Matemaattinen malli paljastaa lintulajin

Tutkija Seppo Fagerlund tekee väitöskirjaa lintulajien automaattisesta tunnistamisesta. Hän rakentaa järjestelmää, jossa linnun laulua kuvaillaan matemaattisten mallien avulla. Ne koostuvat erilaisista tunnusluvuista, esimerkiksi äänen korkeudesta tai ajallisesta kestosta.

– Tärkeintä on löytää ne kriittiset tunnusluvut, joiden kohdalla lajit eroavat toisistaan. Etsimme erilaisia metodeja ja mittoja äänen kuvailemiseen ja valitsemme niistä ne, jotka ovat erilaisia eri lajeilla, kertoo akustiikan professori Unto K. Laine.

Järjestelmää varten on kerätty tietokanta, jossa on valikoima näytteitä eri lintulajien äänistä. Koossa on tällä hetkellä kattavat aineistot 20–30 tyypillisimmästä suomalaisesta lintulajista. Yhteensä äänitteitä on 289 eri lajista.

Tuntemattomasta laulunpätkästä tehdään matemaattinen malli, jota verrataan tietokantaan jo tallennettuihin malleihin. Jos vastapari löytyy, lintulaji on tunnistettu onnistuneesti. Tavoitteena on, että valmiissa järjestelmässä tämä tapahtuisi täysin automaattisesti.

 Lintubongausta älypuhelimella?

Järjestelmää voi kehittää älypuhelinsovellukseksi asti. Fagerlund toivoo, että tulevaisuudessa luonnon ystävä tunnistaa kesämökillä kujertavan linnun helposti puhelimen avulla.

– Matka valmiiseen palveluun on kuitenkin pitkä. Haastetta tuottaa esimerkiksi se, miten puhelimen mikrofonit onnistuvat sieppaamaan linnunlaulun puun latvasta asti, Fagerlund kertoo.

Apuväline biologeille lintujen seurantaan

Järjestelmän avulla yksittäisestä äänitteestä voi erottaa useita eri lintulajeja. Näin tiedetään, mitä eri lintulajeja vaikkapa tietyllä metsäaukiolla vierailee. Toisaalta yksittäisen lintulajin laulua voi etsiä eri nauhoitteista sen selvittämiseksi, millä äänityspaikoilla kyseistä lajia esiintyy.

– Jos lintujen määrä vähenee, se voi olla signaali jostain ympäristöongelmasta kuten saastuneesta vesistöstä. Kun ongelmat havaitaan mahdollisimman aikaisin, voidaan ryhtyä toimenpiteisiin uhanalaisten lajien suojelemiseksi. Yksi järjestelmän tärkeistä tavoitteista onkin luonnon monimuotoisuudesta huolehtiminen, Fagerlund kertoo.

 Linnut laulavat eri murteilla

Lintulajien tunnistaminen ei ole aivan helppoa, sillä kunkin lajin edustajilla on hyvin laaja repertuaari eri tilanteisiin kuuluvia äännähdyksiä. Yksilöidenkin välillä on eroa: kaksi koirasta saattaa esimerkiksi alkaa varioida soidinlauluaan kilpaillessaan naaraan huomiosta. Se koiras, jolla riittää keuhkoja monimutkaisimpaan ja pisimpään sävelmään, on houkuttelevin kosija.

Myös alueellisia eroja esiintyy.

– Linnuillakin on murteita! Saman lajin edustajat laulavat Turussa eri tavalla kuin Joensuussa. Voi olla, että elinympäristö vaikuttaa lauluun tai sitten eri alueiden lintukannat ovat eriytymässä omiksi alalajeikseen, Laine spekuloi.

Linnut ymmärtävät toisiaan variaatioista huolimatta. Ei ole ihan mahdotonta, että myös me ihmiset oppisimme ymmärtämään lintujen viestintää.

– Unelmani olisi laatia lintujen kielioppi tai laulukirja, jonka avulla voisimme tunnistaa ja matkia lintujen eri viestejä. Periaatteessa se voisi onnistua keräämällä ja luokittelemalla riittävästi tilastollista aineistoa lintujen eri äänistä ja analysoimalla laulujen rakenteita, Laine haaveilee.

Teksti: Anni Aarinen. Lintukuvat: Djadja-P / imagepark.biz. Metsäkuva: Seppo Fagerlund.

Lue lisää:

• Linnunlaulua tutkivan Avesound-projektin julkaisut ja esiintymiset mediassa

Aalto-1-satelliitti suunnitellaan, rakennetaan ja testataan pääasiassa opiskelijavoimin. Opiskelijat suunnittelevat ja rakentavat satelliitin alijärjestelmät, esimerkiksi rakenteet, tietokoneen ohjelmistoineen ja radiojärjestelmät. Satelliitti aiotaan laukaista avaruuteen vuoden 2014 alkupuoliskolla jonkin suuremman satelliitin kyytiläisenä.

Aalto-1 on mitoiltaan hieman maitopurkkia suurempi ja painaa vain noin 4 kiloa. Pienestä koosta huolimatta hyötykuormaksi mahtuu useampi tutkimuslaite: VTT:n rakentama spektrikamera, Helsingin yliopiston ja Turun yliopiston yhteinen säteilyilmaisin, ja Ilmatieteen laitoksen plasmajarru, joka perustuu sähköisen aurinkopurjeen ideaan.

Miten satelliittia ohjataan?

Satelliitille annetaan ohjauskäskyjä radioteitse, joiden perusteella asennonsäätöjärjestelmä suorittaa tarvittavat ohjausliikkeet. Sitä on voitava käännellä ja kallistella eri asentoihin sen mukaan, mitä sen mukana kulkevat tieteelliset mittauslaitteet milloinkin edellyttävät. Asennonsäätöjärjestelmän on toimittava moitteettomasti, jotta mittaukset voidaan tehdä oikein.

Tikka loi diplomityössään asennonsäätöjärjestelmän kolmiakselistabiloiduille nanosatelliiteille. Työssä laadittiin prosessi, joka koostuu vaatimusmäärittelystä, järjestelmän valinnasta, hankinnasta, laadunvarmennuksesta ja operoinnista. Se räätälöitiin erityisesti opiskelijasatelliittiprojekteille, joilla on vähän työntekijöitä, nopea toteutus ja käytössä kaupallisia komponentteja.

Tikka on arvostanut sitä vapautta, josta opiskelijat ovat nauttineet satelliittiprojektissa.

– Sain itse päättää, millainen ohjausjärjestelmä satelliitille hankitaan – tietysti hyötykuorman asettamien vaatimusten puitteissa. Samalla otan vastuun siitä, että järjestelmäni myös toimii, kun satelliitti laukaistaan. Vähän jännittää! Tikka myöntää.

Asennonsäätöjärjestelmän lisäksi muitakin projektin osia alkaa olla jo valmiina.

– Olen vieraillut esimerkiksi maa-asemallamme, jonka kautta satelliitin kanssa viestitään. Siellä pääsi jo kuuntelemaan parhaillaan avaruudessa lentävien satelliittien piipitystä, Tikka kertoo.

”Avaruus ei ole enää niin kaukana kuin kuulentojen aikaan”

– Avaruudessa kiehtoo sen tuntemattomuus ja haastavuus. Se on ihan erilainen ympäristö kuin maa ja paikka, jossa tutkimusmatkailu on vielä mahdollista, Tikka kuvailee.

Avaruudesta kuitenkin tiedetään koko ajan enemmän. Avaruustekniikkaa kehitetään kaikkialla maailmassa, myös yliopistoissa. Aalto-1-projektin kautta opiskelijatkin pääsevät kurottamaan kiertoradalle.

– Oman satelliitin rakentaminen kuulosti aluksi uskomattomalta idealta. On ollut palkitsevaa nähdä, kuinka ajatus muuttuu päivä päivältä todellisemmaksi. Enpä olisi arvannut ennen täällä opiskelemista, että pääsisin lähettämään avaruuteen jotain, mitä olen itse tehnyt!

Tuomas Tikka opiskeli Elektroniikan ja sähkötekniikan koulutusohjelmassa, pääaineenaan avaruustekniikka. Satelliittihommat jatkuvat valmistumisesta huolimatta, sillä Tikka jatkaa projektissa tutkijana. Tikan diplomityö ja Aalto-1-projekti kokonaisuutena ovat esillä Masters of Aalto -tapahtumassa Helsingin Jätkäsaaressa 9.5.-3.6.2012.

Teksti: Anni Aarinen. Kasvokuva: Sofie van Dam. Satelliittikuva: Aalto-1-projekti.

Lisätietoa:

• Tikan diplomityöstä Masters of Aalto -sivuilla
• Sähköinen diplomityö
• Aalto-1-projektin verkkosivut
• Seuraa Aalto-1:stä Facebookissa

Nanolangat ovat noin tuhat kertaa hiusta ohuempia puolijohteita. Aurinkokennoissa niiden tehtävä on muuttaa auringonvalon energia sähkövirraksi. Korkealaatuisia nanolankoja onnistuttiin kasvattamaan lasialustalle nyt ensimmäistä kertaa.

Tutkimusta Sähkötekniikan korkeakoulussa johtaneen professori Harri Lipsasen mukaan tutkimustulosta kehitetään parhaillaan kohti valmista aurinkokennoa.

– Aiemmin nanolankojen kasvatusalustaksi tarvittiin hyvin kalliita puolijohdekiekkoja, Lipsanen selvittää.

Lasi olisi aurinkokennon materiaalina todella edullinen. Projektin päätutkija Veer Dhaka kertoo, että nanolankoja kasvatettiin lasille, jollaista käytetään myös talojen ikkunoissa.

– Lasipohjaiset aurinkokennot olisivat huomattavasti halvempia kuin esimerkiksi piistä valmistetut kennot. Mahdollisuus edullisen materiaalin käyttöön on kuitenkin vain yksi nanolankojen tarjoamista eduista, Dhaka toteaa.

Energiaa tehokkaasti talteen

Lasialustalle kasvatetut nanolangat ovat Dhakan mukaan erityisen laadukkaita, sillä ne sitovat pinnalleen auringonvaloa poikkeuksellisen tehokkaasti.

– Näihin nanolankoihin perustuvien aurinkokennojen pinnalla ei tarvita heijastuksenestokerrosta, koska nanolangat pystyvät sitomaan valoa niin hyvin, ettei sitä mene hukkaan. Puolijohdemateriaalille ei ole mahdollista kasvattaa yhtä korkealaatuisia nanolankoja kuin lasipinnalle.

Aalto-yhteistyötä parhaimmillaan

Nanolangat kasvatettiin Sähkötekniikan korkeakoulussa, mutta niiden atomirakennetta selvittivät Perustieteiden korkeakoulun Nanomikroskopiakeskuksessa professori Esko I. Kauppinen sekä tohtori, senioritutkija Hua Jiang.

– Tutkimus on oivallinen esimerkki hyvästä yhteistyöstä Aalto-yliopiston koulujen välillä, professori Kauppinen toteaa.

– Siirsimme nanolangat lasilta hyvin ohuelle hiilikalvolle, jossa on reikiä. Niiden läpi nanolanka nähtiin elektronimikroskoopilla hyvin tarkasti, jolloin pystyimme selvittämään nanolankojen atomirakenteen.

Tutkimus on osa pohjoismaista NANORDSUN-hanketta, jossa on mukana Aalto-yliopiston lisäksi yliopistoja Norjasta ja Ruotsista.

Tutkimustuloksista kirjoitettu artikkeli on julkaistu Nano Letters -lehdessä.

Teksti: Tea Kalska

Vuoden 2012 hakukierroksen maisterivaiheen valintojen tulokset ovat luettavissa osoitteessa http://studies.aalto.fi/fi/admissions/admissionresults/

Verkkosivuilla julkistetaan ainoastaan niiden hyväksyttyjen nimet, jotka ovat antaneet siihen erikseen luvan.

Hakija voi tarkistaa itseään koskevan valintapäätöksen kirjautumalla sähköiseen valintajärjestelmään https://apply.aalto.fi. Hyväksytyille opiskelijoille postitetaan myös virallinen hyväksymiskirje.

• Maisterivaiheen opiskelijavalinta, teknillistieteellinen koulutusala [.pdf]
• Hakemusmäärät koulutusohjelmittain 2012 [.pdf]

Kandidaattitason koulutusohjelmiin valitut julkistetaan heinäkuussa

Tekniikan alan lopulliset tulokset kandidaatin tutkintoon johtaviin koulutusohjelmiin valituista julkistetaan aikaisintaan 6.7.2012.

Lisätietoja: 
Aalto-yliopiston hakijapalvelut
hakijapalvelut@aalto.fi

Aalto-yliopiston tutkijat onnistuivat löytämään mekanismin, joka voi selittää galliumnitridistä valmistettujen laserdiodien toiminnan heikkenemisen.

Tutkijat Sami Suihkonen ja Henri Nykänen kertovat, että galliumnitridimateriaalin optiset ominaisuudet heikkenevät, kun sitä käsitellään korkealla virrantiheydellä. Tämä vaikuttaa myös laserdiodeihin, sillä ne toimivat korkealla virrantiheydellä. Ilmiö selittyy pistevirheillä, jotka syntyvät materiaalia valmistettaessa.

̶  Galliumnitridimateriaalit ja komponenttien kerrosrakenteet valmistetaan tietynlaisella teollisella prosessilla.  Havaitsimme, että valmistusprosessissa atomihilaan jää tyhjiä aukkoja eli pistevirheitä. Ne jäävät kuitenkin helposti havaitsematta.

Vetyatomit piilottavat virheet

Tutkijoiden mukaan laserdiodi koostuu seostetuista galliumnitridikerroksista, jotka valmistetaan vetyilmakehässä. Kun atomien väliin jää teollisen valmistusprosessiin aikana tyhjiä aukkoja, salakavalat vetyatomit täyttävät aukot ja käytännössä kumoavat pistevirheiden vaikutukset hetkellisesti.

̶  Vetyatomit ikään kuin piilottavat pistevirheet, Suihkonen ja Nykänen kiteyttävät.

Myöhemmin virheet kuitenkin hyppäävät esille ja alkavat vaikuttaa. Kun galliumnitridimateriaali käsitellään korkealla virrantiheydellä, elektronit potkivat tyhjiä aukkoja täyttävät vetyatomit pois, jolloin pistevirheet aktivoituvat ja alkavat häiritä materiaalin sähköisiä ja optisia ominaisuuksia.

̶  Tämä vaikuttaa myös laserdiodien toimintaan. Kun toiminnan heikkenemisen syy on selvitetty, voidaan alkaa tutkia, kuinka valmistusprosessia voisi muokata siten, että pistevirheitä syntyisi vähemmän.

Kuva: Pistevirheiden tiheys määriteltiin positroni annihilaatio spektroskopialla, jonka S-parametri vastaa pistevirheiden tiheyttä materiaalissa.

Sattuma pelissä

Suihkonen ja Nykänen kertovat, etteivät olleet tietoisesti etsineet vastausta siihen, miksi laserdiodin toiminta heikkenee. Epäilykset ilmiöin syystä heräsivät aivan toisen tutkimuksen yhteydessä. Havainto todistettiin paikkansapitäväksi kokeellisesti.

̶  Käytimme kokeissa hyvin kohdistettua elektronisuihkua, jolla saatiin paljon tehoa pienelle alueelle. Galliumnitridin optisen laadun heikkeneminen havaittiin, koska elektronisuihkun ansiosta materiaalia ei tarvinnut säteilyttää tuhansia tunteja, vaan ainoastaan muutama minuutti riitti.

Uudet tutkimustulokset saivat paljon huomiota, kun ne esiteltiin huhtikuussa Material Research Societyn konferenssissa San Franciscossa.  Tuloksista kirjoitettu artikkeli ”Low energy beam induced vacancy activation in GaN” julkaistiin Applied Physics Letterissä 21.3.2012. Artikkelin kirjoittivat Henri Nykänen, Sami Suihkonen ja professori Markku Sopanen Sähkötekniikan korkeakoulusta ja Filip Tuomisto ja Lukasz Kilanski Perustieteiden korkeakoulusta.

Teksti: Tea Kalska

Viisivuotiset koulutusohjelmat kasvattivat suosiotaan

DIA-valinnan ensisijaisten hakijoiden määrä kasvoi bioinformaatioteknologian koulutusohjelmassa 19 %, elektroniikan ja sähkötekniikan koulutusohjelmassa 15 % ja tietoliikennetekniikan koulutusohjelmassa 14 %. Automaatio- ja systeemitekniikkaa taas halusi ensisijaisesti opiskelemaan 6 % vähemmän kuin edellisvuonna.

Aalto-yliopiston tekniikan alan korkeakoulujen viisivuotisiin koulutusohjelmiin haki yhteensä 4513 henkilöä.

Koulutusohjelmiin valittujen nimet julkistetaan 6.7.2012.

Tekniikan alan maisterikoulutukseen hakijoita 87 maasta

Aalto-yliopiston tekniikan koulutusalan maisteriohjelmiin insinööritieteiden, kemian tekniikan, perustieteiden ja sähkötekniikan korkeakouluihin sekä taiteiden ja suunnittelun korkeakoulun arkkitehtuurin laitokselle oli yhteensä 1 669 hakijaa, 87 maasta. Kotimaan lisäksi eniten hakemuksia saapui Kiinasta, Intiasta, Pakistanista ja Iranista.

Hakijamäärä pysyi samalla tasolla kuin vuonna 2011.

Maisterikoulutukseen hyväksytyt opiskelijat julkistetaan aikaisintaan 27.4.2012.

Aallon suosituin maisteriohjelma löytyi Sähkötekniikan korkeakoulusta

Aalto-yliopiston kymmenen suosituimman maisteriohjelman joukossa oli kolme ohjelmaa Sähkötekniikan korkeakoulusta: Master's Programme in Communications Engineering − Networking Technology (1. sijalla), Master's Programme in Electrical Engineering (4. sija) ja Master's Programme in Communications Engineering - Radio Communications (9. sija).

Aalto-yliopiston hakijamäärä kasvoi

Aalto-yliopistoon haki yli 16 000 hakijaa kevään hauissa. Kandidaattikoulutukseen tuli yli 12 000 ja maisterikoulutukseen noin 4 000 hakemusta. Vuonna 2011 hakijoita oli noin 15 600.

Lisätietoa Aalto-yliopiston hakijamääristä

Äänieleet ovat ihmisen ääntä tuottavia toimintoja (puhetta lukuun ottamatta), joiden avulla voidaan välittää informaatiota. Niitä ovat esimerkiksi vihellykset, askeläänet tai sormien napsutus.

Äänielesovellukset perustuvat algoritmeihin, jotka pystyvät erottamaan äänieleiden sisältämän informaation tietokoneeseen syötettävästä äänivirrasta. Antti Jylhä esittelee uudenlaisen luokittelun äänieleille ja niiden avulla välitettävälle informaatiolle. Luokittelusta on hyötyä vuorovaikutteisille tietokonesovelluksille, joihin syötetään informaatiota äänen avulla.

Äänisyötteiden ansiosta käyttäjän ei tarvitse olla näköyhteydessä tietokoneeseen eikä ohjata sitä koskettamalla. Siksi äänisyötteet sopivat myös näkövammaisille kehitettäviin sovelluksiin ja tilanteisiin, joissa silmät ovat keskittyneet johonkin muuhun tehtävään (esimerkiksi ympäristön havainnointiin).

Sovellus flamenco-opettajana

Väitöskirjaan kuului useita prototyyppejä äänieleitä hyödyntävistä sovelluksista. Yksi niistä oli virtuaalinen flamenco-opettajasovellus iPalmas. Se pystyy luotettavasti tunnistamaan erilaisia taputuksia ja niiden tempon. Ohjelma esittää käyttäjälle flamencomusiikin taputusrytmejä, kuuntelee käyttäjän tuottamia taputusääniä ja antaa audiovisuaalista palautetta taputussarjojen oppimisesta.

Taputusäänien analyysimenetelmää voidaan soveltaa myös perkussiosoittimien, esimerkiksi bongorumpujen tai tamburiinin, äänten analyysiin.

Väitöstilaisuus

Diplomi-insinööri Antti Jylhä väittelee Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulussa perjantaina 20.4.2012 klo 12. Väitöskirjan otsikko on “Sonic Gestures and Rhythmic Interaction between the Human and the Computer” (suomeksi “Äänieleet ja rytminen vuorovaikutus ihmisen ja tietokoneen välillä”).

Lisätietoa:

• Antti Jylhä, puh. 040 730 7979, antti.jylha@aalto.fi

– Etsimme keinoja opetuksen kehittämiseen tieto- ja viestintätekniikan avulla. Robotiikka on yksi teknologiakasvatuksen työkaluista, kertoo apulaisrehtori Tiina Korhonen Koulumestarin koulusta. Se koordinoi Oppimiskeskus Innokkaan kanssa Robotti Ruttunen -hanketta, jossa on mukana kouluja, yliopistoja ja muita laitoksia ympäri maata.

Parissa espoolaisessa koulussa on käynnissä pilottikokeilu. Aallon opiskelijoista Tomi Pieviläinen vetää robottikerhoa Vanttilan koulussa ja Matti Leinonen Tähtiniityn koulussa.

Sumopainia ja robottiaisteja

Vanttilan koulussa valmistaudutaan kuumeisesti huhtikuisiin RoboCupJunior-kilpailuihin. Koululaiset ovat muodostaneet kolme ryhmää, joiden robotit kisaavat suomenmestaruudesta sumopainissa. Kukin taistelee toista robottia vastaan autonomisesti – robottia ei saa enää ohjata tai koskea sen ollessa sumoympyrän sisällä.

– Lapset ideoivat sen, millä tavalla robotti hyökkää tai puolustautuu. Robotin pitää myös esimerkiksi pysyä sumoympyrän sisäpuolella, eli sen tulee tunnistaa ympyrän rajaviivat. Ohjelmoimme robotin yhdessä näiden vaatimusten mukaan, Tomi kertoo.

Tähtiniityn koulun kerhossa ei osallistuta robottikilpailuun, joten tapaamiset ovat vapaamuotoisia.

– Ohjelmoinnin ja legoilla rakentelun lisäksi olemme käyneet läpi robotin eri antureita. Ne toimivat robotin aisteina, joihin sen toiminta perustuu. Ohjelmoinnin avulla määritellään, miten robotti reagoi esimerkiksi ääneen tai miten se arvioi etäisyyksiä ultraäänen avulla, Matti selittää.

Oppimista leikin varjolla

– Roboteilla leikkimisen lomassa lapset piilo-oppivat asioita ihmetellessään, miten asiat toimivat, Matti kertoo.

– Ohjelmointi opettaa ajattelemaan syy-seuraussuhteita: esimerkiksi sitä, miten koodin muuttaminen tietokoneohjelmassa vaikuttaa robotin käyttäytymiseen, Tomi jatkaa.

Tiina Korhosen mukaan robotiikan käyttöä ei ole rajoitettu luonnontieteisiin, vaan se voi läpäistä kaikki oppiaineet.

– Kerhoissa opitaan päättelyä, ryhmätyöskentelyä ja ongelmanratkaisua. Myös esiintymistä ja oman työn esittelyä harjoitellaan. Robotiikka on teknologiana työväline, ei itsetarkoitus, hän selittää.

Opetuksen kehittämistä ja harrastustoimintaa

– Haluan tarjota mielekästä opetusta edistyneimmille oppilaille. He haluavat oppia vaativampia asioita kuin ne, mitä tavallisessa tuntiopetuksessa ehditään käymään läpi, Tomi kertoo.

Tomi ja Matti haluavat tarjota lapsille mahdollisuuden tekniikan harrastamiselle.

– Lapsille tarjotaan kouluissa ja niiden ulkopuolella monenlaisia kerhoja esimerkiksi taiteeseen tai liikuntaan liittyen. Tekniikkaan tai matematiikkaan liittyvää harrastustoimintaa on tarjolla hyvin rajoitetusti, he selittävät.

– Olisin halunnut itse olla tällaisessa kerhossa lapsena, Matti tunnustaa.

Robotti Ruttunen saapuu vastavierailulle Aalto-yliopistolle torstaina 3. toukokuuta. TUAS-talolla (Otaniementie 17) järjestetään tapahtuma, jossa robottikerholaisista edistyneimmät esittelevät osaamistaan. Paikalla ovat myös automaatio- ja systeemitekniikan laitoksen rakentamat robotit. Tapahtumaan ovat tervetulleita Aalto-yliopiston henkilökunta, opiskelijat ja kaikki ulkopuolisetkin toiminnasta kiinnostuneet.

Teksti: Anni Aarinen. Kuvat: Tähtiniityn koulun oppilaita, kuvaaja Matti Leinonen

 Lue lisää:

• Opiskelijat soveltavat tekniikan osaamista legorobottien rakentamiseen
• Aaltolaiset vetävät robottikerhoa Tähtiniityn ja Vanttilan kouluissa
• RoboCupJuniorin maailmanmestaruus saatiin Suomeen kesällä 2011

Ohjelma yhdistää alakohtaisen ja poikkitieteellisen mentoroinnin ja tänä vuonna myös kansainvälisen verkostoitumisen.  Haku ohjelmaan on parhaillaan käynnissä AlumniNETissä.

Opiskelija-alumni-mentorointi edistää opiskelijoiden työelämävalmiuksia ja  opiskelijoiden sekä mentorina toimivien alumnien verkostoitumista sekä tiedon ja taitojen vuorovaikutusta. Opiskelijan ja alumnin kahdenkeskisten tapaamisten ohella tärkeä osa ohjelmaa ovat osallistujille yhteiset seminaarit, temaattiset pienryhmätapaamiset ja yritysvierailut.

Mentoriksi voivat hakea kaikki Aalto-yliopiston edeltäjäkorkeakouluissa opiskelleet alumnit, joilla on vähintään viiden vuoden työkokemus. Mentoroitavaksi voivat hakea maisterivaiheen opiskelijat.

Hakuaika ohjelmaan jatkuu 15. toukokuuta asti. Ohjelma kestää lukuvuoden 2012–2013.

Mentoroinnilla pitkät juuret

Opiskelija-alumni-mentorointia on järjestetty Kauppakorkeakoulussa vuodesta 1999 ja Tekniikan korkeakouluissa vuodesta 2000 lähtien. Taiteiden ja suunnittelun korkeakoulu on syksyllä ensimmäistä kertaa ohjelmassa mukana.

Vuoden 2011 mentorointiohjelmaan osallistuneet opiskelijat kiittävät ohjelmaa tulevaisuuden tuesta, alumneille ohjelma tarjosi mahdollisuuden haastaa omat näkökulmansa ja vakiintuneet käsityksensä työelämästä. Ohjelma synnytti osallistujissa muun muassa seuraavia ajatuksia:  

 ”Sain mentoroinnista todella hyvin tukea ja itseluottamukseni tulevaisuudesta vahvistui. Nyt tiedän, mitä haluan tehdä opintojen jälkeen.” (mentoroitava 2011)

”Sain mentoroinnista hyviä vinkkejä työelämän haasteita varten ja etenkin omaa työssäjaksamista ajatellen.” (mentoroitava 2011)

”Opin katsomaan työelämää laajemmalla näkökulmalla ja huolestuneisuuteni tulevaisuutta kohtaan väheni.” (mentoroitava 2011)

”Sain mentoroinnista paljon uusia kontakteja ja ymmärrystä opiskelijoiden nykytilanteesta ja pinnalla olevista asioista.” (mentori 2011)

”Olen saanut uusia näkökulmia mentoroitavan puolelta ja olen myös joutunut/saanut tarkastelemaan omia mielipiteitäni ja asenteitani kriiittisesti.” (mentori 2011)

”Tapaamalla nuoria pystyy itsekin kasvamaan.” (mentori 2011)

Lisätietoja alumnien sivuilla.

Sivun yläreunan kuva vuoden 2011 mentoroinnista, kuvaaja Mikko Raskinen.

Sydänvikoihin liittyy hyvin usein sydämen sivuääni, joka on kuultavissa perinteisellä stetoskoopilla. Sivuääni on tärkeä havainto sydänvikojen diagnosoinnissa. Suurin osa lasten sivuäänistä on viattomia, eli niiden aiheuttajana ei ole kliinisesti merkittävää sydänvikaa. Sivuäänten tunnistaminen vaatii kokemusta, ja siksi lasten sivuäänidiagnostiikka on haastavaa perinteisen lääketieteen menetelmin.

Väitöskirjassa esitellyn sydänäänten analysointijärjestelmän prototyyppi kehitettiin jo 1990-luvun loppupuolella. Viimeisimmät kliinisten tutkimusten tulokset on julkaistu 2000-luvun loppupuolella.  Analyysimenetelmän testaamista varten kerättiin tietokanta yleisimmistä lasten sydänäänistä, jota  on hyödynnetty mm. Kustannus Oy Duodecimin ylläpitämissä lääkärien tietokannoissa.

Esimerkkikuvia järjestelmästä

	Ideaalista sydänäänistä tehty kuvaaja. S1 ja S2 ovat sydämen läppien sulkeutumisista aiheutuvat äänet, jotka amerikkalaisin tennistermein kuulostavat kuten sanottaisiin: "DUNN-LOP DUNN-LOP DUNN-LOP, ...". SM on normaalista sydämen toiminnasta aiheutuva sivuääni, joka sekoitetaan helposti patologisiin ääniin. Se saa äänen kuulostamaan "DUNN-R-LOP DUNN-R-LOP, ..."
	Terveeltä lapselta rekisteröity viaton sivuääni. Läppien sulkeutumisäänet näkyvät selvästi. Niiden välissä näkyy myös viaton sivuääni (SM). Kuvan alareunassa on äänenkorkeuskartta. Pystyakselilla on taajuudet (0-1000 Hz) ja väreillä on kuvattu äänen voimakkuus. Voimakas ääni näkyy punaisella ja taustakohina on sinistä. Kuvasta nähdään, että viaton sivuääni kestää vain hetken ja siinä ei ole korkeita taajuuksia.
	VSD (Ventricular Septal Defect) eli kammioväliseinäaukko on yksi yleisimmistä sydänvioista lapsilla. Tällöin sydämen kammioiden välissä on aukko, ja veri pääsee virtaamaan vasemman ja oikean kammion välillä. Tästä aiheutuu sivuääni, joka on yleensä huomattavasti pitkäkestoisempi kuin normaaleissa tapauksissa. Samoin alapuolella olevasta värikartasta nähdään että voimakkaammat keltaiset ja vihertävät sävyt ulottuvat korkeammille taajuuksille.

Kun yllä olevista kuvaajista mitataan sivuäänen kesto ja korkeus, voidaan päätellä, onko kyseessä normaali vai hoitoa ja seurantaa vaativa sydän. Normaaleissa tapauksissa sivuäänen kesto on lyhyempi ja sivuäänen korkeus matalampi kuin patologisissa tapauksissa.

Väitöstilaisuus

Diplomi-insinööri Sakari Lukkarinen väittelee Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulussa perjantaina 13.4.2012 klo 12. Väitöskirjan otsikko on “Phonocardiography: Development of a clinical system and its application to screening for paediatric heart murmurs” (suomeksi “Fonokardiografiajärjestelmän kehittäminen ja soveltaminen lasten sydänäänien tunnistamiseen”).

Lisätietoa

• Väitöstilaisuus
• Sakari Lukkarinen, puh. 040 900 4952, sakari.lukkarinen@metropolia.fi

Ater Amogpai tuli Suomeen, Mikkeliin, vuonna 2002 Kairosta. Sudanissa riehuva sisällissota oli pakottanut hänet pakenemaan sinne opiskelukaupungistaan Khartumista.

– Kun minulle kerrottiin, että voisin yrittää Suomeen, en tiennyt koko maasta mitään. Lähdin kuultuani, että voisin ehkä jatkaa opintoja siellä, ja koulutus on ilmaista. Mikkeli otti minut ystävällisesti vastaan ja viihdyin siellä, Amogpai kertoo hyvin valaistun Sähkötekniikan korkeakoulun aulassa.

– Muutaman vuoden kuluttua päädyin Otaniemeen ja tekemään väitöskirjaa Liisa Halosen valaistustutkimusryhmässä.

Kolmasosa ihmisistä elää ilman sähköä

Sudan ja varsinkin synnyinseutu Etelä-Sudan kulkivat mukana Amogpain ajatuksissa. Maa oli usein päivälehtien lööpeissä. Vuonna 1983 alkanut 1,5 miljoonaa henkeä vaatinut sisällissota päättyi vuonna 2005, ja Etelä-Sudan itsenäistyi viimein heinäkuussa 2011.

– Professori Halonen ehdotti jo vuonna 2005, että käsittelisin tutkimuksessani Etelä-Sudania. Halosen tutkimat, niukasti energiaa kuluttavat ledit, olivat itsestään selvä kohde, Amogpai kertoo.

Kansainvälinen energiajärjestö IEA on arvioinut, että 1,4 miljardilla ihmisellä (29 % maailman asukkaista) ei edelleenkään ole sähköä käytössään.  Saharan eteläpuolisessa Afrikassa ilman sähköä elävien määrä on kaikkein suurin. Sähkö on käytössä noin 60 prosentilla taajamissa asuvasta väestöstä ja maaseudulla vain 14 prosentilla asukkaista.

Etelä-Sudanissa ja monissa sen naapurimaissa epäterveellisiä palokaasuja tuottavat kerosiinilamput ja polttopuu ovat valaistuksen ja energiansaannin arkipäivää. Huonot kulkuyhteydet, hankalat maasto-olosuhteet ja päiväntasaaja-alueen auringon valtava säteilymäärä tekevät aurinkopaneelit varteenotettaviksi energiantuotannon keinoiksi.

Valoa kotimaahan

Amogpain tutkimuksessa kerättiin vertailevaa tietoa siitä, miten led-valaistus saadaan toimimaan aurinkopaneeleihin yhdistettynä erilaisissa maantieteellisissä olosuhteissa Afrikan päiväntasaajan-alueella. Samalla pyrittiin selvittämään eri aurinkopaneelijärjestelmien erot ja löytämään niistä valaistuksen tuottamiseen parhaiten sopivat. Tutkimuksessa vertailtiin aurinkopaneelien ja dieselgeneraattoreiden käyttöä sekä kustannuksia.

Tulokset osoittavat, että aurinkopaneelien käyttöönotto olisi Sudanissa vaivatonta, koska aurinkoa on saatavilla ympäri vuoden, ja energiaa niukasti kuluttavat ledit olisivat valaistukseen paras vaihtoehto.

Etelä-Sudanilla onkin edessään hyppy kerosiinilampuista hehkulamppujen yli suoraan aurinkopaneelikäyttöisten ledien teknologiaan. Maalla on toistaiseksi hyvät öljyvarat, mutta öljyn huippukauden arvellaan olevan ohi jo kuluvana vuonna 2012. Energiantuotantoon kaivataan kipeästi uusia ratkaisuja.

Tutkimuksellaan Amogpai loi, paitsi uutta valaistusteknologiaa käsittelevän tietopaketin kehittyviä maita varten, myös dokumentin, jolla voi vakuuttaa maanmiehet Etelä-Sudanissa valitsemaan uusin energia- ja valaistusteknologia alueen kehittämiseksi.

Väitöstyö ja iso kasa onnentoivotuksia matkalaukussa Amogpai palaa kotiseudulleen pitkän poissaolon jälkeen. Hänen aikeenaan on perustaa oma yritys tai tutkimusyksikkö led-valaistusta ja aurinkopaneeleja käsittelevän tiedon levittämiseksi. 

Amogpai väitteli Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulussa perjantaina 25.11. klo 12. Väitöskirjan otsikko on "LED-valaistus yhdistettynä aurinkopaneeleihin kehitysmaissa".

Teksti: Eeva Pitkälä. Kuva: Laura Nissinen.

Jari Niemisen väitöskirjassa esitellään uusi, monikanavainen protokolla, joka jakaa radioresurssit sensorisolmujen kesken ja estää lähetyksiä törmäämästä toisiinsa. Protokolla on suunniteltu vastaamaan langattomien sensoriverkkosovellusten vaatimuksiin. Se myös saavuttaa pienemmän viiveen kuin muut olemassa olevat ratkaisut. Viiveen minimointi on ratkaisevan tärkeää viiveelle herkissä sovelluksissa, kuten langattomassa automaatiossa ja kohteen seurannassa.

Langattomien sensoriverkkojen käyttäminen sensorisovelluksissa kiinteiden yhteyksien sijaan tuo uusia haasteita. Luotettavuuden ja tehokkuuden parantaminen sekä tiedonsiirtoviiveiden minimointi ovat tärkeimpiä haasteita matkalla kohti laajamittaista langattomien järjestelmien hyötykäyttöä sensoriverkoissa.

Langattomat sensoriverkot koostuvat ympäristöä mittaavista sensorisolmuista sekä
yhdestä tai useammasta yhdyskäytäväsolmusta, jotka keräävät sensorien langattomasti lähettämän informaation. Ne ovat kiinnostava ratkaisu lukemattomille sovelluksille, sillä ne ovat vapaita kaapelien rajoituksista. Muita etuja ovat matalat asennuskustannukset, joustavuus ja helppo ylläpito. 

Diplomi-insinööri Jari Nieminen väittelee Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulussa keskiviikkona 30.3.2012 klo 12. Väitöskirjan otsikko on “Media Access Control and Time Synchronization in Delay-Sensitive Multi-Channel Wireless Sensor Networks” (suomeksi “Siirtomedian hallinta ja aikasynkronointi viiveherkissä monikanavaisissa langattomissa sensoriverkoissa”).

Lisätietoa:

• Väitöstilaisuus
• Elektroninen väitöskirja
• Jari Nieminen, puh. 09 470 25686, jari.nieminen@aalto.fi

Sähköauton käyttö vaatii suunnitelmallisuutta

Kesäsäällä sähköauton täyteen ladattu akku riittää runsaan 100 kilometrin ajomatkaan. Talvella osa energiasta kuitenkin kuluu auton lämmittämiseen. Auton toimintasäde eli se, kuinka pitkälle matkalle energia riittää, on avainasemassa toimivan latausjärjestelmän luomisessa.

Sähköautojen latauspaikkoja tarvitaan paljon. Autoilijoiden pitää saada tietoa latauspisteiden sijainnista ja käyttöasteesta helposti, esimerkiksi netti- tai mobiilipalvelun avulla.

– Akun lataaminen 80 % käyttövalmiuteen kestää pikalatauksella noin 20 minuuttia. Huoltoasemille on suunniteltava riittävästi pikalatauspisteitä, ettei tarvitse seisoa jonossa odottamassa, kun kaikki autoilijat lataavat akkunsa täyteen asti, kertoo professori Matti Lehtonen sähkötekniikan laitokselta.

– Toisaalta, esimerkiksi matkalla Helsingistä Utsjoelle autoa pitää ladata kymmenisen kertaa per suunta. Pitkän reissun lataukset on suunniteltava kunnolla, Lehtonen havainnollistaa.

Sähköautot soveltuvatkin parhaiten lyhyiden matkojen kulkemiseen. Kaupunkeihin tarvitaan tarpeeksi käyttäjiä, jotta latauspisteitä voidaan sijoittaa tiheästi ympäriinsä. Hitaita latauspisteitä tarvitaan kaikkialla, missä sähköautoja pysäköidään: parkkihalleissa, kotona, työpaikkojen pysäköintipaikoilla.

Latausjärjestelmä tarvitsee ympärilleen liiketoimintaa

Jonkun on investoitava sähköautojen vaatimaan infrastruktuuriin, erityisesti latauspisteisiin. Nykyisiä lämmitykseen tarkoitettuja sähkötolppia saatetaan joutua uusimaan, jotta ne kestävät sähköauton latauksen aiheuttaman kovan kuormituksen.

Alalle tarvitaan yrityksiä, jotka tarjoavat sähköautoilijoille latauspalvelua kaikkialla Suomessa sähköyhtiöiden rajoista välittämättä.

Lisäksi latauspisteisiin on lisättävä älyä, jotta ne osaavat veloittaa ladatun sähkön hinnan.

– Luultavasti aluksi menetellään niin, että julkisen lataustolpan käytöstä peritään pieni maksu aina, kun auto yhdistetään siihen. Taloyhtiöiden sähköautoilijat ja omakotitalojen asukkaat voivat sitten hankkia oman latauspaikan kotipihalleen, Lehtonen arvioi.

Sähköauto energiavarastoksi

Koska tuuli- ja aurinkosähkön energiantuotanto vaihtelee olosuhteiden mukaan, silloin tällöin tarvitaan korvaavaa varakapasiteettia häiriötilanteita varten. Tutkimusprojektissa visioidaan, että sähköautot ja sähkövoimajärjestelmä voisivat tukea ja täydentää toisiaan.

– Jos sähköautoista tulee joskus hallitseva liikennemuoto, pysäköityjen sähköautojen akut voisivat olla kätevä energiavarasto silloin, kun ei tuule tai aurinko ei paista, Lehtonen ehdottaa.

Auton akku ladattaisiin täyteen sähkönkulutuspiikkien ulkopuolella, vaikkapa yöaikaan, kun sähkö on edullista. Kun auto ei ole ajossa, sen omistaja voisi tehdä voittoa myymällä sähköä takaisin verkkoon silloin, kun sähkön kysyntä on kovaa ja sen hinta on korkeammalla. Kaupankäynti sähköllä voisi tapahtua älykkään latauspisteen avulla.

– Projektissa selvitetäänkin, millainen lainsäädäntö mahdollistaisi tämän toiminnan ja miten latausjärjestelmäoperaattori voisi tehdä sen sähköauton omistajille vaivattomaksi, Lehtonen selittää.

Teksti: Anni Aarinen

Lisätietoa:

• Pääkaupunkiseudun sähköinen liikenne -hankkeen verkkosivut
• Eco Urban Living -hanke kehittää Espoosta kestävän kehityksen kaupunkia
• Sähköautoja testattiin yli 20 asteen pakkasessa – katso video YouTubessa
• Sähköä pellin alle [sci.aalto.fi]
• Suomen sähköautovillitys alkaa akuista [chem.aalto.fi]

Reichlin mielenkiinto Suomessa työskentelyä kohtaan heräsi, kun hänelle tarjoutui tilaisuus opettamiseen Communications Ecosystem -maisteriohjelmassa.

– Pidän tätä monitieteistä opintokokonaisuutta melko ainutlaatuisena ainakin Euroopassa, Reichl kertoo.

Tietoliikenne-ekosysteemien kokonaisvaltaista tarkastelua

Reichlin tutkimusala on tulevaisuuden telekommunikaatioekosysteemit. Ekosysteemissä erilaiset yritys- ja kuluttaja-asiakkaat ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa teknologisen infrastruktuurin välitykselle. Infrastruktuureihin kuuluvat muun muassa verkot ja palvelualustat.

– Perinteisesti telekommunikaatioalan tutkimus on keskittynyt pääasiassa teknologiseen puoleen. Minun ja useiden aaltolaisten kollegoideni tutkimus tarkastelee järjestelmiä holistisemmasta näkökulmasta, mikä tekee alan tutkimuksesta poikkitieteellistä. Tuomme yhteen taloustiedettä, yhteiskuntatieteitä, sähkötekniikkaa, tietojenkäsittelyä ja loppukäyttäjätutkimusta.

Reichl pyrkii hedelmälliseen yhteistyöhön

– Tehtyäni monta vuotta tutkimusta teollisuusorientoituneemmassa kontekstissa odotan sitä, että pääsen taas sisään akateemiseen yhteisöön. Uskon, että Aallossa pystyy keksimään ja toteuttamaan luovia ja epätavanomaisiakin ideoita poikkitieteellisellä tavalla, Reichl selittää.

Hän toivoo pääsevänsä muokkaamaan yhteisistä kiinnostuksen kohteista konkreettisia tutkimusprojekteja ja muita hankkeita. Hän haluaa myös säilyttää yhteydet kansainvälisiin yhteistyökumppaneihinsa ja etsiä uusia mahdollisuuksia suomalaisten ja pohjoismaisten yrityskumppaneiden kanssa.

– Joillakin olemassa olevista kumppaneistani on jo yhteistyötä Aallon kanssa – Aalto on mukana esimerkiksi EIT ICT Labs Helsinki -yhteisössä. Aion kehittää ja syventää näitä eurooppalaisia yhteyksiä erittäin aktiivisesti.

Helsinki on jatkoa kansainväliselle uralle

Reichl vieraili Helsingissä ensimmäistä kertaa IEEE ICC -konferenssin yhteydessä vuonna 2001.

– Olin hyvin vaikuttunut keskikesän valoisista öistä ja kaupungin ainutlaatuisesta yhdistelmästä merta, luontoa ja kaupunkilaiselämää.

Viimeisen 20 vuoden aikana Reichl on ehtinyt asua ja työskennellä erilaisissa akateemisissa instituutioissa ja tutkimuslaitoksissa Saksassa, Iso-Britanniassa, Yhdysvalloissa, Sveitsissä, Itävallassa ja Ranskassa.

– Kaikissa näissä maissa oli omanlaisensa historia, kulttuuri, yhteiskunta, kieli ja tavat, jotka olivat ulkomaalaiselle samalla haaste ja rikkaus. Odotan samaa Suomelta.

Heikki Ihasalon työkalu visualisoi tiedon siten, että esimerkiksi huoltomiehet voivat hyödyntää sitä päivittäisessä työssään. Myös isännöitsijät ja kiinteistöpäälliköt voivat käyttää visualisoitua tietoa apunaan kiinteistöjen ylläpidon johtamisessa.
 
Tavoitteena on välttää laatuongelmia erityisesti tulevaisuuden matalaenergiarakennuksissa, jotka ovat teknisiltä ratkaisuiltaan nykykiinteistöjä monimutkaisempia.

– Tiukentuvat energiatehokkuusvaatimukset tuovat monenlaisia haasteita: esimerkiksi energiankulutuksen vähentäminen tinkimättä hyvästä sisäilman laadusta on vaativaa, Ihasalo kertoo.

Tekniikan lisensiaatti Heikki Ihasalo väittelee Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulussa perjantaina 23.3.2012 klo 12. Väitöskirjan otsikko on “Transforming building automation data into building performance metrics – design, implementation and evaluation of use of a performance monitoring and management system” (suomeksi “Rakennusautomaation tiedon muuntaminen kiinteistön suorituskykymittareiksi – suorituskyvyn valvonta- ja johtamisjärjestelmän suunnittelu, toteutus ja arviointi”).

Lisätietoa:

• Väitöstilaisuus
• Elektroninen väitöskirja
• Heikki Ihasalo, puh. 040 820 9623, heikki.ihasalo@gmail.com

– Älypuhelinbuumista huolimatta tällä hetkellä käytössä olevista matkapuhelimista vain noin puolet tukee 3G-verkkoja ja kolmannes WLAN:ia tai GPS:ää. Näiden ominaisuuksien yleistyminen esim. 80–90%:iin puhelimista Suomessa tulee viemään vielä vuosia, Smura havainnollistaa.

Matkapuhelimen keskimääräinen käyttöaika on Suomessa n. 2,5 vuotta, jolloin puhelin ehtii olla yhden tai useamman omistajan käytössä. Osa käyttäjistä hankkii uuden puhelimen huomattavasti harvemmin – siksi noin viidennes aktiivisesta laitekannasta on yli neljä vuotta vanhoja. Koska uusistakin laitteista vain osa on ominaisuuksiltaan kehittyneempiä, vie uusien verkkojen ja palvelujen kannalta olennaisten ominaisuuksien yleistyminen aikaa.

Uusien tuoteominaisuuksien yleistyminen ennustettavissa

Osana väitöskirjaansa Smura kehitti uudenlaisen tavan ennustaa uusien tuoteominaisuuksien yleistymistä mobiililaitteissa ja muissa vastaavissa teknologiatuotteissa. Menetelmän avulla voidaan esimerkiksi arvioida helpommin, miten markkinamuutokset vaikuttavat mobiililaitekannan kehitykseen.

– Paremmat ennusteet mobiililaitekannan kehityksestä mahdollistavat operaattorien verkko-investointisuunnitelmien ajallisen optimoimisen. Myös palvelukehittäjät saavat realistisemmat odotukset saavutettavan markkinan koosta, Smura tiivistää.  

Menetelmä liittää yhteen tuttua ja tuntematonta: tunnetut tuotekategoriatason diffuusiomallit ja tuoteyksikkötason korvaamismallit yhdistetään tuoteominaisuuksien levittämisilmiöön, jota ei ole aiemmin tutkittu.

Menetelmän ja ennusteiden taustalla on vuosina 2005–2011 kerätty, maailmanlaajuisesti ainutlaatuinen aineisto suomalaisten käytössä olevista matkapuhelinmalleista sekä niiden myyntimääristä ja ominaisuuksista.

Diplomi-insinööri Timo Smura väittelee Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulussa perjantaina 23.3.2012 klo 12. Väitöskirjan otsikko on “Techno-economic modelling of wireless network and industry architectures” (suomeksi “Langattomien verkko- ja toimiala-arkkitehtuurien teknis-taloudellinen mallintaminen”).

Lisätietoa:

• Väitöstilaisuus
• Elektroninen väitöskirja
• Timo Smura, puh. 050 536 9855, timo.smura@aalto.fi

Pääset selaamaan lehteä klikkaamalla kansikuvaa:

Lisätietoa Aalto-yliopiston opiskelijaksi  hakemisesta [studies.aalto.fi]

Nelipäiväiselle kurssille osallistui 7 opiskelijaa Olarin, Tapiolan ja Pohjois-Tapiolan lukioista. Kurssiin sisältyi monenlaisia luentoja satelliittien rakentamisesta, toiminnasta ja tehtävistä. Ohjelmaan mahtui vierailuja myös Ilmatieteen laitoksen avaruustekniikan laboratorioon, Aalto-1-satelliitin maa-asemalle ja Metsähovin radiotutkimusasemalle.

– Odotin aika teoreettista kurssia. Kurssin ohjelman nähdessäni hypin riemusta, kun se sisälsi myös laboratoriotöitä. Toisaalta tuntui myös hienolta istua luennoilla, joita veti alan todellinen asiantuntija, kertoo kurssille osallistunut Esteri Viitanen. Hän on ensimmäisellä vuosikurssilla Pohjois-Tapiolan lukiossa.

Satelliittiprototyypin antenni rakentuu mehupilleistä

Opiskelijat pääsivät tutustumaan perinpohjaisesti Aalto-1-opiskelijaprojektiin, jossa rakennetaan opiskelijavoimin Suomen ensimmäistä satelliittia. Sen inspiroimana opiskelijat pääsivät kurssin kolmantena iltapäivänä satelliittityöpajaan, jossa he suunnittelivat oman satelliittinsa ja rakensivat sen prototyypin.

Suunnitelmassa piti ottaa huomioon kaikki satelliitin osajärjestelmät viestinnästä energian tuottamiseen. Myös satelliitin tehtävä piti suunnitella: millainen tutkimuslaite satelliitin mukaan tulisi ja mitä tehtävää se suorittaisi? Rakennusmateriaalia prototyypille oli tarjolla piirilevyistä mehupilleihin.

Kyseessä ei ollut pelkkä leikkimielinen näpertely: opiskelijoiden tavoitteena oli osallistua suunnitelmillaan kansainväliseen satelliittimissiokilpailuun, jossa he ottaisivat ideoineen mittaa korkeakouluopiskelijoiden ja muiden alasta kiinnostuneiden satelliittiprojekteista.

Tulevia avaruustekniikan ammattilaisia?

Oppi oli selvästi tarttunut päähän: suunnittelutyöhön uppoutuneet opiskelijat väittelivät jo sujuvasti siitä, miten satelliitin herkkä elektroniikka voidaan suojata gammasäteilyltä ja millaista lämpöeristystä tarvitaan. Lukiolaiset heittivät ilmaan kunnianhimoisia ideoita esimerkiksi kylmäsuuttimista, jotka säätelisivät satelliitin lentokorkeutta maan kiertoradalla.

Yksi kurssin abiturienteista on jo hyväksytty opiskelijaksi Sähkötekniikan korkeakouluun tulevasta syksystä alkaen. Kenties joku kurssilaisista löytää itsensä tulevaisuudessakin opiskelemasta avaruustekniikkaa. 

Teksti: Anni Aarinen. Kuvat: Tuomas Tikka.

Lisätietoa:

• Aalto-yliopiston LUMA-toiminta
• Kärkikurssit
• Opiskelijasatelliitti Aalto-1
• Satelliittimissiokilpailu
• Kurssin loppuseminaarista 3T-lehdessä

Mineraalien rikastusprosessissa käsitellään usein hyvin suuria materiaalivirtoja. Siksi pienetkin parannukset prosessin tehokkuudessa ovat merkittäviä.

– Jo prosentin parannus arvomineraalin talteen saamisessa kertaantuu vuositasolla suoraan verrannollisesti tuotantolaitoksen taloudelliseen tulokseen rikastamon malmisyötön ja metallin maailmanmarkkinahinnan kautta, Remes havainnollistaa.

Remes käsitteli monitorointi- ja ohjausongelmia tietyissä rikastamon yksikköprosesseissa ja prosessipiireissä. Väitöstyössä tarkasteltiin kehittyneitä ohjausjärjestelmiä simuloitujen jauhatus- ja vaahdotuspiirien avulla.  Mukana olivat sääntökantaohjaus, sumea ja malliprediktiivinen ohjaus. Lisäksi työssä mallinnettiin useita rikastamon yksikköprosesseja.

Kaikki työssä kehitetyt menetelmät testattiin teollisella datalla, teollisten prosessien malleilla tai käytännön prosessikokeilla tai ottamalla menetelmät käyttöön rikastamolaitoksella. Prosessikohteina olivat mineraalien jauhatus, vaahdotus, ominaispainoerotus ja sakeutus.

Työssä jatkokehitettiin useita jo vakiintuneita menetelmiä yhdistämällä niitä uudella tavalla sekä käyttämällä niitä uusiin mineraalien käsittelyn sovelluskohteisiin. Tällä haettiin vastausta menetelmien käytännön soveltuvuuteen, niiden vaatimiin rajoituksiin sekä parhaisiin käyttöönottotapoihin.

Diplomi-insinööri Antti Remes väittelee Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulussa perjantaina 16.3.2012 klo 12. Väitöskirjan otsikko on “Advanced Process Monitoring and Control Methods in Mineral Processing Applications” (suomeksi “Rikastusprosessien moderni säätö ja monitorointi”).

Elektroninen väitöskirja

Väitöstilaisuus

Lisätietoja:

Antti Remes
Puh. +358 40 5373670
antti.remes@outotec.com

Tuulen aiheuttaman vedenalaisen kohinan riippuvuus tuulen voimakkuudesta on matalassa murtovedessä erilainen kuin valtamerissä. Erot johtuvat pääasiassa murtuvien aaltojen synnyttämistä pienistä kuplista, joiden määrä on suhteellisesti pieni vähäsuolaisessa merivedessä. Voimakkaimmilla tuulilla murtoveden ja valtameren kohinaspektrit ovat kuitenkin tasoltaan melko yhteneviä. 

Tietoa vedenalaisesta kohinatasosta tarvitaan erilaisten vedenalaisten kuuntelu-, kaikuluotaus- ja kommunikaatiojärjestelmien suorituskyvyn laskennallisissa arvioissa. Tutkimuksen tuloksia käytetään ensisijaisesti erilaisten vedenalaisten akustisten järjestelmien suorituskyvyn optimointiin.

Mittaustulokset määrittävät myös vedenalaisen kohinan luonnollisen vaihteluvälin, jota voidaan hyödyntää esimerkiksi arvioitaessa merinisäkkäiden äänten kuuluvuusetäisyyksiä tai ihmisen aiheuttaman vedenalaisen melun vaikutuksia meren eläimistöön.

Ari Poikosen väitöstutkimuksessa käytetyllä kuplamallilla osoitettiin numeerisesti ensi kertaa kohinaspektrien tyypillisen jyrkkyyden S ~ 1/f2 yhteys meriveden kuplakokojakauman jyrkkyyteen n(a) ~ 1/a(3/2).

Tuulen aiheuttamaa vedenalaista kohinaa tutkittiin Suomenlahden matalissa murtovesissä laajalla taajuusalueella. Tavoitteena oli saada systemaattista tietoa kohinatasosta ja sen ominaisuuksista. Kohinamittauksia tehtiin kaikkina vuodenaikoina, mutta ajallista riippuvuutta ei kohinatasoissa havaittu.

Väitöstilaisuus

Tekniikan lisensiaatti Ari Poikonen väittelee Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulussa perjantaina 9.3.2012 klo 12 salissa S1 (Otakaari 5A, Espoo).

Väitöskirjan otsikko on “Tuulen matalassa murtovedessä aiheuttaman vedenalaisen kohinan mittaus, analyysi ja mallinnus” (englanniksi “Measurements, analysis and modeling of wind-driven ambient noise in shallow brackish water”).

Aalto-yliopiston kirjasto, elektroniset väitöskirjat:
http://otalib.aalto.fi/en/collections/e-publications/dissertations/

Lisätietoa

• Väitöstilaisuus

• Ari Poikonen, puh. 040 744 6977, ari.poikonen@kolumbus.fi