Tallinna Tehnikaülikool

Uurimisrühmad | Tarkvarateaduse instituut

Sisukord

Digiriigi tehnoloogiate ja -arhitektuuri uurimisrühm

Juhataja: professor INGRID PAPPEL, ingrid.pappel@taltech.ee

Digiriigi tehnoloogiate ja -arhitektuuri uurimisrühmas (Next Gen Digital State) lahendame küsimusi, kuidas riik saaks uute tehnoloogiatega toetada ja arendada kodanike hetke- ja tulevikuvajadusi. Keskendume valitsuse digitaalsetele ökosüsteemidele, uurides tehnoloogiaid, mis toetavad digitaalset transformatsiooni, innovatsiooni ja rakendamist.

Meie uurimisrühm teeb koostööd Eesti ja rahvusvaheliste avaliku sektori asutuste, ministeeriumide ja ettevõtetega järgmise põlvkonna riigi tehnoloogiate arendamisel. Tegeleme tipptasemel uurimisteemadega, mis keskenduvad tehisintellekti arhitektuurile, strateegiate/raamistike väljatöötamisele, andmeanalüütikale ja tehnoloogiast tulenevate sotsiaal-majanduslike mõjude mõistmisele ning nende rakendamisele.

Meie ekspertiis

  • Järgmise põlvkonna digitaalse transformatsiooni inim- ja tehnoloogilised aspektid;

  • Tehisintellekti, uudsete digiriigi arhitektuuride ja andmestrateegiate rakendamist;

  • Olemasolevate äriprotsesside analüüs ja üleminek uutele äritegevuse meetoditele;

  • Arusaadavate ja praktiliste tulemusteni jõudmine läbi akadeemiliste ja tehniliste teadmiste omandamise.

Projektid

Projekt keskendub koostöös Keenia Strathmore Business School (SBS) ülikooliga digipädevusi ja e-valitsemist kajastava interdistsiplinaarse õppekava väljatöötamisele.

PI: Ingrid Pappel
Rahastaja: Välisministeerium
Periood: 01.09.2021 − 30.04.2024

Meetme "Avalike teenuste tehisintellekti magistriprogramm (AI4Gov)" eesmärk on funktsionaalsete spetsialistide harimine nii AI kui ka avalike teenuste valdkonnas, pöörates erilist tähelepanu AI juhtimisele ja avalike teenuste eetikale nii konkreetses moodulites kui ka praktilistes tingimustes projektides.
PI: Ingrid Pappel
Rahastaja: Euroopa Komisjon
Periood: 01.04.2021 – 01.06.2024

PI: Ingrid Pappel

PI: Ingrid Pappel

Infosüsteemide töörühm

Juhataja: professor DIRK DRAHEIM, dirk.draheim@taltech.ee

Infosüsteemide töörühma uurimisvaldkond on suured ja ülisuured IT-süsteemid. Uurime IT-süsteemide arhitektuuri, disaini, teostust ja IT-süsteemide maastike haldamist, suuremahulisi andmetihedaid -, suuremahulisi töövootihedaid -, ekstraressursimahukaid - ja laialt hajutatud süsteeme. Eelkõige uurime järgmise põlvkonna digiriigi tehnoloogiaid ja - ökosüsteeme. Koos partneritega tööstusest, akadeemilistest ringkondadest ja avalikust sektorist otsime parimaid lahendusi mittestandardsetele, missioonikriitilistele probleemidele IT-süsteemides.

Koduleht Koostöö Kontaktid

Keeletehnoloogia laboratoorium

Juhataja: vanemteadur TANEL ALUMÄE, tanel.alumae@taltech.ee

Keeletehnoloogia laboratooriumi üheks olulisemaks tegevuseks on ühiskonnale suunatud kõnetehnoloogia rakenduste loomine. See hõlmab nii lõppkasutajale mõeldud kõnetuvastuse rakendusi kui ka olulisi lihtsalt integreeritavaid komponente. Kuigi keskendume oma kõnetuvastuse arendustöödes eesti keelele, on enamik laboris loodud tarkvarast keelest sõltumatu. Labor on avatud lähtekoodiga vaba tarkvara pooldaja.

Keeletehnoloogia laboratoorium keskendub järgmisetele teemadele:

  • kõnetuvastus;
  • kõneleja, kõneldava keele ja aktsendi identifitseerimine;
  • kõnekorpused;
  • foneetika (eesti keele prosoodia ja vokaalsüsteem, L2 kõne);
  • mitmesugused loomuliku keele töötluse alamteemad.
Projektid

Eestikeelsele haridusele üleminek on suurendanud huvi eesti keele õppimise vastu. Grammatika ja sõnavara õppimiseks leidub materjale, kuid häälduse õppimiseks on võimalusi vähe. Projekti eesmärk on luua eesti keele õppijate (L2) häälduse verifitseerija ja arendada edasi mobiilirakendust SayEst. L2 häälduse hindamiseks pole veel automaatseid vahendeid. Hääldusega tegelemine on oluline osa keeleõppest ja arusaadav hääldus aitab paremini ühiskonda integreeruda. Häälduse verifitseerija loomine aitab õppijal saada kohest tagasisidet oma hääldusele ning rakendusega häälduse treenimine võimaldab õppida omas tempos ja stressivabas keskkonnas. Häälikute kvaliteeti analüüsiva hindamissüsteemi vastu on huvi tundnud ka logopeedid ja õpetajad. L2 häälduse verifitseerija hakkab andma tagasisidet iga hääliku kohta valgusfoori põhimõttel. Loome SayEstist ka iOS versiooni, sest oleme saanud kasutajatelt tagasisidet, et sellest on puudus. Samuti mitmekesistame SayEsti harjutusvara.

Rahastaja: Haridus- ja Teadusministeerium
Periood: 01.01.2024–31.12.2026

PI: Tanel Alumäe
Rahastaja: Haridus- ja teadusministeerium
Periood: 01.01.2023 - 31.12.2024

Projekti käigus on kavas arendada edasi meie laboris välja töötatud kõnetuvastusmudeleid ja kõnetuvastusliideseid. Kõige suuremaks fookuseks on jätkuvalt universaalse offline kõnetuvastumusmudeli täpsuse parandamine, kus on kavas jätkata tööd suurte mitmekeelsete mudelite peenhäälestamisel. Lisaks sellele on kavas hinnata ja parandada tuvastusmudeli täpsust lastekõne puhul ning treenida selline tuvastusmudel, mis sobiks vestlussaadetele subitiitrite loomiseks, s.t. mis väljastaks grammatiliselt korrigeeritud (ja kohati ümbesõnastatud) ja loogiliste ridadena organiseeritud tuvastusväljundid. Liideste osas on kavas parandada http://tekstiks.ee kasutusmugavust ning implementeerida brauseripõhine reaalajalist kõnetuvastust võimaldav kasutajaliides ("Kiirkirjutaja kõigile"). Lisaks sellele on kavas transkribeerida lastekõnekorpuse sponaatnse kõne osa ning teha ettevalmistusi uute meditsiiniliselt huvitavate korpuste kogumiseks.

PI: Tanel Alumäe
Rahastaja: Haridus- ja Teadusministeerium
Periood: 01.01.2024–31.12.2024
ETIS

Laulmisel tuleb vokalistil täita puhtmuusikalisi ülesandeid, aga kuulaja jaoks peab olema selgelt arusaadav ka lauldav tekst. Muusikast tingitud piirangute tõttu ei pruugi laulmisel alati toimida võtted, mis parandavad arusaadavust kõnelemisel. Lauljate endi arusaamad, kuidas tagada hea tekstiselgus, on vastuolulised, teaduslikke uurimusi aga napib. Käesoleva projekti eesmärgiks on teadusliku aluse loomine häälemoodustamise ning artikuleerimise optimaalsete strateegiate väljatöötamiseks, mis tagaksid laulmisel hea tasakaalu tekstiselguse ja muusikaliste kvaliteetide vahel (nt kantileensus, fraaside pingekaared) sõltuvalt ruumi akustilistest tingimustest ja mõjust, mis lähtub instrumentaalsaatest. Meetodiks on vokaalsete esituste akustiline analüüs ja süstemaatiline helitöötlusvahendite abil modifitseeritud foneetilist materjali sisaldavate vokaalstiimulite tajukatsete läbiviimine. Tulemused on kasutatavad vokalistide treeningus, aga need on abiks ka tekstiautorite ja heliloojate töös.

Rahastaja: Sihtasutus Eesti Teadusagentuur
Periood: 01.01.2022–31.12.2026
ETIS

Kompositsiooniliste süsteemide ja meetodite laboratoorium

Laboratooriumi juhataja: professor PAWEŁ SOBOCIŃSKI, https://www.ioc.ee/~pawel/, pawel.sobocinski@taltech.ee

Kompositsiooniliste süsteemide ja meetodite laboratooriumi eesmärk on uurida kompositsioonitehnikaid arvutusmudelite kontekstis, selle kõige laiemas tähenduses. Kompositsioonilisus tähendab, et (avatud) süsteemide süntaktilised kirjeldused on koostatud nii, et need ühilduksid (avatud) süsteemide semantikaga. Kuna uurimistööd motiveerivad näited pärinevad üsna laia spektriga teadusvaldkondadest (loogika, juhtimisteooria, formaalse keele teooria, äriprotsessid, mänguteooria, majandus, masinõpe), oleme kategooriateooriast juhindudes määratlenud avatud süsteemide mõtestamise üldised põhiprintsiibid. Nende hulka kuuluvad pigem seostel kui funktsioonidel põhinev semantiline universum ja string-skeemide diagrammatilise süntaksi kasutamine. String-skeemid võimaldavad diagrammatiliste arutluskäikude abil intuitiivset arvutamist ja ressursside täpset juhtimist, mis on oluline avatud süsteemide tõepäraseks kirjeldamiseks.

Töögrupi eesmärgid/väljakutsed on:

  • välja töötada uus generatsioon järgmise põlvkonna programmeerimis-/spetsifikatsioonikeeli, mis sobituksid paremini kompositsiooniliste (ja seega ka usaldusväärsemate ja töökindlamate) süsteemide kirjeldamiseks;
  • kasutada kompositsioonilisust süsteemide analüüsi parandamiseks, sealhulgas uute tehnikate ja algoritmide kavandamine;
  • kavandada ja rakendada string-skeemidega töötamise vahendeid kiirendamaks üleminekuks teooriast praktikasse.
Projektid

Tarkvara üha keerukamate interaktsioonide reaalsus meie igapäevaelus on tinginud olukorra, kus klassikalised teoreetilised käsitlused, millele arvutiteadus on rajatud, pole uuteks rakendusteks küllaldased, ei piisa tõrgete seletamiseks, käitumiste ennustamiseks, ei taga tarkvaralise infrastruktuuri usaldusväärsust. Automaaditeooria on üks neid alustalasid. Meie projekt laiendab ja kasutab klassikalist automaaditeooriat kolmes suunas. Esiteks uurime me sümboolseid automaate, mis on suhteliselt uus teema automaaditeoorias arvukate paljutõotavate rakendustega. Teiseks uurime, kuidas automaadid seletavad arvutiprogrammide interaktsiooni nende töökeskkonnaga. Kolmandaks uurime automaatide omavahelist liidestamist analoogiliselt sellega, kuidas arvutisüsteemid on meid ümbritsevas maailmas üha enam omavahel ühendatud. Need kolm suunda esindavad arvutiteaduse eri alamvaldkondi, mõjutavad projektis üksteist ning viivad tulemusena uute teoreetiliste mudelite ja uute algoritmideni.

PI: Paweł Maria Sobociński
Rahastaja: Sihtasutus Eesti Teadusagentuur
Periood: 01.01.2021–31.12.2025
ETIS

Kavandatav küberturvalisuse tippkeskus Eestis ja Lõuna-Moraavias (CHESS) ühendab juhtivaid küberturbeasutusi ja kasutab mõlema piirkonna tugevusi, et lahendada olulisi üle-Euroopalisi väljakutseid. Lõuna-Moraavia on Tšehhi Vabariigi oluline IKT-tööstuse ja hariduse keskus, millel on küberturvalisusele suunatud ja sidus nutika spetsialiseerumise strateegia. Eesti on e-valitsuse kasutuselevõtuga maailmas üks arenenumaid digiühiskondi, mis aga muudab selle haavatavaks erinevatele küberohtudele. CHESS järgib otseselt Euroopa küberturvalisuse pädevuse pilootprojektide strateegiaid ja tegevuskavasid ning tugineb kõigis neljas pilootprojektis osalenud CHESSi partnerite kogemustele, aidates kaasa ELi turvalisele üleminekule täiemahulisele digitaalsele ühiskonnale. CHESS Hub viib läbi põhjaliku kahe piirkonna vajaduste analüüsi ning töötab välja ühise piiriülese küberturvalisuse teadus- ja innovatsioonistrateegia. Strateegia väljatöötamisele aitavad kaasa T&I pilootprojektid, mis tugevdavad piirkondadevahelist koostööd, kaasavad piirkondlikke innovatsiooni ökosüsteeme ja koguvad tõendeid tulevaste projektide jaoks. Piirkondades tuvastatud lüngad oskustes ja teadmistes kõrvaldatakse läbi koolituse ja teadmiste edasiandmise. Lõpuks tagavad töörühmad CHESSi jätkusuutlikkuse, integreerides seda piirkondlike, riiklike ja ELi tasandi strateegiate ja rahastamisprogrammidega. Projekti väljundite eriti pilootprojekti tulemuste rakendamiseks aitab CHESS hinnata turupotentsiaali ning seob teadlasi ja innovaatoreid piirkondades kättesaadavate ettevõtluskoolituste ja ärikonsultatsiooniteenustega. Strateegia koostamine, oskuste arendamine ning pilootuuringud ja innovatsioon hõlmavad küberturvalisuse valdkonda tervikuna, pöörates erilist tähelepanu kuuele väljakutsevaldkonnale: turvaliste asjade Internet; turvalisuse sertifitseerimine; usaldusväärse tarkvara vertifitseerimine; plokiahel; postkvantkrüptograafia ja küberturvalisuse inimkesksed aspektid.

PI: Paweł Maria Sobociński
Rahastaja: Euroopa Komisjon
Periood: 01.01.2023–31.12.2026
ETIS

Tehisintellektil (TI) on tugev ja kasvav potentsiaal aidata lahendada väljakutseid paljudes ühiskondlikes valdkondades. Alusmudelite, näiteks suurte keelemudelite kasutamine suurendab TI võimekust keeruliste andmete tõlgendamisel ja lahenduste genereerimisel. Eesti Tehisintellekti Tippkeskuse (EXAI) eesmärk on edendada uuenduslikke metoodikaid, millega (1) luua tõhusaid ja usaldusväärseid analüüsi- ja ennustussüsteeme, mis kasutavad alusmudeleid; (2) rakendada juhtimismehhanisme ja piiranguid, et tagada keeruliste TI-süsteemide vastavus spetsifikatsioonile; (3) kohandada ja täiustada TI-süsteeme, et parandada rakenduste efektiivsust; ja (4) tagada TI-süsteemide turvalisus ja privaatsus. Rakendame loodud metoodikaid TI võimekuste edendamiseks Eesti fookusvaldkondades, sealhulgas e-valitsemises, tervishoius, äriprotsesside juhtimises ja küberturvalisuses.

Rahastaja: Sihtasutus Eesti Teadusagentuur
Periood: 01.01.2024–31.12.2030
ETIS

Mitu olulist hiljutist matemaatilist saavutust on juhindunud homotoopiateoreetilistest ja kõrgemakategoorilistest ideedest uutes kontekstides, mis laienevad ka formaalmeetoditele teoreetilises informaatikas. Huvitaval kombel on mõiste "suunatud ruumist" esile kerkinud nii ümberkirjutamise, konkurentsuse kui ka tüübiteoorias, mis viitab ühendavale homotoopsele vaatenurgale arvutamise kohta. Meie arendame seda visiooni diagrammaatiliste hulkade teoorias. Need on uus suunatud ruumide mudel. Ühelt poolt keskendume tüübiteooriatele diagrammaatiliste hulkade jaoks. Loome uusi meetodeid formaliseeritud ümberkirjutamise tarvis ning seome selle hiljutiste sünteetiliste lähenemistega homotoopiateooriale. Teisalt uurime suunatud homotoopial põhinevat arvutamismudelit, mis on kõrgemate kategooriate invasioon arvutatavus- ja keerukusteooriasse. See erialadevaheline projekt loob uusi sildu matemaatika ja informaatika vahele, edendab kasulikku ideede liikumist kummaski suunas.

PI: Amar Hadzihasanovic
Rahastaja: Sihtasutus Eesti Teadusagentuur
Periood: 01.01.2022–31.12.2025
ETIS

Küberkriminalistika ja küberjulgeoleku keskus

Keskuse juht: professor RAIN OTTIS, rain.ottis@taltech.ee

Küberkriminalistika ja küberjulgeoleku keskus tõstab Eesti küberturvalisuse kompetentsi läbi hariduse, teaduse ja teadmussiirde. Keskuse eksperdid esindavad erinevaid teadusvaldkondi nagu arvutiteadus, õigusteadus ja psühholoogia. See võimaldab uurimisrühmal ette võtta tänapäeva keerulisi küberturvalisuse probleeme, mis vajavad interdistsiplinaarset lähenemist.

Keskuse peamised uurimissuunad on:

  • elutähtsa infotaristu kaitse (fookusega e-valitsemise ja transpordisektoritel);
  • krüptrograafia;
  • võrgumonitooring;
  • digitaalne ekspertiis;
  • haridusteadus;
  • küberjulgeoleku strateegilised küsimused.
Projektid

Tehisintellektil (TI) on tugev ja kasvav potentsiaal aidata lahendada väljakutseid paljudes ühiskondlikes valdkondades. Alusmudelite, näiteks suurte keelemudelite kasutamine suurendab TI võimekust keeruliste andmete tõlgendamisel ja lahenduste genereerimisel. Eesti Tehisintellekti Tippkeskuse (EXAI) eesmärk on edendada uuenduslikke metoodikaid, millega (1) luua tõhusaid ja usaldusväärseid analüüsi- ja ennustussüsteeme, mis kasutavad alusmudeleid; (2) rakendada juhtimismehhanisme ja piiranguid, et tagada keeruliste TI-süsteemide vastavus spetsifikatsioonile; (3) kohandada ja täiustada TI-süsteeme, et parandada rakenduste efektiivsust; ja (4) tagada TI-süsteemide turvalisus ja privaatsus. Rakendame loodud metoodikaid TI võimekuste edendamiseks Eesti fookusvaldkondades, sealhulgas e-valitsemises, tervishoius, äriprotsesside juhtimises ja küberturvalisuses.

Rahastaja: Sihtasutus Eesti Teadusagentuur
Periood: 01.01.2024–31.12.2030

Kuigi organisatsioonide ja riikide küberturvalisus sõltub tehnoloogia kiirest arengust, on tungivalt vaja ka teaduslikku arusaama inimese käitumisest turvalisuse tagamisel. Projekt Küberkaitse võimekuse tõstmine tuvastatud ohuolukordade kommunikatsiooni parendamise kaudu (ACDICOM) töötab välja tõenduspõhised standardid, et parandada inimestevahelist kommunikatsiooni küberturvalisuse valdkonnas. Selleks, et organisatsioon säilitaks küberruumis kontrolli ja langetaks õigeid otsuseid, on täpse tuvastatud küberpildi (RCP) omamine ülioluline. Turbekeskustes töötavad tehnilisi ülesandeid teostavad inimesed meeskondadena. Samuti peavad nad langatema otsuseid, mis on määratud erinevatele isikutele. Selles olukorras tuleb küberpilti jagada ja sellest informeerida erinevatel viisidel, sageli organisatsiooni erinevate üksuste vahel, aga ka riigisiseselt erinevate sektorite vahel. Kui see suhtlus on praktiliste, kultuuriliste või lihtsalt logistiliste takistuste tõttu raskendatud, on sellest tulenev ühine küberpilt ebatäpne ja kriitiline teave läheb kaotsi otsustajate olukorrateadlikkuse puudumise tõttu. See projekt keskendub diaadilisele kommunikatsioonile ühise tuvastatud küberpildi loomiseks, töötab välja ühised standardid teabevahetuseks sektorite, organisatsioonide hierarhiate ja kultuuride vahelises koostöös. See interdistsiplinaarne koostöö, mida rakendatakse nii küberkaitse õppuste kui ka eksperimentaalsete uuringute naturalistlike seadete abil, pakub tööriistakasti kommunikatsiooni tõhususe jälgimiseks ja olemasolevate hariduspraktikate leidude rakendamiseks. Tihe koostöö haridusasutustega hõlbustab jätkusuutlikke käitumismuutusi, mis on vajalikud küberkaitsealases väljaõppes inimfaktori soorituse parandamiseks. Projekti kõigis etappides osalevad erasektori esindajad, riiklikud ja riikidevahelised küberkaitseväed ning annavad nõu, et tagada uurimisküsimuste ja tulemuste maksimaalne praktiline rakendatavus.

PI: Olaf Manuel Maennel
Rahastaja: Research Council of Norway
Periood: 01.09.2020–30.08.2024

Rahvusvaheline merendussektor seisab silmitsi küberkuritegevusega. Merendusettevõtted ning sadamad on hakanud langema küberkurjategijate ohvriteks arvutiviiruste näol; laevadele on ohuks GPS-signaali segamine ja võltsimine. Tallinna Tehnikaülikool (TalTech) on osa Eesti kübrturvalisuse ökosüsteemist ning samuti seotud erinevate merendussektori ettevõtetega. Selleks, et integreerida nimetatud kompetentsid, moodustatakse TalTech-is merenduse küberturvalisuse õppetool (ERA Chair in Maritime Cyber Security), kuhu kuuluvad silmapaistev teadur ja teadustöö koordinaator koos võimekate doktorantide ja teadustöötajatega. Loodava uue multidistsiplinaarse Merenduse küberjulgeolekukeskuse fookuses on kolm alam-uurimissuunda: mereside; inimfaktor küberturvalisuses ning küberturvalisuse aspektid meretehnoloogias.

Rahastaja: Euroopa Komisjon
Periood: 01.01.2021–31.12.2025
ETIS

Laste ja noorte turvalisem internetikasutus, sh ennetustegevused ja koolitused.
Üle-Euroopalise turvalise internetis võrgustiku koostöös osalemine.

PI: Anu Baum
Rahastaja: Euroopa Komisjon
Periood: 01.06.2022–31.05.2024
ETIS

Projekti peamiseks eesmärgiks on vastata küsimustele, kuidas peaks EL tegutsema üha keerukamas ja konfliktsemas globaalses situatsioonis, et oleks tagatud seaduslikkus sh milliseid tegureid tuleks rõhutada ning millised institutsioone tuleks tugevdada. Teadlaskond uurib institutsionaalseid erinevusi kuues poliitilises küsimuses – kliimamuutus, digitaliseerimine, rahandus/maksud, tervishoid, ränne ja julgeolek, et teha kindlaks, millised institutsioonilised kombinatsioonid võimaldavad ELil konkreetses poliitikaküsimuses optimaalset mõju avaldada. Projekti raames uurib rahvusvaheline teadlaste meeskond, millised institutsioonilised kombinatsioonid võimaldavad ELil konkreetses poliitikaküsimuses optimaalset mõju avaldada sh uuritakse formaalsuse erinevusi (ametlik kuni mitteametlik), juurdepääsetavust (avatud kuni suletud) ja normatiivsust (väljendatud eesmärk on tehniline kuni avalikult normatiivne).

PI: Eneken Tikk
Rahastaja: Euroopa Komisjon
Periood: 01.03.2023–28.02.2027
ETIS

Küberturvalisuse alase teadus- ja arendustegevuse võimekuse jätkusuutlik kasvatamine ning olemasoleva võimekuse laiendamine. Eraldis on mõeldud nimetatud tegevusteks vajaliku teadusvõimekuse kasvatamiseks ja toetamiseks TTÜ küberkriminalistika ja küberjulgeoleku keskuses.

PI: Rain Ottis
Rahastaja: Majandus- ja Kommunikatsiooniministeerium
Periood: 01.01.2021–31.12.2024
ETIS

Mittelineaarsete juhtimissüsteemide töörühm

Töörühma juht: professor JURI BELIKOV, juri.belikov@taltech.ee

Mittelineaarsete juhtimissüsteemide töörühm on Eesti juhtiv uurimisüksus automaatjuhtimise valdkonnas, keskendudes mittelineaarsetele juhtimissüsteemidele sh mittesiledatele, hübriidsetele ja ajas hilistuvatele süsteemidele. Rühm on oluliselt panustanud konstruktiivsete algebraliste meetodite ja nendega seotud sümboltarkvarapaketi NLControl väljatöötamisse, mis toetab teadusuuringuid, õpetamist ja rakendusi.

Välja on arendatud universaalne algebraline metoodika, mis lihtsustab erinevate mittelineaarsete juhtimissüsteemidega seotud probleemide uurimist ühildatud vaatenurgast. Põhiidee on konstrueerida juhtimissüsteemiga defineeritud diferentsiaalsete 1-vormide alamruumide (või alammoodulite) jadad, mis sisaldavad informatsiooni süsteemi struktuursete omaduste kohta. Antud metoodika põhjal on välja töötatud ressursisäästlik sündmuspõhine juhtimismeetod, mis põhineb süsteemide lameduse omadusel.

Kuigi arendatakse valdavalt rakendustest sõltumatuid üldisi meetodeid, mille rakendatavus sõltub pigem matemaatiliste mudelite dünaamilistest omadustest, ollakse hiljuti keskendunud mõnele hoolikalt valitud rakendusele, millest osa on määratud Eesti teaduse tippkeskuse EXCITE (kuhu töörühm kuulub) ühisteemade poolt. Nimelt, tegeletakse autonoomsete allveerobotite ja ioonjuhitavate elektroaktiivsete polümeertäiturmehhanismide juhtimisega. Viimaste aastate jooksul on erilist tähelepanu pööratud energiasüsteemidega seotud praktilistele probleemidele, mis on modelleeritud mittelineaarsete juhtimissüsteemidena. Täpsemalt uuritakse taastuvenergiaallikate võrku integreerimise fundamentaalseid piire ning, kasutades meetodeid optimaaljuhtimisteooriast, madala inertsiga energiasüsteemides asuvate jaotatud energiasalvestusseadmete võimalikke kitsendusi.

Rühma unikaalset pädevust ning teoreetilisi tulemusi on võimalik rakendada erinevates valdkondades, sealhulgas (a) robootikas, (b) tööstusprotsesside juhtimises, (c) elektrotehnikas ja energeetikas

Koduleht Koostöö Kontaktid

Rakendusliku tehismõistuse töörühm

Töörühma juht: tarkvara arendusjuht VAHUR KOTKAS, vahur.kotkas@taltech.ee

Rakendusliku tehismõistuse töörühm keskendub oma uurimistöös tehismõistuse meetoditele, arendades ja rakendades neid erinevates valdkondades. 2019 aastal keskenduti peamiselt masinõppe, ontoloogiapõhise arutluse, automaatse teoreemitõestamise, teadmuse loomise jt tehismõistuse meetodite juurutamisele tööstuse ja avaliku sektori rakendustes.

Grupi eelnevates uurimisteemades on muuhulgas olnud tehismõistuse osi integreerivad tarkvaraarendusmeetodid ja rakendused (nt CoCoViLa), (visuaalsed) modelleerimiskeeled, programmide loogikapõhine kompositsioon ja ontoloogiatel põhinev teadmiste esitamine.

Uurimistöö mitmete dekaadide vältel on loodud mitmeid rakendusi, mis võimaldavad tehismõistuse tehnikaid rakendada. Praegusel ajal on neist veel kasutusel või arendusjärgus järgmised:

  • CoCoViLa – visuaalne mudelipõhine automaatset programmisünteesi pakkuv tarkvaraarenduskeskkond;
  • WhiteDB – kiire NoSQL andmebaasiohjur;
  • GKC – arutlusvahend tööks (väga) suurtel teadmusbaasidel.

Käesoleval ajal on töörühma keskseteks teemadeks tehismõistuse meetodite rakendamine ruumiandmeanalüüsil, masinõppe rakendamine e-kaubanduse ja avaliku sektori riskihalduses ning loomulikul keelel baseeruvate suhtlussüsteemide arendus. Nende teemadega on seotud järgmised projektid:

  1. Kuluefektiivse ühildatava geodeetilise täpsusega 3D ruumiandmete taristu loomise rakendusuuring
  2. E-kaubanduse EL käibemaksu- ja tollideklaratsioonide (alates 2021. aastast) digitaliseerimise rakendusuuring
  3. Masinõppe ja AI toega teenused

Koostöö Kontaktid

Proaktiivtehnoloogiate laboratoorium

Laboratooriumi juhataja: JAANUS KAUGERAND, jaanus.kaugerand@taltech.ee

Proaktiivtehnoloogiate laboratooriumi põhitegevuseks on võrgustatud küber-füüsikaliste-süsteemide teoreetiliste ja praktiliste probleemide uurimine/lahendamine ning õpetamine üliõpilastele. Näiteks arendatakse küberfüüsikaliste süsteemide magistrikursust, lepingute toetusel ehitatakse ja rakendatakse spontaanseid sensorvõrke, teoreetiliselt uuritakse uduarvutust ja selleks kasutatavat proaktiivset vahevara (ProWare) ja osaletakse riigiülese tervikliku olukorrateadlikkuse võimekuse loomisel riigikaitse rakendustele.

Koduleht Koostöö Kontaktid

Tugevalt tagatud tarkvara laboratoorium

Laboratooriumi juhataja: juhtivteadur TARMO UUSTALU, tarmo.uustalu@taltech.ee

Tugevalt tagatud tarkvara laboratoorium uurib tugevalt tagatud tarkvara arendamise teooriaid, meetodeid ja tööriistu, spetsialiseerudes nii tõestustele (sertifitseeritud tarkvara) kui ka testimisele.

Projektid

Uued paralleelarvutuse platvormid on toonud kaasa riistvara revolutsioonilise arengu pakkudes kõrgjõudlusega, energiasäästlikku ja heterogeenset arvutuskeskkonda paljudes rakendusvaldkondades nagu näiteks mobiilsed, sard-, suurandmete jt süsteemid. Et kasutada parallearvutussüsteemide täit potentsiaali tuleb leida tasakaal arvutusressursside jagamisel süsteemi komponentide vahel. Kompleksrakendused esitavad sageli konfliktseid nõudeid ressursivajadusele, seda eriti isekohanduvates ja autonoomsetes süsteemides. Selle tõttu tuleb läbi kogu süsteemi elutsükli (alustades nõuete spetsifitseerimisest kuni rakendamiseni) ressursside jagamisel nii staatiliselt kui dünaamiliselt leida ressursside kasutuse mõistlik tasakaal. Ressursiteadlikkus süsteemide arenduses peab jõudma nii akadeemilise teadlaskonnani, kui ka tööstusspetsialistideni üle Euroopa ja olema strateegline proiriteet. Projekti eesmärkide saavutamiseks peab toimuma (1) teadusuuringute konsolideerimise teel jõudmaks probleemide holistilise käsitluseni; (2) hariduslike ja tehnioloogiliste vahendite loomisega, et viia need lahendused majandusse ja hoogustada üle-euroopalist majanduslikku ja sotsiaalset koostööd.

PI: Tarmo Uustalu; Jüri Vain
Rahastaja: Euroopa Komisjon
Periood: 29.09.2020–28.09.2024
ETIS

PI: Evelin Halling, Marko Kääramees
Rahastaja: Haridus- ja Noorteamet
Periood: 01.01.2024 - 30.11.2024

LaineTeisik projekti eesmärk on edasi arendada digitaalset teisikut, et hinnata Läänemere lainetuse energia jaotust (spekter) satelliit tehisavaradari (SAR) andmete põhjal. Varasemalt välja töötatud meetodid SAR andmetele pole piisavalt edukad suletud veekogude puhul, kus domineerivaks on lühikesed ja järsud tuulelained. On ilmselge, et kogu Läänemere pindala ei saa katta lainepoidega, et lainetust mõõta. SAR andmete kasutamine võimaldab meil efektiivselt hinnata lainespektrit üle terve Läänemere jättes vahele suured lainemõõtjate veeskamise ja opereerimise kulud. Eesmärgi saavutamiseks kasutab meeskond oma teadmisi süvaõppe tehnikate rakendamisel, et hinnata SAR-piltide põhjal laine spektrit ehk laine energia jaotumist sageduste kaupa. Keskkonnakaitse ja navigatsioon merel (nt tuuleparkide ehitamise ja hooldamise jaoks) on kaks kõige peamisemat rakendusvaldkonda. Kasvav huvi selliste probleemide vastu ilmneb ka olukorrateadlikkuse süsteemide valdkonnas.

Täitja: Sven Nõmm
Rahastaja: Sihtasutus Eesti Teadusagentuur
Periood: 01.09.2023–31.08.2024

Projekt uurib uusi sõltuvate tüüpidega tüübisüsteme, mis on sobilikud programmeerimiskeelte semantikate arendamiseks ja formaliseerimiseks tõestusassistentide abil. Eriline rõhk on keeltel, mis toetavad konkurentsust ja mittedetermiminismi, nt oleku-siirdesüsteemid ja protsessiarvutused. Populaarsed tüübiteoreetilised tõestusassistendid nagu Agda ja Coq ei sobi niisuguste keelte denotatsioonsemantika esitamiseks, kuna nende tüübisüsteemid ei ole piisavalt väljendusvõimsad. Me vastame sellele väljakutsele sel moel, et toome kaasaegsetesse tüübiteoreetilistesse raamistutesse nagu homotoopiline tüübiteooria sisse uue klassi koinduktiivseid tüüpe, mis esitavad saavutatavate funktorite terminaalseid koalgebraid. Denotatsioonsemantikas läheb protsesside mittedeteministliku ja interageeruva käitumise esitamiseks vaja tüüpe just sellest klassist. Loodavad väljendusvõimsamad tüübisüsteemid lubavad konkurentsuse ja mittedeterminismiga keelte formaalset semantikat adekvaatselt kodeerida.

PI: Niccolò Veltri
Rahastaja: Sihtasutus Eesti Teadusagentuur
Periood: 01.01.2022–31.12.2025
ETIS