Projektid

Kalade turuväärtus on maailmas 150 miljardit eurot aastas. Lisaks rõhutab Euroopa veepoliitika raamdirektiivi ja elupaikade direktiivi rakendamine vajadust pikaajalise keskkonnaseire järele kogu Euroopa Liidus. Majanduslikult ja ökoloogiliselt olulised kalaliigid, nagu lõhe ja kriitiliselt ohustatud euroopa angerjas, esinevad mõlemad looduslikult Eestis ning nende elutsükkel nõuab rännet merekeskkonnast mageveekeskkonda. Praegused akadeemilised lahendused kalade seireks on liiga aeglased ja kallid ning tehisintellekti abil tehtavad kommertslahendused sõltuvad endiselt tuhandete videote käsitsi töötlemisest iga uuritava koha jaoks. Projekti „AquaID“ eesmärk on arendada elujõulisi süsteeme, mis suudavad automaatselt tuvastada ja loendada looduses elutsevaid kalu oluliselt suurema jõudlusega. See saavutatakse TalTechis, koostöös rahvusvaheliste akadeemiliste ja tööstuspartneritega, välja töötatud spetsiaalse riistvara ja veealuse tehisintellekti meetodite kasutamise abil.

See projekt põhineb uuel paradigmal "vool kui teave", mis on teedrajav lähenemisviis veealuste mitmemõõtmeliste voogude tuvastamiseks looduses. See viib uute, optimeeritud seadmete ja mõõtmismeetoditeni, et klassifitseerida ja uurida veealust keskkonda, kui traditsioonilised meetodid on liiga kallid või lihtsalt ei toimi. Vool kui teave on inspireeritud veeloomadest, kellel on välja arenenud täiustatud sensoorsed süsteemid, mis ühendavad tajumise ja teabe töötlemise ühtsesse raamistikku. Taotlusega edendatakse TalTechi veealuseid sensortehnoloogiaid töötavatest prototüüpidest (TRL3 kuni TRL5) kuni katsetamiseni asjakohastes töökeskkondades (TRL6) ning toetab tehnoloogiasiiret Eesti ja rahvusvahelistele ettevõtetele. Need seadmed ja meetodid annavad teadlastele ja otsustajatele uusi ja usaldusväärseid allikaid vooluandmetest äärmuslike kliimaja ilmastikunähtuste ajal, kus tavapärased seadmed ei toimi ja kui kriitiline infrastruktuur on ohus, näiteks tormi ja üleujutuste ajal.

Andmed on kujunenud tähtsaimaks ressursiks majanduse ja avaliku halduse automatiseerimise ning lahenduste optimiseerimise jaoks. Projekti eesmärgiks on tõsta andmevaldkonna uurimistööde taset ja sünergiat, seeläbi oluliselt tugevdades Tehnikaülikooli võimekust koostööks eesti majanduse ja avaliku haldusega, nii ühisprojektide, konsultatsioonide kui täiendõppe ja tudengite ettevalmistamise kaudu. Sel eesmärgil fokuseerub projekt masinõppe kasutamisele andmevaldkonnas: masinõpe, seejuures eriti närvivõrgud, on tulevaste tarkvarasüsteemide võimekuse ja tarkvaraehituse peamine arengumootor. Konkreetne eesmärk on suurendada uute, tipptasemel spetsialistide arvu närvivõrkudel põhineva masinõppe valdkonnas, rakendades neid koostöösse olemasolevate andmeteaduse valdkondadega: andme- ja reeglikaevandamine, andmesemantika, inimkeelsed andmepäringud, teadmiste esitamine, andmeintegratsioon, statistika ja andmehaldus.

Projekti eesmärk on ümber kujundada praegused RAPID-andurid, et muuta need rikketaluvamaks. See muudab veealuste andurite testimise kiiremaks, lihtsamaks ja usaldusväärsemaks. Need andurid aitavad teadlastel mõista füüsikalisi tingimusi, millega kalad hüdroelektrijaamades kokku puutuvad. Praegu on andurite testimine aeglane ja nõuab ekspertteadmisi. See projekt loob lihtsa arvutiprogrammi, mis võimaldab kõigil andurite seisukorda kontrollida vaid mõne sekundiga. Tulemused aitavad muuta tulevasi andurisüsteeme vastupidavamaks ja välitingimustes hõlpsamini kasutatavaks.

Kuigi merepinna vaatlemiseks on olemas võimalused, nõuab veealune keskkond ulatuslikumat uurimistööd. Selle teadmislünga täitmine on kooskõlas ELi missiooniga Starfish 2030. Igasugune liikumine vedelikus tekitab rõhumuutuse. Selliste muutuste allikaks võivad olla loodusnähtused, nagu lained, hoovused või jäämäe kalveerimine. Need rõhumuutused hõlmavad ka inimtekkelist dünaamikat, nagu liikuvad laevad või reovee väljalaskmine, ning neid saab tuvastada ja jälgida rõhuandurite abil. Need andurid on mitteinvasiivsed, energiatõhusad ja töötavad vee all. Tundlikkus nõrkade signaalide suhtes võib tugevate allikate, näiteks lainete või hoovuste juuresolekul kannatada. Erinevate allikate eraldamist võib käsitleda kui "kokteilipeo probleemi". Käesoleva ettepaneku peamine eesmärk on lahendada see probleem ja aidata kaasa veealusele mereseirele. Me loome allikate eraldamise ja lokaliseerimise algoritmid, mis töötavad odavatel platvormidel, ning valideerime nende toimivust reaalsetes rakendustes.

Kala-AI on TalTechi arendatav reaalajas toimiv automaatne videopõhine kalaseire süsteem, mis automatiseerib EL-i nõuetele vastava aruandluse ja vähendab oluliselt tööjõukulusid. Süsteem ühildub erinevate veealuste kaameratega, tuvastab erinevad veeolud ja suudab nendega kohanduda.

Projekti raames arendatakse välja arvutisimulatsioonimudel, mis võimaldab hinnata kalade läbipääsutingimusi hüdroelektrijaamade turbiinidest. Simulatsioonide kasutuselevõtt vähendab oluliselt vajadust välikatsete järele, võimaldades senisest efektiivsemat aja- ja rahakasutust ning laiemapõhjalist stsenaariumite analüüsi.

Projekt arendab uut reaalajas töötavat arvutinägemissüsteemi mageveealuste kaamerasüsteemide jaoks. Kasutatavad meetodid hõlmavad servapõhist kalade tuvastamist ning automatiseeritud serveripõhist platvormi kalaliikide, suuruse ja rändekäitumise määramiseks. Lisaks riist- ja tarkvaramudelitele pakub projekt ka veebipõhist kasutajaliidest, mille abil saab süsteemi seadistada, vaadata eelvaatepilte ja -videoid, annoteerida, ümber õppida ning värskendada arvutinägemise mudeleid.

OsteoSense kasutab miniatuurseid biosensoreid, et jäädvustada inimese liikumist ja masinõpet, et hinnata inimese luu- ja lihaskonnale langevat koormust, andes tagasisidet ja ekspertide juhiseid otse nutitelefonis. Süsteemi testivad juhtivad eksperdid Eestis ja professionaalsed jalgpalli- ja võidusõidumeeskonnad Suurbritannias, pakkudes maailmatasemel lahendust inimese liikumise jäädvustamiseks ja luukoormuse aruandluseks nii siseruumides kui väliskeskkonna tingimustes.

Projekti eesmärk on hinnata uue väljatöötatud pumba kaladele sobivust ja võrrelda kalade kahjustuste määra läbipääsu ajal Kudensee pumbajaama olemasoleva pumbaga.

Kalade praegune turuväärtus on ca 150 miljardit eurot aastas, mistõttu nad kuuluvad majanduslikult kõige väärtuslikumate liikide hulka. Euroopa veepoliitika raamdirektiivi ja elupaikade direktiivi rakendamine tagab, et kogu ELis on nõudlus pikaajalise keskkonnaseire järele. Majanduslikult väärtuslike kalaliikide hulka kuuluvad näiteks lõhe ja kriitiliselt ohustatud euroopa angerjas (ka Eestile omased liigid), kes peavad oma elutsükli käigus rändama merest jõgedesse. Olemasolevad lahendused kalade seireks on kallid ja nõuavad iga asukoha puhul tuhandete tundide videomaterjali käsitsi töötlemist. Projekt "ExoFish" pakub väga väärtuslikku ja uuendusliku kommertssüsteemi, mis suudab automaatselt tuvastada ja loendada looduslikke kalu oluliselt parema tulemuslikkusega ja 50% odavamalt kui olemasolevad tehnoloogiad, kasutades TalTechis koostöös Eesti Keskkonnaagentuuri ja rahvusvaheliste kommertspartneritega välja töötatud spetsiaalset riistvara ja veealuse tehisintellekti meetodeid.

Kalade vigastus- ja suremusriski väliuuring kahes suures hüdroelektrijaamas Norras ja kahes Rootsis.