Projektid

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 üldiseks eesmärgiks on suurendada elanikkonna tervena elatud aastate arvu. Hetkel on Eestis tervena elatav eluiga üks Euroopa lühemaid. Eesmärgi saavutamiseks uuritakse, arendatakse ja piloteeritakse kolme omavahel tihedalt seotud digitervise suunda. Esiteks kasutame Eesti tervise infosüsteemi standardiseeritud andmevahetuskeskkonda ja digiandmeid, et arendada rakendusi, mis suurendavad inimese enda poolt kogutud andmete tõenduspõhist kasutust tervisedenduse, ennetuse ja krooniliste seisundite kontrolli all hoidmise eesmärgil. Teiseks keskendume sensoritele ja tehisintellektiga toetatud digirakendustele, et võimaldada inimesel koguda nii funktsionaalseid näitajaid kui edastada tervisemuresid masinloetava tekstina. Sellega kiirendame terviseriskide märkamist ja vähendame meditsiinitöötajate rutiinseid tegevusi. Kolmandaks arendame erinevaid tehisintellekti meetodeid kombineerides tervise infosüsteemis ja Tervisekassa andmebaasis olevaid ning inimese enda kogutud andmeid.

Projekt "Innovatsiooniallianssi laiendades" (Xpanding Innovative Alliance, XiA) pühendub tervishoiusektori koostalitlusvõime edendamisele, eriti Euroopa terviseandmete ruumi (EHDS) määruse ootuses. Laiaulatusliku haridusalgatuse kaudu tegeleb XiA digitervise koosvõime standarditealase oskuste tühimiku täitmisega tervishoiuteenuste osutajate, digitaalsete terviselahenduste pakkujate ja indiviidide hulgas. Kvaliteetsete õppematerjalide ja kursuste väljatöötamisega püüab XiA anda sidusrühmadele vajalikud oskused EHDS-iga seotud standardite omaksvõtmiseks ja koostalitlusvõime kultuuri edendamiseks.

Projekti eesmärk on arendada AI/DFT/ML (tehisintellekti, tihedusfunktsionaalide teooria ja masinõppe)-põhist töövoogu lühikeste peptiid-metallkomplekside disainimiseks kestlike biokatalüsaatoritena. Töö ühendab tehisintellektil põhineva peptiidide genereerimise, molekulaarmodelleerimise, kvantkeemilise ja masinõppepõhise katalüütilise sõelumise ning valitud kandidaatide eksperimentaalse valideerimise. Arvutuslik eelselektsioon aitab vähendada katse-eksituse põhist laboritööd, reagentide kasutust, jäätmeteket, energiakulu ja arendusaega rohelisemate katalüütiliste protsesside väljatöötamisel.

Fotodünaamiline teraapia (PDT) on kliiniliselt väljakujunenud vähiravi meetod, kuid selle kasutamist piirab singletse hapniku (¹O₂) tekke ebapiisav kontroll, mis põhjustab sihtmärgivälist toksilisust ja pikaajalist valgustundlikkust. Projekt Programmeeritavad molekulaarsüsteemid hapnikusisalduse kontrollimiseks (PMSOC) pakub uudse kaheastmeliselt juhitava PDT platvormi, mis ühendab porfüriinil põhineva fotosensibilisaatori, valgusega juhitava molekulaarse mootori ja pH-tundliku sideme. Süsteem võimaldab kontrollitud ¹O₂ teket triplet–triplet energiaülekande kaudu ning sisaldab endoperoksiidi püüdurit hapniku hilistatud vabastamiseks. Nõudes aktiveerumiseks nii valgust kui ka happelist kasvaja mikrokeskkonda, loob PMSOC loogikaväraval põhineva lähenemise PDT-le. Projekti käigus arendatakse ja hinnatakse neid fotosüsteeme, luues raamistiku ruumilis-ajaliselt kontrollitud fotomeditsiinile parema täpsuse ja väiksemate kõrvaltoimetega ning võimalike rakendustega katalüüsis.

Käesolev projekt on suunatud senise põlevkivi kasutuse paradigma muutusele – põlevkivi struktuuris olevate väärtuslike koostisosade otsesele keemilisele muundamisele väärtuslike kemikaalide saamiseks ja Eesti keskkonnasõbraliku keemiatööstuse arendamiseks. Projekt keskendub meetodite loomisele, kuidas keemiliselt muundada eri päritolu kerogeene, ning keskkonnasõbralike terviklahenduste arendamisele, mis suurendaks ka teiste maapõueressursside kasutamise efektiivsust ja võimaldaks kasutusele võtta juba tekkinud jäätmed. Eesmärgiks on arendada toormete innovaatilisi kasutusvõimalusi, mis loovad lisandväärtust, pakuvad rakenduse aherainemägedes leiduvale jääkpõlevkivile ja on kooskõlas rohepöörde strateegiatega. Fookus on Eestis leiduvatel maapõueressurssidel, kuid nähakse ette ka teiste raskesti muundatavate orgaaniliste materjalide kasutamist kemikaalide saamiseks.

Projekti LEAF-eOS eesmärk on arendada „sünteetilise fotosünteesi“ platvorm, mis kombineerib valguse ja elektri jätkusuutlikuks ning skaleeritavaks kemikaalide tootmiseks. See võimaldab taastuvast lähtematerjalist (CO₂/biomass) toota ravimeid, peenkemikaale ja materjale pehmetes ning ohututes reaktsioonitingimustes, pakkudes keskkonnasõbralikumat alternatiivi tavapärastele energiamahukatele protsessidele. Elektrokeemia ja fotokatalüüsi modulaarne integreerimine võimaldab luua uusi reaktsiooniteid, parandab efektiivsust ja selektiivsust ning vähendab jäätmete teket ja energiavajadust. Projekt arendab multifunktsionaalseid hübriidkatalüsaatoreid (CN–COF/MOF–PNs) ning optimeeritud katalüsaator–valgus–elektrood süsteeme, mis on integreeritud voolureaktorite ja reaalajas monitooringuga. See võimaldab skaleeritavat sünteesi väikese keskkonnajalajäljega, olles kooskõlas kestliku arengu eesmärkidega SDG-7 ja SDG-13.

TIRAMISU "Koolitus ja innovatsioon usaldusväärsete ja efektiivsete serva-AI kiipide disainimisel“ on Euroopa HORIZON MSCA doktorantide koolitamise võrgustiku projekt. TIRAMISU üldine uurimiseesmärk on praktiline metoodika usaldusväärse ja energiatõhusa serva AI riistvara selgroo disainimiseks ja innovatsioonijuhtimiseks. Tegevus pakub tugevat interdistsiplinaarset koolitust tulevastele Euroopa inseneridele ja teadlastele, kes veavad innovatsiooni usaldusväärsete ja energiatõhusate serva AI kiipide väljatöötamisel. Konsortsium on strateegiliselt kavandatud soodustama ristdistsiplinaarseid sünergiaid, integreerides sujuvalt innovatsioonijuhtimise uurimistöö äärealuste AI disaini tehniliste aspektidega. Mitteakadeemilist sektorit esindab Euroopa lipulaev R&D keskus nanoelektroonikas - IMEC, globaalne liider tööstuselektroonikas ja suurim pooljuhtide tootja Saksamaal - Infineon, usaldusväärne autotööstuse lahenduste pakkuja - Dumarey, maailma juhtiv EDA tööriistade arendaja - Cadence. Akadeemiline tipptase on loodud juhtivate IKT ja tehnoloogia innovatsiooni inseneriülikoolide ning Euroopa suurima rakendusuuringute organisatsiooni - Fraunhoferi poolt.

Kukkumine ja nõrkus on vananeva elanikkonna puhul suured murekohad, mõjutades aastas umbes 30% üle 65-aastastest. Praegune riski hindamine põhineb isiklikel hinnangutel ja subjektiivsetel skaaladel, hõlmamata liikuvuse, käitumise ja keskkonna vahelisi seoseid. Seetõttu jäävad tihti tervise halvenemisega seotud varajased märgid märkamata. SAFE projekti eesmärk on arendada sensoritel põhinev raamistik, mis tegeleb kukkumisriski profiili koostamisega. SAFE keskendub lõplike kukkumisteni mitte viivatele tasakaalukaotustele, mis on alahinnatud riskitegurid, kasutades kantavaid andureid. Projektiga (1) määratakse kindlaks riskitegurid ja kukkumisohtude anduripõhised näitajad, (2) valideeritakse tehnoloogia toimivus kogukonnas elavate eakate abil (3) uuritakse käitumise ja konteksti mõju kukkumisriskile. SAFE liigub tagajärgede tuvastamiselt kukkumisi ennetavale süsteemile, võimaldades personaalset lähenemist kukkumisriski hindamisele ja toetades Euroopa elanikkonna tervislikumat vananemist.

PIPEON arendab roboteid mis suudavad töötada reoveetaristus omades võimet seal iseseisvalt liikuda, taristu seisukorda jälgida ning teostada väiksemaid, kuid robootika seisukohast keerulisi parandustöid. Selline tehnoloogiline hüpe võimaldaks tulevikus koguda andmeid vähemalt suurusjärgu võrra rohkem või kiiremini ning seetõttu teadmis- ja andmepõhiste otsuste tegemist taristu hooldamiseks ning planeerimiseks. Meie eelduste kohaselt oleks niimoodi võimalik vähendada lekkeid 30% võrra, mis omakorda võimaldaks täita Euroopa Reoveepuhastuse Direktiivi ning Euroopa Veedirektiivi eesmärke isegi siis, kui teised saasteallikad jääksid muutumatuks.

MARTA tegeleb põllumajanduslikult ja majanduslikult oluliste tunnustega taimekasvatuses, et toetada jätkusuutlikku ja iseseisvat toidutootmist Eestis. Me loome uudseid aretusalaseid teadmisi ja kaasaegsete aretusmeetodite tööriistakasti (sh uued geneetilised markerid, genoomne selektsioon, genoomi toimetamine). Tööriistade eesmärgiks on soodustada ja kiirendada kliima- ja haiguskindlate, kõrge kvaliteediga, jätkusuutlike ja saagikate uute sortide aretust. Oleme välja valinud 7 Eesti jaoks strateegiliselt olulist kultuurtaime liiki, mis on peamised sihtmärgid nimetatud tööriistade rakendamiseks. Nisu, oder ja kartul on olulised toiduainetega varustatuse tagamiseks. Põldoa lämmastiku sidumise võime ja kõrge valgusisaldus (29% kuivainest) muudavad selle strateegiliselt oluliseks põllukultuuriks taimse valguga isevarustatuse tagamisel Eestis. Õun ja mustsõstar on olulised aiakultuurid, mis tagavad tervisliku toitumise ja pakuvad kohalikku päritolu vitamiine ja antioksüdante. Taimede fundamentaal- ja rakendusbioloogia vahelise lõhe ületamine võimaldab uurimistulemuste kiiremat ülekandmist aretusse. Projektis käsitletavad uurimisküsimused (Q) ulatuvad fenotüübi ja genotüübi laiaulatuslikust skriinimisest kuni täppisaretuse rakendamiseni ja uute geneetiliste markerite loomiseni. Q1 eesmärk on luua teaduslikud teadmised, andmed ja tulemused, mis on sisendiks järgmistele küsimustele. Q2 ja Q3 eesmärk on töötada välja ja valideerida kaasaegsed aretusmeetodid (nt uued geneetilised markerid haiguskindluse jaoks, täppisaretusest saadav eelaretusmaterjal). Genoomika ja transkriptoomika tulemuste kasutuselevõtmine kiirendab ja loob uusi võimalusi tulevaste kliimakindlate põllukultuuride aretuseks. MARTA loob ja valideerib kaasaegsete aretusmeetodite tööriistakasti, et taimekasvatus Eestis oleks paindlik ja jätkusuutlik ning toiduga isevarustatus tagatud.

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.

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.