havaitsemistekniikoita

Havaitsemistekniikat ovat menetelmiä, joilla pyritään havaitsemaan tai todentamaan jonkin ilmiön, signaalin, esineen tai tapahtuman läsnäolo. Ne voivat perustua mittausarvojen suoranaiseen havaitsemiseen tai useamman mittauksen yhdistämiseen. Tavoitteena on erottaa signaali kohinasta ja tehdä luotettava päätös ottaen huomioon epävarmuus.

Tekniikat jaotellaan usein sensoripohjaisiin ratkaisuisiin, signaalinkäsittelyyn sekä tilastollisiin lähestymistapoihin. Sensorit mittaavat fyysisiä, kemiallisia tai biologisia suureita; signaalinkäsittely käsittelee kuvia, äänisignaaleja ja radiotaajuuksia; tilastollinen detektioteoria tarkastelee päätöksentekoa epävarmuuden vallitessa. Yleisessä asetelmassa on kaksi vaihtoehtoa: H0 eli läsnäolon puuttuminen ja H1 eli läsnäolo, ja päätöksenteossa arvioidaan todennäköisyyksiä sekä valehälytyksiä. ROC-käyrä kuvaa eri päätöksentekovaihtoehtojen tarkkuutta.

Sovelluksia on paljon: terveydenhuollossa biomarkkereiden havaitseminen verestä tai kuvien pohjalta tehtävä seulonta; teollisuudessa vuotojen, vikojen tai turvallisuusriskien varhainen havaitseminen; ympäristössä ilmanlaadun, vesistöjen ja tulipalon sekä savun havaitseminen. Havaitsemistekniikat voivat toteutua sekä reaaliaikaisina valvontaratkaisuina että jälkianalyyseinä.

Haasteet ja kehitys: kohina, epävarmuus, valehälytykset sekä laitteiden kustannukset ja energiankulutus rajoittavat suorituskykyä. Nykykehityksessä korostuu sensorifuusio (useiden sensorien tiedon yhdistäminen) sekä tekoälyyn perustuvat menetelmät, jotka parantavat tunnistusta ja sopeutuvat muuttuviin olosuhteisiin.