100GET-hankkeessa keskityttiin sadan gbps:n Ethernet-pohjaisten carrier-grade-tason liikenneverkkojen kehittämiseen. Tietoliikenne- ja tietoverkkotekniikan laitoksella tutkittiin pääosin Ethernet-tasoista kehysreititystä ja liikkuvuuden hallintaa. Hankkeessa oli mukana 40 organisaatiota viidestä maasta.

Hopeinen palkinto meni MEVICO-hankkeelle (Mobile Networks Evolution for Individual Communications Experience), joka keskittyy liikkuvan laajakaistan 3GPP LTE -verkkotekniikan kehitykseen. Tietoliikenne- ja tietoverkkotekniikan laitos jatkoi tässä projektissa 100GET-hankkeen teemoja, joiden rinnalle tuli lisäksi asiakasreunakytkennän tutkimus ja kehitys. MEVICO-hankkeeseen osallistui 23 organisaatiota 8 maasta.

Pronssipalkinto meni HOMESNET-hankkeelle (Home Base Station: An Emerging Network Paradigm), jossa keskityttiin kotitukiaseman kehittämiseen. Tietoliikenne- ja tietoverkkotekniikan laitos oli avainpartneri projektissa: Aallon tutkijat johtivat projektin työpakettia, joka keskittyi heterogeenisen langattoman verkon suorituskyvyn analyysiin, häiriön poistoon sekä energiatehokkuuteen. Lisäksi Aallon tutkijat olivat rakentamassa demonstraatiota, jolla havainnollistettiin pienen tukiaseman käyttöä etähoidon tukena hätätilanteissa. Hankkeessa oli mukana 13 organisaatiota neljästä maasta.

Celtic-Plus on teollisuusvetoinen, eurooppalainen tutkimusaloite televiestinnän, uuden median, tulevaisuuden Internetin sekä sovellusten ja palvelujen aloilla. Celtic-Plus on EUREKA-verkoston tieto- ja viestintätekniikan klusteri.

Lisätietoa:

• Tietoliikenne- ja tietoverkkotekniikan laitos
• Celtic-Plus
• 100GET- ja MEVICO-hankkeet: professorit Raimo Kantola ja Jukka Manner
• HOMESNET-hanke: professori Jyri Hämäläinen

Kartoituksessa etsityt automaatiolaitteet liittyivät teollisuuden automaatiojärjestelmiin, sähkönhallintaan, järjestelmien etäkäyttöön ja rakennusautomaatioon. Ne ohjaavat esimerkiksi voimalaitoksia, hälytyksiä ja ovien lukitusta. Asiattomien pääsy järjestelmiin voi olla tuhoisaa: kokeilumielessäkin tehty tunkeutuminen voi aiheuttaa vaurioita järjestelmässä ja sen hallitsemassa fyysisessä ympäristössä kuten tehtaassa.

– Löysimme rakennusautomaatiolaitteita myös esimerkiksi pankkikonttorissa, vankilassa ja sairaalassa. Monien löytämiemme laitteiden ei todennäköisesti kuuluisi olla julkisesti näkyvillä internetissä, sanoo professori Jukka Manner Tietoliikenne- ja tietoverkkotekniikan laitokselta.

Erityisesti etäkäyttöliittymissä oli heikkouksia tietoturvan suhteen.  Oletussalasanojen käyttö ja kaikkien internetin käyttäjien mahdollisuus päästä kirjautumissivulle näissä tärkeissä järjestelmissä ovat merkkejä tietämättömyydestä tai huolimattomuudesta.

Laitteisiin murtautumisen helppous riippuu niiden tietoturvaratkaisuista. Kartoituksessa käytetty Shodan-hakukone helpottaa haavoittuvien ja mielenkiintoisten kohteiden löytämistä. Nyt löydetyistä laitteista 60 prosentille on julkisesti tiedossa olevia haavoittuvuuksia.

– Shodan myös löytää koko ajan enemmän tuloksia eli potentiaalisesti haavoittuvia laitteita. Suomen hakutulosten määrä on kasvanut lähes 200 % vuodessa viimeisen kahden vuoden ajan. Tämä johtuu siitä, että hakukone ei ole vielä kartoittanut kuin arviolta 20–30 % Suomen IP-avaruudesta. Paljon ongelmia saattaa siis olla vielä piilossa, tutkimusapulainen Seppo Tiilikainen huomauttaa.

Maaliskuussa tehdyssä tulosten tarkistuksessa havaittiin, että osa löydetyistä laitteista on jo poistettu verkosta. Näistä laitteista 1969 oli kuitenkin edelleen esillä.

Löytöjen vakavuutta on vaikea arvioida ilman tarkempaa perehtymistä järjestelmiin. Paljon riippuu myös mahdollisen hyökkääjän taidoista ja motiiveista. Tutkijat neuvovat, että erityisesti yritysten, joiden verkoissa on paljon komponentteja ja muutoksia, tulisi aktiivisesti testata tietoturvan tasoa mahdollisten heikkojen kohtien löytämiseksi.

Tutkimus on osa Tekesin rahoittamaa DiSCI-hanketta (Digital Security for Critical Infrastructures), jossa ovat mukana myös Maanpuolustuskorkeakoulu ja Stonesoft Oyj. Tavoitteena on selvittää, miten jo olemassa olevat järjestelmät voi suojata kyberhyökkäyksiä vastaan. Raportin tulokset on annettu CERT-FI:lle.

Lataa raportti tästä

Osallistumismaksu (10€/opintopiste) maksetaan ilmoittautumisen yhteydessä. Valintaperusteena kursseille on ilmoittautumisjärjestys. Joillakin kursseilla on esitietovaatimuksia, jotka on mainittu kurssikuvauksessa. Ilmoittautuminen kesän kursseille alkaa 9.-10.4.

Lue lisää ja ilmoittaudu mukaan: http://avoin.aalto.fi

Perinteisessä langattomassa tekniikassa tietojen lähettäminen ja vastaanottaminen samanaikaisesti samalla taajuudella on mahdotonta, koska voimakas lähetyssignaali peittää alleen vastaanotettavan signaalin.  Kehitteillä oleva teknologia, joka perustuu moniantenni- eli MIMO-tekniikkaan, pyrkii vaimentamaan tätä häiriötä.

-Projektin päätavoitteena on kehittää kompakti MIMO-tekniikkaan perustuva lähetin-vastaanotin, jonka avulla tietojen lähettäminen ja vastaanottaminen on mahdollista toteuttaa samaan aikaan samalla taajuuskaistalla, professori Risto Wichman sähkötekniikan korkeakoulusta kertoo.

Hänen mukaansa kehitteillä oleva full-duplex-tekniikka parantaa merkittävästi mobiiliverkon spektritehokkuutta, jolloin verkon kokonaiskapasiteetti kasvaa.

Projekti on ainutlaatuinen, koska siinä yhdistyvät laaja-alaisesti antennisuunnittelu, digitaalinen signaalinkäsittely, radiotaajuustekniikat ja tietoliikenneteoria. Se toteutetaan yhteistyössä Tampereen teknillisen yliopiston kanssa.

Yhteistyötä tehdään myös Nizzan yliopiston, yhdysvaltalaisten Drexelin ja Ricen yliopistojen, japanilaisen Kyoton yliopiston ja argentiinalaisen Nacional del Sur -yliopiston kanssa. Suomalainen ICT-alan strategisen huippuosaamisen keskittymä TIVIT Oy tukee projektin toteuttamista.

Apua sairauksien hoitoon ja vedenpuhdistukseen

Yksi Laurilan tutkimien anturien merkittävimmistä sovelluskohteista on Parkinsonin taudin oireiden hoito. Parkinsonin tautia hoidetaan nyt muun muassa syväaivostimulaatiolla (deep brain stimulation), jossa istutetaan aivojen syvärakenteisiin sähköisesti stimuloiva elektrodi. Hoidolla voidaan helpottaa taudin oireita kuten vapinaa. Hoidon vaikutusmekanismit ovat kuitenkin vielä epäselviä. Hiilipohjaiset anturit voisivat auttaa näiden mekanismien selvittämisessä.

Elintarviketeollisuus voinee tulevaisuudessa hyödyntää hiilimateriaaleista valmistettuja antureita esimerkiksi ruoan pilaantumisen tarkkailussa tai erilaisten epäpuhtauksien jäljittämisessä. Ympäristöhuollossa antureilla voisi mitata haitallisten aineiden määrää vaikkapa kaatopaikoilla.

Samantyyppisiä antureita voisi hyödyntää myös uusien makean veden lähteiden käyttöönotossa vesipulasta kärsivillä alueilla. Hiilipohjaisilla materiaaleilla kuten timantilla ja timantinkaltaisella hiilellä on mahdollista hapettaa esimerkiksi orgaanisia epäpuhtauksia pois juomavedestä.

– Tällä hetkellä tähän käytetään usein timanttipohjaisia elektrodeja. Jos timantin voisi korvata timantinkaltaisella hiilellä, puhdistaminen olisi huomattavasti edullisempaa, Laurila sanoo.

Sähkö- ja materiaalitekniikkaa sekä biokemiaa

Laurila on valmistunut diplomi-insinööriksi materiaalitekniikan alalla, mutta tehnyt väitöskirjan sähkötekniikan osastolla (nyk. Sähkötekniikan korkeakoulu). Nykyinen tutkimusaihe on ensisijaisesti materiaalitekniikkaa ja tutkimusala lähestyy myös biokemiaa.

Laurila on tyytyväinen Aallon korkeatasoiseen aivotutkimukseen sekä hiilimateriaalitekniikan tutkimukseen, mikä mahdollistaa yhteistyön kansainvälisellä huipulla olevien ryhmien kanssa.

– Näin poikkitieteellisessä tutkimuksessa yhteistyötä voisi luonnollisesti tehdä vieläkin enemmän, Laurila toteaa.

Teksti: Terhi Upola. Kuva: Anni Hanén.

Teksti on osa artikkelisarjaa, joka esittelee Aalto-yliopiston professorien urajärjestelmään (Tenure track) valittuja Sähkötekniikan korkeakoulun uusia professoreita ja apulaisprofessoreita.

Lue lisää:

• Energia- ja ympäristöteknologian tutkimus Sähkötekniikan korkeakoulussa
• Terveys- ja hyvinvointiteknologian tutkimus Sähkötekniikan korkeakoulussa
• Kosteusnuuskija paljastaa ongelmat (Uutinen 22.2.2013)
• Krooniset kivut ja vapina hallintaan ”aivotahdistimella” (Uutinen 18.9.2012)

Nanorakenteisen, mustasta piistä tehdyn pinnan etuna on matala heijastus, jonka seurauksena suurempi osa auringon säteilystä saadaan hyödynnettyä. Pintojen passivointi nanorakenteissa on perinteisesti ollut haastavaa. Tutkijat onnistuivat siinä käyttämällä atomikerroskasvatusta säilyttäen samalla piirakenteen erinomaiset optiset ominaisuudet. Edellisen 18,2 % hyötysuhde-ennätyksen haltija NREL (U.S. Department of Energy’s National Renewable Energy Laboratory) oli käyttänyt passivointikerroksena termistä piidioksidia.

“Kvanttihyötysuhteen mittaukset paljastavat, että nanorakenteinen etupinta on sähköisesti korkealaatuinen, verrattavissa yleisesti käytettyyn pyramiditeksturoituun pintaan,” sanoo apulaisprofessori Hele Savin Aalto-yliopistosta.

Tutkijoilla on jo ideoita kennojen jatkokehitykseen. He uskovat, että selvästi yli 20 prosentin hyötysuhde on piakkoin saavutettavissa.

Tutkijat esittelivät tuloksensa SiliconPV-konferenssissa (3^rd International Conference on Crystalline Silicon Photovoltaics), joka järjestettiin 25.-27.3. Hamelinissa, Saksassa. Julkaisun nimi on “Passivation of Black Silicon Boron Emitters with ALD Al₂O₃” ja sen tekivät Päivikki Repo, Jan Benick, Ville Vähänissi, Guillaume von Gastrow, Jonas Schön, Bernd Steinhauser, Martin C. Schubert ja Hele Savin.

Robottien yhteistyö on haastavaa, sillä kullakin robotilla on oma käsityksensä maailmasta, eivätkä käsitykset yleensä ole yhtenevät. Toisaalta suuri haaste on myös yhteistyön koordinointi tilanteessa, jossa robotit liikuttavat ja kantavat yhdessä esineitä. Tällaisissa tilanteissa ihmiset käyttävät kommunikoidakseen puheen lisäksi paljon omaa kehoaan, esimerkiksi eleitä.

Robotiikan viimeaikainen kehitys on ollut vauhdikasta. Tämä näkyy esimerkiksi Googlen kehittämässä täysin autonomisessa autossa ja teollisuusrobottien kehityksessä sellaisiksi, että ne ohjelmoidaan näyttämällä niille haluttu toiminta. Robotiikan kehitys on tällä hetkellä nopeinta palveluroboteissa, joista yksinkertaisimmat, kuten robottipölynimurit, ovat jo yleistyneet. Joskus yksittäisen robotin kyvyt eivät kuitenkaan riitä tehtävän suorittamiseen. Tällöin tarvitaan yhteistyötä usean robotin kesken.

Tutkimus on osa RECONFIG-hanketta, johon Suomen lisäksi osallistuu tutkijoita Ranskasta, Ruotsista sekä Kreikasta. Kolmivuotisen hankkeen rahoittaa EU:n tutkimuksen seitsemäs puiteohjelma.

Lisätietoa

Professori Ville Kyrki
p. 050 4082035
ville.kyrki@aalto.fi
Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulu

RECONFIG - Cognitive, Decentralized Coordination of Heterogeneous Multi-Robot Systems via Reconfigurable Task Planning, http://reconfig.eu

Toimenpide nostaa yliopiston konesalikapasiteetin nykyistä tarvetta vastaavaksi ja parantaa varmistustasoa.

Katkon aikana yliopiston toimijoiden yhteystiedot löytyvät Aalto People -palvelusta (people.aalto.fi). Katko ei vaikuta korkeakoulujen Facebook-sivuihin tai muihin yliopiston sosiaalisen median kanaviin.

Lisätietoa:

projektipäällikkö Hannu-Pekka Poikonen, IT-palvelut, puh. +358 50 310 4808
hannu-pekka.poikonen@aalto.fi

Jää ja laiva mittausten kohteena

Mikko Suomisen tutkimusaiheet liittyivät laivan runkoon kohdistuviin jääkuormiin ja jääolosuhteiden tutkimiseen. Erityisesti hän toivoo löytävänsä lisää tietoa erilaisten jääolosuhteiden vaikutuksesta jääkuormiin.

Käytännössä hän keräsi tutkimusdataa laivaan asetettujen antureiden avulla, jääkenttää visuaalisesti havainnoiden sekä jään lujuutta mittaamalla.

Laivalle asennetut anturit keräsivät dataa jään murtamisesta laivan rungolle aiheutuvista kuormista ja jäälohkareiden potkuriakselille aiheuttamista kuormista. Visuaalisin havainnoin tarkasteltiin esimerkiksi jään paksuutta ja sitä, kuinka suuri osuus meren pinnasta oli jään peitossa.

Jään lujuus mitattiin jäälohkareista, joita Suominen sai tutkittavaksi hakemalla niitä laivan ympäriltä kolmen muun henkilön kanssa. Nelikko laskettiin jäälle laivan kannelta nosturilla. Lohkareet irrotettiin moottorisahalla. Ne nostettiin laivaan ja niiden taivutus- ja puristuslujuutta mitattiin laitteilla, jotka oli ennen lähtöä rahdattu Suomesta laivaan.

Aalto-yliopiston tutkijat ovat aiemmin keränneet vastaavanlaista dataa Itämerellä ja laboratorio-olosuhteissa. Etelämantereen tutkimusmatkalla kertyneen datan avulla Suominen pääsee nyt vertailemaan monivuotisen jään, yksivuotisen jään ja tarkoin hallituissa oloissa muodostetun laboratoriojään aiheuttamia jääkuormia.

Jani Hoikkala ja Mikko Suominen kollegoineen ottavat ensimmäistä jäänäytettä kairan, moottorisahan, lapion ja kaksipuolisen koukun avulla. Kuvan jää on muodostunut monen vuoden aikana. Isot lohkareet ovat kerrostunutta ja pystyyn noussutta vanhaa jäätä. Näytteiden hakijoilla oli turvallisuussyistä toiseen näytteen hakijaan kiinnitetty köysi, joka oli kiinnitetty itsestään täyttyvien pelastusliivien selkäosaan.

Stereokamera mittasi jään paksuutta

Jakke Kuloveden tutkimus liittyy jään paksuuden mittaamiseen ja konenäköalgoritmien kehittämiseen mittauksen automatisointia varten. Tutkimusta varten laivan kylkeen oli asennettu metrin pituiseen varteen stereokameralaitteisto, joka kuvasi alla olevaa jäätä laivan edetessä. Jään reuna kääntyi ylöspäin laivan halkoessa sitä, jolloin sen paksuuden pystyy mittaamaan kalibroitujen stereokameroiden kuvista konenäön menetelmin.

Jään paksuus vaihteli Kuloveden arvion mukaan 60 senttimetristä ainakin neljään metriin.

− Paksuimmissa kohdissa jää ei tule kokonaan näkyviin, joten sen todellista paksuutta on vaikea arvioida, hän kertoo.

Kuloveden tutkimuksen tavoitteena on kehittää kuvankäsittelyyn perustuva automaattinen jäänpaksuuden mittausmenetelmä.

Kertynyttä paksuustietoa on tarkoitus käyttää myös Suomisen tutkimuksessa. Hän aikoo esimerkiksi vertailla paksuustietoja laivassa samaan aikaan mitattuihin jääkuormatietoihin.

Stereokamerat kuvasivat jäätä matkan ajan jäänpaksuuden automaattisen mittauksen kehittämistä varten. Taustalla mannerjään reuna ja jääpingviinejä.

Antarktis kylpi valossa

Aalto-yliopiston kontakti Etelä-Afrikan ympäristöministeriöön syntyi sitä kautta, että S. A. Agulhas II rakennettiin Suomessa. STX Finland Rauman telakka luovutti 135 metriä pitkän laivan Etelä-Afrikan ympäristöministeriölle huhtikuussa 2012.

Laiva starttasi Antarktikselle Kapkaupungista. Matka mantereen luo kesti puolitoista viikkoa. Laiva kulki tutkimustukikohtien väliä sekä vieraili Etelä-Georgian saarella ja Eteläisillä Sandwich-saarilla ennen paluumatkaa. Eteläisimmillään alus kävi 70. leveyspiirin eteläpuolella. Toisinaan laiva jumittui jäihin päiväksi tai pariksi. Siitä huolimatta laiva saapui ajoissa takaisin Kapkaupunkiin helmikuun lopussa. Jumitukset oli otettu huomioon aikataulua laatiessa. Antarktis kylpi matkan aikaan valossa, koska siellä oli matkan aikaan keskikesä. Olosuhteet laivan sisällä olivat arkiset. Nettiyhteydet pätkivät. Sähköpostien lukukertojen väleissä saattoi olla viikkoja. Ruokailuajat olivat lyhyitä ja annokset toisinaan pieniä.

Rahoitus mittausmatkaa varten järjestyi Tekes-projektin NB1369 PSRV full scale ice trials kautta, jossa partnereina ovat Aalto-yliopiston lisäksi Suomesta Aker Arctic Technology, Oulun yliopisto, Rolls-Royce, Wärtsilä ja STX Finland, sekä DNV Norjasta ja Etelä Afrikasta Stellenboschin yliopisto ja Etelä-Afrikan ympäristöministeriö.

Seuraavaksi on edessä laajan mittausdatan analysointi. Tulokset tulevat aikanaan osaksi Suomisen ja Kuloveden väitöskirjoja.

Tutkijat asettuivat kameran eteen sillä aikaa, kun laivan nosturi nosti jäänäytteet laivaan.

Teksti: Minna Pihlava
Kuvat: Jakke Kulovesi

Lisätietoja:

Mikko Suominen
mikko.suominen@aalto.fi

Jakke Kulovesi
Jakke.Kulovesi@aalto.fi

Perusteet

Liisa Halonen on toiminut Aalto-yliopiston ja sitä edeltäneen Teknillisen korkeakoulun valaistusyksikön professorina vuodesta 1993. Hän on vastuussa Aalto-yliopiston valaistustekniikan kandi-, maisteri- ja jatkotason opiskelijoiden valaistusopetuksesta. Liisan johdolla Aalto-yliopiston valaistusyksiköstä on muodostunut yksi maailman johtavista valaistuslaboratorioista. Tällä hetkellä valaistusyksikössä työskentelee 25 ihmistä.

Liisan tehtäviin on kuulunut yli 70 kansallisen ja kansainvälisen tutkimusprojektin luotsaaminen. Hän on toiminut lukuisissa EU-projekteissa koordinaattorina ja partnerina. Hän on myös koordinoinut IEA:n Annex 45 -projektia ”Energy Efficient Electric Lighting for Buildings”, jossa 29 maata yhdessä mietti energiatehokkuutta ja valaistuksen laatua.

Valaistusyksikkö tekee merkittävää soveltavaa leditutkimusta sisä- ja ulkovalaistuksen alueilla. Liisa on myös koordinoinut useita EU:n ja Aasian kehitysmaiden välisiä ledi- ja aurinkoenergiaprojekteja.

Liisa on Suomen edustaja kansainvälisen valaistusalan katto-organisaatio CIE:n 3. divisioonassa ja jäsenenä useassa CIE:n teknisessä komiteassa. Lisäksi hän on puheenjohtajana CIE:n mesooppisessa teknisessä komiteassa, jossa valmistellaan tievalaistuksen mitoituksen ohjetta.

Liisan työpöydältä on lähtenyt maailmalle yli 250 valaistusalan julkaisua ja hän ohjaa parhaillaan kymmentä valaistusalan väitöskirjantekijää.

Liisa Halonen on ollut useaan kertaan Suomen Valoteknillisen Seuran hallituksen jäsen.

Liisan uravalintaan on saattanut vaikuttaa se, että hän on seurannut Suomen valaistusalan kehitystä vauvasta saakka. Hänen isällään oli suuri valaistus- ja sähköalan suunnittelutoimisto.

Palkinto

Valaistunut persoona -palkinto myönnetään henkilölle, joka on toiminut Suomen Valoteknillisen Seuran jäsenenä vähintään 5 vuotta, ja on vaikuttanut merkittävästi valaistusalalla pitkällä aikavälillä. Palkintoina on 1000 euron tunnustuspalkinto sekä kunniakirja. Palkintolautakunnassa olivat edellisvuoden palkitut Jyväskylän apulaiskaupungininsinööri Kari Ström ja Osram Oy:n myyntijohtaja Marko Martikainen. Lautakunnan puheenjohtajana toimi hallituksen jäsen arkkitehti Marjut Kauppinen.

Reunoja käyttämällä nestepisarat voi rajata pinnalla tarkasti määrättyihin muotoihin, esimerkiksi ympyröiksi.

– Nesteiden asettuminen tarkalleen ympyrän muotoon on välttämätöntä vaikkapa sellaisten linssien valmistuksessa, jotka ovat aluksi nestemäisessä muodossa ja sitten kovetetaan. Ympyräkuvioidut reunat mahdollistavat erikokoisten ja -kaarevuuksisten linssien valmistuksen säilyttäen linssin pohjan täydellisen ympyrämuodon, kertoo tohtorikoulutettava Ville Liimatainen Mikro- ja nanorobotiikan tutkimusryhmästä.

Tutkijoiden kehittämässä menetelmässä reunarakenteen vaikutus nesteiden hallitsemiseen perustuu puhtaasti geometriaan. Rakenteen valmistusprosessissa ei siis muokata pinnan kemiallisia ominaisuuksia ollenkaan, joten se voidaan toteuttaa erilaisille materiaaleille kuten piille, lasille, tai metalleille.

Jaksollisesti toistuvat reunat mahdollistavat eri kokoisten pisaroiden muodostamisen ja nesteiden pintavirtausten ohjailun. Kuvan oikeudet: Liimatainen, V., Sariola, V. and Zhou, Q. (2013), Controlling Liquid Spreading Using Microfabricated Undercut Edges. Adv. Mater., 25: 2275–2278. doi: 10.1002/adma.201204696 Copyright Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. Reproduced with permission.

Kuin akvedukti ilman seiniä

Rakenteen avulla neste saadaan myös leviämään pinnalla haluttuun suuntaan reunojen ohjaamana. Rakennetta voi käyttää vaikkapa ohjatessa pintamikrovirtauksia. Niitä voidaan hyödyntää lab-on-a-chip-sovelluksissa, joissa tutkitaan esimerkiksi nesteiden välisiä kemiallisia reaktioita pienelle sirulle rakennetussa laboratoriossa.

– Tällaisiin mittauksiin liittyy yleensä hyvin pienten nestevirtausten ohjaaminen mikrokanavissa. Suunnittelemamme kanavat ovat kuin akvedukteja ilman seiniä. Niissä sellaiset nesteet, joilla on matala pintajännitys, leviävät kanavan ohjaamana ilman alamäkeäkin, Liimatainen selittää.

– Tulevaisuudessa tällaisia pintoja voitaisiin käyttää esimerkiksi rakennusten ulkopinnoilla sadevesien ohjaamiseen, hän maalailee.

Nesteiden leviämisen hallinta on kriittistä myös pisaroihin perustuvassa mikrofluidistiikassa, kapillaari-ilmiötä hyödyntävissä kanavissa, biologisten näytteiden seulonnassa ja mikrosirujen itsekohdistuksessa.

Reunoista muodostetuilla sisäkkäisillä kuvioilla saadaan aina samanmuotoisia pisaroita halutun kokoisina.

Tutkimuksen suorittivat Ville Liimatainen ja Veikko Sariola dosentti Quan Zhoun johdolla. Se on julkaistu tuoreessa Advanced Materials -lehdessä.

Lisätietoa:

Mikro- ja nanorobotiikan tutkimusryhmä (Automaatio- ja systeemitekniikan laitos)

Sivun ylälaidan kuva: Matalan pintajännityksen omaavat nesteet leviävät helposti pinnoilla, ja leviämistä voidaan ohjailla reunarakenteista muodostetuilla suljetuilla poluilla.

Kuvan oikeudet: Liimatainen, V., Sariola, V. and Zhou, Q. (2013), Controlling Liquid Spreading Using Microfabricated Undercut Edges. Adv. Mater., 25: 2275–2278. doi: 10.1002/adma.201204696

Copyright Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. Reproduced with permission.

Nanorakenteisen, mustasta piistä tehdyn pinnan etuna on matala heijastus, jonka seurauksena suurempi osa auringon säteilystä saadaan hyödynnettyä. Apulaisprofessori Hele Savinin johtama tutkimusryhmä Aalto-yliopistossa tutkii pääasiassa kiteisiä piiaurinkokennoja, joita nykyisin markkinoilla olevat aurinkokennot pääosin ovat.

”Piin etuja ovat pitkän ajan vakaus, alkuaineen riittävyys, edullisuus ja myrkyttömyys sekä pitkälle kehittynyt valmistusteknologia. Lisäksi näiden aurinkokennojen etuna on suhteellisen korkea hyötysuhde ja se, että teknologia on yhteneväistä nykyisen puolijohdeteollisuuden valmistusteknologioiden kanssa”, Hele Savin kertoo. Teknologiassa on kuitenkin edelleen kehitettävää ja parannettavaa.

Savinin mukaan tutkijoita työssä motivoi se, että alan valmistusteknologian toimijat ovat suuria yrityksiä ja siksi uusia ideoita ja parannuskeinoja päästään kokeilemaan yhteistyöyritysten kanssa heti isossa mittakaavassa.

Lupaavia tekniikoita testauksessa

Aurinkokennojen tehokasta toimintaa voivat haitata piin epäpuhtaudet. Koska aurinkokennoissa ei voida käyttää yhtä puhdasta piitä kuin esimerkiksi mikroelektroniikassa, niissä on enemmän epäpuhtauksia.  Lisäksi kenno käyttää hyväkseen koko piikiekkoa toisin kuin esimerkiksi transistorit, jotka sijaitsevat piikiekon pinnassa, ja siksi epäpuhtauksien kontrollointiin ei voi käyttää samoja menetelmiä kuin mikroelektroniikassa.

Yhtenä tavoitteena Savinin johtamassa tutkimuksessa onkin tuottaa yhtä tehokkaita aurinkokennoja edullisesta likaisesta piistä kuin kalliista puhdistetusta piistä. ”Tässä olemme jo aika pitkälle onnistuneetkin. Muutamia lupaavia tekniikoita testataan parhaillaan johtavan eurooppalaisen aurinkokennovalmistajan tuotantolinjalla.” 

Uutena tutkimusalueena on lisäksi piikennojen niin sanottu valodegradaatio. Haitallinen valodegraatio laskee aurinkokennojen hyötysuhdetta useita prosenttiyksiköitä ensimmäisen vuorokauden aikana, minkä jälkeen tilanne vakaantuu. Tavoitteena on ymmärtää, mistä ilmiössä on kysymys ja mikä sen aiheuttaa. Ilmiön ymmärtäminen edesauttaa sellaisten menetelmien kehittämistä, joilla haitallinen degradaatio voitaisiin minimoida ja mahdollisesti poistettua kokonaan.

Hele Savin on saanut tutkimukseen Euroopan tutkimusneuvoston ERC:n mittavan rahoituksen. Kustannustehokkaita aurinkosähköisiä materiaaleja kehitetään myös osana Suomen Akatemian Fotoniikka-tutkimusohjelmaa.

Lisätietoa

Apulaisprofessori Hele Savin
Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulun mikro- ja nanotekniikan laitos
p. 050 541 0156
hele.savin@aalto.fi

Suosituin ohjelma oli Master’s Programme in Communications Engineering – Networking Technology, johon haki 167 ihmistä. Seuraavaksi eniten, 134 hakijaa sai Master’s Programme in Electrical Engineering: sen hakijamäärä kasvoi 24 prosentilla verrattuna edellisvuoteen. Nämä kaksi ohjelmaa olivat myös koko Aalto-yliopiston kaksi suosituinta tekniikan alan ohjelmaa.

Hakemuksia saapui eniten intialaisista, suomalaisista, pakistanilaisista, kiinalaisista ja ruotsalaisista korkeakouluista. Suomalaisten korkeakoulujen osuutta kasvatti viime vuoteen verrattuna erityisesti ammattikorkeakoulututkinnon suorittaneiden hakijoiden lisääntyminen. Kansallisuutta tarkastellessa viisi suurinta olivat Intia, Pakistan, Kiina, Nepal ja Iran. Intialaisten ja pakistanilaisten hakijoiden määrä nousi, vastaavasti kiinalaisten laski.

Valituilla 26 eri kansallisuutta

Vuoden 2013 maisterivalinnan tulokset julkaistiin perjantaina 26.4. klo 10.

Kansainvälisiin maisteriohjelmiin valittiin yhteensä 142 uutta opiskelijaa. Keskimäärin 24 % kaikista hakijoista pääsi sisään. Valittujen joukossa oli 26 eri kansallisuutta. Kaiken kaikkiaan hakijoiden tasoa pidettiin erittäin hyvänä.

Lisäksi suomenkielisiin maisteritason ohjelmiin valittiin 22 uutta opiskelijaa.

Laitosten yhdistymisen valmistelua päätettiin jatkaa yhteistoimintaneuvottelujen päätyttyä. Tavoitteena on valmistella asia kesäkuun Aalto-yliopiston hallituksen kokoukseen. Käytännön yhdistymistoimenpiteet toteutetaan paikallisesti vuoden 2013 aikana.

Laitosten toiminta tapahtuu nykyisin kolmessa eri rakennuksessa. Pidemmän aikavälin visio on, että laitoksen toiminta tapahtuisi 1–2 eri rakennuksessa.

Toistaiseksi voimassaolevassa työsuhteessa olevan akateemisen henkilöstön vähentämistarpeen todettiin olevan 10 henkilöä. Laitoksen akateemiselle henkilöstölle tarjotaan työnhakuvalmennusta.

Lisätietoja

Korkeakoulun edustaja professori Jorma Kyyrä, jorma.kyyra@aalto.fi, p. 050 563 9146
Dekaani Tuija Pulkkinen, tuija.pulkkinen@aalto.fi, p. 050 591 6013

Khanal suoritti BSc-tutkintonsa Katmandun yliopistossa Nepalissa vuonna 2008. Syksyllä 2010 hän tuli Aalto-yliopistoon opiskelemaan Master’s Programme in Radio Science and Engineering -koulutusohjelmassa. Valmistumisen jälkeen hän on toiminut jatko-opiskelijana Radiotieteen ja -tekniikan laitoksella.

Finntesting-yhdistys on eurooppalaisten Eurolab ja Eurachem -yhteistoimintaelinten suomalainen jäsenyhdistys. Seura edistää suomalaisten testausalan organisaatioiden ja yritysten mahdollisuuksia saada tietoa alan eurooppalaisista ja kansainvälisistä yhteishankkeista sekä parantaa mahdollisuuksia vaikuttaa ja osallistua niihin. Seura pyrkii myös toimimaan kansallisesti uranuurtajana esittelemällä uusia alan laadunvarmistukseen sekä laatu-, ympäristö- ja turvallisuusjohtamiseen liittyviä toimintatapoja ja käsitteitä.

Tero Kiuru väitteli Sähkötekniikan korkeakoulun radiotieteen ja -tekniikan laitoksella vuonna 2011. Hän työskentelee nykyään tutkijana VTT:llä.

XXXIII Radiotieteen päivät ja SMARAD-seminaari pidettiin Espoon Otaniemen Dipolissa keskiviikkona ja torstaina 24.–25. huhtikuuta 2013. Järjestäjinä olivat Suomen radiotieteen kansalliskomitea (URSI) ja SMARAD (Suomen Akatemian rahoittama älykkäiden radioiden huippuyksikkö).

– Radioteleskooppi on kuin aikakone. Jos haluat näyttää nuoremmalta, ole mahdollisimman kaukana siitä, kuvaili Turun yliopiston professori Esko Valtaoja radioastronomian tärkeimmän havaintovälineen toimintaa. Radioteleskooppi paljastaa kaukaisten galaksien saloja niiden lähettämän radiosäteilyn perusteella.

Viime maaliskuu oli jokaisen radioastronomin kohokohta. Silloin julkaistiin Planck-tiedesatellittiin havaintoja, jonka kehittämisessä suomalaiset ovat olleet vahvasti mukana. Satelliitin mittaaman kosmisen taustasäteilyn avulla saatiin uutta tietoa maailmankaikkeudesta sen syntyhetkistä lähtien.

Myös langaton tiedonsiirto perustuu radioaaltoihin. Kännykät ovat sekä radiolähettimiä että –vastaanottimia. Uusinta teknologiaa edustavat 4G-verkot.

– Langattomien laitteiden määrä tulee kasvavamaan räjähdysmäisesti viidestä miljardista jopa 50 miljardiin vuoteen 2020 mennessä, Nokian tutkimuskeskuksen johtava tutkija Mikko A. Uusitalo ennusti ja lupasi mielenkiintoisia uutuuksia kuluttajille lähiviikkoina.

Nämä puheenvuorot esitettiin Otaniemessä 24.–25.4. järjestettyjen Radiotieteen päivien avajaisissa. Järjestyksessään 33. tapahtuma juhlisti myös Radiopäivien 60-vuotista historiaa. Lisäksi tilaisuus toimi Suomen Akatemian rahoittaman älykkäiden radioiden huippuyksikön SMARADin päätösseminaarina.

Nanomateriaalit kuuma puheenaihe

Radiotieteiden päivien puheenjohtaja professori Ari Sihvola Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulusta näkee alan tulevaisuuden hyvin valoisana.

– Suomessa on aktiivista ja laaja-alaista tutkimusta. Nokian ansiosta korostuvat etenkin mobiili- ja tietoliikennetekniikan osa-alueet, hän sanoo.

Yksi alan kuuma aihe on hänen mukaansa uudet kompleksiset materiaalit eli meta-aineet, joita voidaan soveltaa esimerkiksi aurinkokennoissa paremman hyötysuhteen saamiseksi. Myös monissa kuvantamis- ja sensorisovelluksissa niistä on valtavasti hyötyä.

– Esimerkiksi metalleista ja eristeaineista valmistettujen  metamateriaalien avulla linssien näkötarkkuutta voidaan parantaa huikeasti. Heliksin muotoinen rakenne voi vaikkapa moninkertaistaa tai minimoida radioaallon heijastumisen, Sihvola kertoo.

Aalto-yliopiston radiotieteen ja -tekniikan laitoksen tutkimus painottuu kaikentaajuisten sähkömagneettisten kenttien ja aaltojen fysiikan ymmärtämiseen aina terahertsialueelle asti. Laitoksella on kolme radiotekniikan tutkimusryhmää, kaksi sähkömagnetiikan ryhmää sekä piiriteorian ja avaruustekniikan tutkimusryhmät.

Teksti: Marja Saarikko. Kuva: Anni Hanén.

Sähkötekniikan korkeakoulusta tapahtumassa on mukana kolme opiskelijaa:

Image credits: MoA 2013	Annika Santanen, bioinformaatioteknologia Diplomityön nimi: Potassium channel expression in cardiomyocytes derived from human induced pluripotent stem (iPS) cells Tiivistelmä: iPS (induced pluripotent stem cells) technology enables differentiated cells to be reprogrammed into stem cells in defined conditions and then to be differentiated into the desired cell type. iPS-technology allows usage of iPS-cells derived from a patient's own cells in clinical treatments, avoiding immunological rejection and the ethical issues associated with embryonic stem cells. iPS-cells can also be used to create disease models. I used them to study an inheritable heart disease.
Image credits: MoA 2013	Marcin Nagy, Communications Engineering Diplomityön nimi: Usage of FEC for Rate Adaptation Tiivistelmä: My thesis is about achieving the best quality of experience for video applications.
Image credits: MoA 2013	Henna Tahvainainen, Electrical Engineering Diplomityön nimi: Modelling body vibration and sound radiation of a modified kantele Tiivistelmä: The kantele is a string instrument that belongs to the family of zithers. It is played by 16 peoples across the Nordics, Baltics and Russia. While being played on its own earlier, the kantele is now part of various ensembles performing in large spaces. My thesis brings physics-based modelling methods and traditional lutherie together, and the result is a deeper understanding of the kantele acoustics, particularly in helping to make the instrument louder.

Näyttelyn lisäksi Masters of Aalto kutsuu kävijänsä toukokuussa mukaan yleisötilaisuuksiin, seminaareihin ja työpajoihin. Tilassa toimii tapahtuman ajan myös muotoilijoiden tuotteiden myyntipiste ja opiskelijoiden pitämä kahvila.

Masters of Aalto -tapahtuma 8.–26.5.2013, Kruununmakasiini, Hämeentie 39, Helsinki. Näyttely on avoinna ma–pe klo 12–20 ja viikonloppuisin klo 12–18. Vapaa pääsy.

Opastettuja kierroksia voi tilata s-postilla: moa@aalto.fi. Paikanpäälle löytää helposti kirjoittamalla Reittiopas.fi:hin määränpääksi MoA.

Seuraa Masters of Aallon etenemistä osoitteessa moa.aalto.fi.

Aivojen verenkiertohäiriö vaikuttaa potilaan toimintakykyyn

Yleisin aivojen toimintahäiriö on aivoverenkiertohäiriö eli AVH, joka voi olla esimerkiksi aivoverisuonen tukos eli aivoinfarkti tai aivoverisuonen repeämän aiheuttama verenvuoto. AVH on suomalaisten kolmanneksi yleisin kuolinsyy. Suomessa AVH-tapauksia on vuosittain noin 15 000. Se ei ole pelkästään vanhojen ihmisten tauti, vaan moni työikäinenkin sairastuu.

AVH aiheuttaa hermokudosvaurion, joka voi vaikuttaa henkilön fyysiseen, psyykkiseen ja sosiaaliseen toimintakykyyn. Siitä voi seurata erilaisia fyysisiä oireita, kuten halvauksia ja tuntopuutoksia, sekä häiriöitä henkisessä suoriutumisessa, kuten puheessa, havaitsemisessa ja päättelykyvyssä.  Toimintakykyyn vaikuttavia neurologisia oireita ilmenee noin puolella AVH:sta selviytyneistä. 

Oireita voi hoitaa kuntoutuksella riippumatta potilaan iästä, sukupuolesta tai sairauden vaikeusasteesta (Aivoinfarktin käypä hoito -suositus, 2006).

Koetilassa simuloidaan potilaan selviytymistä arkielämän ärsykkeiden keskellä

Kuntoutuspoliklinikalle avattava SALI-niminen koetila on tarkoitettu lähes oireettomien ja takaisin työelämään pyrkivien AVH-potilaiden neuropsykologisen toimintakyvyn arviointiin ja kuntoutukseen.

Pelissä tehtävänä voi olla esimerkiksi tietyn väristen, seinällä vilistävien pallojen koskettaminen. Kuvassa avustaja demonstroi kuntoutustilassa toimimista. Kuvaaja: Anni Aarinen

SALIn avulla pystytään arvioimaan ihmisen aivojen toimintoja, jotka liittyvät esimerkiksi havaitsemiseen, tunnistamiseen, päättelyyn ja muistamiseen. Potilaalle esitetään erilaisia ärsykkeitä kuten ääniä ja erimuotoisia tai värisiä kuvioita, joihin on reagoitava tietyn logiikan mukaan: esimerkiksi siirtymällä tilassa tiettyyn paikkaan tai koskettamalla tiettyä kohtaa seinässä.

– Useiden ärsykkeiden yhtäaikaista käsittelyä tarvitaan jokapäiväisestä elämästä selviytymiseen. Esimerkiksi katua ylittäessä täytyy samaan aikaan kävellä, väistää autoja ja muita liikkujia sekä tarkkailla liikennevaloja samalla, kun altistutaan melulle ja muille keskittymistä vaikeuttaville häiriöille, kertoo laboratorioinsinööri Matti Linnavuo Aalto-yliopistosta.

Lisätietoa

Professori Raimo Sepponen
Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulu, elektroniikan laitos
raimo.sepponen@aalto.fi
p. 050 551 2223

Laboratorioinsinööri Matti Linnavuo
Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulu, elektroniikan laitos
matti.linnavuo@aalto.fi
p. 0400 618 530

Ihon alla oleva, paljain silmin nähtävä rasva ei välttämättä korreloi sisäelinrasvan määrän kanssa – hoikkakin ihminen voi olla ”sisäisesti lihava”. Kehon sisällä piilevä rasva saattaa olla terveysriski: metabolinen oireyhtymä on yhteinen tekijä ainakin syövälle, diabetekselle, valtimonrasvoittumistaudille ja neurologisille häiriöille sekä välillisesti psykiatrisille häiriöille ja sydämen vajaatoiminnalle. Nämä suomalaisiakin vaivaat krooniset sairaudet vastaavat suurta osaa terveydenhuollon kustannuksista ja heikentävät monen ihmisen terveyttä.

Sisäelinten ympärille kertyvän rasvan määrää on hyvää pitää silmällä terveystarkastusten yhteydessä. Näin riskiryhmät ehditään tunnistaa ja elintapoja muuttaa ennen kuin vakavia terveysongelmia syntyy. Magneettikuvaukset ja röntgentomografiat ovat kuitenkin liian kalliita toimenpiteitä rutiinitarkastuksiin käytettäviksi. Aalto-yliopiston tutkijoiden kehittämä laite sen sijaan on niin edullinen, että sellaisia on varaa hankkia työterveyshuoltoon ja terveyskeskuksiin.

Vatsan alueelta otetut magneettikuvat, joissa näkyy ihonalainen rasva ja sisäelinten ympärille kertynyt rasva. Rasvakudokset näkyvät vaaleana alueena. Magneettikuvaus on tarkka mutta kallis menetelmä sisäisen rasvan määrän mittaamiseen eikä siksi sovellu seulontatyyppiseen käyttöön.

Laitteen prototyyppi on valmis. Alustavat tulokset vaikuttavat lupaavilta. Helsingin ja Uudenmaan sairaanhoitopiirin (HUS) radiologiaosastolla tullaan aloittamaan pilotti, jossa magneettikuvauksen avulla arvioidaan laitteen ottamien sisäelinkuvien tarkkuutta. 

Kuvassa sisäisen rasvan mittarin prototyyppi ilman koteloa. Menetelmä perustuu eri kudosten määrän ja jakautuman toteamiseen niiden sähköisten ominaisuuksien perusteella: rasvakudos johtaa huonosti sähköä verrattuna lihaskudokseen ja sisäelimiin. Tutkittava henkilö seisoo hetken laitteen kelan sisällä. Heikon vaihtomagneettikentän avulla saadaan selville kehon rasvakudoksen määrä ja jakautuma ihonalaisen ja sisäisen rasvan välillä.

Lisätietoa

Professori Raimo Sepponen
Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulu, elektroniikan laitos
raimo.sepponen@aalto.fi
p. 050 551 2223