Energian kulutuksen seuranta ja energiatehokkuus ovat tänä päivänä erittäin tärkeitä aiheita. Ihmiset pyrkivät entistä enemmän kiinnittämään huomiota omaan energiankulutukseensa ja tekemään toimenpiteitä sen vähentämiseksi ja ihmisiä, kuluttajia myös kannustetaan siihen. Energia-alan yritykset ovat kehittäneet erilaisia energianseurantasovelluksia, jotka tarjoavat käyttäjille mahdollisuuden seurata ja analysoida omaa kulutuskäyttäytymistään. Näiden sovellusten tavoitteena on ohjata käyttäjiä vähentämään tarpeetonta energiankulutusta ja siten vaikuttamaan positiivisesti kokonaiskuvaan. Jotta energianseurantasovellukset voivat tarjota parhaat edellytykset energiansäästölle, tulee niiden käytön olla sujuvaa, helppoa ja luonnollista kaikille käyttäjäryhmille.
Luonnollisen kielen ymmärtäminen (Natural Language Understanding, NLU) on osa luonnollisen kielen käsittelyä (Natural Language Processing, NLP). Luonnollisen kielen ymmärtämisen hyödyntäminen energianseurantasovelluksessa avaa uusia mahdollisuuksia sovelluksen käyttöön. Halutessa tarjota käyttäjälle luonnollinen vastaus, voidaan käyttää luonnollisen kielen tuottamista (Natural Language Generation, NLG). Perinteisesti sovelluksia on käytetty pääasiassa graafisen käyttöliittymän kautta, mutta näiden teknologioiden avulla voidaan luonnollinen kieli tuoda osaksi käyttäjän ja sovelluksen välistä vuorovaikutusta. Yksi tapa hyödyntää näitä teknologioita on tarjota luonnollisen kielen käyttöliittymä (Natural Language Interface, NLI).
Nykyisissä energianseurantasovelluksissa yksinkertaisten tietojen, kuten viime viikon energiankulutuksen, tarkastelu voi olla hankalaa. Käyttäjän on ehkä ladattava erillinen sovellus, opeteltava sen käyttö ja navigoitava monimutkaisen käyttöliittymän läpi saadakseen haluamansa tiedon. Tämä voi olla turhan työlästä joillekin käyttäjille. NLP-teknologiat tarjoavat helpomman ja yksinkertaisemman tavan tarkastella tietoa. Näiden teknologioiden avulla käyttäjälle voidaan tarjota haluttu tieto siten, että käyttäjä esittää kysymyksen luonnollisella kielellään, esimerkiksi: ”Paljonko sähkönkulutukseni oli viime viikolla?”. Tällainen yksinkertainen tapa voi madaltaa käyttäjän kynnystä hyödyntää energiayhtiön tarjoamaa dataa ja kannustaa tarvittaviin toimiin kulutuksen vähentämiseksi.
Opinnäytetyössä, johon tämä artikkeli pohjautuu, kehitettiin mikropalvelu osaksi olemassa olevaa energianseurantasovellusta. Mikropalvelu tarjoaa käyttäjälle luonnollisen kielen käyttöliittymän, joka mahdollistaa pääsyn sovelluksen tarjoamaan tietoon pelkästään luonnollista kieltä käyttäen. Mikropalvelun avulla käyttäjä voi esimerkiksi kysyä kulutuksestaan viime kuukauden osalta, ja palvelu tuottaa vastauksen luonnollisella kielellä. Mikropalvelu on integroitu osaksi energianseurantasovellusta ja se vastaa sekä luonnollisen kielen ymmärtämisestä että sen tuottamisesta. Mikropalvelu toimii siis osana isoa sovelluskokonaisuutta. Tässä mikropalvelussa käyttäjän antama syöte analysoidaan ja ymmärretään, minkä jälkeen tarkoituksenmukainen vastaus generoidaan hyödyntäen sovelluksen tarjoamaa käyttäjäkohtaista tietoa. Mikropalvelussa käytetään luonnollisen kielen ymmärtämiseen Wit.ai-teknologiaa. Mikropalvelun prosessikaavio on esitetty kuviossa 1. Esimerkkejä mikropalvelun käytöstä osana energianseurantasovellusta on esitetty kuviossa 2.
Wit.ai on Meta-yhtiön omistama avoimen lähdekoodin alusta, joka keskittyy luonnollisen kielen ymmärtämiseen. Se tukee yli 130 kieltä ja mahdollistaa sekä kirjoitetun että puhutun kielen ymmärtämisen. Tehokasta luonnollisen kielen ymmärtämistä varten Wit.ai on koulutettava. Koulutus voidaan suorittaa käyttäen Wit.ai:n tarjoamaa REST-rajapintaa tai web-käyttöliittymää. Koulutuksen aikana Wit.ai:lle syötetään erilaisia esimerkkisyötteitä, joista valitaan erilaisia intentioita (intent), entiteettejä (entity) ja ominaisuuksia (trait). Teknologia oppii ymmärtämään syötettä kokonaisvaltaisesti ja tunnistamaan näitä käsitteitä erilaisista syötteistä. Koulutus on osoittautunut erittäin tehokkaaksi ja tarkaksi. Tämä tekee siitä erityisen hyödyllisen monikielisissä sovelluksissa, koska vaikka teknologia ymmärtää käyttäjän syötteen monilla eri kielillä, koulutus voidaan suorittaa vain yhdellä kielellä.
Graafiset käyttöliittymät eivät ole katoamassa, ja niitä tarvitaan edelleen. Kuitenkin luonnollisen kielen ymmärtäminen ja sen hyödyntäminen perinteisen käyttöliittymän ohella tekee käyttäjän ja sovelluksen välisestä vuorovaikutuksesta helppoa, luonnollista ja sujuvaa. Luonnollisen kielen ymmärtäminen energianseurantasovelluksessa avaa uusia mahdollisuuksia tarjota käyttäjille parempia työkaluja energiankulutuksen hallintaan, kannustaa kestävään elämäntapaan ja mahdollistaa saavutettavuuden kaikille.
Tämä artikkeli pohjautuu opinnäytetyöhön, jonka toteutti Valtteri Kerttula ja ohjasi Anna-Kaisa Saari. Opinnäytetyö löytyy osoitteesta: https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202305047601
