Kuusi uutta luonnontieteiden ja tekniikan akatemiahanketta Tampereen yliopistoon
Toimikunta osoitti akatemiahankkeille yhteensä noin 48 miljoonan euron rahoituksen. Kaikista hankehakemuksista 18 prosenttia sai rahoituksen.
Akatemiahankkeen rahoitus on tarkoitettu tutkimusryhmän palkkaamiseen ja muihin tutkimuskuluihin. Myönnetty rahoitus ohjataan suomalaiselle yliopistolle tai muulle tutkimusorganisaatiolle, joka vastaa rahoituksen käytöstä. Akatemiahankerahoitus on nelivuotinen.
Akatemiahankkeiden tarkoituksena on edistää suomalaisen tieteen uudistumista ja monimuotoisuutta ja parantaa tutkimuksen laatua sekä tieteellistä ja muuta vaikuttavuutta. Tavoitteena on kansainvälisesti korkeatasoinen tieteellinen tutkimus, mahdolliset tieteelliset läpimurrot ja tutkimusyhteistyö parhaiden kansainvälisten ryhmien kanssa.
LT-toimikunta korosti tutkimuksen tieteellistä laatua, uutuusarvoa ja mahdollisuutta läpimurtoihin sekä hankkeen toteutettavuutta.
Astrosyyttien kalsiumsignaloinnin morfologisesti yksityiskohtaiset mallit
Akatemiatutkija Tiina Mannisen (MET/BioMediTech) tutkimushanke pyrkii selvittämään astrosyyttien tiedonsiirron yleiset periaatteet synapseissa kahdessa aivoalueessa: hippokampuksen ja somatosensorisessa aivokuoressa.
Aivojen tukisoluja eli gliasoluja tutkitaan edelleen vähemmän kuin hermosoluja. Keskushermoston yleisimpiä gliasoluja ovat astrosyytit, jotka tunnetaan erittäin monimutkaisesta morfologiasta. Äskettäin on saatu selville, että astrosyyteillä on tärkeä rooli aivojen aineenvaihdunnan ja homeostaasin tukemisen ohella myös osallistumisessa aivojen tiedonkäsittelyyn ja plastisuuteen eli muovautuvuuteen.
Jotta astrosyyttien osallistumista synaptiseen tiedonsiirtoon ja muovautuvuuteen voidaan tutkia, on tärkeää ymmärtää niiden monimutkainen morfologia, anatomia ja toiminta sekä hermosolujen ja astrosyyttien vuorovaikutus. Tämä on mahdollista integroimalla kokeellinen data laskennallisen mallinnuksen kanssa.
Uudentyyppiset valolähteet matalassa lämpötilassa toimivia logiikkapiirejä varten
Professori Mircea Guinan (ENS) projektin tavoitteena on kehittää uudentyyppisiä valonlähteitä, joissa pinta-akustisiin aaltoihin perustuvalla sähkömekaanisella mekanismilla mahdollistetaan energiatehokas ja nopea, äärimmäisen pienen lämpökuorman tuottava valoteho.
Menetelmä perustuu pinta-akustisten aaltojen tuottaman hilajännityksen hyödyntämiseen. Tällaisia valonlähteitä tarvitaan optiseen tiedonsiirtoon matalassa lämpötilassa toimivien suprajohtavien logiikkapiirien ja huoneenlämpötilassa toimivan ohjaus- ja rajapintaelektroniikan välille. Projektissa kehitettävä teknologia voisi mahdollistaa puolijohteisiin pohjautuvan piifotoniikan kanssa yhteensopivan teknologia-alustan, joka taas mahdollistaa laajakaistaisen datarajapinnan kryogeenisille kvanttitietokoneille.
AWARE-konsortio: Ihmisen kykyjen laajentaminen tiedostavalla laajennetulla todellisuudella
Professori Roope Raisamo (ITC) johtaa konsortiota, joka tutkii tiedostavaa laajennettua todellisuutta.
Laajennetun todellisuuden (XR) järjestelmä mahdollistaa käyttäjille paremman tilannetietoisuuden, tietoa ja uusia kykyjä sekä yhteistyön etäläsnäolon avulla. Koneoppimiseen perustuvan kontekstin ymmärtämisen ja ihmisen kognitiivisen tilan arvioinnin avulla tekoäly voi puuttua stressaaviin tilanteisiin ja varmistaa optimaalisen toiminnan.
Ihmisen kognitiivisen tilan arviointiin käytetään puettavia biosensoreita ja silmänseurantalaitteita yhdessä XR-laitteiden kanssa. Tulokset mahdollistavat XR-järjestelmien optimaalisen käytön ihmisen ja tekoälyn yhteistyössä. Konsortio mittaa kognitiivisia vasteita, tehtävien suorittamista ja käyttäjäkokemusta, kun käyttäjä on vuorovaikutuksessa tekoälykäyttöisen XR-tekniikan kanssa.
Lapin yliopiston Jonna Häkkilä ja VTT:n Kati Pettersson osallistuvat konsortioon omilla rahoitetuilla osahankkeillaan.
Joustavien puomien säätömenetelmiä työkoneisiin
Koneautomaation professori Jouni Mattilan (ENS) hankkeen tavoitteena on kehittää säätöteknologiaa, joka mahdollistaisi reaaliaikaisen joustavan robottipuomin pään tilaestimoinnin ja säädön.
Työkoneiden sähköistäminen perustuu hydraulisten toimilaitteiden korvaamiseen sähkökäytöillä, jolloin ihmisen silmä/käsi-koordinaation varassa tapahtuva ohjaus on edelleen mahdollista. Kun tavoitellaan matalampia valmistuspäästöjä ja energiankulutusta, tarvitaan massiivisten konerakenteiten tilalle huomattavasti nykyistä keveämpiä rakenteita. Näiden haittapuolena on keveydestä syntyvät rakennejoustot, mikä tekee ihmisohjauksesta mahdotonta.
Moninivelisten joustavien puomien säätömenetelmien puute hidastaa merkittävästi korkealujuusteräksestä valmistettujen kevytrakenteiden laajempaa käyttöä teollisuudessa. Säätöteknologian kehittäminen perustuu vaadittavien tilamuuttujien estimoimiseen matalaviiveisen inertia-anturiverkon avulla.
ConSus-konsortio: Kohti kestävää ja hiilineutraalia betonirakentamista
Professori Reijo Kouhian (BEN) johtama konsortiohanke kehittää uutta betoniseosta, jonka käytöstä ei kertyisi niin suuria kasvihuonepäästöjä kuin nykyisistä materiaaleista.
Betoni on maailman käytetyin rakennusmateriaali. Siinä runkoaineena toimiva kiviaines liimataan yleisimmin Portland-sementillä, jonka valmistus aiheuttaa suuret hiilidioksidipäästöt. Viime aikoina alkali-aktivoidut materiaalit (AAM), jotka tunnetaan myös nimellä geopolymeerit, ovat nostattaneet toiveita energiaa säästävämmän ja ekologisemman betonin valmistamisesta.
Konsortio kehittää uuden AAM-betoniseoksen, jonka ominaisuudet ovat vähintään yhtä hyviä kuin nykyisin käytössä olevan Portland-sementtibetonin. Uuden betonilaadun lujuus-, sitkeys- ja väsymiskäyttäytymistä tutkitaan sekä kokeellisin että teoreettis-laskennallisin menetelmien avulla. Mikäli Portland-sementti voidaan korvata AAM-sideaineella, on mahdollista vähentää huomattavasti kasvihuonekaasupäästöjä.
Konsortiossa ovat mukana VTT:n Kari Kolarin ja Oulun yliopiston Katja Ohenojan osahankkeet.
Pienhiukkasten parametrien vaikutus aerosoliprosesseihin ja ilmanlaadun määritysmetriikoihin
Fysiikan professori Miikka Dal Maso (ENS) tutkii akatemiahankkeessaan pienhiukkasten vuorovaikutuspinta-alaa.
Projekti on teoreettista laskentaa ja laboratoriomittauksia yhdistävä tutkimus, joka kohdistuu ilmakehän prosessien ja ilmanlaadun keskeiseen suureeseen: pienhiukkasten vuorovaikutuspinta-alaan.
Tutkimuksen lähtökohtana on, että vuorovaikutuspinta-alan riittävän tarkka määrittäminen on avainasemassa, kun halutaan määrittää kokeellisesti sekundääriaerosolin muodostumisen määrää. Tämä on myös keskiössä, kun selvitetään uusien pienhiukkasten selvitymistä pilvipisaroiksi saakka.
Vuorovaikutuspinta-alan määrityksessä on merkittäviä oletuksia, joihin liittyy suuria epävarmuuksia. AeroSurf-projekti testaa näitä oletuksia systemaattisesti pyrkien vähentämään ilmakehärelevanttien aerosolityyppien epävarmuuksia. Näin parannetaan ymmärrystä hiukkasten ilmasto- ja ilmanlaatuvaikutuksista.
