Pienoismalleja hyödyntävissä akustisissa mittauksissa tarvitaan äänilähde, joka on taajuudeltaan leveäkaistainen, ympärisäteilevä (omnidirectional), massaton ja mahdollisimman pieni. Pienten elektrodien väliin synnytettyjä sähkökipinöitä on käytetty tällaisina lähteinä vuosikymmenet. Kipinät eivät kuitenkaan ole täysin ideaalisia tähän tarkoitukseen, koska elektrodien läheisyys antaa epätoivotun suuntakuvion äänilähteelle ja niiden tuottama pulssi on jokaisessa kipinässä hieman erilainen.

Aalto-yliopiston ja Helsingin yliopiston akustiikan tutkijat lähtivät yhdessä etsimään mittauksille sopivampaa äänilähdettä. He kokeilivat laserin käyttöä äänilähteiden tuottamisessa. Kun hyvin pieni osa ilmaa kuumennetaan fokusoidulla lasersäteellä tuhansien asteiden lämpötilaan, kyseiseen kohtaan ilmestyy pieni plasmapallo, joka lähettää yhden akustisen impulssin. Tutkijat veivät lasersäteen pienoismallissa olevan ikkunan läpi sisälle tilaan, jolloin onnistuttiin tuottamaan ideaalinen mittaussignaali ilman minkäänlaista kaiutinta tai elektrodiparia.

Tutkimus julkaistiin akustiikan alan johtavassa lehdessä Journal of the Acoustical Society of American huhtikuun numerossa: J. G. Bolaños et al., J. Acoust. Soc. Am. 133, EL221, 2013.

Lisätietoa

Professori Ville Pulkki
Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulu, signaalinkäsittelyn ja akustiikan laitos
p. 050 520 8392
ville.pulkki@aalto.fi

Sähkö ei vielä pahemmin liikutaautoja Suomen kaduilla ja maanteillä. Liikenteen tur­vallisuus­virasto Trafin mukaan liikennekäytössä olevia sähköautoja oli maassamme 194 kappaletta vuoden 2012 lopussa.

”Jotta sähköautot yleistyisivät, pitäisi niille rakentaa latauspaikkoja, ja jotta latauspaikat yleistyisivät, pitäisi olla enemmän sähköautoja. Tämä on
muna-kana -tilanne”, huokaa Sähkötekniikan korkeakoulun professori Matti Lehtonen.  

Pääkaupunkiseudulla sähköautojen kadunvaltausta on kuitenkin päätetty tukea. Lehtonen toimii vastuullisena tutkijana eSINi-tutkimusprojektissa, jonka tavoitteena on mahdollistaa sähköajoneuvojen käyttöönotto suomalaisissa kaupunkiympäristöissä. Projekti on mukana toteuttamassa Helsingin, Espoon ja Vantaan alueelle suunnitel­tavaa latausinfrastruktuuria. 

”Helsingin kaupunki on jo tehnyt yleissuunnitelman sadasta osoitteesta, joihin on mahdollista laittaa sähköautojen latauspisteitä. Vuoden 2013 aikana on tarkoitus rakentaa 30 latauspistettä Helsinkiin”, kertoo eSINi-projektipäällikkö Veikka Pirhonen BIT-tutkimuskeskuksesta.

Kun pääkaupunkiseudulle rakennetaan latausinfrastruktuuri, erilaisten sähköautoihin liittyvien sovellusten kehittämiselle saadaan testiympäristö. Se voi vauhdittaa sähköautojen laajempaa yleistymistä myös maanteille.

Tolppia oikeisiin paikkoihin

Kaupunkiympäristössä latauspisteet on Matti Lehtosen mukaan mahdollista integroida pysäköintiin – yleensähän autot seisovat joka tapauksessa parkkiruudussa suurimman osan ajasta. 

”Nykivä kaupunkiajo kuluttaa polttoainetta enemmän kuin maantieajo, joten kaupungissa sähköauto on yliveto.”

Urbaanit ajomatkat ovat lyhyitä, eikä lataamisesta tarvitse murehtia. Mutta kun kaupunkilainen ajaa mökilleen, tilanne on toinen. Lehtonen myöntää, että olisi kestämätöntä jonottaa ruuhkahuipussa kymmenen tuntia lähialueen ainoalle lataustolpalle. 

Jotta sähköautoilu olisi joustavaa, pitäisi latauspisteitä olla tarpeeksi paljon ja oikeissa paikoissa. eSINi-projektissa mukana olevalla yhdyskunta- ja ympäristötekniikan laitoksella tutkitaan liikennevirtoja – sitä, kuinka paljon autoja on tiettyinä hetkinä tietyissä paikoissa. 

”Liikennemääriä sekä -jakaumaa voidaan mallintaa ja lataamisaikoja simuloida. Siten selvitetään, miten tiheässä tolppia pitää olla. Latauspistokkeita
pitää olla enemmän kuin autoja. Niitä pitää olla kodin parkkipaikalla, työpaikan pihalla ja marketin hallissa.”

Uusiutuva energia avuksi

Veikka Pirhonen kertoo, että autojen pikalataaminen paranee koko ajan. Alle puolessa tunnissa saa jo pikaladattua sadan kilometrin ajomatkan, mutta lataaminen ei saisi rasittaa sähköverkkoa liikaa.

”Jos sähköverkon yhteydessä olisi varasto uusiutuvaa energiaa, kapasiteettia lataamiseen olisi tarpeeksi myös ruuhka-aikana.”

Sähköautojen todellisesta ekologi­suudesta voi käydä keskustelua, sillä ­onhan sähkökin tuotettava jollain. 

”Pahimmassa tapauksessa saastepilvi siirretään pakoputken päästä piipun päähän. Mutta uusiutuvan energian käyttö lisääntyy jatkuvasti”, Matti
Lehtonen toteaa. 

Lehtosen mukaan sähköä on uusiutuvien energiamuotojen ansiosta joskus jopa liikaa – eikä sähköverkko pysty ottamaan sitä kaikkea vastaan. Esimerkiksi Saksassa, jossa käytetään paljon aurinko- ja tuulivoimaa, on ajoittain negatiivinen hinta sähköpörssissä. 

”Ylimääräinen sähkö voi vaarantaa siirtoverkon stabiiliuden. Sähköauton lataamista voisikin käyttää tasoittamaan kulutuksen ja tuotannon välistä epätasapainoa.”

Mahdollisuus bisnekseen

Sähköautoinfrastruktuuriin kietoutuu erilaisten palvelujen ja liiketoiminnan verkosto. Eivät bensa-asematkaan tienaa pelkällä polttoaineella, vaan niiden yhteyteen on syntynyt muutakin bisnestä – kahviloita, ravintoloita, kauppoja ja tarvikemyyntiä. Latauspisteet voisivat myös houkutella esimerkiksi marketteihin asiakkaita, mutta pisteiden rakentaminen ei vielä lyö leiville.  

”Tällä hetkellä Suomessa on parilla huoltoasemalla latauspisteet, mutta tilanteesta kertoo jotain se, että niillä lataaminen on ilmaista. Pisteiden käyttö on niin vähäistä, että maksujärjestelmän tekeminen lataustolppaan olisi  kalliimpaa kuin tolpan tuotto”, Veikka  Pirhonen havainnollistaa. 

Maksujärjestelmän pitäisi myös ­tarjota sujuva käyttökokemus. Ladatun sähkön voisi parhaimmillaan maksaa vaikka laskulla. Mobiilisovelluksetkin voisivat helpottaa sähköautoilua – kännykässä voisi olla karttasovellus, josta näkisi, missä lähin lataustolppa sijaitsee. Mutta jälleen kerran esteenä on
paradoksi: 

”Tällä hetkellä asiakkaita on niin vähän, ettei kukaan ole halunnut tehdä sellaista softakehitystä. Mikään näistä asioista ei kehity markkinaehtoisesti. Siksi täytyy olla kehityshankkeita luomassa demonstraatioympäristöjä.”

eSINi-projekti on osa Tekesin rahoittamaa Pääkaupunkiseudun sähköinen liikenne -hanketta. Aalto-yliopistosta projektissa ovat mukana BIT-tutkimuskeskus, sähkötekniikan laitos, yhdyskunta- ja ympäristötekniikan laitos, kemian laitos ja muotoilun laitos.

Teksti: Tea Kalska. Kuva: Jussi Särkilahti.

Lisätietoa:

• eSINi-tutkimusteemat
• Sähköautojen latauspisteistä ollaan tekemässä kansallista tietokantaa

– Tällainen toiminta antaa aivan uusia ulottuvuuksia opetukseen ja oppilaiden oppimiseen, toteaa opettaja Taija Suontausta Kaitaan lukiosta samalla, kun hän eristää mansikan DNA:ta. (pääkuva)

Muutamat Espoon lukiot ovat jo vetäneet kursseja LUMARTSissa tänä keväänä. Opiskelijoiden kokemuksia kursseista ovat olleet esimerkiksi: "Nyt vasta tajusin, mitä fyssan ope tunnilla selitti.", "Ihan eri asia tehdä itse." ja "Oppii paremmin.".

– LUMARTS-toiminta on opetuksen kehittämistä parhaimmillaan, sanoo Olarin lukion apulaisrehtori Maija Flinkman. (Alla kuvassa vasemmalla Pirjo Putilan ja Jukka Mäkelän kanssa.)

Yhteistyö on laajenemassa alkuvaiheen jälkeen koko pääkaupunkiseudulle, myös kaikille kouluasteille, joista ensimmäisenä ovat yläkoulujen matematiikka- ja luonnontiedeluokat.

Kärkikurssit – huippuopetusta ja tiedonvaihtoa

Kärkikurssit ovat huippuopetusta lukiolaisille, joka tarjoaa mahdollisuuden tutustua yliopistomaailmaan jo lukion aikana, mikä madaltaa koulumaailman ja yliopiston välistä kynnystä. Viikon intensiivikursseja järjestetään syksyisin ja keväisin lukio-opetuksen tueksi ja lisäksi eri aiheista, kuten avaruus ja satelliitit sekä mikro- ja nanotekniikka.

Kurssien opettajat ovat Aalto-yliopiston professoreita, tutkijoita ja opettajia, jotka yhdessä suunnittelevat kurssien sisällöt ja tehtävät. Kärkikurssien vastuuopettaja on lukio-opettaja ja opiskelijat valitaan kursseille hakemusten perusteella.

Korkeakouluopettajat saavat kärkikurssien aikana tietoa lukio-opetuksen tasosta ja voivat vaikuttaa sekä varautua siihen. Vastavuoroisesti lukio-opettajat verkottuvat korkeakoulumaailmaan ja ymmärtävät mitä valmiuksia jatkossa tarvitaan.

Haaveista totta

Apulaisrehtori Maija Flinkman ja projektipäällikkö Pirjo Putila Sähkötekniikan korkeakoulusta ovat olleet alusta lähtien mukana laboratoriotoiminnan suunnittelussa, joka aloitettiin kolme vuotta sitten. Haaveena oli luoda mahdollisuus tehdä niitä laboratoriotöitä, joita ei voida lukioissa tehdä. Tähän tarpeeseen vastaa LUMARTS, missä on välineitä ja laitteita mm. automaatio- ja biotekniikkaan sekä kemiaan ja fysiikkaan. Välineitä on hankittu opettajien toiveita kuunnellen.

BiofiliAn biologista taidetta

Laboratoriovastaava Marika Hellman esitteli vieraille keväällä Aalto-yliopiston taiteen laitokselle perustetun biologisen taiteen tutkimus- ja opetuslaboratorio BiofiliAn, joka toimii samoissa tiloissa LUMARTSin kanssa. Laboratorioilla on myös yhteisiä laitteita. LUMARTS-laboratorion yhtenä ideana onkin yhdistää eri tieteiden ja tekniikan sekä myös taiteen aloja opetuksessa.

Lisätiedot

Pirjo Putila, projektipäällikkö, Sähkötekniikan korkeakoulu,
puh. 050 301 0613, pirjo.putila@aalto.fi

luma.aalto.fi

biofilia.aalto.fi

DNA-kaulaan (artikkeli aalto.fi:ssä)

LUMA-toiminnan tavoitteena on tukea ja edistää luonnontieteiden, matematiikan ja teknologian opetusta ja oppimista kaikilla asteilla sekä lasten ja nuorten luonnontieteellistä, matemaattista ja teknologista harrastuneisuutta. Aalto-yliopiston LUMA-keskus perustettiin  marraskuussa 2011 ja sen toiminta laajeni keväällä 2013, kun LUMARTS-laboratorio valmistui.

LUMA-keskus Aalto on osa kansallista LUMA-keskusten verkostoa.

Kurssi tarjoilee tähtitieteellisiä näkökulmia mm. rakennustekniikkaan, arkkitehtuuriin ja taiteisiin. Se tutkiskelee tähtitieteen ja avaruustekniikan vaikutusta tieteeseen ja kulttuuriin. Kurssi koostui alkukevään luentosarjasta ja loppukevään projekteista, joissa opiskelijat perehtyivät tähtitieteeseen kukin oman opintoalansa näkökulmasta.

– Ymmärtääksemme kurssi on ainutlaatuinen vähintään Suomessa, todennäköisesti myös maailmassa. Joissain yliopistoissa on kurssin alkuosan tyyppisiä tieteenhistorian kursseja, mutta vain Aallon kaltaisessa monialaisessa ja teknisessä paikassa pystytään saamaan aikaan jotain yhtä konkreettista kuin se, mitä opiskelijaprojekteissamme saatiin tehtyä, kommentoi Joni Tammi, yksi kurssin opettajista.

Kääntyvä kamerateline auttaa näyttävien tähtivalokuvien ottamisessa

Perustieteiden korkeakoulun opiskelijat Sampsa Laapotti ja Hannu Huhtanen suunnittelivat kurssityönään kameratelineen tähtitaivaan kuvaamiseen. Tavoitteena oli, että teline kääntyy samaa tahtia kuin maa pyörii itsensä ympäri, jotta tähdet näyttävät pysyvän paikoillaan. Näin kameralla voi ottaa pitkän valotusajan kuvia, joissa näkyy enemmän tähtiä kuin paljain silmin. Telineeseen asetetulla kameralla voi ottaa myös timelapse-videoita yötaivaalla tapahtuvista ilmiöistä tähtien pysyessä staattisina. Opiskelijat valmistivat telineen prototyypin 3D-tulostuksen avulla Aalto-yliopiston ADDLABissä.

– Minulle kurssin suurin oivallus oli yleinen maapallon asennon hahmottaminen suhteessa taivaankappaleisiin. Samalla myös ymmärrys maapallon koosta ja omasta sijainnista muuttui. Vähitellen kurssin edetessä silmät avautuivat auringon ja tähtien havainnointiin: en esimerkiksi ajatellut enää aurinkoa vain itsestäänselvyytenä, vaan eeppisenä, jatkuvana fuusiopommina, joka valaisee ja lämmittää meitä, Sampsa kuvailee kurssin antia.

Eksoplaneetat tarjosivat inspiraation sävellykselle

Eksoplaneetat ovat aurinkokunnan ulkopuolella sijaitsevia eli ekstrasolaarisia planeettoja. Tietojenkäsittelyn opiskelija Iiris Laihanen Perustieteiden korkeakoulusta innostui laatimaan musiikkisävellyksen, joka perustuu eksoplaneettoihin liittyvään dataan. Hän rakensi tietokannan 675 vahvistetusta eksoplaneetasta, jotka on löydetty vuosien 1988 ja 2013 välillä. Sävelet määräytyivät eksoplaneettojen löytymispäivämäärän ja -tavan, massan, kiertoajan, maasta lasketun etäisyyden, deklinaation sekä sen perusteella, voisiko planeetalla olla elämää.

– Inspiraatio projektityölle tuli kurssin ensimmäiseltä puoliskolta, jolloin läksynä kuunneltiin astronomiaan liittyvää musiikkia. Inspiroiva kappale oli John Cagen Atlas Eclipticalis, jonka hän sävelsi asettelemalla nuottipaperia tähtikarttojen päälle, Iiris kertoo.

Avaruusaiheita laidasta laitaan

Opiskelijaprojekteissa tutkittiin myös avaruusaiheista rock-musiikkia, pimeää materiaa, digitalisoidun vieraskirjan lähettämistä avaruuteen Aalto-1-satelliitin mukana, simuloitiin painovoimaa sekä kartoitettiin sellaisia avaruusteknologiaprojekteja, joissa on ollut mukana suomalaisia. Yksi kurssin opiskelijoista teki tietokantaohjelman, joka pääsee Metsähovin radiotutkimusaseman tutkijoiden käyttöön ja esiteltäväksi tieteellisen konferenssiin.

Kurssi järjestetään seuraavan kerran keväällä 2014.

Lue lisää:

• Kurssisivut
• Opiskelijaprojektit
• Kurssin blogista löytyy paljon kiehtovaa tietoa ja linkkejä toisiin mielenkiintoisiin lähteisiin
• Metsähovin radiotutkimusasema

Aalto-1 valmistautuu Critical Design Review’hun

Aalto-1-opiskelijasatelliittiprojektille kuuluu hyvää. Satelliitin osien insinöörimallit alkavat olla valmiina. Kesän aikana on tarkoitus kokeilla mekaanisten osien kokoamista ja testata, miten satelliitin alijärjestelmät toimivat yhdessä. Syksyllä häämöttää Critical Design Review, jossa avaruustekniikan asiantuntijat arvioivat, onko satelliitti suunniteltu niin hyvin että sen voi lähettää avaruuteen.

Projektin sydän ovat sen eteen puurtavat innokkaat opiskelijat. Parhaillaan eletään jännittäviä aikoja, sillä moni pitkään mukana olleista opiskelijoista on juuri valmistunut.

– Meille opiskelijoille on annettu projektin aikana paljon vastuuta. Projektissa toimiminen on vaatinut kaikilta omatoimisuutta pelkän ohjatun tekemisen sijaan, joten uskon että projektista valmistuu varsin hyviä avaruusinsinöörejä, arvioi avaruustekniikkaa pääaineenaan opiskellut Maria Komu, yksi projektin vastavalmistuneista.

– Aalto-1-projekti on opettanut minulle valtavan paljon niin avaruustekniikasta kuin projektissa työskentelystäkin. Mielestäni paras tapa opiskella lähes mitä tahansa on tämänkaltaisen projektin kautta, sillä en usko että millään oppitunneilla voisi oppia näin tehokkaasti, Maria jatkaa.

Samoilla linjoilla on Automaatio- ja systeemitekniikan laitoksella opiskellut Hannu Leppinen, joka luki avaruustekniikkaan ja radiotiedettä sivuaineenaan. Hän teki diplomityönsä Aalto-1:n GPS-järjestelmän integroinnista.

– Aalto-1 on tarjonnut loistavan mahdollisuuden soveltaa opittua avaruustekniikkaa ja nähdä omien kättensä jälki laitteessa, joka toivon mukaan pian lähtee avaruuteen, Hannu sanoo.

Projektissa tärkeä rooli on myös yhteistyökumppaneilla, erityisesti satelliitin hyötykuorman tarjoavilla VTT:llä, Ilmatieteen laitoksella sekä Helsingin ja Turun yliopistoilla. Projektin kautta opiskelijat ovat saaneet kosketuksen tähän yhteistyöverkostoon esimerkiksi diplomitöiden kautta.

Aalto-2 pyrkii osaksi 50 satelliitin parvea

Ensimmäisen satelliittiprojektimme jälkeläinen on nimeltään Aalto-2. Se pyrkii osallistumaan eurooppalaiseen QB50-hankkeeseen, joka laukaisee 50 pientä CubeSat-satelliittia Maan kiertoradalle. Hankkeessa mukana olevat satelliitit ovat eri yliopistojen rakentamia. Satelliittiparven tehtävänä on tutkia alempaa termosfääriä, joka sijaitsee 90–320 kilometrin korkeudella. Tämä on ensimmäinen kerta maailmassa, kun kyseistä ilmakehän osaa päästään tutkimaan satelliittien avulla.

– Tämä yhteistyöprojekti tarjoaa meille upeita verkostoitumismahdollisuuksia Euroopan laajuisesti, kertoo yliopisto-opettaja Jaan Praks.

Aalto-2 on jo läpäissyt hankkeen Preliminary Design Review -vaiheen. Satelliitin prototyyppien on tarkoitus olla valmiita syksyyn mennessä. Nopea aikataulu on mahdollinen, koska Aalto-2 perustuu pitkälti edeltäjäänsä Aalto-1:een.

ICEYE tähtää pohjoisille merille

Tänä vuonna on päässyt alkuun myös uusi spin-off-projekti nimeltä ICEYE, jonka perusti kolme Aalto-1-projektissa mukana ollutta opiskelijaa. ICEYE valmistautuu keräämään tietoa arktisten meriväylien jäätilanteesta satelliittien avulla.

Teksti: Anni Aarinen. Kuva: Adolfo Vera.

Lisätietoa

• Aalto-1-wikisivut
• QB50-hanke
• ICEYE palkkaa uusia työntekijöitä
• ESTCube-1 Wikipediassa

Kandidaatin tutkinnon uudistamisen myötä Sähkötekniikan korkeakoulun opiskelijoilla on tulossa uusi, kädet saveen -tyylinen kurssi nimeltään Sähköpaja. Kurssilla opiskelijat pääsevät nikkaroimaan monenlaisia sähkölaitteita. Jotta syksyn kandien vastaanottamiseen oltaisiin mahdollisimman hyvin valmistautuneita, nyt keväällä järjestettiin kurssin pilottiversio, jolle osallistui noin 40 ensimmäisen ja toisen vuoden opiskelijaa.

Kurssilaiset esittelivät tuotoksiaan perjantaina 31.5.

Tilastollisella rakenteella tarkoitetaan puhesignaalin toistuvia säännönmukaisuuksia.  Aiempi kokeellinen tutkimus on osoittanut, että ihmislapset ovat herkkiä tällaisille aistiärsykkeiden tilastollisille ominaisuuksille. Niillä on keskeinen rooli varhaisessa kielenkehityksessä, ja lapsi poimii ne puheesta spontaanisti ilman täsmällistä ohjausta.

Okko Räsänen tutki puheen tilastollisia ominaisuuksia ja sitä, miten niitä voidaan hyödyntää ihmisen tai tietokoneen oppiessa puhuttua kieltä.

Tietokoneohjelma simuloi kielenoppimista

Räsänen rakensi kielen oppimisprosessia simuloivia tietokoneohjelmia ja syötti niille valmiiksi nauhoitettua puhetta. Ohjelma löysi akustisista puhesignaaleista tiettyjä säännönmukaisuuksia.

̶  Voidaan olettaa, että ihmislapsi pystyy löytämään puheesta samanlaiset rakenteet kuin kone, Räsänen kertoo.

Tutkimus myös vahvisti oletuksen siitä, että ihmisen varhainen kielenoppiminen tapahtuu ohjaamattomasti, ilman täsmällistä sanojen, niiden osien tai lauserakenteiden opettamista. Sanoja oppiakseen ei tarvita ymmärrystä sanaa pienemmistä yksiköistä, kuten äänteistä.

̶  Akustisesta signaalista voidaan oppia sanoja suoraan, ilman että signaalit ensin muutettaisiin äänteiksi tai tavuiksi. Perinteisesti on ajateltu, että lapsi oppisi havaitsemaan ensin äänteet tai tavut – ja sitten vasta sanat näitä yhdistämällä.

Hyötyä moneen tekniseen sovelluksen

Väitöskirjan tuloksia voi hyödyntää kielenoppimisen ja kielellisen prosessoinnin ymmärtämisessä. Tutkimuksessa kehitetyillä data-analyysimenetelmillä on myös monia sovelluskohteita teknisissä laitteissa, jopa puheteknologian ulkopuolella.

Räsäsen mukaan itseoppivat laitteet ovat teknisessä kehityksessä yhä tärkeämpiä. Väitöskirjassa tutkituilla itseoppivilla menetelmillä voidaan tulevaisuudessa saada esimerkiksi kännykät ja tietokoneet ymmärtämään ympäristön signaalidataa tai puhetta ilman työlästä ohjelmointia ja tunnistettavien rakenteiden määrittelyä.

Monimutkaisissa toimintaympäristöissä laitteiden toimintavaatimusten määrittely etukäteen ei edes aina ole mahdollista, jolloin itseoppivuus on ainoa keino saada selkoa datavirrasta.  Esimerkiksi teollisuuden kunnonvalvonnassa ja vikadiagnostiikassa ongelmatilanteita enteileviä signaaleja voisi tunnistaa itseoppivien algoritmien avulla vaikka ei edes tiedettäisi, mitä signaaleista tulisi etsiä.

Väitöstilaisuus

Okko Räsäsen signaalinkäsittelyn ja akustiikan alan väitöskirja Ohjaamattomat ja heikosti ohjatut menetelmät kielenoppimisen laskennallisessa mallinnuksessa tarkastetaan Sähkötekniikan korkeakoulussa 14.6. kello 13, Sali S1, Otakaari 5 A, Espoo.

Lisätietoja:
Okko Räsänen
okko.rasanen@aalto.fi
p. 050 441 9511

Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulu

Uusien innovaatioiden synnyttämiseksi tarvitaan avoimuutta, osaamisten yhdistämistä, uudenlaista vuorovaikutusta sekä läheistä yhteistyötä eri sidosryhmien kanssa. Ekosysteemin toimintaa suunnataan yhteiskunnan ja elinkeinoelämän, kilpailukyvyn ja sosiaalisen hyvinvoinnin parantamiseksi.

Hyvinvointi, ympäristö ja muut maailmanlaajuiset isot haasteet vaativat uudenlaisia ratkaisumalleja ja innovaatioita, joiden synnyttämiseen MicroNanoBio-aihepiirin synergiat tuovat kiinnostavia mahdollisuuksia. Aihepiiristä nousevia sovelluksia ovat esimerkiksi diagnostiikkatyökalut, hyvinvoinnin sovellukset, uudenlaiset anturimateriaalit tai ihmiskehon toimintoja mittaavat anturit.

Ekosysteemi rakentuisi perustutkimuksesta, huippuluokan soveltavasta tutkimuksesta, yliopistotasoisesta opetuksesta, uuden liiketoiminnan luomisesta, yritysyhteistyöstä sekä monipuolisesta ja avoimesta vuorovaikutuksesta. Mukaan tarvitaan opiskelijat, opettajat, tutkijat, yritysmaailman ja teollisuuden edustajat sekä muut toimintaa tukevat sidosryhmät. Kun itsenäisten toimijoiden yhteistyötä tehostetaan ja hyödynnetään resursseja suunnitelmallisesti, voidaan saada aikaiseksi vähemmällä enemmän ja parempaa.

Yritykset halutaan tiiviisti toimintaan mukaan, koska tutkimuksen ja liiketoiminnan välille on tarve rakentaa nykyistä vankempi silta. Myös osaaminen pitäisi saada siirrettyä markkinoille nykyistä kivuttomammin ja yritysten tarpeita kuunnellen. Ratkaisukeskeisyys on tärkeä elementti toiminnassa.

Tarinat innovaatioiden inspiraationa

Huhtikuussa käynnistyneeseen ekosysteemin suunnitteluprosessiin osallistuu monipuolinen joukko asiantuntijoita VTT:ltä, Aalto-yliopistosta, Espoon kaupungilta ja yrityksistä. Aihetta työstetään kyselyjen ja työpajojen avulla. Prosessin lopputuloksena syntyvät skenaariot, tulevaisuuden tarinat, kolmesta eri näkökulmasta (tutkimus-, oppimis- ja liiketoimintalähtöinen). Osallistujat ideoivat skenaariot työpajoissa, joissa pohditaan myös, mitä ekosysteemissä tapahtuu ja miten yhteistyö saadaan toimivaksi. Ideointia ja ryhmätyöskentelyä suunnittelee ja ohjaa MDI (Management Design Intelligence).

Keskeinen asia suunnitteluprosessissa on löytää yhteiset fokusalueet ekosysteemille. Alustavat fokusalueet ovat yksilöllisesti räätälöity terveysseuranta, tehokas bioprosessointi, energian saatavuus ja ympäristön havainnointi.

Prosessissa on nyt edetty loppusuoralle, kun kolme neljästä työpajasta on takanapäin. Syyskuussa tehdään yhteenveto työpajojen annista ja mietitään seuraavat askeleet suunnitelmien toteuttamiseksi.

Lisätietoja:

teknologiapäällikkö Mikko Syrjäsuo
Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulu
p. 050 592 9330
mikko.syrjasuo@aalto.fi 

dekaani Tuija Pulkkinen
Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulu
p. 050 591 6013
tuija.pulkkinen@aalto.fi

Vice President R&D, Jussi Tuovinen
VTT
jussi.tuovinen@vtt.fi

Eniten ensisijaisia hakijoita oli bioinformaatioteknologian (406 hakijaa) ja elektroniikan ja sähkötekniikan (285) hakukohteisiin.

Bioinformaatioteknologian hakukohteen pisteraja kapusi kolmanneksi korkeimmalle tekniikan korkeakoulujen kaikista hakukohteista.

Aalto-yliopiston valintojen tulokset ovat luettavissa osoitteessa http://www.aalto.fi/fi/studies/admissions/arts/bachelors_degree/publication_of_results/

DIA-yhteishaussa suosio kasvoi

Seuraaviin lukuihin eivät sisälly erillisvalintojen kautta hakeneet.

Sähkötekniikan korkeakoulun hakukohteisiin pyrki kevään 2013 DIA-yhteishaussa opiskelemaan yhteensä 2174 hakijaa (+6,5 % verrattuna vuoteen 2012). Ensisijaisten hakijoiden määrä oli yhteensä 791 (+6,3 %).

Sähkötekniikan korkeakoulun hakukohteista suosituin oli DIA-hakijoiden määrän perusteella Elektroniikka ja sähkötekniikka, jolla oli 863 hakijaa (39,7 % kaikista korkeakouluun hakeneista). Elektroniikan ja sähkötekniikan hakijoiden määrä kasvoi 22,8 prosenttia edellisvuodesta. Ensisijaisia hakijoita DIA-valinnan kautta oli 277 (+15,4 % vuodesta 2012).

Myös bioinformaatioteknologian hakijamäärät kasvoivat ylipäätään voimakkaasti: bioinformaatioteknologian hakukohteeseen oli 391 ensisijaista hakijaa (+20,3 %) ja yhteensä 675 hakijaa (+26,6 %). Bioinformaatioteknologialla oli suosituin, kun tarkastellaan ensisijaisten hakijoiden osuutta kaikista kohteeseen DIA:n kautta hakeneista: 57,9 % hakijoista olivat laittaneet tämän kohteen ensimmäiselle sijalle.

Automaatio- ja informaatioteknologiaan oli 123 ensisijaista hakijaa ja yhteensä 636 hakijaa. Hakukohde on uusi. Jos näitä lukuja vertaa Automaatio- ja systeemitekniikan ja Tietoliikennetekniikan yhteenlaskettuihin hakijamääriin viime vuonna, ensisijaisten hakijoiden määrä laski 31,3 % ja kaikkien hakijoiden määrä laski 21 %.

Aalto-yliopiston tekniikan korkeakouluihin 1108 uutta opiskelijaa – hakijat löysivät uudet kandidaattiohjelmat

Aalto-yliopiston tekniikan korkeakouluihin eli Insinööritieteiden, Kemian tekniikan, Perustieteiden ja Sähkötekniikan korkeakouluun sekä Taiteiden ja suunnittelun korkeakoulun arkkitehtuurin ja maisema-arkkitehtuurin opintoihin valittiin vuoden 2013 diplomi-insinööri- ja arkkitehtikoulutuksen yhteisvalinnassa (DIA), informaatioverkostojen valinnassa sekä erillisvalinnoissa yhteensä 1108 uutta opiskelijaa. Kaiken kaikkiaan hakijoita teknillistieteellisen koulutusalan kandidaattivaiheen valinnoissa oli tänä vuonna kaikissa valintaryhmissä yhteensä 4327, joista ensisijaisia hakijoita 3829. Hakijamäärä kasvoi vuoteen 2012 verrattuna hienoisesti eli 1,6 prosenttia.

Tekniikan korkeakouluissa syksyllä 2013 aloittavat uudet opiskelijat aloittavat samalla uusissa kandidaattiohjelmissa. Tekniikan korkeakoulussa on yhteensä neljä kandidaattiohjelmaa, jotka jakautuvat hakuvaiheessa 11 tekniikan alan hakukohteeseen. Tämän lisäksi Taiteiden ja suunnittelun korkeakoulussa on yksi arkkitehtuurin kandidaattikoulutusohjelma. Uusia kandidaattiohjelmia suunniteltaessa on haluttu tarjota opiskelijoille laajempia kokonaisuuksia, joiden sisällä voi tehdä erilaisia valintoja. Näin opiskelija voi Aalto-yliopiston perusidean mukaisesti valita myös monialaisia ja eri alojen opintokokonaisuuksia osaksi tutkintoaan.

Aiemmin keväällä päättyneessä maisterivaiheen haussa Aalto-yliopiston tekniikan korkeakouluihin jätettiin 1807 hakemusta 83 eri maasta. Akateemiseen arviointiin eteni kaikkiaan 1541 hakukelpoista hakijaa, joista 578 hyväksyttiin Insinööritieteiden, Kemian tekniikan, Perustieteiden, Sähkötekniikan korkeakouluihin sekä Taiteiden ja suunnittelun korkeakoulun arkkitehtuurin ohjelmiin.

Miljoonan voltin tasajännitejakaja mahdollistaa suurjännitteisillä tasasähköyhteyksillä (HVDC) käytettävien jännitemuuntimien tarkan kalibroinnin valmistajien laboratorioissa ennen niiden toimittamista käyttöpaikalle. Jakaja on liikuteltava ja se koostuu viidestä 200 kV moduulista, jotka on sijoitettu Suomeen, Ruotsiin, Saksaan, Hollantiin ja Turkkiin. Yli 200 kV jännitteitä mitattaessa kuljetetaan tarvittava määrä moduuleita kalibrointipaikalle. Suurin mahdollinen jännitetaso tällä hetkellä on miljoona volttia.

Jakajan testaus ja kalibrointi tehtiin kesäkuun alussa Aalto-yliopiston suurjännitehallissa. Se on ainoa paikka Suomessa, jossa voidaan tehdä 1 miljoonan voltin tason testausta ja kalibrointia. Tasajännitejakajan suunnitteluun ja rakentamiseen osallistui viisi eurooppalaista mittanormaalilaboratoriota. Tämän osaprojektin yhteistyötä koordinoi Mittatekniikan keskus.

Suurjännitteiset tasasähköyhteydet (HVDC) ovat ainoa tapa siirtää tehoa pitkiä matkoja avomerelle rakennetuista tuulivoimapuistoista mantereelle merikaapeliyhteyksien kautta tai maiden välillä tilanteessa, jossa vaihtojänniteverkkojen yhteen kytkeminen ei ole mahdollista. Suomesta on kaksi HVDC-kaapeliyhteyttä Ruotsiin ja yksi Viroon. Toinen kaapeliyhteys Viroon on rakenteilla.

Uusia HVDC-linjoja rakennetaan tehonsiirtoa varten maailmanlaajuisesti yhä enemmän. Nykyisten pisteestä pisteeseen kulkevien HVDC-linjojen teho mitataan perinteisellä vaihtovirtapuolen (AC) tehomittauksella. Tämä edellyttää, että linjan käyttäjän sopivat keskenään tehohäviöiden aiheuttamien kulujen jakamisesta.

Tulevaisuuden säteittäisten HVDC-verkkojen kohdalla muuntoasemien ja linjojen eri osuuksien välinen häviöiden erittely – ja kustannusten oikeudenmukainen jakaminen eri toimijoiden kesken – ei onnistu ilman HVDC-tehomittauksia. Tämä edellyttää kalibrointimenetelmien kehittämistä HVDC-tehomittausten epävarmuuksien arvioimiseksi.

Mittaus oli osa Euroopan Unionin metrologiaohjelmaan (European Metrology Research Programme, EMRP) kuuluvaa suurjännitteisten tasasähköyhteyksien mittaustekniikkaan liittyvää projektia.

Lisätietoa:

Suurjännitetekniikan esimies, TkT Petri Hyvönen
Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulu
p. 050 522 3958
petri.hyvonen@aalto.fi

Erikoistutkija, TkT Jari Hällström
Mittatekniikan keskus
p. 029 5054 441
jari.hallstrom@mikes.fi

Käyttöinsinööri Tatu Nieminen
Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulu
p.050 3841 777
tatu.nieminen@aalto.fi

EMRP-ohjelma: http://www.euramet.org/index.php?id=emrp
HVDC-projekti: http://www.euramet.org/index.php?id=emrp_call_2009#c8344

Aalto-yliopistoon valittiin kevään 2013 yliopistohaussa hakeneista yhteensä 1595 opiskelijaa. Uusista opiskelijoista 330 aloittaa Insinööritieteiden korkeakoulussa, 368 Kauppakorkeakoulun Helsingin tai Mikkelin yksiköissä, 149 Kemian tekniikan korkeakoulussa, 276 Perustieteiden korkeakoulussa, 302 Sähkötekniikan korkeakoulussa ja 170 Taiteiden ja suunnittelun korkeakoulussa. Kauppakorkeakoulun valintatulokset on julkaistu tänään.

Hakijoita Aalto-yliopiston kaikkiin yksiköihin oli kevään yliopistohaussa yhteensä 11 583, joista 13,8 % sai opiskelupaikan. Lisäksi aiemmin keväällä päättyneessä maisteriohjelmien haussa opiskelupaikka heltisi yhteensä 929 hakijalle. Aalto-yliopiston maisteriohjelmiin haki yhteensä 3440 hakijaa.

Aalto-yliopiston opiskelijavalinnan tulokset on julkaistu taideteollisen alan osalta 20.6.2013, teknistieteellisen alan osalta 2.7.2013 ja kauppatieteellisen alan osalta perjantaina 5.7.2013. Maisterivaiheen valintojen tulokset on julkistettu 26.4.2013.

Aalto-yliopiston valintojen tulokset ovat luettavissa osoitteessa Aalto-yliopiston valintojen tulokset ovat luettavissa osoitteessa:
www.aalto.fi/fi/studies/admission_results/

Lisätietoja:

Aalto-yliopiston Hakijapalvelut, hakijapalveluiden päällikkö Milla Vaisto-Oinonen, p. 050 362 8880     

– Terttu on ensimmäinen systeeminen terveystilan mittausmenetelmä, joka ei vaadi useita erillisiä laitteita ja mittauksia, kertoo professori Raimo Sepponen, joka vetää yliopiston Health Factoryä.

Mittaus tapahtuu muutamassa minuutissa asiakkaan istuessa tuolissa, mikä on helppoa ja vaivatonta sekä mitattavalle että hoitohenkilökunnalle.

Erityisesti vanhusten palvelutaloissa ja -keskuksissa tehtävät säännölliset terveystarkastukset vievät merkittävän määrän työntekijöiden aikaa. Lisäksi mittaustapahtuma on fyysisesti raskas monille vanhuksille. Terveystuoli on parhaillaan testikäytössä Hoitokoti Päiväkummussa Helsingissä.

Kehitystyö aidoissa tilanteissa

– Kuluvan vuoden aikana Terttu-terveystuolia kehitetään useassa paikassa Living Lab-menetelmällä, jossa sekä käyttäjät että suunnittelijat yhdessä kehittävät järjestelmää sen oikeassa käyttöympäristössä. Tutkimme mm. elektrokardiogrammin (EKG) liittämistä tuolin mittausvalikoimaan, kuvailee Health Factoryn erikoistutkija Matti Linnavuo.

Pilottien avulla nopeutetaan kehitystyötä ja samalla kerätään tietoa aika- ja kustannussäästöistä, sekä Tertun vaikutuksista hoivapalvelujen tuottamiseen ja hoidon laatuun. Terveystuolin helpolla käyttökokemuksella pyritään siihen, että mittauksia voidaan tulevaisuudessa tehdä myös entistä useammin. Kun tietoa kerätään järjestelmällisesti, voidaan sitä käyttää tehokkaammin hoidon suunnittelussa ja muutosten ennakoinnissa. Samalla voidaan arvioida tuolin kaupallista potentiaalia ja kehittää siihen soveltuvia liiketoimintamalleja.

Teollistuneiden maiden terveysongelmat

Teollistuneissa maissa väestö ikääntyy ja krooniset sairaudet lisääntyvät. Terveydenhuollon kustannukset kasvavat kestämättömiksi, jos pitäydytään vain sairauksien parantamisessa. On panostettava terveydentilan muutosten ennakointiin ja systemaattiseen seurantaan varsinkin kun useimmat teollisuusmaiden taudit ovat ehkäistävissä liikunta- ja ruokavaliomuutoksilla.

 – Nykyisen terveydenhuollon menetelmät ja tuotteet eivät mahdollista terveydentilan monipuolista ja järjestelmällistä seurantaa niin, että se voitaisiin tehdä kustannustehokkaasti yhdellä mittaustapahtumalla. Terttu-terveystuoli on yksi ratkaisu tähän ongelmaan, toteaa Linnavuo.

Health Factory on uusin Aalto-yliopiston factorystä eli uuden osaamisen pajoista. Sen toiminta on käynnistynyt vuoden 2013 alussa.

Kuva: Matti Linnavuo

Fotoniikkaa on kaikkialla

Fotoniikka kiehtoo Sunia, koska sen sovelluksia on kaikkialla jokapäiväisessä elämässämme. Niitä ovat esimerkiksi matkapuhelinten ja televisioiden näytöt, digikameroiden valoilmaisimet ja videonauhurit.

Toinen fotoniikan merkittävä sovellus on optinen televiestintä – tällä hetkellä suurin osa runkolinjoista on optista kuitua, koska se pystyy välittämään paljon enemmän tietoa kuin perinteiset kuparilinjat.

– Siksi fotoniikka on määritetty Euroopassa keskeiseksi mahdollistavaksi tekniikaksi, sanoo Sun. 

Sunin mukaan laserlähteitä, joiden parissa hän on työskennellyt, käytetään nyt kattavasti monissa johtavissa fotoniikkayrityksissä.

– Kollegani ja minä esittelimme ensimmäisen grafeenipohjaisen ultranopean laserin, josta myöhemmin kehittyi laseralan spin-off-yritys Iso-Britanniassa, Sun kertoo.

Sun on tällä hetkellä muodostamassa tutkimusryhmäänsä Aalto-yliopistossa. Hän aikoo hyödyntää nanotekniikkaa tällä hetkellä laajasti käytettyjen optisten laitteiden, kuten optisten muuntimien ja valoilmaisinten suoritustason parantamiseen. Yleisesti hänen tavoitteenaan on tehdä tehokkaampia, pienempiä, nopeampia ja älykkäämpiä laitteita, joiden toiminnallisuus on parempi.

– Nyt aion käyttää nanomateriaaleja arkipäivän laitteiden suoritustason parantamiseen, Sun toteaa.

Esimerkiksi grafeenista, yhden atomin paksuisesta materiaalista, voidaan tehdä erilaisia optisia laitteita, joiden suoritustaso on parempi. Tämä johtuu siitä, että grafeeni pystyy vastaamaan valolla erittäin nopeasti ja poikkeuksellisen laajalla aallonpituuksien alalla.

Aallon hyvin suunniteltu järjestelmä houkutteli

Zhipei Sun siirtyi Aalto-yliopistoon, koska se soveltuu hänen optiselle tutkimukselleen.

– Ympäristö täällä on todella houkutteleva. Aallolla on esimerkiksi asiantuntemusta laitteiden valmistamisesta ja integroinnista nano- ja mikromittakaavassa, mikä on tutkimukselleni olennaista, Sun sanoo.

Sun antaa kiitosta Aalto-yliopiston tenure track -urajärjestelmälle.

– Järjestelmä on hyvin suunniteltu, siinä on selkeästi määritetyt tulevaisuudennäkymät, ja siinä annetaan valtavasti tukea henkilökohtaisessa kehityksessä. Uskon, että se on loistava tilaisuus akateemisen urakehitykseni kannalta, Sun sanoo.

Zhipei Sun suoritti Ph.D.-tutkintonsa Kiinan tiedeakatemian fysiikan laitoksella Pekingissä. Sen jälkeen hän on työskennellyt optisten tieteiden instituutissa (IFCO) Espanjassa ja teknisen suunnittelun laitoksella Cambridgen yliopistossa Isossa-Britanniassa.

Teksti: Terhi Upola. Kuva: Anni Hanén-Cajander

Opiskelupaikka hyväksytään ensisijaisesti yliopistohaku.fi-palvelussa.

Jos opiskelupaikan vastaanotto palvelussa ei onnistu, tulee vastaanottoilmoitus toimittaa hyväksymiskirjeen ohjeiden mukaisesti siihen korkeakouluun, josta ottaa opiskelupaikan vastaan.

Opiskelupaikan vastaanottamisilmoitus on sitova eikä sitä voi muuttaa tai peruuttaa. Yliopistolain mukaan opiskelija voi ottaa vastaan yhden yliopistojen tai ammattikorkeakoulujen valtakunnalliseen yhteishakuun kuuluvan korkeakoulututkintoon johtavan opiskelupaikan samana lukukautena alkavasta koulutuksesta. 

Yhteystiedot

Sähkötekniikan korkeakoulu (Hakukohteisiin Elektroniikka ja sähkötekniikka, Automaatio- ja informaatioteknologia sekä bioinformaatioteknologia hyväksytyt):
Käyntiosoite: Sähkötalo, huone F401 (käynti G-siiven portaikon kautta), Otakaari 5, Espoo
Puhelin: 050 5688348, 050 5688875
Auki 22.7.–30.7.

Korkeakoulujen postiosoitteet on ilmoitettu hyväksymiskirjeessä.

Aalto-yliopiston opiskelijapalveluiden sähköpostiosoite: opiskelijapalvelut@aalto.fi

Tutkijat hyödynsivät lämmön lähteenä halogeenilamppuja yleisesti käytetyn resistiivisen lämpövastuksen sijasta. Tämä mahdollistaa tuotantoprosessin kokonaiskeston merkittävän lyhentämisen: kun lämpömassa on minimoitu, saavutetaan erityisen nopeat kuumennus- ja jäähdytysvaiheet. Menetelmän kustannustehokkuutta lisää se, että valmistuspinta-alan laajentaminen on suoraviivaista, koska prosessi mahdollistaa lämpötilan reaaliaikaisen kontrolloinnin suurilla alueilla. Piiteollisuudessa on jo käytössä menetelmään soveltuva tuotantoautomatiikka tuotantokapasiteetin nostamiseksi.

Grafeenia on hyödynnetty useissa erilaisissa sovelluksissa esimerkiksi herkkänä sensorimateriaalina, lasereiden moodilukituksessa, joustavana ja läpinäkyvänä kontaktina sekä transistoreissa piin sijasta.

Taiteellinen näkemys avatusta PTCVD-laitteesta. Kuva: Juha Riikonen.

Hiiliatomit järjestäytyvät grafeeniksi itsestään kuumalla kuparipinnalla

Kemiallisia kaasufaasipinnoitusmenetelmiä (CVD, chemical vapour deposition) käytetään paljon puolijohdeteollisuudessa monien erilaisten ohutkalvorakenteiden kasvattamiseen. Prosessissa pinnoitettava kappale eli substraatti altistetaan kaasumaiselle lähtöaineelle, joka reagoi substraatin pinnalla muodostaen halutun ohutkalvon.

– CVD on yksi lupaavimmista korkealaatuisen grafeenin valmistusmenetelmistä, koska se mahdollistaa pinta-alaltaan laajojen, vain yhdestä atomikerroksesta koostuvien kalvojen valmistuksen. Kun esimerkiksi käytetään katalyyttinä toimivaa kuparia substraattina ja metaanikaasua hiilen lähtöaineena, noin tuhannen asteen lämpötilassa hiiliatomit järjestyvät itsestään grafeeniksi suoraan kuparin pinnalle, tutkija Juha Riikonen kertoo.

PTCVD-menetelmällä grafeenin valmistus sujui nopeammin kuin perinteisiä CVD-menetelmiä käyttäen, mutta täysin vastaavalla laatutasolla.

Tutkijat julkaisivat aiheesta artikkelin “Photo-thermal chemical vapor deposition of graphene on copper” Carbon-lehdessä.

Tutkimustyö on tehty yhteistyössä VTT:n kanssa.

Katso myös:

Monien mahdollisuuksien ihmeaine grafeeni (Yle aamu-tv 31.1.2013)

Lisätietoa:

Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulun mikro- ja nanotekniikan laitos
tutkija Juha Riikonen
p. +358 50 347 6388
juha.riikonen@aalto.fi

Tommi Karhelan tutkimusryhmä VTT:llä on Suomen ainoa merkittävä ryhmä systeemisimulointiin liittyvän tietotekniikan alalla, ja alan merkitys on kasvamassa. Ryhmä tekee tiivistä tutkimus- ja kehitysyhteistyötä yritysten kanssa. Tommi Karhela työskentelee Aallossa noin päivän viikossa ja loput ajastaan tutkimusprofessorina VTT:llä.

Automaatio- ja systeemitekniikan laitoksen emeritusprofessori Kari Koskisen mukaan yhteistyö tuo osastolle tarpeellista käytännön näkemystä yritysmaailmasta.

– Tommi Karhela ryhmineen on kehittänyt VTT:llä vahvasti modernia simulointitekniikkaa, Koskinen sanoo.

Sovelluskohteita liiketoimintaprosesseista älykkäisiin sähköverkkoihin

Systeemisimulointia ja sen tietotekniikkaa on perinteisesti sovellettu teollisuusprosesseissa, kun on haluttu etukäteen tietää, miten laitos erilaisissa tilanteissa saattaa toimia esimerkiksi laitossuunnitteluun, testaukseen tai koulutukseen liittyen.

Nyt sen sovelluksia hyödynnetään yhä enemmän esimerkiksi liiketoimintaprosessien ja älykkäiden sähköverkkojen (smart grid) suunnittelussa ja hallinnassa.

– Liiketoimintaprosessien suunnittelussa simulointia ja siihen liittyvää tietotekniikkaa voi soveltaa vaikkapa projektinhallinnassa. Esimerkiksi kun isoon, kansainväliseen laitosprojektiin halutaan ennustettavuutta, Karhela kertoo.

Älykkäissä sähköverkoissa yhdistyy useita järjestelmiä kuten sähkö-, telekommunikaatio-, ja lämmönjakeluverkot sekä näiden ohjausjärjestelmät. Simuloinnin tietotekniikkaa tarvitaan tällaisen monimutkaisen järjestelmäkokonaisuuden suunnittelussa ja kehittämisessä.

Innostusta, kontakteja ja yhteistä kehitystyötä

Automaatio- ja systeemitekniikan laitoksella Karhela ohjaa tällä hetkellä jatko-opiskelijaseminaaria. Seminaarilaiset ovat esimerkiksi käyttäneet hyväkseen VTT:n ja Fortumin yhdessä luomaa simulointiympäristöä ja kehittäneet sen avulla uusia mallikomponentteja.

Opiskelijoiden innostus tarttuu, ja Karhela kokeekin saaneensa Aallon pestistään uutta virtaa työhönsä.

 – Kun kootaan yhteen uusi joukko osiä, syntyy motivoiva soppa, Karhela kuvaa seminaaria.

Joulun alla hän kutsui seminaarilaiset ja VTT:n tutkimusryhmänsä yhteiseen illanviettoon. Todennäköisesti joku sieltä löytää myös tiensä töihin VTT:lle tai sen yhteistyöyrityksiin.

– Ei tämä mikään varsinainen rekrytointikanava ole, mutta Aallon tehtävä on kouluttaa ihmisiä eteenpäin, ja on luonnollista, että tieto siirtyy ja ihmiset tutustuvat tällaisen yhteistyön kautta, Karhela sanoo.

Teksti: Terhi Upola. Kuva: Anni Hanén-Cajander.

Palkitun artikkelin nimi on Horizontal Localization of Auditory and Visual Events with Directional Audio Coding and 2D Video. Sen tekijät ovat Olli Rummukainen, Javier Gómez Bolanõs ja Ville Pulkki.

Artikkelin tiivistelmä:

”The effects of using two-dimensional video projection together with parametric three-dimensional spatial audio reproduction system are examined in this study. The discrepancy between the auditory and visual events, and differing depth cues, are evaluated by means of subjective evaluations using the method of adjustment. The results show the Directional Audio Coding to be well suited for immersive audiovisual setups allowing a large area of viewing positions.”

Tilaisuuden koko nimi on QoMEX 2013 – Fifth International Workshop on Quality of Multimedia Experience.

Energiaa muuntaessaan sähkömoottorit ja generaattorit hukkaavat siitä noin 2–20 %. Tämä energian määrä riippuu suurelta osin laitteessa olevien magneettista materiaalien laadusta ja ominaisuuksista.

– Tutkimukseni pyrkii ymmärtämään magneettisten materiaalien käyttäytymistä parempien simulaatio-ohjelmien ja sitä kautta tehokkaampien laitteiden näkökulmasta, Belahcen sanoo.

Muutoksen takana on teollisuus

Ilmaston lämpenemisen estäminen on tutkijalle motivoiva tavoite.

– Jos löytäisimme tapoja säästää esimerkiksi puolet nyt menetetystä energiasta, voisimme vähentää hiilidioksidipäästöjen määrää merkittävästi ja suojella siten ympäristöämme, Belahcen huomauttaa.

Euroopassa noin 40 % tuotetusta sähköenergiasta muunnetaan sähkömoottoreiden avulla mekaaniseksi energiaksi, jota tarvitaan teollisuuden prosesseissa ja kodinkoneissa kuten imureissa ja jääkaapeissa. Generaattorit puolestaan tuottavat käytännössä kaiken kuluttamamme sähköenergian.

Käyttäjät voivat kuitenkin vaikuttaa energianmuuntajien tehokkuuteen vain vähän. Siksi tutkimusaihe on tärkein sähköisten koneiden valmistajille ja näissä koneissa käytettävien materiaalien tuottajille.

– Kun markkinoilla on tarjolla tehokkaita koneita, saavat kuluttajatkin mahdollisuuden valita, miten he haluavat vaikuttaa ympäristöön ja mahdollisesti säästää rahaa, Belahcen sanoo.

Tausta Suomessa ja Marokossa

Belahcen teki DI- ja TkT-tutkintonsa sähkötekniikassa entisessä Teknillisessä korkeakoulussa (nykyään osa Aalto-yliopistoa) sekä matematiikan ja fysiikan kanditutkintonsa Marokossa. Ennen professorinimitystään hän työskenteli dosenttina ja opettavana tutkijana Aallossa. Hän pääsee nyt sekä syventämään että laajentamaan tutkimustaan sovelluskohteiden lisäämiseksi.

– Odotan pääseväni tekemään merkityksellistä ja laajaa yhteistyötä Aallon muiden professorien ja tutkijoiden kanssa, Belahcen kertoo.

Belahcen suunnittelee kehittävänsä magneettisten materiaalien opetusta myös suhteessa energiasektoriin.

Teksti: Terhi Upola. Kuva: Anni Hanén-Cajander.

Opiskelu alkaa ilmoittautumisella yksittäisille kursseille. Valintaperusteena kursseille on ilmoittautumisjärjestys. Joillakin kursseilla on esitietovaatimuksia, jotka on mainittu kurssikuvauksessa. Kurssimaksu on 10€/opintopiste.

Syksyn 2013 kurssien ilmoittautuminen alkaa kurssikohtaisesti vaihdellen 13.8.-15.8.2013 välisenä aikana. Kurssitarjonta on esitelty Avoimen yliopiston verkkosivuilla http://avoin.aalto.fi. Tutustu kurssikuvauksiin ja ilmoittaudu mukaan!

– Täsmäviljelyä on tutkittu jo pitkään, mutta vasta traktorin ja työkoneen välinen standardiväylä ISOBUS luo toimivan pohjan sille auttaen maataloutta aidosti vähentämään lannoitevalumia vesistöihin ja Itämereen, automaatio- ja systeemitekniikan laitoksen professori Arto Visala kertoo.

Hänen mukaansa viljelijät tarkentavat nykyisin lohkokohtaisesti suunniteltua lannoitusta yleensä käsiohjauksella maalajivaihteluiden mukaan. Uudet järjestelmät hoitavat sen kuitenkin automaattisesti suunnitteluohjelman laskeman lannoituskartan perusteella GPS-paikkatietoa hyödyntäen.

Ensimmäiset tuotteet tulossa markkinoille

Suomessa maatalouskoneiden valmistus on merkittävä teollisuudenala. Kärkiyritys on traktorivalmistaja Valtra. Professori Arto Visalan tutkimusryhmä on kehittänyt peltoviljelykoneiden automaatioratkaisuja useissa projekteissa yhdessä suomalaisten konevalmistajien kanssa jo kymmenen vuoden ajan.

– Suomalaiset työkonevalmistajat ovat juuri tuomassa markkinoille ensimmäisiä kaupallisia ISOBUS-järjestelmiä, tutkijatohtori Timo Oksanen automaatio- ja systeemitekniikan laitokselta kertoo. Hän on ollut mukana projekteissa alusta lähtien väitellen peltoviljelyn reittisuunnittelusta vuonna 2007.

Laitoksen tutkimushankkeissa on demonstroitu ISOBUS:n mahdollisuuksia ja kehitetty ohjaus- ja säätöratkaisuja sekä automaattiajon menetelmiä. Yhteistyötä on tehty Maa- ja metsätalouden tutkimuskeskuksen (MTT), Helsingin yliopiston ja Työtehoseuran kanssa. MTT on hyödyntänyt koneiden tutkimusprototyyppejä täsmäviljelyn ja maatalouden tietojärjestelmien tutkimuksissa Vakolan koetilalla Vihdissä testaten ne samalla perusteellisesti.

– Myös työkoneiden ohjelmistojen kehitys on hyvin tärkeää. Laitoksellamme on kehitetty yleiskäyttöisiin toimilohkoihin perustuvaa ohjainohjelmistoa, joka on helppo konfiguroida ja ylläpitää, Visala lisää.

Agricontrol2013-konferenssi elokuussa Otaniemessä

Automaatio- ja systeemitekniikan historiallisesti tärkein tieteellinen organisaatio on IFAC, International Federation of Automatic Control. Se on organisoitunut noin neljään kymmeneen alueeseen, joista yksi on automaatio maataloudessa.

Tämän teknisen komitean pääkonferenssi on Agricontrol, joka järjestetään tällä kertaa Otaniemessä 27.–30. elokuuta yhteistyössä Suomen Automaatioseuran kanssa. Edelliset konferenssit järjestettiin Japanissa, Kroatiassa ja Hollannissa.

Konferenssin esitykset liittyvät peltoviljelykoneiden ja kasvihuoneiden automaatioon ja robotiikkaan. Lisäksi siellä käsitellään sadon jälkikäsittelyn automaatiota, maatalouden ympäristömittauksia ja eläintuotannon automaatioratkaisuja.

Lisätietoa:

Agricontrol 2013 -konferenssi