Tehnikaülikoolis on pidevalt töös kümneid arendusprojekte ja uurimistöid, mis panustavad valdkondadesse seinast seina. Siin neli leiutist, mis puudutavad tervistehnoloogiaid, ehitusvaldkonda ja digielu.

TalTech arendab betooni 3D-printimist

Mattias Põldaru

Betooni 3D-printimine on lootustandev tulevikusuund mehitamata ehitustehnoloogia arengus. Plastide 3D-printimine on arenenud nii kaugele, et printereid kasutatakse ka kodustes tingimustes. Betooniprintimine on põhimõttelt väga sarnane: arvuti juhtimisel lisatakse üksteise peale betoonisegu õhukeste kihtide kaupa, kuni prinditav detail on soovitud kujuga. Siiski tingivad betoonisegude omadused ja detailide soovitud mõõtmed piiranguid.

TalTech tegutseb ühiselt ühistegevust Tallinna Tehnikakõrgkooli, Eesti Kunstiakadeemia ja erasektori partneri HaraGrupp OÜga, et arendada 3D-printimise tehnoloogiat ja segusid. Tihedat koostööd on tehtud Tallinna Tehnikakõrgkoolis asuva printeri häälestamisel, seal on TalTechis väja töötatud segudest prinditud mitmesuguseid arhitektuurseid kujundeid. Lähitulevikus planeeritakse sama seadmega printida TalTechi tudengite Kristel Sepa ja Jelena Kazaki arhitektuurne töö „Laine“.

Peamine uurimissuund TalTechis on 3D-printimiseks sobivate segude arendamine, katsemeetodid ja printimise tehnoloogia. Lähtutakse vajadusest laiendada kodumaiste lähtekomponentide kasutusvõimalusi. Uuritud on väikese tihedusega eriotstarbelisi segusid, orgaanilise fiibri kasutamist ja keemiliste lisandite mõju. Peatselt luuakse Mäepealse 3 õppe- ja teaduslaborisse betooni 3D-printimise labor, kus on suurepärased võimalused katsetada täismõõtmelisi detaile.

Euroopa Liitu tellitavate internetikaupade käibemaksu hakkab arvestama tarkvarateaduse instituudi abiga arendatud platvorm

Karin Härmat

Kui Euroopa Liidu kodanik soovib tellida Euroopa välisest riigist interneti teel kaupu, siis alates käesoleva aasta 1. juulist peab ta maksma sihtkoha riigi maksumääradele vastavat käibemaksu. Lihtne, eks ole? Kas kujutate nüüd ette, millise hulga deklaratsioonide esitamist see nõuab? Ja kes seda tegema hakkab? Kas müriaad uusi raamatupidajaid? Ei, muidugi masin!

Töö käibemaksudeklaratsioonide andmete vahendamise platvormiga algas üle-eelmisel aastal ning selleks pöördus värskelt loodud Eurora Solutions OÜ Tarkvarateaduse instituudi poole. Eesmärk oli luua lahendus, mis aitab e-kaubanduse pakkujatel ostuhetkel automatiseeritult  arvutada maksusumma, pärast kauba eest tasumist koostab eeltäidetud tollideklaratsiooni ja edastab digitaalselt sihtriigi tolliametile. Kõige selle juures tuli arvestada, et erinevatel Euroopa riikidel on kehtestatud erinevad käibemaksumäärad, mis varieeruvad 17 kuni 27 protsendini.

Uurimisrühma Digiriigi tehnoloogiad ja arhitektuur juhi Ingrid Pappeli sõnul oli ülesande kõige ambitsioonikam osa välja mõelda ja kasutada masinõppel tuginevat mudelit, mis suudab kauba kirjelduse järgi määrata korrektse kaubakoodi. Lisaks on Euroopa riikides erisused mitte ainult tollisüsteemide tarkvarades ja protseduurireeglites, vaid ka kohalikes seadustes, mida üldse võib riiki interneti teel tellida. „Näiteks Lätis on lubatud internetist tellida kumminuiasid, kuid Eestis mitte. Eurora platvorm peab taolisi erisusi tuvastama, aga sisendi peab andma iga riigi tolliamet,“ nentis uurimisrühma juht.

Kuigi kogu projektile kulus 8800 tundi meeskonna tööd, avaldati kaks teadusartiklit ja mõned magistritööd, on tänaseni suur probleem kolmandate riikide andmestiku oluline erinevus Euroopa Liidu omast. „Andmete kättesaadavus riikide maksuametitest oli küllalt keeruline, õnneks saime nautida Eesti maksuameti suurt toetust ja viljakat koostööd,“ rääkis Pappel.

Energiaefektiivne õhupuhasti hoiab toa sooja ja õhu kvaliteetse

Sergei Preis

Materjalide- ja keskkonnatehnoloogia instituudi keskkonnatehnoloogia teaduslaboris arendatakse võimalust ruumide ja rajatiste ventilatsiooni asendamiseks energiatõhusa alternatiiviga. Ruumide siseõhk, mis on saastunud haigustekitajate ning lenduvate orgaaniliste ühenditega, puhastatakse ja suunatakse korduvkasutamisele. Ringlusesse suunatav õhk puhastatakse impulss-elektrilahendusega vesi-õhk segus, millele järgnevas fotokatalüütilises protsessis eemaldatakse jääkosoon. Elektrilahenduses tekkinud plasma hävitab haigustekitajad ja lenduvad orgaanilised ained. Fotokatalüütilises reaktoris toimuvas järeltöötluses hävitatakse elektrilahendusel tekkinud osooni ja lenduvate orgaaniliste ühendite jäägid. Õhupuhastit toidetakse nii elektrivõrgust kui ka autonoomsest päikesepaneelist. See on ökonoomne ja energiasäästlik lahendus: meeldiv ja puhas atmosfäär tagatakse kokku hoides energiat, mida muidu õhu ventileerimisega kaotatakse.

Elektroonikainstituudi teadlaste leiutis aitab jälgida südame-veresoonkonna tervist

Karin Härmat

Thomas Johann Seebecki elektroonikainstituudi teadlased pakkusid välja uue meetodi, mis aitab elektrilise bioimpedantsi mõõtmiste abil täiustada pulsilaine uurimist inimkehalt. Pulsilaine on oluline arterite ja südame seisundi näitaja, mille erinevad parameetrid annavad arstidele infot näiteks veresoonte jäigastumise, lupjumise või südame vatsakeste töö kohta.

Väljatöötatud meetod on uudne ja kõrge potentsiaaliga asendus praegusele kuldstandardi staatuses olevale südame pärgarteri angiograafiale, mis on läbistav, potentsiaalselt eluohtlik ja kallis kliiniline protseduur.

Elektroonikainstituudi bioimpedantsi uurimisrühm lõi teadur Margus Metsheina juhtimisel mehaanilise voolikute süsteemi, et uurida südame ja veresoonkonna töö olulisi aspekte ja võimalusi selle oleku pidevjälgimiseks. Tegemist on kontrollitud keskkonnaga, mille toimimist saab lihtsalt jälgida ja vajadusel muuta. Verd asendab kontrollitud elektrijuhtivusega ja inimese vererõhukõverat simuleeriva rõhu all olev soolvesi. Süsteemi oleku muutmisega saab imiteerida välispidist survet kodarluuarterile, uurides selle mõju elektrilise bioimpedantsi abil mõõdetud pulsilainele ja viimase vastavust rõhusensorist saadule.

Margus Metshein selgitas, et see võimaldabki luua praktilistel mõõtmistel põhineva aluse pulsilaine kujunemise põhjuste seletamisele ja interpreteerimisele ning paraneb mitteinvasiiv­se ja usaldusväärse pidevjälgimise võimekus. Tulemusi on kasutatud prototüüpseadme laborikatsetustel arendusgrandi EAG34 raames: Aordi tsentraalse vererõhukõvera mitteinvasiivne mõõtesensor (Mart Min, 2020). Arendustöö käigus näidati, et kodarluuarteril mõõdetud elektrilise bioimpedantsi signaali abil saab edukalt sünteesida aordikaares tekkivat rõhusignaali.

See tähendab, et saame elektrilise bioimpedantsi muutuste kaudu mõõta vererõhku, minimeerides sealjuures väliseid mõjutusi, ning disainida häirekindlaid kehal kantavaid seadmeid südame- ja veresoonkonna parameetrite pidevaks moonutusteta jälgimiseks.

Läbiviidud uurimistöö teemal kirjutatud artikkel pealkirjaga „Correlation Between Electrical Bioimpedance and Pressure Waveform in Radial Artery and in Mechanical Pulsating Pipe System“ pälvis parima teadusartikli auhinna IEEE Instrumentation & Measurement ühingu rahvusvahelisel aastakonverentsil I2MTC2020.