Projektid

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.

Selle rakendusuuringu eesmärk on parandada radarite rakendamise võimalusi mehitamata maismaasõidukite autonoomsel navigeerimisel maastikul. Kuna radarid kasutavad tööks raadiolained, on neil võrreldes optiliste sensoritega nagu kaamerad ja lidarid mitmeid eeliseid. Näiteks mõjutavad ilmastikunähtused nagu lumi, vihm, udu jne radarite tööd tunduvalt vähem kui optilisi sensoreid. Samuti ei häiri radareid pori ja muu mustus, See muudab need ideaalseks sensoriks maastikul maastikul navigeerimiseks. Küll aga on radaritel üks suur puudus: nende poolt loodava punktipilve resolutsioon on tunduvalt madalam kui näiteks lidaritel. Selle rakenduuringu käigus uuritakse võimalusi radaritest tulevate andmete kvaliteedi parandamiseks kasutades tehisintellekti ja muid sobilike algoritme.

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.

Üle kahekümne mageveekala liigi jaoks tehisintellektil põhineva ning täielikult automatiseeritud kalade loendussüsteemi väljatöötamine, katsetamine ja valideerimine, kaustades selleks üle 23 miljoni video kaladest ja kalaparvedest ning muutuvatest keskkonnatingimustest.

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

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.

2016 aastal viisid tõsised kahtlused ja murekohad ELi 2020 aasta bioloogilise mitmekesisuse strateegia suhtes uue ökosüsteemi taastamise meetmete resolutsiooni vastuvõtmiseni ja rakendamiseni. Lisaks sellele, kõrgendati 2018 aasta detsembris eesmärki 2030 aastaks, saavutamaks ELi taastuvenergia kasutuse osakaalu 32 protsendini. Selle eesmärgi saavutamine vajab üle Euroopalist inimtekkeliste takistuste korrastamist ja taastamist jõgedes, mis aga takistab vee loomade liikumist ja migratsiooni. RIBES õpetab välja 15 noorteadlast ökohüdroloogia valdkonnas. Tudengid leiavad uusi, innovaatilisi lahendusi kalade kaitsmiseks jõgedes. RIBES on multidistsiplinaarne võrgustik, mis koosneb kaheksast juhtivast ülikoolist Euroopas, eraettevõtetest, avalik-õiguslikest agentuuridest ja hüdroelektrijaamadest. Osalevad partnerid on eksperdid ihtüoloogias, jõgede ökoloogias, hüdroloogias ja vedelike dünaamikas. 15 noorteadlast kasutavad oma töös nii labori kui ka välitöid, arvutimudeleid ning uudseid mõõtevahendeid. Põhjapanev töö on seotud kalade biomehhaanika, käitumuslike ja psühholoogiliste protsessidega. Lisaks sellele, arendab RIBES välja uudsed lahendused ja vahendid mageveekalade kaitseks. Noorteadlased on doktorandid ja osalevad teadustöös vähemalt kahes Euroopa Liidu riigis, lühiajalistel kursustel viies projektiga seotud koolis ja avalikus teavitustegevuses. Eesmärgiks on välja õpetada grupp noori teadlasi, kes hakkasid mängima juhtrolli Euroopa vee sektoris.