Tööstus muutub kiiresti. Energiahinnad, tööjõupuudus, keskkonnanõuded ja rahvusvaheline konkurents sunnivad otsima uusi lahendusi. Samal ajal avavad tehisintellekt, robootika, uued materjalid ja ringmajanduse tehnoloogiad täiesti uusi võimalusi.

Laborist kaugemale

Just siin saab teadus olla ettevõttele partneriks – nii uue teadmise loojana kui ka võimalusena katsetada ideid ja vähendada riski enne suurte investeeringute tegemist.

Virumaa kolledži teadusvõimekus on viimastel aastatel Õiglase Ülemineku Fondi toel märgatavalt kasvanud. Lisandunud on uusi teadlasi ja doktorante, laienenud uurimissuunad ning täienenud teadustaristu. Ainuüksi viimase aasta jooksul on kolledžiga liitunud kümmekond noorteadlast.

Nende teemad ulatuvad robotitest ja droonidest CO₂ ning molekulaarsete struktuurideni. Neid ühendab aga küsimus, kuidas võiks teadustöö tulemus jõuda laborist kaugemale. Siin saabki terve Ida-Virumaa olla doktorantidele omamoodi tööstusinnovatsiooni labor.

Ohtlik töö jäägu droonidele ja igav robotitele

Doktorant Spencer Brehhov arendab tehisintellektil põhinevaid robotiseeritud tootmissüsteeme, mis suudaksid muutustega kohaneda. Kui tavapärane tööstusrobot teeb suurepäraselt tuhandeid kordi sama liigutust, siis järjest väiksemad tooteseeriad ja keerukamad tooted nõuavad rohkem paindlikkust.

„Praegu kasutatakse tootmises suuresti staatilisi roboteid, mis täidavad masstootmises ühesuguseid korduvaid ülesandeid. Adaptiivsed süsteemid võivad muuta tootmise paindlikumaks ning võimaldada valmistada rohkem kohandatud ja keerukamaid tooteid,“ selgitab Brehhov.

Järeldoktor Kaleem Arshid uurib robotite kõrval droonide, digikaksikute ja autonoomsete süsteemide kasutamist. Üks võimalik rakendus on tööstusobjektide kontroll. Kõrged konstruktsioonid, mahutid ja torustikud vajavad regulaarset ülevaatust ning esimese visuaalse kontrolli võiks inimese asemel teha droon. Digikaksiku abil saab aga tootmisprotsessi muudatuse esmalt virtuaalselt läbi mängida ja alles siis otsustada, kas see tasub päris tootmisse viia.

„Minu jaoks seisneb teadustöö praktiline väärtus selles, et insener saab kasulikku teavet, töötaja keeruline ülesanne muutub lihtsamaks ning ettevõte saab oma aega ja ressursse paremini kasutada,“ ütleb Arshid.

Probleemist saab toore

Doktorant Mihhail Fomitšov uurib mehaaniliseks ringlussevõtuks mittesobivate jäätmete termokeemilist töötlemist. Eesmärk on saada sünteesgaasi, mida võiks kasutada keemiatööstuse toorainena. Nii saavad kokku jäätmekäitluse ja keemiatööstuse vajadused: üks tahab vähendada põletusse või prügilasse jõudvate jäätmete hulka, teine otsib võimalusi fossiilse tooraine asendamiseks.

Sarnase küsimuse esitab doktorant Margarita Burunova süsinikdioksiidi kohta. Tema uurib elektrifitseeritud CO₂ püüdmise ja väärindamise tehnoloogiaid ning võimalusi viia need laborist tööstusse.

„Minu jaoks on oluline, et teadustöö tulemus ei oleks ainult graafik või laborikatse, vaid info, mille põhjal ettevõte saab teha otsuseid,“ ütleb Burunova.

Üks näide CO₂ kasutamisest toorainena on põlevkivituha väärindamine. Ragn-Sells / R-S OSA Service OÜ arendatavas protsessis seotakse tuhast eraldatud kaltsium CO₂-ga ning toodetakse sadestatud kaltsiumkarbonaati. Burunova uurib muu hulgas, kuidas võiks laboris katsetatud CO₂ püüdmise tehnoloogia tulevikus sellisesse väärtusahelasse sobituda. Laiemalt võiks kinnipüütud CO₂ kasutada ka e-kütuste, kemikaalide ja uute materjalide valmistamisel.

„Kõige laiemas mõttes tahan oma doktoritööga ehitada silda labori ja tööstuse vahele,“ ütleb Burunova.

Tänane alusteadus on homne tehnoloogia

Kõik teadustööd ei lahenda ettevõtte tänast probleemi. Osa neist loob teadmise, millele võivad toetuda järgmise põlvkonna tehnoloogiad.

Doktorant Georgi Baikov uurib supramolekulaarseid süsteeme – molekulaarseid struktuure, mille omadusi saab muuta näiteks valguse, temperatuuri või pH abil. „Tegemist on eelkõige fundamentaalteadusega ning doktoritöö ei ole otseselt suunatud konkreetse tööstusprobleemi lahendamisele,“ ütleb Baikov.

Sellistest teadmistest võivad aga tulevikus kasvada uued sensorid, funktsionaalsed materjalid, molekulaarsed lülitid või biomolekulide transpordisüsteemid. Mida paremini oskame molekulide ja materjalide käitumist ette ennustada, seda vähem tuleb uute lahenduste arendamisel tugineda kulukale katse-eksituse meetodile.

Avastused algavad probleemist

Teaduskoostöö alustamiseks ei pea ettevõte teadma, millist tehnoloogiat tal vaja on. Piisab probleemist. Teadlased saavad aidata selle osadeks lahti võtta, võrrelda lahendusi ning teha esmalt simulatsiooni, laborikatse või väikese piloodi. Ka teadmine, millisesse tehnoloogiasse ei tasu investeerida, võib säästa ettevõttele aega ja raha.

Virumaa kolledži eesmärk on jõuda üha enam ühiste piloot- ja demonstratsiooniprojektideni, kus ettevõte toob kaasa reaalse probleemi ja tööstuskogemuse ning teadlased lisavad mudelid, analüüsi, katsed ja uued tehnoloogilised lahendused.

Kaleem Arshid võtab selle hästi kokku: „Minu jaoks oleks Virumaa kolledži kõige tähenduslikum saavutus see, kui ettevõte suudaks koostöö tulemusel selgelt öelda, millise probleemi ta lahendas ja kuidas tema inimeste töö selle tulemusel paremaks muutus.“

Just see võikski olla teaduskoostöö üks olulisemaid mõõdupuid – millist tegelikku väärtust teadus ettevõttele loob.

Artikkel ilmus ajakirjas Mente et Manu.