Projektid

Funktsionaalsete toitude kasutamine seedetrakti tervise toetamiseks on kiiresti arenev valdkond. Projekti eesmärk on arendada uusi tervist toetavaid toidulahendusi, kasutades postbiootikume ehk bakterite toodetud bioaktiivseid ühendeid. Erinevalt probiootikumidest ei sisalda need elusaid baktereid, mistõttu on nende kasutamine ohutum ja tehnoloogiliselt lihtsam. Projekt keskendub uuel Ligilactobacillus salivarius tüvel, millel on näidatud põletikuvastane toime, võime pidurdada kahjulikke muutusi maorakkudes ning vähendada vähirakkude isetaastumist nii rakukultuuris kui ka rakuvabas supernatandis. Samuti on tüvel potentsiaali pidurdada H. pylori kasvu. Uuritakse, millised ühendid neid toimeid vahendavad ning kuidas nende toime säilib toidutöötlemisel. Hinnatakse ka nende mõju lõpptoodete säilivusele. Tulemusi valideeritakse erinevates toidumaatriksites ja tootmisprotsessides, sh erinevate toormete fermenteerimisel. Projekti tulemusena luuakse uued funktsionaalsed toidulahendused.

Eesti vesiviljelus kannatab varjatud bioloogiliste faktortite all, mis vähendavad tootmise stabiilsust ja lisandväärtust. Kalavarude päritolu ja söötmisstrateegiate valikud tehakse ebakindlates oludes, kuid tagajärjed – suurem suremus, nõrk stressitaluvus, halb tootmistulemus – ilmnevad alles hiljem kiire kasvu faasis ja/või stressiolukorras. Üheks peamiseks varjatud faktortiks on süda, mille kõrvalekalded on kasvatuskaladel tavalised. See väljendub vähenenud südame võimekuses ja jääb märkamatuks stressiolukorrani. Projekt uurib, kuidas geneetiline taust, sööt ja vanus kujundavad vikerforelli südame arengut ja funktsiooni, tuvastab varjatud haavatavuse varajasi markereid ning töötab välja otsustusabi – Forelli Vastupidavuse Hindamisprotokolli (TRAP). Kontrollitud genotüüp-sööda katsed koos tootmiskohortide valideerimisega seovad südamefenotüpiseerimise reaalse tootmistulemusega. Projekt arendab rakenduslikku pädevust ning sihib kasutuselevõttu Eesti ja Põhjamaade vesiviljeluses.

Käesolevas projektis lahendavad TTÜ, KBFI ja Sisekaitseakadeemia Päästekolledž koos ettevõtetega Neo Perfomance Materials Silmet ja TSR Innovation, ettevõtete poolt püstitatud kolme väljakutset. Esiteks, uute, jätkusuutlikumate ja mehhaanokeemiliste tehnoloogiate väljatöötamine haruldaste muldmetallide ühendite tootmiseks sekundaarsetest ressurssidest, näiteks REE oksiididest, karbonaatidest või kloriididest. Teiseks, mehhanokeemiliselt võimendatud tahke–vedel ja vedel–vedel ekstraheerimis‑ ja lahutamisprotsesside arendamine supramolekulaarse keemia abil, luues muuhulgas ekstraktsiooniprotsesside mudeleid. Kolmandaks, tehnoloogiliste riskide hindamine ja keemiapääste operatiivreageerijate tegutsemisprotokollide väljatöötamine õnnetuste riski vähendamiseks ning ohutuse suurendamiseks haruldasi muldmetalle töötlevas keemiatööstuses. Projekti tulemusena toimub keemiatehnoloogiate tööstussiire, mis aitab tõsta Eesti keemiatööstuse rakenduspotensiaali Euroopas ja laiemalt.

Toidu- ja tervisesektor toob tarbija nõudlusel turule järjest uusi, tervislikumaid ja taskukohasemaid tooteid. Innovatsioon tugineb sageli mikroobide (nt bakterid või pärmid) arendamisele, mis toodavad vajalikke ühendeid või kiirendavad tootmisprotsessi kriitilisi etappe. Selle turu maht on ennustatavalt kasvamas 346,3 miljardi dollarini aastaks 2027. Kõrgläbilaskevõimega sõelumine (HTS) on mikroobide tüvearenduse peamine pudelikael: praegused töövood on manuaalsed, vähe automatiseeritud ja ei paku skaleeruvaid, andmerikkaid lahendusi. Olemasolevad tööriistad ei suuda hallata kiiresti kasvavaid metaboolseid raamatukogusid, milles on millioneid variante, pidurdades teaduslike tulemuste jõudmist tootmiseni. DropletFactory pakub lahendust, luues tilga‑põhiseid HTS‑platvorme, mis on kättesaadavad teenusena (CORE) või litsentsi kaudu (MOBILE). See võimaldab kohalikel ja rahvusvahelistel biotehnoloogiaettevõtetel kiiremini innovatsiooni teha ning tuua turule uusi toidu- ja tervisetooteid.

Kuigi teravilja toorme rafineerimisel tekkivale suurele hulgale kõrvalsaadustele on välja töötatud mitmeid lahendusi, ei ole need enamasti leidnud rakendust toidu tootmisel. Kõrvalsaadused on kümneid kordi suurema toitainetihedusega kui rafineeritud toidud ning nende komposteerimine, põletamine ega loomasöödaks kasutamine pole majanduslikult otstarbekas. Biotehnoloogiline töötlus, sh hüdrolüüsitehnoloogiad võimaldavad kliidest teha leiva- ja piimatoodete alternatiive. Eestis väheneb endiselt rukki tarbimine ning selle projekti eesmärgiks on inimeste igapäevamenüüsse tagasi tuua suure bioväärtusega toiduaine. Projekti tulemusena loome tehnoloogia, mida on võimalik erinevatel toidutootjatel rakendada oma tootearenduses. Projektis plaanime ära näidata, et kaasaegsete hüdrolüüsitehnoloogiatega on võimalik luua kiudainerikkad ja maitsvad tooted ja läbi selle lahendada toitumise põhiprobleemi – kiudainete puudust toidus, mis on aluseks enamikele kroonilistele haigustele.

Uurimisprojekti eesmärk on arendada ligniinist biopõhiseid UV-kaitsematerjale ehitus- ja kosmeetikatööstuse jaoks. Kavandatavad materjalid parandavad ehitusvahtude UV-kindlust ja pakuvad kosmeetikatööstusele ohutumaid ning keskkonnasõbralikumaid UV-filtreid. Projektis uuritakse puidu- ja turbatööstuse kõrvalsaadusena tekkiva ligniini keemilist töötlemist ja modifitseerimist, et arendada tõhusaid UV-kiirgust neelavaid lisandeid või pinnakatteid. Samuti hinnatakse ligniinipõhise lisandi toimivust ja ühilduvust ehitusmaterjalides ja kosmeetkatoodetes, sealhulgas selle mõju saadud materjalide vastupidavusele ja toodete ohutusele. Tulemuseks on biopõhine UV-kaitselisand, mis pikendab materjalide kasutusiga, vähendab sünteetiliste stabilisaatorite vajadust ning aitab väärindada kohalikke bioressursse, toetades ringmajandust ja keskkonnasäästlikku tootmist.

Projekt ReDESign keskendub kõrgpuhta ligniini tootmisele ja selleks vajaliku rohelise lahusti taastamise tehnoloogia arendamisele. Ligniin tekib suurtes kogustes tselluloositööstuse kõrvalsaadusena, kuid enamasti kasutatakse seda madala väärtusega kütusena. Samas sobiks hästi puhastatud ligniin tooraineks näiteks komposiitmaterjalide, süsinikmaterjalide ja teiste kõrgema lisandväärtusega toodete valmistamisel. Projekti eesmärk on arendada välja meetod, mis võimaldab ligniini puhastamisel kasutatavat sügavat eutektilist lahustit (DES) tõhusalt regenereerida ja ringlusse võtta. Oodatavad tulemused on toimiv lahusti taaskasutuse kontseptsioon, parem arusaam protsessi keemiast ning alus tööstuslikult rakendatava tehnoloogia loomiseks. Eestis aitab see väärindada biomassi senisest nutikamalt, toetab ringmajandust ning loob eeldused uute kõrgväärtuslike materjalide ja tehnoloogiate arendamiseks.

Uurimisteema keskne probleem seisneb selles, et puudub terviklik metoodika ja tehnoloogiline süsteemne lähenemine, mis võimaldaks ettevõtetel hinnata ja mõista tootmissüsteemide digitaliseerimise ja automatiseerimise (robotiseerimise) otstarbekust enne investeeringute tegemist ning välja pakkuda automatiseeritud töökohtade vajaduspõhiseid lahendusi, võttes arvesse tootmisprotsesside tegelikku toimimist ning erinevate tehnoloogiliste lahenduste mõju kogu tootmissüsteemile. Uurimisteema eesmärk on arendada ja valideerida tehisintellektil põhinev otsustustoe tugisüsteem ja metoodiline raamistik, mis võimaldab tööstusettevõtetel analüüsida tootmisprotsesse, modelleerida virtuaalset tehast, luua digitaalne kaksik ning hinnata erinevate automatiseerimise/robotiserimise lahenduste tasuvust ja realisatsiooni võimekust ettevõtte tootmissüsteemi enne füüsiliste investeeringute tegemist.

AIM-Labs tegeleb haridusliku kitsaskohaga, luues uue põlvkonna tehisintellektil põhinevad nutika tootmise õppelaborid, mis ühendavad andmed, simulatsiooni ja laiendatud reaalsuse (XR). Projekt tutvustab AI SPRINTS-õppetegevusi – struktureeritud ja väljakutsepõhiseid õpiteekondi, mille käigus üliõpilased kavandavad, prototüübivad ja hindavad koostöös tehisintellektil põhinevaid lahendusi realistlike tootmisstsenaariumide jaoks. Need sprindid ühendavad erinevaid tehnoloogilisi tasandeid alates andmete ettevalmistamisest ja masinõppest kuni diskreetsündmuste simulatsiooni, optimeerimise, digitaalsete kaksikute ja XR-põhise interaktsioonini. Projekt lähtub põhimõttest, et inseneriüliõpilased õpivad kõige tõhusamalt siis, kui nad saavad kasutada reaalseid või realistlikke andmeid, katsetada simulatsioonikeskkonnas erinevaid lahendusi ning visualiseerida süsteemide käitumist immersiivsetes ja interaktiivsetes keskkondades. AI SPRINTS-õppetegevuste integreerimise kaudu kõrghariduse õppekavadesse aitab AIM-Labs arendada õppijatel tuleviku tehisintellektil põhinevas tootmiskeskkonnas vajalikke pädevusi: andmepädevust, mudelite arendamist ja valideerimist, inimese osalusega otsustamist (human-in-the-loop), tehisintellekti seletatavuse mõistmist ning oskust hinnata kompromisse keerukates tootmissüsteemides. Projekti eesmärgid on: - Rakendada ja valideerida tehisintellektil põhinevaid AI SPRINTS-õppetegevusi tööstus- ja tootmistehnika kõrgharidusõppes. - Luua AI SPRINTS kaasdisaini õppelaborid, kus üliõpilased rakendavad ja hindavad tehisintellektil põhinevaid lahendusi andmeanalüütika, simulatsiooni ja XR-i valdkonnas. - Edendada koostööpõhist ja väljakutsepõhist õpet immersiivsete õpitubade kaudu, mis ühendavad tehisintellekti, digitaalset tootmist ja XR-tehnoloogiaid. - Arendada üliõpilaste probleemilahendusoskusi, praktilisi pädevusi ja valmisolekut innovatsiooniks.

Isejuhtivate sõidukite, droonide ja robotite AI põhised juhtimisotsused toimivad laboritingimustes, kuid nende üleviimine reaalsetele robotitele ja sõidukitele on tehniline kitsaskoht, mis pidurdab sektori arengut. Puudub standardiseeritud viis, kuidas AI intensiivne juhtimisotsus ohutult füüsilisele robotsõidukile edastada. Uurimisprojekt keskendub puuduvale lülile — tarkvara-riistvara integratsioonplatvormi, mis ühendab tehisintellektipõhise juhtimisloogika erinevat tüüpi autonoomsete süsteemidega. Uurimistöö ja platvormi arendus viiakse peamiselt läbi TalTechi robootika ja autonoomsete sõidukite uurimisgrupis. Eesti majandusele tähendab see uut eksporditavat toodet — platvormi, mida saab litsentsida autonoomsete süsteemide arendajatele üle maailma, samas võimaldab see eeti ettevõtetel sh startup tüüpi firmadel kiiremini oma ideedega turule tulla ja saavutada tõestatud funktsionaalsus kuna avatud lähtekoodiga raamistik on kättesaadav ka väiksematele ettevõtetele ja teadusasutustele.

Projekt keskendub situatsiooniteadlikkuse ja seirelahenduste arendamisele GNSS-häiringutega talvistes mereoludes ja siseveekogudel nagu näiteks Peipsi järv ja Narva jõgi. Projekti eesmärgiks on ühendada mitmetasandilised vaatlused satelliit-, õhu- ja veepinnaplatvormidelt ühtseks süsteemiks, mis toetab mehitamata platvormide navigatsiooni keerulistes oludes. Uurimistööl on kolme põhisuunda: GNSS-ist sõltumatu navigeerimine, jääolude kaardistamine koos mitteinvasiivse jää paksuse hindamisega ning autonoomne seire koos objektituvastuse ja olukorra tõlgendamisega. Projekt ei arenda uusi platvorme, vaid keskendub olemasolevate autonoomsete süsteemide koostööle ning andmetöötluse lahenduste arendamisele. Projekti tulemuseks on valideeritud meetodid ja prototüüpsed lahendused, mida testitakse reaalses kasutuskeskkonnas. Projekt panustab Eesti tehnoloogilise võimekuse arengusse autonoomsete meresüsteemide valdkonnas ning toetab rakendusi piirivalves, keskkonnaseires ja meresõiduohutuses.

Projekt keskendub termoreaktiivsete komposiitide, sh tuulikulabade, ringlussevõtu terviklahenduse väljatöötamisele. Tegemist on kasvava keskkonnaprobleemiga, kuna nende materjalide taaskasutus on piiratud ning need jõuavad sageli ladestamisele või põletamisele. Projektis töötatakse välja lahendus, mis hõlmab komposiitidest kiudude eraldamist ja taaskasutamist ning jääkide termokeemilist töötlemist väärtuslike kemikaalide (nt fenool-formaldehüüdvaigud) ja vesinikurikka gaasi saamiseks, mida saab kasutada energia tootmiseks. Tekkivat süsinikjääki kasutatakse uute funktsionaalsete materjalide saamiseks energia muundamis- ja salvestusseadmetes. Tulemuseks on mitme väljundiga väärtusahel, mis aitab vähendada jäätmete hulka ja vajadust uute toorainete järele, panustades ringmajanduse ja kliimaneutraalsuse eesmärkide saavutamisse. Projekti tulemused on rakendatavad jäätmekäitluses, keemia- ja energiatööstuses ning loovad eeldused uute kõrgtehnoloogiliste lahenduste ja töökohtade tekkeks Eestis.

TemTA programmi projekti SPARK-CHIP eesmärk on tugevdada TalTechi ja TKK teadus- ja arendustegevuse suutlikkust, õppe- ja koostööd ning edendada ettevõtluskeskset teadus- ja arendustegevuse koostööd tööstusliiduga EETL ja Metroserti kiibikeskusega KIIP tehisintellekti (TI) kiipide disaini valdkonnas. Projekti teaduslik sisu on määratletud tihedas koostöös kahe innovaatilise Eesti tehnoloogiaettevõttega: Skeleton ja Imaginal Microsystems, kes jälgivad projekti raames tehtava teadus- ja arendustegevuse edenemist. Projekti eesmärk on luua uudne platvorm kulutõhusate parameetriseeritavate ja usaldusväärsete kiipsüsteemidel põhinvatele tuumadele TI kiirendite jaoks, toetades uusi TI mudeleid ja valideerides neid reaalses kiibis. Uuring tugineb TalTechi varasematele tulemustele usaldusväärsete TI kiipide disaini valdkonnas ning aitab kaasa Eesti IKT riistvara ökosüsteemi edendamisele, pakkudes uusi strateegilisi teadmisi TI realiseerimisest riistvaras ning kiipide disaini ja tootmise kohta.