Parhaimmat tekniikan opinnäytetyöpalkinnot menivät tänä vuonna Aalto-yliopiston, LUT-yliopiston ja Turun yliopiston opiskelijoille. Aiheita olivat röntgenkuvantaminen, sääpallojen ympäristöystävällisyys ja Parkissonin taudin tunnistaminen. Niistä uudenlainen herkkä säteilyanturi on päässyt jo kaupalliseksi vientituotteeksi.
Tämän vuoden tekniikan väitöskirjapalkinnon saa tänään Juha Heinonen Aalto-yliopiston Sähkötekniikan korkeakoulusta, Elektroniikan ja nanotekniikan laitokselta. Heinosen ”Korkean herkkyyden valodiodeja mustan piin ja indusoidun liitoksen avulla” käsitellään piipohjaista säteilyanturia, jonka valmistuksessa hyödynnetään aurinkokennotutkimuksessa lupaaviksi todettuja tekniikoita.
’’Anturi pohjautuu täysin valoa heijastamattomaan ja siksi mustalta näyttävään nanorakenteeseen eli mustaan piihin, joka on päällystetty ohutkalvolla käyttäen Suomessa keksittyä atomikerroskasvatusmenetelmää (ALD)’’, Juha Heinonen kertoo.
Lopputuloksena syntyi hänen mukaansa lähes häviötön säteilyanturi, joka pystyy havaitsemaan käytännössä jokaisen anturille saapuvan fotonin, oli se sitten näkyvää valoa tai korkeaenergisempää säteilyä. Tämä lähes ideaalinen herkkyys lyö Heinosen mukaan laudalta kaikki aiemmat anturit ja suuri osa työstäni keskittyykin selvittämään mekanismeja ennätysherkkyyden taustalla.
’’Tutkimuksen aikana pääsin pohtimaan anturin toiminnan taustalla olevaa puolijohdefysiikkaa simulaatioiden ja mittausten kautta, mutta samaan aikaan pääsin myös valmistamaan komponentteja omin käsin puhdastilaan’’, Heinonen kertoo. Lisäksi motivaatiota piti yllä selkeä yhteys lukuisiin käytännön sovelluksiin. Esimerkkeinä Heinonen mainitsee röntgenkuvantamisen ja älykellot.
Heinonen perusti tutkijakollegoidensa kanssa ElFys Oy -yrityksen anturien kaupallistamiseksi – jo ennen kuin väitöskirja oli edes valmis. Ja nyt yritys on myynyt antureitaan jo 58 asiakkaalle 14 eri maahan ja niiden massatuotanto on käynnistymässä.
TEK ja TFiF palkitsivat Heinosen kunniakirjalla ja 7 500 euron rahapalkinnolla. Väitöskirjapalkinto jaettiin tänä vuonna 25. kerran. Lisäksi järjestöt myönsivät vuoden diplomityöpalkinnon Jari Leinoselle LUT-yliopiston Insinööritieteiden tiedekunnasta, tuotantotalouden linjalta.
Kuumailmapallosta ympäristöystävällisempi
LUT-yliopistolla Jari Leinonen selvitti ”An environmentally friendly weather balloon system’’ diplomityössään vaihtoehtoja, joilla säähavaintopalloista voitaisiin kehittää ympäristöystävällisemmiksi. Säähavaintopallo muodostuu radiosondiksi kutsutusta mittauslaitteesta, kumisesta ilmapallosta ja narusta.
’’Tavoitteena oli vähentää radiosondien ja säähavaintopallojen aiheuttamaa kuormitusta ympäristölle’’, Leinonen kuvailee. Leinonen kertoo olleensa aina ollut kiinnostunut luonnontieteistä, teknologiasta ja olemassa olevien ratkaisujen kehittämisestä. Kiinnostus säähavaintopalloihin heräsi muutama vuosi sitten.
Diplomityössään Leinonen esitteli lukuisia parannuksia nykyiseen radiosonditekniikkaan perustuvaan säähavaintolaitteistoon ja mittausprosessiin. Esimerkiksi radiosondien lentoradan mittauksessa voisi hyödyntää ympäri maata olevia radiodataa vastaanottavia asemia, ei vain lähtöaseman mastoa.
Radiosondien liikkeistä kertovan datan voisi myös julkaista, jolloin kuka tahansa voisi noukkia ja palauttaa pudonneen radiosondin. Ehdotetut muutokset ovat hyödynnettävissä kohtuullisin kustannuksin, käyttäen hyväksi jo olemassa olevaa teknologiaa sekä tietotaitoa ympäri maapalloa. TEK ja TFiF palkitsivat Leinosen kunniakirjalla ja 5 000 euron rahapalkinnolla.
Parkinssonin taudin tunnistaminen
Vuoden 2023 Pro gradu -palkinnon sai Ilkka Suuronen Turun yliopiston tietotekniikan laitokselta. Tutkielman nimi on ”Parkinsonin taudin tunnistaminen elektroenkefalogrammista koneoppimisteknologian avulla”.
Suuronen tutki, millä tarkkuudella koneoppimisalgoritmi erottaa terveet koehenkilöt Parkinsonin tautia sairastavista koehenkilöistä EEG-datan perusteella, kun käytössä on rajattu määrä EEG-kanavia eri aivoalueilta. EEG on lyhenne elektroenkefalogrammista. EEG-tutkimuksessa päähän kiinnitetään elektrodeja, joilla mitataan aivojen sähköistä toimintaa. TEK ja MAL palkitsivat Suurosen kunniakirjalla ja 5 000 euron rahapalkinnolla.
Koneoppimisen teema jatkuu gradun valmistumisen jälkeenkin. Jari Leinonen työskentelen väitöskirjatutkijana Turun yliopistolla FinnBrain Neuroimaging Lab -tutkimusryhmässä, jossa tekee koneoppimispohjaista analyysiä pääasiassa MRI-aineistoilla.
Taustaa: Tekniikan akateemiset TEK, Tekniska Föreningen i Finland TFiF ja Matemaattis-luonnontieteellisten alojen Akateemiset ry MAL palkitsevat vuosittain tekniikan alan parhaan väitöskirjan, diplomityön ja pro gradu -tutkielman.
Aloituskuva: Juha Heinonen, Aalto-yliopisto / EkFys Oy. Kaikki kuvat TEK/TFiF.