Projektid

Merealuse infrastruktuuri kaitsmine ja merekeskkonna ohutuse tagamine Läänemeres on üha olulisem seoses veealuste kaablite kahjustuste, ankrutega seotud vahejuhtumite ja laevavrakkidest tingitud reostusohuga. Selles projektis arendatakse autonoomset akustilist jälgimisvõrgustikku ja sensoorikat, et parandada merejulgeolekut ja hõlbustada keskkonnaseiret. Hüdrofonidega varustatud sensorvõrk jälgib pidevalt veealuseid helisid, tuvastades ja klassifitseerides nii inimtekkelisi kui ka looduslikke heliallikaid. Monitoorimissensoorika võimaldab täpselt hinnata laevavrakkide seisukorda, sealhulgas kere terviklikkust, korrosiooni ja kütuse olemasolu, kasutades täiustatud signaalitöötlust. Masinõppepõhine signaalitöötlus võimaldab reaalajas riskihindamist, anomaaliate tuvastamist ja sujuvat andmeedastust pinnal asuvate süsteemidega. Oodatavateks tulemusteks on tõhusam ohutuvastus ja reostusseire ning autonoomsed otsustusprotsessid, tugevdades merekeskkonna kaitset ja merejulgeolekut Läänemeres.

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.

Aju toimimine põhineb neuronite koostööl ja suhtlusel erinevate ajupiirkondade vahel. Elektroentsefalograafia (EEG) funktsionaalse seotuse (FS) analüüs panustab neuroteadusesse ja omab suurt potentsiaali uute biomarkerite arendamiseks, et objektiivselt hinnata ajuhäirete tunnuseid. Projektis pakutakse välja uudne lähenemine funktsionaalsete võrgustike uurimiseks, keskendudes EEG FS ja väikese maailma (VM) organiseerituse vastastikustele seostele. Projektis testitakse hüpoteesi, et FS ja VM vaheline suhe sõltub vaikeolekuvõrgustiku (DMN) aktiivsusest, sidudes seeläbi EEG aktiivsuse elektroodi tasemel neurofüsioloogiliste protsessidega. Projektis kasutatakse EEG allikataseme analüüsiks biofüüsikalist modelleerimist ning masinõpet, et tuvastada keerukaid mustreid ja seoseid FS ja VM mõõdikute vahel. FS ja VM vaheline seos võib viia uue biomarkeri väljatöötamiseni, mis oleks spetsiifilisem erinevate häirete eristamisel.

Euroopa Liit on algatanud mitmeid roheleppega seotud algatusi, et säilitada elu Maal ja parandada selle kvaliteeti, sealhulgas nullsaaste tegevuskava (Zero Pollution Action Plan), talust taldrikuni strateegia (Farm to Fork) ja roheleppe tööstusplaan (Green Deal Industrial Plan). Kõik need algatused vajavad olulist innovatsiooni, mis põhineb uutel teadmistel ja oskustel – teadusuuringutel, koolitustel ja haridusel. Samuti eeldavad need tööstuse kohanemist, ühiskonna kaasamist ning tarku regulatsioone – see on globaalne väljakutse. Veelgi enam, rohepööre vajab suurel hulgal spetsialiste, kes suudaksid neid muutusi ellu viia. Seega projekti „Kestliku tuleviku innovaatiline keemia ja biotehnoloogia“ (INNOCHEMBIO) eesmärk on koolitada tulevasi jätkusuutliku keemia ja biotehnoloogia eksperte, kes aitavad Euroopal astuda järgmised sammud rohepöörde elluviimisel. Projekti raames koolitatud spetsialistid ja nende poolt loodud lahendused aitavad vähendada keemia- ja põllumajandussektori keskkonnamõjusid, arendada keskkonnasõbralikke analüüsimeetodeid ning hinnata uute materjalide ohutust. Seda kõike tehakse interdistsiplinaarsete uurimisprojektide kaudu rahvusvahelises teaduskeskkonnas, koostöös tööstuse, avaliku sektori ja ühiskonnaga, nelikheeliksi (quadruple helix) põhimõttel põhineva koolitusprogrammi kaudu. Tulemusena ei ole INNOCHEMBIO lõpetajad mitte ainult oma ala tippeksperdid, vaid ka valdkonna eestvedajad ja suunanäitajad. Läbimõeldud karjääriplaneerimine tagab oskusliku tööjõu kõigis neljas sektoris. INNOCHEMBIO on rahvusvaheline konsortsium, mida juhib TalTech – ülikool, millel on üle 100 aasta pikkune kogemus keemia ja biotehnoloogia alases teadus- ja õppetöös. Projekti eesmärkide saavutamiseks värvatakse kuni kahes voorus 15 doktoranti, kelle õpingud kestavad 48 kuud. Selle aja jooksul saavad doktorandid erialast koolitust nii Eestis kui ka välismaal: töötades oma uurimisprojektiga, osaledes TalTechi ja partnerasutuste pakutavatel laiapõhjalistel kursustel ning saades praktilise töökogemuse erasektoris.

Paljusid struktuure matemaatikas ja arvutiteaduses saab omavahel paariti seostada nii "funktsiooniliselt" kui ka "relatsiooniliselt". Nt hulki saab seostada funktsioonide ja relatsioonidega ning ringe homomorfismide ja bimoodulitega. Topeltkategooriateooria on osutunud tõhusaks raamistikuks, milles niisuguseid struktuure uurida. Kuid senituntud topeltkategooriate konstrueerimise meetodid on olnud piiratud ning see asjaolu on topeltkategooriateooria rakendamist pärssinud. Tuginedes inspiratsioonile traditsioonilisest kategooriateooriast arendame me välja kolm võimsat uut meetodit topeltkategooriate ehitamiseks - kotäielikustamised, sketšid ja monaadid - ning demonstreerime, et nende abil konstrueeritud näidetel on lai spekter kasulikke omadusi. See laiendab oluliselt topeltkategooriateooria kasutusala ning lahendab senised mitteühilduvused topeltkategooriateooria ja kahemõõtmelise kategooriateooria teiste harude vahel.

DigiBio projekt keskendub digitaliseerimisele, biomajandusele ja jätkusuutlikkusele – teadusvaldkondadele, mis on riiklikes, piirkondlikes ja ELi strateegiates ja poliitikates kõrge prioriteediga. Teise suure Euroopa keskusena selles valdkonnas seab Eesti Biosäästlikkuse Keskus (EKP) Eesti Euroopa teadus- ja arendustegevuses väga konkurentsitihedale positsioonile. DTU abiga loob EKP suure teadusuuringute, tehnoloogiaarenduse ja innovatsiooniplatvormi tipptasemel bioinsenerilahenduste loomiseks, mis keskenduvad säästvale biotootmisele bioloogia digitaliseerimise kaudu. See platvorm kiirendab bioinsenerilahenduste tõlkimist laborist turule, mitmekesistades Eesti kohalikku tööstust. DigiBio üldeesmärk on EKP uuendamise kaudu luua Eestisse kaasaegne bioloogia digitaliseerimise Euroopa tippkeskus.

Käesoleva multidistsiplinaarse uuringu lõppeesmärk on vähendada kardiovaskulaarset suremust Eestis läbi ravisoostumuse suurendamise ja patsiendi võimestamise, luues toetav isejuhtimise keskkond terviseplaani jälgimiseks ning aktiivseks raviprotsessis osalemiseks. Esmalt analüüsitakse Põhja-Eesti Regionaalhaigla patsientide LDL-kolesterooli väärtuseid, leidmaks aladiagnoositud ja alaravitud patsiendid. Uuritakse lipiidisisaldust vähendavaid ravimeid kasutavate patsientide ravisoostumust ning defineeritakse patsientide grupid, kes vajavad täiendavat tuge. Pilootprojekti raames töötatakse välja uudne patsiendi tugirakendus, mis koos personaalse toega aitab tõsta ravisoostumust. Rakenduse uudsus seisneb Eesti tervise infosüsteemi, retseptikeskuse ja haigla andmebaasi andmete ühendamises patsiendi enda poolt sisestatud andmetega ning võimaldades kahesuunalist kommunikatsiooni patsiendi ja meditsiinipersonali vahel. Uuringu viimases etapis viiakse läbi tugirakenduse projekti mõju-uuring.

Projekti eesmärk on välja selgitada kuidas epigeneetilised mehhanismid, eelkõige histoonivalkude keemilised modifikatsioonid, reguleerivad geenide avaldumist närvirakkude arengu ja diferentseerumise käigus. Me oleme hiljuti avastanud, et histoonide bivalentsus, s.t. vastandliku mõjuga keemiliste modifikatsioonide koosesinemine histoonidel, reguleerib väikeaju neuronite arengu jooksul geenide õigeaegset avaldumist. Väljapakutud töös uuritakse histoonide bivalentsuse mehhanismi ja funktsiooni täiskasvanud ajus, ning liikidevahelisi bivalentsuse erinevusi hiire ja inimese närvirakkude arengus. Samuti on töö eesmärk selgitada välja molekulaarsed mehhanismid mille kaudu põhjustavad närvisüsteemi arengu defekte mutatsioonid EZH1 geenis mis kodeerib bivalentsete modifikatsioonide tekkeks olulist ensüümi. Uurimisprojekt aitab mõista kromatiini rolli aju arengus ja toimimises, ning omab potentsiaali neuroloogiliste haiguste paremaks mõistmiseks ja raviks.

Neuraalne plastilisus on närvisüsteemi võime muuta vastusena stiimulitele oma aktiivsust, korraldades ümber oma struktuuri, funktsioone või ühendusi, olles seeläbi mälu peamine rakuline alus. Aktiivsusega reguleeritud geenid mängivad neuraalse plastilisuse kujunemisel üliolulist rolli ja selle protsessi häired põhjustavad erinevaid närvisüsteemi haiguseid. Neurotrofiin BDNF on üks kõige paremini uuritud aktiivsusega reguleeritud geene ja selle polümorfismid on seotud inimese kognitiivsete häiretega. Meie tulemused paigutavad aktiivsusega reguleeritud geenide hulka ka aluselise heeliks-ling-heeliks transkriptsioonifaktori TCF4, mis on seotud erinevate psühhiaatriliste ja autismi spektri häiretega. Käesoleva projekti eesmärk on uurida intellektipuude ja autism spektri häirete geeniregulatsiooni, keskendudes haigustega seotud transkriptsioonifaktoritele TCF4, SATB2, FOXP1 ja neurotrofiinile BDNF, et leida uusi ravimsihtmärke.

Projekti eesmärk on edendada elektrilise jõuseadme digikaksiku tehnoloogiat (DT), mida kasutatakse tarkvara poolt juhitavate elektrisõidukite (SDEV-de) arenduses, käsitledes eeskätt DT rakendusi adaptiivsuse ja intelligentsuse tasandil. Projekt lähtub vajadusest pakkuda tõhusaid katsetamis- ja hindamismeetodeid elektriliste tõukejõuseadmete jaoks kooskõlas ELi puhtale energiale ülemineku eesmärkidega. Projektiga soovitakse kiirendada DT-tehnoloogia arengut, toetamaks SDV tehnoloogiat täiustatud modelleerimise, andmete kogumise, asjade interneti integreerimise ja süsteemi optimeerimise abil. Peamised väljakutsed hõlmavad elutsükli haldamist, andmete töötlemist ja reaalajas suhtlust füüsiliste ja virtuaalsete süsteemide vahel. Projekt hõlmab täiustatud modelleerimist, andmete kogumist, asjade interneti ja side infrastruktuuri, süsteemide integreerimist, optimeerimist ning tehnoloogia tutvustamist.

Puit on Eesti kõige olulisem biotoore, mille oskuslik väärindamine loob kõrge lisandväärtusega, süsinikku siduvaid lahendusi paljudel elualadel. Täna puudub Eesti ülikoolidel antud valdkonnas ühtne tegevuskava ja vastav taristu, mis suudaks koordineerida teadus-ja arendustööd (T&A) ning pakuks ettevõtetele kaskaadkasutuse printsiibil põhinevaid uusi tooteid kogu väärtusahela ulatuses. Loodav teadustaristu liidab 3 ülikooli, 8 instituudi 14 üksust. Taristuga loodav sünergia võimaldab viia läbi interdistsiplinaarset puidu väärindamise alast tipptasemel T&A tegevust. Jagatud taristu loob uued võimalused teadlaste järelkasvu koolitamiseks ning tugeva baasi rahvusvaheliseks koostööks. Taristu teenuste efektiivseks turundamiseks luuakse ühtne kontaktpunkt. Teadustaristu T&A katab nii primaarse kui ka sekundaarse puidu mehaanilise, keemilise, biokeemilise ja termokeemilise (MKBT) väärindamise luues eeldused ja tugistruktuuri Eesti puiduteaduse ja -tööstuse arenguks uuele tasemele.

Elu alalhoidvat neeruasendusravi ehk hemodialüüsi (HD) vajavad lõppstaadiumis neeruhaiged ja kriitilises seisundis patsiendid. Kvaliteetne HD peaks puhastama vere kahjulikest ureemilistest ainetest piisavalt ja patsiendikeskselt, sh põletike ja südame-veresoonkonna haigustega seotud keskmise molekulkaaluga ureemilistest toksiinidest (MM-UT). Neeruhaigus ja kriisid (koroona, sõda, energia), tingib suure vajaduse reaalajalise, vereproovideta ja mittenakkusliku HD-ravi seiremeetodi järele. Selleks sobiks HD-ravi optiline seire. Tänapäeval ei ole MM-UT seireks veel usaldusväärset tehnoloogiat. Käesoleva projekti eesmärgiks on see lünk täita. Selleks plaanitakse kombineerida heitdialüsaadi optilisi spektraalanalüüse kromatograafiliste ja biokeemiliste uuringutega, teha kindlaks peamised MM-UT markerained, luua andmetöötluse algoritmid MM-UT seireks dialüüsil ja kinnitada meetodi toimivust kliiniliste katsetega. Tulemuseks on uudne optiline tehnoloogia MM-UT seireks neeruasendusravil.

Uurimisprojekt keskendub Tööstus 4.0/5.0 digitootmise tehnoloogiatele, mis võimaldavad uute toodete väljatöötamist ja tootmisvalmiks arendamist oluliselt kiirendada. Vaatluse all on toote kogu elutsükkel digitaalsete tootemudelite loomisest läbi 3D skaneerimise, digitaalsete kaksikute ja simulatsioonitehnoloogiate kasutamise; toote kiirprototüüpide loomine läbi kihtlisandustehnoloogiate nii mehaanika kui elektroonika integreerimiseks; tootestamine lähtudes timmitud tootmise põhimõtetest, kvaliteedikontrolli ning toote ja tootmise monitooringust. Projekti tulemusel luuakse Virumaa Kolledžisse prototüüpimise arendus- ja demokeskus-katselabor, mis võimaldab keerukate ja tarkade mehhatroonikatoodete arendamist ja tootestamist.

Kaasaegse tööstuse väljakutseks on leida parimad viisid inimese-roboti koostoimeks töökohtadel, et robotid suudaksid realiseerida tuginedes nii tehisintellektile kui ka inimestele parimaid lahendusi. Projekti eesmärgiks on aidata kaasa ettevõtete tootmisprotsesside robotiseerimisele, keskendudes inimese-roboti koostöö sotsiaalsetele ja psühholoogilistele aspektidele, et tööstuses töötav inimene tunneks end turvaliselt ja rahulolevana. Uurimissuunad on: - koostöörobootika katselabori loomine - robotiseeritud töökoha disain - inimese-roboti koostoime modelleerimine, mõjutegurite ja riskide hindamine ning analüüs. Eeldatavateks tulemusteks on metoodika ja valideeritud inimese-roboti koostoime mudelid, nende rakendamise oskus, mõjutegurite ja riskide hinnangud; väljaarendatud labor koos riistvara, tarkvara ja oskusteabega; kasutajakesksete disainilahenduste teenuste pakkumine. Kõik see viib turvalisema inimese-roboti suhtluseni, tõstes kasutajate usalduse robotiseeritud süsteemide vastu.