Projektid

Projektis arendatakse hoonete ja ehitamise elukaareülese energia- ja ressursitarbimisest tingitud süsiniku mõju arvutuse metoodikat ja andmehaldusvõimekust, et toetada TAIE fookusteemat „kestlikud digilahendused energeetikas, ehituses ja transpordis“. Hetkepraktika toetub palju oletustele ja manuaalsele tööle, mis on ebatõhus ning takistab mõjude kvantifitseerimist hoonefondi, piirkonna või üksikhoone tasemel. Tuginedes ASTRA+ raames loodud andmehankija, hoonevaramu ja arvutusteenuste digitaristule, lõimitakse selles projektis tellija nõuded, ehitusandmed ja materjalide digitaalsed tootepassid masinloetavaks tervikprotsessiks. See võimaldab usaldusväärselt arvutada hoonete elukaareülest energia- ja ressursitarbimist ning sellest tingitud süsinikumõju kõigis etappides kavandamisest korrashoiuni. Eesti ehitussektorile tähendab see uue võimekuse loomist ning valmisolekut EL-i kasvavate nõuete täitmiseks, tehisaru lahenduste kasutuselevõtuks ja kliimaeesmärkide saavutamiseks.

Uurimisprojekti eesmärk on arendada metoodikaid, tarkvaralisi tööriistu ja tehnoloogilisi komponente, mis aitavad ettevõtetel luua digitaalse tootepassi (DPP) tarkvara ja veebipõhiseid DPPaaS teenuseid. DPP on Euroopa Liidu uus nõue, mis muudab tooteinfo haldamist ja jagamist kogu väärtusahelas. Projekt ei loo ühte konkreetset tarkvara, vaid lahendused, mida saavad kasutada paljud tarkvaraettevõtted. Tulemuseks on praktilised tööriistad, mis aitavad Eesti ettevõtetel kiiremini ja odavamalt DPP nõudeid täita ning arendada uusi teenuseid. See vähendab sõltuvust välismaistest DPP tehnoloogiatest ning loob eeldused konkurentsivõimeliste tarkvarateenuste ekspordiks, toetades samal ajal ringmajanduse toimimist läbi parema tooteinfo kättesaadavuse ja kasutuse.

Vaimse tervise häired on laialt levinud ning nende mõju inimese toimetulekule, töövõimele ja tervisesüsteemile on märkimisväärne. Vaimse tervise toe või ravi käigus rakendatud sekkumiste mõju hinnatakse praegu peamiselt kliinilise intervjuu ja eneseraporti põhjal, enamasti harvadel visiitidel. Projekt lisab sellele andmepõhise regulaarse mõõtmiskihi ning töötab välja tõlgendatava individuaalse mudeli ja standardiseeritud töövoo, mis aitavad kliiniliselt tähenduslikke muutusi tuvastada varem, järjepidevamalt ja objektiivsemalt. Nii loob projekt aluse uuele andmepõhisele teenusekihile töötervishoiu ja vaimse tervise teenustes ning edasiseks arenduseks neurofüsioloogilisel sisendil põhinevates heaolu digilahendustes.

Neerupuudulikkus ja dialüüsravi vajadus kasvavad, suurendades survet tervishoiusüsteemile ja ootusi ravi kvaliteedile. Käesolev projekt käsitleb olulist kitsaskohta, keskendudes dialüüsi kvaliteedi reaalajas hindamisele optilise sensori abil, mis võimaldab jälgida seni alajälgitud ureemiliste toksiinide eemaldamist kogu raviprotsessi vältel. See võimaldab liikuda üksikutele mõõtmistele tuginevalt lähenemiselt pideva ja andmepõhise hindamise suunas ning toetab patsiendikeskset ravi optimeerimist. Projekt ühendab tehnoloogiaarenduse, kliinilise valideerimise ja praktilise rakenduse, kaasates tipp-tööstuspartneri, kliinilise keskuse, erialavõrgustiku ja rakenduskõrgkooli. Selline ülesehitus tagab lahenduse asjakohasuse ja loob selge tee selle jõudmiseks praktikasse. Tulemuseks on kliiniliselt valideeritud sensori prototüüp, millel on potentsiaal areneda turukõlblikuks lahenduseks, panustades nii ravikvaliteedi parandamisse, tervisetehnoloogiate arengusse kui ka akadeemilisse järelkasvu.

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.

Traditsioonilistes toidusüsteemides kasutatakse laialdaselt naftakeemial ja loomsetel produktidel põhinevaid lisandeid, mis on küll heade tehno-funktsionaalsete omadustega, kuid millega kaasnevad keskkonnaalased, eetilised, tervislikud ja jätkusuutlikkuse probleemid. Projekti raames arendatakse alternatiivseid valgulisi toidulisandeid, näiteks värv- ja magusaineid, mille omadused vastaksid toidutööstuse vajadustele ja samas kõrvaldaks eelmainitud murekohad. Valkude arendamiseks kasutatakse ratsionaalse disaini, struktuuribioloogia ja tehisintellekti meetodeid. Koos TFTAKiga arendatakse välja täppisfermentatsiooni protsess, et toota valke mikroorganismides, valgupreparaate testitakse mudeltoitudes ning edukate preparaatide kommertsialiseerimiseks tehakse koostööd kohaliku toidutööstuse ja ettevõtluskiirenditega. Arendustöö tulemina modelleeritakse seosed valkude struktuuri ja tehno-funktsionaalsete omaduste vahel, mis võimaldab tulevikus uudsete omadustega valke hõlpsamini disainida.

Puit või siis lignotselluloosne biomass üldisemalt on kõige enimlevinud, kättesaadavaim, aga samas ka ainus jätkusuutlikke lahendusi võimaldav taastuvtooraine üha kasvava inimkonnaga planeedil. Puidu kolm põhipolümeeri - tselluloos, hemitselluloos ning ligniin, sisaldavad algkomponente, millest on võimalik toota kõrge väärtusastmega puidusuhkruid, tekstiilikiude, termoplastseid materjale ning peenkemikaale. Antud projektis viiakse edasi ensüümitehnoloogiate arendusi, kus ekstreemsetest kasvukeskkondadest pärit mikroobide ensüüme kasutatakse ligniini lõhustamiseks ja modifitseerimiseks, toksiliste fenoolsete ühendite keskkonnast eraldamiseks, ning tselluloosi puidusuhkruteks lagundamise ja lahustuva tselluloosi tehnoloogiates. Lisaks keskendutakse projektis tehnoloogiatele, kus arendatakse edasi nii kraft-ligniinil (tüüpiline paberitööstuse ligniin), hüdrolüüsi ligniinil ning sünteetilisel ligniinil põhinevaid poorseid materjale, termoplaste kui ka uue generatsiooni katalüsaatoreid.

OSCD andmeil seisab Eesti silmitsi rasvumise ja diabeedi laia levikuga, WHO andmeil on iga viies laps ülekaaluline. Seetõttu tuleb aidata inimestel vähendada suhkru, soola ja rasva tarbimist, mis on seotud ülekaalulisuse, diabeedi ja südame-veresoonkonna haigustega. Eesti toidutööstus on juba täna pühendunud toidu reformuleerimisele, muutes toidutooteid tervislikumateks. Näiteks muffin, mis on seni olnud meeli ülendav magustoit, on nüüd muutunud vähendatud suhkru ja rohke kiudainega Nutriscore B-väärtusega toiduks. Siiski on selliste toodete tervisemõju märgatav alles siis, kui maitse on sama meeldiv ja tarbijad uued tooted omaks võtavad. Käesolev toidukoostise reformuleerimise projekt uurib magusamaitselisi looduslikke peptiide ja oligosahhariide, mis asendaksid lisatud suhkruid; lõhnaühendite ja soolase maitse sünergiat vähendamaks soola; ning rasvade mõju maitsele. Projekti eesmärk on avaldada positiivset mõju rahvatervisele, tegemata kompromisse maitses, kvaliteedis ja ohutuses.

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.

Käeliste molekulide tuvastamine ja enantiomeeride eraldamine on oluline keskkonna seire, agrokeemia ja ravimite disaini vaatevinklist. Hemikukurituriilid on selleks väga sobilikud, sest neid saab suunatult sünteesida kombineerides erinevaid monomeere ühe-etapilises mehanokeemilises reaktsioonis. Selles jätkusuutlikus protsessis tekitatakse vähem jääke lahusteid vältides ning ise-organiseerumine on võimendatud tänu tahke faasi reaktsioonile. Käesolevas projektis uuritakse hemikukurbituriilide ise-organiseerumise fundamentaalseid aluseid ning rakendatakse neid uute supramolekulaarsete süsteemide loomisel, selleks et käeliste ühendeid tuvastada ja eraldada, aga ka saasteainete korral keemilise muundamise abil väärindada. Katseliste ja arvutuskeemia tulemuste abil luuakse ennustusmeetod uute analüütide tuvastamiskes sobivate omadustega makrotsüklite sünteesiks. Tulemused peaksid huvi pakkuma teadlastele ja rakendajatele, kes kasutavad, toodavad või tuvastavad käelisi ühendeid.

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.

CO2 kontsentratsiooni vähendamine atmosfääris on inimkonna üks kriitilisemaid probleeme. Efektiivse lõhustamistehnoloogia olemasolu korral võiks CO2-st samas saada väärtuslik resurss. Üks võimalik tehnoloogia selleks on CO2 sidumine ja elektrokeemiline lõhustamine sulasoolade segudes, kus CO2 muundatakse tahkeks süsinikuks ning gaasiliseks hapnikuks. Käesoleva projekti eesmärgiks on uurida protsesse selles tehnoloogias, et luua tehnoloogiast tervikuna parem arusaam, aga ennekõike võimalikke rakendusmeetodeid. Protsessi süsinikprodukti väärindamine komponendina nutikates ja kestlikkes energiatehnoloogiates nagu kütuseelemendid, akud ja superkondensaatorid selle projekti käigus võimaldab ühelt poolt luua ajendi juba olemasoleva CO2 sidumiseks ning teiselt poolt vähendada tulevikus atmosfääri paisatava CO2 hulka. Produktide CO2 ekvivalendi madalal hoidmiseks keskendutakse ka rohekeemia printsiipide mõju uurimisele ja nende rakendamisele CO2 elektrolüüsi tehnoloogias.

Bioressursside tõhus kasutamine on hädavajalik kestliku ja süsinikuneutraalse ühiskonna saavutamiseks. Projekt AGRI-WASTE2H2 keskendub põhust saadud tselluloosile – rikkalikule, kuid alakasutatud põllumajandussaadusele – mida kasutatakse lähtematerjalina elektrokeemilises protsessis. See protsess on kohandatud rohelise vesiniku tootmise tõhususe parandamiseks, tarbides oluliselt vähem energiat kui tavaline vee elektrolüüs. Samal ajal toodab protsess väärtuslikke keemilisi ühendeid ja materjale. AGRI-WASTE2H2 põhineb kolme Põhja- ja Baltimaa – Soome, Rootsi ja Eesti – teadlaste kompetentsil. Sünteetilise voolukeemia uurimisrühm Tallinna Tehnikaülikoolis keskendub tselluloosi elektrokeemilise oksüdatsiooni üleviimisele voolurežiimi, eesmärgiga saavutada kõrgem efektiivsus ja saagis. Protsessi mastabiseerimine voolurežiimis on võtmetähtsusega samm edukaks tööstuslikuks rakendamiseks. AGRI-WASTE2H2 kasutab Põhja- ja Baltimaade piirkonna taastuvenergia ja põllumajanduslike kõrvalsaaduste rohkusest tulenevaid võimalusi kütuse ja kemikaalide tootmiseks, aidates vähendada piirkonna sõltuvust fossiilsetest lähtematerjalidest. Seeläbi loob projekt võimalusi CO2 heitmete vähendamiseks ja piirkondliku sõltumatuse suurendamiseks, edendades samal ajal uute roheliste tööstusharude kasvu, millest saavad eriti kasu maapiirkonnad. Kolme Põhja- ja Baltimaade riigi teadlaste koostöö võimaldab saavutada tulemusi, mida üksikpartner iseseisvalt ei suudaks ning edendab piirkondlikku mobiilsust ja uusi koostöövõimalusi. Kasutades oma erialaseid teadmisi, on meie eesmärk edendada innovatsiooni, mis on kohandatud piirkonna vajaduste ja tugevustega.