Tutkimus

Rohkeat ideat nopeaan testiin ATTRACT-rahoituksella

Valoon perustuvaa teknologiaa
Ensimmäisessä ATTRACT-rahoitushaussa etsittiin uusia, uraauurtavia ideoita. Tampereen yliopisto koordinoi kahta rahoitusta saanutta projektia. Tutkimusaiheet vievät eteenpäin syövän tunnistamista ja optista tiedonsiirtoa.

Euroopan komission rahoittamassa ja Cernin hallinnoimassa ATTRACT-rahoitushaussa etsittiin läpimurtoon tähtääviä uusia ideoita sensoreihin, datankeruuseen, ohjelmistoihin ja elektroniikkaan liittyen. Euroopan maista lähetetyistä yli 1200 hakemuksesta valittiin 170, jotka saivat vuodeksi 100 000 euron rahoituksen. Tampereen yliopisto koordinoi näistä kahta.

– Uusi ATTRACT-rahoitus on tervetullut, sillä ei ole olemassa kovin montaa rahoitusinstrumenttia, joiden avulla voisi lähteä testaamaan vähän villimpiäkin ideoita. Mutta jos ei keksitä ja kokeilla aivan uudenlaisia juttuja, ei synny myöskään uusia menestystarinoita, päällikkö Tuukka Pöyry Tampereen yliopiston tutkimus- ja rahoituspalveluista sanoo.

ATTRACT-rahoitusta saaneissa hankkeissa tutkijat testaavat yhdessä yhteistyöyrityksen kanssa ideoitaan nopeasti vuodessa. Ajatuksena on, että ensimmäisellä kierroksella toimiviksi todetuille ideoille on mahdollista hakea tuntuvaa jatkorahoitusta.

Savukaasusta kartaksi

Apulaisprofessori Antti Vehkaoja lääketieteen ja terveysteknologian tiedekunnasta on mukana iDMS – Breakthrough in molecular imaging -projektissa. Siinä tutkijat kehittävät yhdessä Olfactomics-yrityksen kanssa kuvantamismenetelmää, jossa kudosnäyte vaporisoidaan laserilla savukaasuksi. Kaasun koostumus selvitetään analysoimalla sen sisältämien varattujen hiukkasten liikkuvuutta Olfactomicsin kehittämällä uudella DMS -anturilla. Näin saadaan aikaan eräänlainen topografiakartta, joka voi paljastaa esimerkiksi näytteessä olleen syöpäsolukon ja sen määrän.

– Menetelmää voidaan käyttää myös vaikkapa lääkeainepitoisuuksien mittaamiseen kudosnäytteistä. Näin saadaan selville, miten hyvin lääkeaine on levinnyt, Antti Vehkaoja kertoo.

Tutkimukseen tarvittava laitteisto on suurelta osin jo olemassa, sillä sitä on käytetty muunlaisiin tutkimuksiin. Nyt käyttöön otettu laser antaa tarkempia tuloksia, ja tavoitteena on kehittää myös uudenlaista anturitekniikkaa sekä työssä tarvittavia data-analyysimenetelmiä.

Hankkeen myötä Tampereen yliopiston ja samasta yliopistosta ponnistavan Olfactomicsin yhteistyö tiivistyy entisestään.

Yhdistämällä edullisempia sensoriteknologioita ja koneoppimisalgoritmeja voidaan rakentaa edullinen vaihtoehto perinteisille, kalliille menetelmille ja tuoda molekyylikuvantaminen paljon laajemman yleisön ulottuville. Jos idea saadaan toimimaan, seuraavana tavoitteena ovat erilaiset tuotteet ja sovellukset. Toistaiseksi menetelmästä voisi olla apua vaikkapa patologille, sillä sitä voidaan käyttää vain kudosnäytteisiin, ei vielä eläviin kudoksiin.

– Jatkossa kenties lääkäri voisi tutkia ilman leikkausta potilaan epäilyttävää luomea valokynällä. Kynä ottaisi pienenpienen näytteen ja analysoisi tällä menetelmällä, onko luomessa syöpävaaraa vai ei, Vehkaoja kertoo.

Äärimmäistä optista tiedonsiirtonopeutta

Toisessa Tampereella koordinoitavassa ATTRACT-projektissa LIGHTNING (Ultra-high speed photodiodes for superconducting logic) tutkijat demonstroivat ensimmäistä kertaa uuteen, Tampereen yliopistossa tehtyyn keksintöön perustuvan fotodiodin, joka mahdollistaa entistä lyhyempien optisten pulssien mittauksen neljän Kelvinin lämpötilassa.

– Fotodiodin pääsovellus on optisessa tiedonsiirrossa huoneenlämpötilassa toimivien optisten verkkojen ja kylmässä toimivien suprajohdelogiikkapiirien välillä, dosentti Jukka Viheriälä tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnasta sanoo.

Suprajohteilla voi valmistaa 200–300 GHz:n kellotaajuudella toimivaa logiikkaa tulevaisuuden tietokoneita tai verkkoreitittimiä varten. Nopea kellotaajuus pienentää viiveitä operaatioiden välillä ja nostaa laskentakapasiteettia. Suprajohdelogiikan käyttöön liittyy kuitenkin haaste siirtää sarjamuotoista tietoa riittävällä nopeudella piirin sisäänmenoon.

– Hankkeemme käsittelee nimenomaan nopean optisen signaalin vastaanottamista suprajohteiden kanssa yhteensopivalla tekniikalla. Tampereella valmistetaan optista signaalia vastaanottavan puolijohdesiru, University of South-Eastern Norway valmistaa optisen ja sähköisen liitännän fotodiodiin ja Suomen VTT testaa laitteen toiminnan, Viheriälä kertoo.

– Uskomme, että fotodiodille on myös muita sovelluksia alueilta, joissa tarvitaan äärimmäistä optista tiedonsiirtonopeutta.

Rahoitus projekteille on saatu Euroopan komission rahoittamasta ATTRACT-projektista, sopimusnumero 777222.

Lisätiedot:
Apulaisprofessori Antti Vehkaoja, antti.vehkaoja@tuni.fi
Dosentti Jukka Viheriälä, jukka.viheriala@tuni.fi

Teksti: Sanna Kähkönen