja kitka sodankäynnin yleisissä periaatteissa

Tämän Pro Gradu -tutkielman tarkoitus oli selvittää, mitä sodan sumu ja kitka käsitteinä tarkoittavat. Lisäksi haluttiin selvittää, miten sodan sumua ja kitkaa voidaan vähentää yleisten taktisten periaatteiden avulla. Tutkimuksen tarkoituksena ei ole antaa yleispätevää määritelmää sodan sumusta ja kitkasta, vaan antaa käytettyjen lähteiden perusteella esimerkkejä sodan sumun ja kitkan määritelmistä. Tämä tutkimus on luonteeltaan laadullinen tutkimus. Tutkimus otteena käytetään hermeneuttista ajattelua. Tutkimuskeinona käytetään asiakirja tutkimusta ja sisällönanalyysiä, perehtymällä erilaisiin kirjallisiin lähteisiin ja analysoimalla sekä tekemällä johtopäätöksiä niistä. Sodan sumun ja kitkan määrittelemiseen käytetään käsiteanalyysiä. Tutkimuksen pääkysymys on: Mitä sodan sumu ja kitka tarkoittavat ja miten niitä voidaan vähentää sodankäynnin yleisten periaatteiden avulla? Alakysymyk-set ovat: 1) Miten sodan sumu ja kitka määritellään Clausewitzin Sodankäynnistä teoksen mukaan? 2) Miten sodan sumu ja kitka määritellään muissa lähteissä? 3) Miten sodan sumua ja kitkaa voidaan vähentää sodankäynnin yleisten periaatteiden avulla? Sodan sumun ja kitkan määrittelyssä käytettiin eri lähteistä saatavia määritelmiä. Näistä määritelmistä koottiin yhteen keskeiset asiat ja luotiin viisi erilaista määritelmää sodan sumusta ja kitkasta. Näistä Clausewitzin ja Barry Wattsin mallit pohjautuvat suoraan heidän omiin teoksiinsa, koska he ovat analysoineet käsitteitä syvällisesti. Kolme muuta mallia muodostuivat useiden lähteiden synteesistä. Sodan yleisten periaatteiden osalta käsittelyyn otettiin kaksikymmentäkolme periaatetta. Näiden avulla tarkasteltiin Clausewitzin sodan yleisen kitkan vähentämistä. Tutkimus osoitti Clausewitzin sodan yleisen kitkan olevan käyttökelpoinen käsite nykyaikana. Suuria eroja ei ollut löydettävissä sodan sumun ja kitkan määritelmien väliltä. Sodankäynnin yleisten periaatteiden avulla voidaan vähentää sodan yleistä kitkaa, erityisesti fyysisten ja henkisten rasitusten sekä epävarmuuden osalta.

Ikkunoita vanhenevien miesten maailmoihin

Kirjallisuusarvostelu

Miesten tulkintoja ikääntymisestä

Kirjallisuusarvostelu

Hevosen muuttuvat merkitykset

Kirjallisuusarvostelu

Miehiä näkyvissä!

Kirjallisuusarvostelu