TalTechi eelmise aasta kaks parimat tehnika ja tehnoloogia valdkonna teadusartiklit tulid inseneri- ja IT-teaduskonnast – esimene keskendus murrangulisele tehnoloogiale jõuelektroonikas ja teine AI "täiustamisele". Mõlemad teemad pälvisid ka laiemat tähelepanu.
Oluline murrang jõuelektroonikas
Inseneriteadlaste artikkel käsitleb jõuelektroonikasüsteeme, mille jõudlust on paraku piiranud muundurite senine tehnoloogia. Märkimisväärse hüppe tegemiseks oli vaja täiesti uut lähenemist elektrienergia muundamises.
TalTechi teadlaste artikkel tutvustabki murrangulist tehnoloogiat, mis tõstab alalispingemuundurite kasuteguri rekordiliselt üle 99%. Artikli ühe autori, akadeemik Dmitri Vinnikovi sõnul on tegemist andeka doktorandi Naser Hassanpouri teadustööga, mis peagi vormub ka doktoritööks. Teadusartiklis on põhjalik analüüs muunduri tööpõhimõttest ja pehmelülituse (ingl soft switching) tulemuslikkusest. Väärtuslikuks teeb analüüsi fakt, et tulemusi on suudetud ka katseliselt tõestada.
Mis on osaline võimsuse töötlemine? See on uudne tehnoloogia, mis on viimastel aastatel küll palju tähelepanu pälvinud, kuid mida seni ei ole suudetud loodetud viisil rakendada. See teadusartikkel on esimene, mis kirjeldab, kuidas seda saavutada. Lisaks selgitatakse ka osalise võimsuse töötlemise eeliseid ja väljakutseid. Tehtud teadustöö ja -artikkel on olulisteks verstapostideks jõuelektroonika valdkonnas, sillutades teed mikrovõrkudele, mille energiatõhusus on üle 99%.
Tulemusi katsetati 2024. aastal edukalt aku energiasalvestites, päikesepaneelide ja CERNi osakeste kiirendi rakendustes, mis tõestab osalise võimsuse töötlemise tehnoloogia paindlikkust ja mastaapsust.
Näiteks töötas TalTech välja innovatiivse FORCE (Fractional pOweR ConvErter) tehnoloogia, et integreerida elamute alalisvoolu mikrovõrkudesse taaskasutatud elektriautode akusid. Pidevad katsetused tehnikaülikooli alalisvoolu innovatsioonikeskuses (TalTech DC Innovation Hub) demonstreerivad selle tehnoloogia kasutatavust ja praktilisi eeliseid. Veelgi enam, selle töö tulemused aitasid autorite sõnul luua TalTechis uue uurimissuuna, mille tulemusena käivitati uus ETAGi rühmagrant PRG2055.
Artiklis kirjeldatud tehnoloogia täiustatud versioon on 2024 veebruaris kaitstud USA patendiga ( „System and Method for a Partial Power Transfer Between Two DC Sources“), et luua potentsiaal tehnoloogia edasiseks turustamiseks.
Artikkel ilmus 2023. aasta novembris eelretsenseeritavas väljaandes “IEEE Transactions on Power Electronics”, mis oma 38 tegevusaastaga kuulub jõuelektroonika mainekamate ajakirjade hulka.
Žürii tõstis esile ajakirja mõjukust teadusvaldkonnas ja teadusartikli suurt vaatamiste ja viitamiste arvu.
AI peab muutuma läbipaistvamaks, usaldusväärsemaks ja ka kasulikumaks
Tehnoloogia valdkonna teise võiduartikli autorid – IT-teaduskonna teadlased Rajesh Kalakoti, Hayretdin Bahsi ja Sven Nõmm – seadsid eesmärgi muuta AI ühiskonna jaoks läbipaistvamaks, usaldusväärsemaks ja kasulikumaks ning pakkusid lahendusi, kuidas seda teha.
Oma uuringu tulemusi selgitavad nad prestiižses väljaandes IEEE Internet of Things Journal, et miks ja kui oluline on arvestada seletatavuse kvaliteeti kvantitatiivsel hindamisel koos mudelite tuvastusvõimekusega. Lisaks annavad nad põhjaliku ülevaate XAI tähtsusest ja rollist küberjulgeolekus. Žürii tõstis parima valimisel esile lisaks ajakirja mõjukust ja artikli vaatamiste kõrget arvu.
Miks see teema on oluline? Pole ju saladus, et asjade interneti robotvõrkude suur levik on muutunud internetti ühendatud seadmete jaoks suureks turvariskiks, kusjuures see ohustab kõiki – nii meie kodusid, ettevõtteid kui ka riigi kriitilist taristut. Botnet on internetti ühendatud arvutite võrgustik, mida juhib botmaster, kes võib võrku juhtida oma suva järgi pahatahtlikel eesmärkidel: siia kuuluvad DDoS-ründed, mis halvab võrguteenuse, nt tähendab veebilehe ülekoormamist lõputute päringutega jms, aga ka rämpspostitused ja krüptovaluuta kaevandamine. Netti ühendatud seadmete suure arvu tõttu võivad ka IoT-seadmetest koosnevate botnettide suurused olla palju suuremad kui traditsioonilised botnetid, mistõttu kujutab see endast oluliselt suuremat ohtu internetiturvalisusele.
"Botnet’ide tuvastamine on oluline selleks, et tagada asjade interneti (IoT) süsteemide turvalisus,“ rõhutavad autorid artikli tutvustuses. Masinõppe tehnoloogiaid (ML) on küll laialdaselt kasutatud selle eesmärgi täitmiseks, kuid mudelite seletatavuse ja läbipaistvuse puudumine piirab sageli nende tõhusust.
Nii ongi TalTechi aasta parimaks valitud teadusartikli eesmärk parandada kõrgtehnoloogiliste masinõppe mudelite läbipaistvust ja seletatavust IoT botnet’ide tuvastamiseks, valides seejuures kõrgema kvaliteediga „seletused“ ja kasutades seletatava tehisintellekti (XAI) tehnikaid.
Artikkel ilmus 2024. aastal prestiižses väljaandes IEEE Internet of Things Journal.