Hip Kuusk

Projekti eesmärgiks on uurida & arendada märkimisväärselt parendatud metroloogiliste ja funktsionaalsete omadustega (nt mõõtetäpsus, kiirus, eraldusvõime, energiatarve, sageduslikud ja dünaamika ulatused) elektrilise impedantsspektroskoopia (EIS) lahendused. Eeldatakse, et leitud lahendused parendavad EISi olemasolevaid ning võimaldavad täiesti uudseid rakendusi tervishoiu, bioloogia, erinevate tööstusharude, materjaliteaduste jms valdkonnas. Rakendused hõlmavad- kudede, mikroorganismide, komposiitide, sulamite jpm füüsikaliste omaduste mõõtmist reaalajas. Arendatakse miniatuursed hinnatõhusad madala energiatarbega suure eraldusvõimega mõõte-komponente mitmesuguste ühenduvustega (IoT, kehavõrk jne). Oluline teema on sensor-massiivide sünkroniseeritud EIS-lahendused. Teadus- ja arendustegevuse aspektid: matemaatika (sämplimise teooria, hägusloogika, masinõpe/tehisintellekt jne), metroloogia (töötatakse välja uudsed kalibreerimistehnikad jmt) ja elektroonika (analoog-mõõteliidesed jm).

"Eesti IT Tippkeskus EXCITE ühendab kõiki Eesti edukaid IT teadusgruppe ühtseks, sünergiat loovaks teaduskeskuseks, vähendades niimoodi Eesti teadusmaastiku killustatust ning luues sünergiat erinevate teadusteemade vahel. Konsortsium arendab edasi matemaatiliste mudelite verifitseerimise ning andmeanalüüsi teooriaid, millele toetudes töötatakse omakorda välja meetodid veakindlate ning turvaliste IT süsteemide ehitamiseks. Neid meetodeid rakendatakse küberfüüsiliste süsteemide, robotite, e-tervise teenuste ning biomeditsiiniteenuste näitel. EXCITE koosneb kümnest, täpse ülesandepüstitusega ning kindla metoodikaga alamteemast, mille fookust projekti eluea jooksul vastavalt vahetulemustele kohendatakse. EXCITE suurendab Eesti teaduse jätkusuutlikust, luues 20-30 doktorandile ning järeldoktorile toetava keskkonna ning pideva rahastuse.

Juhtmeta biomeditsiini andurid peaksid dramaatiliselt vähendama kulusid ja riske personaal- tervishoius, olles samal ajal üha enam telemeditsiini poolt kasutatud ja tõhusad e-tervise süsteemides. Suure energiatarbe tõttu andmete pidev edastamisel väheneb andurite aku tööiga pikaajalisel kasutamisel. Töötatakse välja sub-Nyquist pideva diskreet-amplituudiga (CTDA) signaali õendusmeetodiga analoog-digitaalmuundurid võendussageduse ja energia vähendamiseks. Kuna traditsioonilised masinõppe tehnikad ja arhitektuurid ei ühildu ebaühtlaste võendamisega, siis projekti eesmärk on välja töötada analoog-algoritmid, skeemid ja -süsteemid masinõppe tehnikate rakendamine CTDA andmete võenduseks juhtmeta biomeditsiini anduridte. See lähenemisviis kohe anduri lähedal aitab vähendada andmeside mahtu ja seega anduri energiatarvet. CTDA väljundsagedus on võrdeline analoogsignaali aktiivsusega anduri sisendis. Seetõttu taoline tark riistvara tarbib oluliselt vähem energiat. Demonstreeritakse biomeditsiinilist anduri prototüüpi, et tuvastada ja klassifitseerida näiteks uneapnoed või südame arütmiat. Andur võtab EKG ja inimese bioimpedantssignaalid ja kasutab andmete sulandamise ja õppimistehnikaid suure täpsuse saavutamiseks südamega seotud sündmuste tuvastamisel.