Saksaan edistämään väitöskirjaa ja tutustumaan uuteen tutkimusympäristöön

13.07.2011

Lauri Ahlroth tekee parhaillaan tietojenkäsittelyyn liittyvää väitöskirjaansa Aalto-yliopiston Teknillisessä korkeakoulussa. Tänä kesänä hän matkustaa Yhdysvaltoihin kahteenkin otteeseen ja yrittää ehtiä myös lomailla. Syksyllä Ahlrothia odottaa pesti  Saksassa, jonne hän lähtee tutkijavaihtoon. Kansainvälistymisellä on nykyisin tärkeä merkitys myös tutkijan työssä.

Saksaan Ahlroth, 25, lähtee syyskuussa. Nuorta tutkijaa kutkuttaa jo mahdollisuus päästä tutustumaan toisenlaiseen tutkimusympäristöön.

”Jatko-opintoprojektissani oli jo alusta pitäen suunnitelma lyhyestä tutkimusvaihdosta ulkomaille ja rahoituskin järjestyi onneksi helposti. Lopullinen kohde, Berliinin Humboldt-yliopisto, selkiytyi kuitenkin vasta tänä vuonna. Valintaan vaikuttivat myös ohjaavan professorin valmiit kontaktit kohdeyliopistoon.”

Käytännössä tutkijoiden vaihtopaikat ovat yleensä yksilöllisesti sovittavissa. Kohdeyliopistolta tarvitaan kontaktihenkilö ja epävirallinen hyväksyntä, kotiyliopiston puolesta taas mahdollisuus lähteä ja lisäksi rahoitus.

Saksassa Ahlrothilla ei ole ennestään tuttuja, tosin yksi hänen kavereistaan oli siellä äskettäin vaihdossa. Tulevaa ulkomaankomennustaan nuori tutkija odottaa motivoituneena: ”Tavoitteena on saada aikaan lisää väitöskirjaani edistäviä tutkimustuloksia ja ainakin yksi tieteellinen julkaisu paikallisten kollegoiden kanssa. Haluan myös nähdä toisenlaista tutkimusympäristöä.”

Vahvasta matematiikkataustasta hyötyä väitöskirjan teossa

Ahlroth valmistui diplomi-insinööriksi Teknillisestä korkeakoulusta vuonna 2008 teknillisen fysiikan koulutusohjelmasta. Hänen diplomityönsä aihe sijoittui matematiikan ja matemaattisen fysiikan välimaastoon: työssä selitettiin kvanttimekaniikassa tarvittavien lineaarioperaattoreiden ominaisarvojen rakennetta suoraan potentiaalifunktion muodon perusteella. Työssä käytetyllä koneistolla voi päätellä suoraan muun muassa atomin elektronien tilojen kvantittumisen ilman, että tiloja tarvitsee laskea erikseen.

”Valmistuttuani en ollut varma siitä, mitä ryhtyisin tekemään. Olin puoli vuotta assistenttina ilman tutkimusaihetta, kunnes huomasin ilmoituksen nykyisestä väitöskirjaprojektista tietojenkäsittelytieteen laitoksella. Se oli sopivasti uudenlaisesta aihepiiristä, kuitenkin niin että vankalle matematiikkataustalleni on käyttöä. Innostuin ajatuksesta.”

Näin Ahlroth päätyi tutkijaksi ja jatko-opiskelijaksi Aalto-yliopistoon.

”Nykyisen tutkimustyöni nimi on kombinatorinen optimointi epävarmuuden vallitessa. Siinä etsitään ajassa eteneville valintaongelmille nopeita ratkaisualgoritmeja, jotka tuottavat todistettavasti hyviä ratkaisuja. Tyyppiesimerkki valintaongelmasta on kauppamatkustajan ongelma, jossa etsitään halvinta reittiä maan kaikkien kaupunkien läpi. Tämäntyyppiset ongelmat ovat vaikeita, yleensä NP-täydellisiä, jo ilman ajan tuomaa epävarmuutta. Niiden ei uskota ratkeavan nopeasti kuin poikkeustapauksissa, ja siksi likimääräinen ratkaiseminen on mielekkäin vaihtoehto. Epävarmuus tulevasta tuo oman lisähaasteensa ongelmiin.”

Ahlrothin mukaan NP-täydellisyys tarkoittaa lähinnä sitä, että jos yksi tällainen ongelmatyyppi onnistuttaisiin ratkaisemaan nopeasti, niin melkein kaikki tunnetut optimointiongelmat voitaisiin myös ratkaista nopeasti ja vahvoina pidettyjä salausmenetelmiä voitaisiin murtaa melko helposti. Se mullistaisi koko algoritmitietämyksemme, ja sen vuoksi NP-täydellisten ongelmien ei uskota ratkeavan nopeasti.

Eksaktissa tutkimuksessa Ahlrothia viehättää se, että saadut tulokset ovat kiistämättömiä. Tämän lähestymistavan varjopuolena on kuitenkin se, ettei se ole kaikkein käyttökelpoisin käytännön sovelluksiin.

Tutkijan pitäisi malttaa nukkua riittävästi

Ahlrothin työhön TKK:lla kuuluu ajoittain laskuharjoitusten pitoa tai kandityön ohjausta, mutta kaikilla lukukausilla ei ole opetusta. Tutkimustyöstä ajankäytöllisesti suurin osa on itsenäistä työtä, mutta edistystä tapahtuu paljon myös tutkimuspalavereissa.

”Itse pidän tutkimustyössä kohtaamistani haastavista ongelmista ja vapaista aikatauluista, pystyn vaikuttamaan työni päivittäiseen sisältöön merkittävästi. Vaikeinta on mielestäni keskittymiskyvyn ylläpitäminen, ja siksi stressiä pitäisikin välttää. Tekemättömät ja kiireelliset asiat on paras tehdä pois alta ennen keskittymistä vaativaan työhön ryhtymistä. Riittävä nukkuminen auttaa myös selvästi tutkimustyössä, tästä ei vain aina tule huolehdittua tarpeeksi.”

Omiksi vahvuuksikseen Ahlroth mainitsee abstraktin hahmotuskykynsä ja mielikuvituksensa vaihtoehtoisien ideoiden keksimiseksi: ”Valtaosa tieteenteosta tällä alalla on erilaisten lähestymistapojen keksimistä ja kokeilua, kun edellinen tapa ei johtanut tuloksiin.”

Lavatanssit hurmasivat nuoren miehen

Vapaa-ajallaan Ahlroth on aktiivinen. Hän ehtii harrastaa lavatanssia ja sählyä sekä satunnaisesti myös golfia.

Lauri Ahlroth viihtyy vapaa-aikanaan golfviheriöillä.

Lavatanssit eivät ole ehkä kaikkein tyypillisin harrastus nuoremmalle väelle. Onkin pakko kysyä, että miten Ahlroth on tehnyt tuttavuutta lajin kanssa?

”Päädyin mukaan lajin pariin, koska Hämäläis-osakunta järjestää tanssitunteja talvikaudella viikottain. Nyt kesällä tulee käytyä satunnaisesti tanssilavoilla. Lähimpänä on Pavi Vantaalla ja muutaman kerran tulee lähdettyä kauemmaksikin kuten Riutanharjulle ja Kolmilammille. Mikä sitten erityisesti kiehtoo... Hmm, kai se on vastakkaisen sukupuolen lisäksi jotakin samanlaista kuin koreografioinnissa, liikkeen sovittamista musiikkiin.”

Muutamassa teatteriproduktiossakin Ahlroth on ollut mukana, kahdesti tanssijana ja koreografina fyysikkospeksissä sekä nyt näyttelijänä Hämäläis-osakunnan kesänäytelmässä.

”Nykyisessä kesäroolissani olen rakennusinsinööri, jolle rannanrakennusprojekti on hyvin tärkeä asia. Näyttelemisen löysin osittain sattumalta opiskeluaikoina. Kokeilin improvisaatioteatteria, mikä oli erityisen mukavaa juuri spontaaniutensa ja rajattomuutensa vuoksi. Varsinainen näytteleminen ja valmiin raamin seuraaminen ei ole mielestäni ihan niin innostavaa. Koreografin työ on myös hauskaa luomista ja liikkeen sovittamista musiikkiin, tosin siihen liittyvät aikataulupaineet voivat olla hieman stressaavia!”

Kesälle suunnitelmia, tulevaisuus avoin

Kesällä Ahlroth ehtii matkata peräti kahteen otteeseen työmatkalle Yhdysvaltoihin. Hän tekee ensin workshop-matkan New Jerseyhyn ja kuukautta myöhemmin konferenssimatkan Dallasiin. Molemmat tapahtumat ovat kolmepäiväisiä.

”Odotan matkoja suurella mielenkiinnolla. New Jerseyssä workshopin teemana on reititysalgoritmit Internetin kaltaisessa ympäristössä. Yksi tavoitteista on kehittää kombinatoriseen optimointiin juurtunutta pahimman skenaarion analyysiä realistisempaan ja käyttökelpoisempaan suuntaan. Esimerkiksi keskimääräinen tapaus on joissakin tilanteissa mieluisampi, mutta vaikeammin analysoitava mittari. Dallasissa taas osallistun kombinatoriikkakonferenssiin, jossa esittelen tutkimustuloksiamme tallennuspaikkojen tasaisesta käytöstä. Muut Dallasin esitykset käsittelevät muun muassa graafeja, kombinatorisia algoritmeja ja laskennan vaikeutta.”

Tulevaisuuteen Ahlroth suhtautuu varsin avoimin mielin.

”Jaa-a, vähän houkuttelisi katsoa maailmaa tutkimuksen ulkopuolellakin. Silti on vaikea ennustaa, mihin sitä lopulta päätyy. Voisin esimerkiksi nähdä itseni suunnittelemassa, miten tietokoneilla hallitaan logistiikkaa tai tuotantolinjoja. Käytettyjen ohjelmien oheen on varaa liittää nykyistä enemmän optimointialgoritmeja. Ylipäänsä kaikki mallinnusta, ohjelmointia ja optimointia sivuavat työt voisivat olla minulle realistisia vaihtoehtoja joskus tulevaisuudessa.”

Teksti: Terhi Loukiainen
Kuvat: Lauri Ahlroth