Projektid

Inseneripuittoodete valmistamisel läbib puit mitmeid protsessietappe, mis mõjutavad nii puidu kui ka lõpptoote kvaliteeti. Hetkel puuduvad holistilised uuringud nende protsesside kaasmõju kohta liimliite kvaliteedile. Vaatamata 20-aastasele teoreetilisele baasile ebapiisava adhesiooni ja liimkatsete tulemuste varieeruvuse mõistmiseks on vahendid, et mõista pinnadefektide mõju liimliite kvaliteedile, välja arendamata, mille tulemuseks on suured hajuvused liimliite kvaliteedis ja aeglane tehniline areng. Lisaks uuritakse projektis inseneripuittoodete tulepüsivust. Täiustatakse projekteerimis- ja hindamismeetodeid ning laiendatakse nende ulatust uutele uuenduslikele puittoodetele, mis põhinevad eksperimentaalsetel uuringutel ja termomehaanilistel simulatsioonidel. Projekti tulemused kiirendavad biopõhiste liimide kasutuselevõttu, parandavad inseneripuittoodete konkurentsivõimet ja turvalisust ning soodustavad madala kvaliteediga puiduliikide kasutamist.

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.

Käesoleva projekti eesmärk on töötada välja ja täiustada olemasolevaid seletatava tehisintellekti meetodeid inimese motoorsete funktsioonide analüüsimiseks. Pilootuuringud on näidanud paljulubavaid tulemusi neurodegeneratiivsete haiguste diagnoosimisel. Lisaks plaanime laiendada meetodite rakendusala meditsiinist kognitiivse arengu ja kognitiivse väsimuse analüüsile. Seletava komponendi integreerimine tagab meditsiinitöötajatele tehisintellekti tehtud otsuste vajaliku läbipaistvuse. Rakendus kognitiivse arengu valdkonnas koolihariduse protsessi toetamiseks. Kognitiivne väsimus põhjustab teadaolevalt raskeid vigastusi ja tõsist rahalist kahju. Selle nähtuse põhjalik mõistmine ja oskus väsimust ära tunda aitab muuta töökeskkond turvalisemaks ja vähendada rahalisi ja mitterahalisi kahjusid tööprotsessis.

Projekti RESCHIP4EU "Kiipide projekteerimisoskuste tugevdamine Euroopas" (Reinforcing Skills in Chips Design for Europe) eesmärgiks on terviklik tugi ELi kõrgharidusele sardsüsteemide projekteerimise valdkonnas - ränist alates läbi kiipsüsteemide projekteerimise ja tootmise kuni nutikate ja ohutuskriitilise platvormide ja rakendustarkvarani. Programmi terviklik olemus on innovatsiooni jaoks hädavajalik ja annab lõpetajatele ainulaadse konkurentsieelise, et kavandada, analüüsida ja uuendada nutikaid, rohelisi ja ohutuskriitilisi sardsüsteeme Euroopas.

Orgaaniline elektrokeemia muudab tänapäevast sünteesi, pakkudes rohelisi ja tõhusaid meetodeid, mis asendavad toksilisi reagente elektriga. Elektrokeemia pidevas voolus lahendab batch-keemia probleeme nagu soojus- ja massülekanne ja mastabeeritavus, mille tulemusel on võimalik reprodutseerida laboriskaalas saadud tulemusi ka tööstuses. Selle projekti eesmärk on alküül- ja fluoroalküül-hüpervalentset joodi sisaldavate reagentide jätkusuutlik süntees elektrokeemilise voolukeemia abil. Traditsiooniliselt genereeritakse selliseid reagente kasutades stöhhiomeetrilisi oksüdante, mis põhjustavad kahjulike jäätmete tekke ja probleeme eraldamisega. Elektrokeemilise lähenemise abil on võimalik sünteesida ebastabiilseid alifaatseid jodaane puhtalt ning kasutada neid stereoselektiivses α-alküleerimise, amineerimise ning (radio)fluoreerimise ja fluoroalküleerimise reaktsioonides. See töö on kooskõlas Euroopa roheleppega, edendades rohelist keemiat ja innovatsiooni jätkusuutlikus katalüüsis.

Uurimisvaldkond: Arendab keskkonnasõbralikke mitte-termilisi töötlusmeetodeid (HIPEF, HHP), et parandada taimsetes mahlades toiduohutust, toitainete säilimist ja probiootikumide elujõulisust, rõhuga tööstuslikul skaleeritavusel. Spetsialiseerumine: • Põhisuund: Mitte-termiliste tehnoloogiate (HIPEF+HHP) kombineerimine sünergilise toime saavutamiseks – ensüümide inaktiveerimine, seotud bioaktiivsete ühendite (nt karotenoidid) vabastamine ning probiootikumide stabiliseerimine happelistes ja toitainerikastes mahlades. • Teisene suund: In vitro seedemudelite rakendamine bioaktiivsete ühendite imendumise hindamiseks ning protsesside optimeerimine tööstuslikuks kasutuselevõtuks. Panus: Juhib HIPEF+HHP protsessikatsete kavandamist ja läbiviimist ning teostab HPLC/MS analüüse bioaktiivsete ühendite vabanemise ja seedestabiilsuse hindamiseks. Seob laboriuuringud jätkusuutliku toidutöötlemisega, toetades toitainerikaste, jäätmeid vähendavate ja tarbijasõbralike uuenduste loomist.

NdFeB, kõige tugevamad ja suurima „energiatihedusega“ püsimagnetid, leiavad kasutust nii roheenergia tootmisel tuulegeneraatorites kui elektriautodes. NdFeB tehnoloogia on võrreldav liitiumakude tehnoloogiaga: mõlemad on võtmetähtsusega, nõuavad piiratud maavarade kaevandamist, taaskasutus on keerukas. NdFeB taaskasutus vähendaks EU sõltuvust Hiinast, on võrreldes kaevandamisega säästlikum ning väiksema CO2 jalajäljega. Projekt keskendub paagutatud ("sintered") NdFeB taaskasutuse arendamisele. Keskendume NdFeB magnetite vesinik dekrepiteerimise ja HDDR tehnoloogiatele, kuid uurime ka alternatiive. Tehnoloogilise protsessi sisend on ringlusest kogutud NdFeB ja väljund NdFeB vaheprodukt, mida on võimalik kasutada paagutatud, seotud („bonded“), ALD kaetud, või 3D prinditud NdFeB tööstuslikus, skaleeritavas tootmispotsessis. Narvas on ehitamisel EU suurim NdFeB tehas. Projektis arendatavad meetodid aitavad parendada olemasolevaid ja leida uusi seal kasutatavaid ringmajanduslikke protsesse.

Umbes 13% täiskasvanud elanikkonnast kannatab neerupuudulikkuse käes ning suremus sellega seotud komplikatsioonidesse, peamiselt kardiovaskulaarsetesse haigustesse, on väga kõrge. Vaskulaarne kaltsikatsioon (VC) on üheks neerupuudulikkusega patsientide hulgas laialt levinud kardiovaskulaarseks haiguseks. Üks VC tekkepõhjustest on selle tekitajate (indutseerijate) ja ärahoidjate (inhibiitorite) vahelise tasakaalu häirumine puuduliku neerufunktsiooni tõttu. Lõppstaadiumi neerupuudulikkusega (ESRD) patsientidele teostatava ravi – dialüüsi käigus eemaldatakse nii VC indutseerijaid kui ka inhibiitoreid. Selle projekti (VasCalDi) eesmärgiks on välja töötada unikaalsed optilised meetodid patsientide vaskulatuuri hindamiseks ja VC inhibiitorite eemaldamise jälgimiseks dialüüsiravi käigus. Õigeaegsed sekkumised parema VC inhibiitorite tasakaalu tagamiseks ning dialüüsipatsientide vaskulatuuri jälgimine parandavad haiglate töö efektiivsust, ESRD patsientide elukvaliteeti ja elulemust.

Finest Twinsi projekti eesmärgiks on luua targa linna tippkeskus, mis keskendub viiele valdkonnale: transport, energia, ehitus-arhitektuur, andmed ja valitsemine. Tippkeskus on otsustes autonoomne ja selle ärimudeli oluliseks osaks on konkurentsipõhiste teadusarendusgrantide arendamine. Tippkeskuse loomisse on kaasatud TalTechi ja Aalto Ülikooli tippteadlased nendes viies valdkonnas. Projekti suurem eesmärk on edasi arendada Eesti e-riiki, keskendudes kohalikule tasandile ja sellele, kuidas linnateenused muutuksid piiriülesteks

Südamelihase rakkudes reguleerib kaltsium rakkude kokkutõmbumist ja mitokondrite energia tootmist, mis on vajalik mehaanilise töö tegemiseks ja ioontasakaalu säilitamiseks rakkudes. Täiskasvanud imetajarakkude peamine kaltsiumiallikas on sarkoplasmaatiline retikulum (SR). Hiljuti on näidatud, et SR ja mitokondrid on füüsiliselt seotud ning see mängib rolli mitokondriaalses hingamises. Nende täpne koostoime on südame energiatasakaalu säilitamiseks hädavajalik, kuid paljud selle regulatsiooniraja aspektid on siiani teadmata. Selle projekti eesmärgiks on uurida SR-mitokondrite vastastikmõju, kasutades ära südamelihase rakkude struktuurseid ja talitluslikke muutusi arengu ajal ja haiguse korral. Saadavad teadmised on suure tõenäosusega ka rakendatavad südame füsioloogia spektri teises otsas – haiguses, kuna südame puudulikkusest tingitud struktuursed ja funktsionaalsed omadused sarnanevad varajases arengustaadiumis olevatele südame omadele.

Rakendame füüsika ja inseneeria saavutusi ja meetodeid praktilise raadiospektroskoopia arendamiseks. Metaboliitide abil uurime diabeeti ja kardiovaskulaarsed hälbed, arendame universaalset tehistarka diagnostikat Alzheimeri ja Parkinsoni tõve varajaseks tuvastamiseks ning kemoteraapia monitooringuks. Uus riistvara, mis baseerub mehhaanilisel rotatsioonil kuni 15 miljonit pööret minutis, objekti mitmeteljelisel pöörlemisel, samuti elektronspinni tugeva polaristastiooni ja 1.2 GHz NMR magnetite kasutamisel, peaks tagama piisava lahutuse ja tundlikkuse et TMR oleks praktiliselt rakendatav laialdaselt biomeditsiinis, elektrokeemias ja materjaliteaduses.

Asümmeetriline katalüüs mängib üht tähtsaimat rolli kaasaegses orgaanilises keemias võimaldades sünteesida bioloogiliselt aktiivseid ühendeid ja ravimeid. Organokatalüüsi liitmine elektrokeemiaga annab uued võimalused asümmeetriliste muundumiste läbiviimiseks lisaks klassikalisele termokeemilisele aktivatsioonile. Selles jätkusuutlikus lähenemises kasutakse ohutuid organokatalüsaatoreid kiraalsuse sisseviimiseks ning elektrone kui jäljetuid ja rohelisi reagente, et genereerida kõrge reaktiivsusega radikaalseid osakesi pehmetes reaktsioonitingimustes vältides toksiliste ja kallite redokskemikaalide kasutamist. Selliste muundumiste efektiivsust ja usaldusväärsust saab tõsta viies reaktsiooni läbi pidevas voolus. See projekt on näide eesliini teadusest, mis kombineerib omavahel erinevad orgaanilise sünteesi uurimisvaldkonnad ja keemiatehnoloogia, mida saab potentsiaalselt kasutada uute ja tõhusate elupäästvate ravimite arendamiseks.

Projekti käigus arendatakse välja meetodid süsinikuallikate tootmiseks biojäätmetest ning uudsed rakuvabrikud ja ekstraheerimismeetodid terpeenide ja rasvhapete tootmiseks uue põlvkonna kestlike lennukikütuste rakenduses.