TTY tutuksi – tutkimuksen uudet suunnat ja yhteistyön monet mahdollisuudet 9.2.2016 Digitaalinen toimintaympäristö – älykkäät koneet ihmisen avuksi Näkevät tietokoneet, robotit ja big data Joni Kämäräinen Voiko heikkoja sosiaalisia linkkejä vahvistaa koneälyn avulla? Jukka Huhtamäki Älykkäät koneet Seppo Tikkanen Näkevät koneet, robotit ja big data Joni Kämäräinen / Signaalinkäsittely Muutosvoima: robotisaatio 10.2.2016 4 Muutosvoima: virtuaalimaailma 10.2.2016 5 TTY tutkii: tietokonenäkö ja kuulo 10.2.2016 6 Haasteena muuttaa pelot vahvuuksiksi 10.2.2016 7 Voiko heikkoja sosiaalisia linkkejä vahvistaa koneälyn avulla? COBWEB-hanke Suomen Akatemian ICT 2023 -ohjelma @jnkka #weakties Yhteistyössä: NOVI, IHTE ja IISLab 10.2.2016 9 How to facilitate the emergence of weak ties to support knowledge work productivity and innovation? Milgram (1967): six degrees of separation, small-world networks Granovetter (1973): weak ties are a key source of competitive advantage Burt (1992): Structural holes Newman (2001): researcher networks are small-worlds Pentland (2015): collaboration structure is key predictor of performance; weak ties are vital in breaking echo chambers 10.2.2016 10 Use case example “The system forms an extensive profile of John’s interests and skills (keyword analysis) and his social networks (social network analysis), based on various open data online. “Hah, this is like Tinder for professionals, interesting!” he laughs.” “Third, Jin is a recently graduated graphic designer with an interest in learning Finnish.” “Next week in a open event with 200+ participants, John receives a notification that also Jin happens to be there. He decides to grab the opportunity on the go.” “Technically trivial, impossible in practice” 10.2.2016 11 Action Design Research • • • • • • Ethnographic etc. research on user requirements: privacy, ethics, control mechanics of measuring humans, … Collect knowledge worker profiles, e.g. publications and social media streams for researchers Algorithms for calculating the similarity between the profiles and the ”structural distance” Mapping existing networks structure, i.e. strong ties to avoid "rematching” Visualizations and other means to present and recommend matches and recommendations …in collaboration with selected stakeholder organizations 10.2.2016 12 Join the discussion! PIs: [email protected], [email protected], [email protected] #weakties @jnkka, @jjussila, … 10.2.2016 13 Älykkäät koneet Hydrauliikan ja automatiikan laitos IHA Professori Seppo Tikkanen Mikä on älykäs kone? Riittääkö suuri laskentateho älykkään koneen määritelmäksi? – EI Riittäkö suuri anturien lukumäärä älykkään koneen määritelmäksi? – EI Riittääkö suuri ohjelmarivien lukumäärä älykkään koneen määritelmäksi? – EI • • Pelkkä datan kerääminen ja tilastoanalyysi ei ole älykkyyttä Laskentateho, anturointi eivätkä ohjelmistot pysty korvaamaan huonoa mekaanista ja tai huonoa järjestelmäsuunnittelua Älykkäässä koneessa yhdistyvät älykäs järjestelmä/koneensuunnittelu digitaalisuuden tuomiin uusiin mahdollisuuksiin 10.2.2016 15 Älykkäitä koneita Pyöräkuormaaja Pendoliino Paperikone Kallistusjärjestelmän servohydrauliikka korvattiin digitaalihydraulisella Luotettavuus parani, ajonopeudet nousivat Komponenttien vaihto Perinteinen servo+ optimoitu säätäjä hydrauliikka korvattiin täysdigitaalihydraulisella Polttoaineensäästö 30% Autonominen ajaminen ”Power on demand” • Reitin suunnittelu ja toteutus Häviöt alenivat 98% 10.2.2016 16 Älykkäät toimilaitteet Älykäs kone vaatii älykkäitä toimilaitteita Älykkäässä toimilaitteessa: Itsenäinen toiminta ja tiedonsiirto Integrointi toimilaitetasolla – Plug and work – toimilaitteet • Teholähde, energiavarasto • Anturointi, ohjain, tiedonsiirto 10.2.2016 17 Älykkäät koneet Pelkkä digitaalisuuden osaaminen ei riitä… Digitaalisuuden, älykkyyden hyödyt tulevat vasta kuin yhdistämme digitaalisuuden sovellusosaamisen ja laitteiden perusteknologia-osaamisen Ilman perusteknologiaosaamista ja sen kehittämistä digitaalisuuden eduista voidaan hyödyntää vain puolet nollan 10.2.2016 18 Energia ja ekotehokkuus – kiertotaloutta ympäristön hyväksi Profiilialueen esittely Pertti Järventausta Älykkäät energiajärjestelmät Pertti Järventausta Bio- ja kiertotalous TTY:llä Jukka Konttinen TTY:n strategian profiilialueet (2016-2020) • Digitaalinen toimintaympäristö – älykkäät koneet ihmisen avuksi • Energia- ja ekotehokkuus – kiertotaloutta ympäristön hyväksi – Energian ja raaka-aineiden käytön tehostaminen vähentää kustannuksia sekä ympäristön kuormitusta. Me tutkimme ja kehitämme uusia teknologioita ja materiaaleja energian tuotantoon, älykkäisiin energiajärjestelmiin, elinkaaritehokkuuteen sekä ympäristöhaittojen hallintaan. Kansainvälistä kärkeä oleva tutkimusinfrastruktuurimme tukee energiatehokkaan rakentamisen tutkimusta. Tavoitteemme on kansainvälisesti merkittävä asema kiertotalouden tutkimuksessa. • Terveysteknologia – parempaa elämänlaatua uudella teknologialla • Valoon perustuvat teknologiat – luonnontieteistä teknologiahyppyjä Energia- ja ekotehokkuudesta poikkitieteellistä tietoa päätöksentekoon • Kaikilla tasoilla teknologian kehityksen integroituminen digitalisaation luomaan murrokseen tuo uusia mahdollisuuksia koko energiajärjestelmän uudistumiseen ja avautumiseen. • TTY:n energiatutkimuksen voimavara ja vahvuus on sen laaja-alaisuus ja monitieteisyys – alan tutkimus ja opetus on integroitunut yli 10 laitoksen toimintaan – TTY:n energiatutkimus sisältää koko arvoketjun energiantuotannosta loppukäyttöön – tutkimuksen kokonaisvaltaisena tavoitteena on kestävälle kehitykselle rakentuva tulevaisuuden maailma ja yhteiskunta • Eri tutkimusryhmiä yhdistävänä ja lisäarvoa tuottavana tekijänä on kokonaisvaltainen näkemys tulevaisuuden kestävän energiajärjestelmän asettamista vaatimuksista ja sen kehittämiseen liittyvistä teknillisistä, taloudellisista ja yhteiskunnallisista vuorovaikutussuhteista sekä ympäristökysymyksistä. Tampere3 - Energia- ja ekotehokkuudesta poikkitieteellistä tietoa päätöksentekoon • Tampere 3:n energia ja ekotehokkuuden tutkimusta profiloivat tutkimuksen painopisteet: – Energia- ja ympäristöpolitiikka: Energia-alan toimijoiden välisten intressien ja liiketoimintaympäristön uudelleen muotoutuminen, energiaratkaisujen hyväksyttävyys sekä vaikutusmahdollisuudet kuluttajakansalaisten näkökulmasta – Uusiutuva energia ja kiertotalous: Aurinkoenergia, bioenergia ja biopolttoaineet, biojalostamot ja -tuotteet, jätteen käsittely ja kierrätys energiantuotannossa, veden puhdistus – Älykkäät energiajärjestelmät: Uusiutuva energia ja älykkäät energiajärjestelmät teknis-taloudellisena kokonaisuutena, sekä erityisesti tieto-, automaatio- ja mittaustekniikan soveltaminen energiaprosessien hallinnassa, avoimien ekosysteemien rakentumisessa ja liiketoiminnan uudistamisessa – Energian käyttö ja resurssitehokkuus: Energiatehokas, taloudellinen ja terveellinen rakennettu ympäristö, teollisuuden energiankäyttö ja liikenteen energiaratkaisut Tampere3 - Energia ja ekotehokkuus - tutkimuksen painopisteet • Yhteensä ~50 professoria ja 200 tutkijaa yli 10 laitoksella olevissa tutkimusryhmissä – DI tutkinnot ~120 kpl/a, TkT tutkinnot ~ 20 kpl/a, Jufo-luokiteltuja julkaisuja ~150 kpl/a – Ulkoinen rahoitus > 10 M€/a Energiajärjestelmä muodostaa moniulotteisen ja haasteellisen tutkimuskokonaisuuden Esimerkkejä energiatutkimuksesta TTY:llä • Energian tuotanto ̶ Aurinkoenergia • orgaaniset ja puolijohdekennot, aurinkosähköjärjestelmät ja niiden verkkoon liityntä ̶ Bioenergian rooli tulevaisuuden kaupunkiympäristössä ̶ Mikrobiset polttokennot ja levät sähkön tuotannossa ̶ Voimalaitos- ja polttotekniikka ̶ Ilman laatu ja päästömittaukset • Energian käyttö ̶ Rakennusten, koneiden ja sähkölaitteiden energian kulutuksen optimointi ja energiatehokkuus ̶ Ilman laatu ja päästömittaukset • Energiajärjestelmät ̶ Älykkäät sähköverkot ja sähkömarkkinat ̶ Energiajärjestelmän hallinta ja säätö www.tut.fi/en/energy Smart Grids - Future Energy Systems Distributed energy resources with fully integrated network management Smart grids has two main functions, which are challenges to the distribution system: 1) Enabler of energy-efficient and environmentally friendly open energy market – interactive customer interface, integration of active resources, demand response, common market models and comprehensive ICT solutions 2) Critical infrastructure of society ̶ fault and major disturbance management ̶ self-healing networks ̶ island operation and microgrids UPS systems Power generation capacity added in the EU27 in 2012 (MW) Power capacity (MW) •a EPIA Global market outlook for photovoltaics 2013-17 Mikroverkot osana sähköenergiajärjestelmää Bio- ja kiertotalous TTY:llä Jukka Konttinen Kemian ja biotekniikan laitos 9.2.2016 Kiertotalous TTY:llä • Löytyy monelta laitokselta, mm.: – KEB: Biotekniset, kemialliset ja termiset konversiotekniikat (bioraaka-aineista tuotteita) – MEI: Kestävät konejärjestelmät & LCA – Rakennustekniikka, Materiaalioppi,… • Koulutus: – KEB: Ympäristö- ja energiatekniikan diplomiinsinöörin tutkinto-ohjelma – Doctoral Program in Engineering and Natural Sciences 10.2.2016 30 Bio- ja kiertotalouden tutkimus ̶ ESIMERKKEJÄ Bioenergian rooli tulevaisuuden kaupunkiympäristössä ̶ Mikrobiset polttokennot ja levät sähkön tuotannossa ̶ Voimalaitos- ja polttotekniikka & biojalostustekniikka ̶ Strateginen avaus 2016 10.2.2016 31 Energian tuotanto – Bioenergian rooli tulevaisuuden kaupunkiympäristössä Materials C, N, P Valuable compounds COLLECTION TRANSPORT STORAGE PROCESSING Potential end products Fertilizer FOOD PRODUCTION Available feedstocks for Fertilizer bioenergy Electricity Heat Fuel Cold ENERGY PRODUCTION www.tut.fi/en/energy Energian tuotanto – Mikrobiset polttokennot ja levät sähkön tuotannossa www.tut.fi/en/energy Methane and fertilisers from wastewaters and wastewaters 10.2.2016 34 Energian tuotanto & biojalostus www.tut.fi/en/energy POWER PLANT AND COMBUSTION TECHNOLOGY RESEARCH GROUP Thermal Conversion Experimental Equipment – Reaction Kinetics Henrik Tolvanen, Tiina Keipi, Magdalena Niestrój Drop-Tube Reactor (DTR) • Electrically heated • Feeding probe • Windows for pyrometer and camera • Particle collection with liquid nitrogen • Enables altering of heating zone length 10.2.2016 36 Bio- ja kiertotalous, strateginen avaus (2016) • HANKE: Urban circular bioeconomy – from DNA to to sustainable energy and material systems – Biometaanin (ja vedyn) tuotto havupuun torrefiointiöljyn fermentoinnilla (menossa) – Vedyn tuoton bioreaktorien scale-up ja pilotointi (suunnitteilla) – Pienhiukkaspäästöjen (bio)kemiallinen karakterisointi kaupunkien energiantuottojärjestelmien yhteydessä (menossa) 10.2.2016 37 Terveysteknologia – parempaa elämänlaatua uudella teknologialla Biohajoava COPLA - istute rustovaurioiden korjaukseen Anne-Marie Haaparanta Terveyttä louhimassa: terveys- ja hyvinvointitiedon analytiikka Harri Honko Tunnekuormaa mittaamassa - tietotyön tuottavuus ja hyvinvointi Henna Salonius / Maiju Vuolle Biohajoava COPLA-istute rustovaurioiden korjaukseen Anne-Marie Haaparanta Elektroniikan ja tietoliikennetekniikan laitos Biomateriaalien ja kudosteknologian tutkimusryhmä BioMediTech – TTY:n ja TaY:n yhteinen biotieteiden ja lääketieteen tekniikan instituutti COPLA-projekti 1. Vaihe: Tutkimusprojekti • Toiminnalliset materiaalit (2009-2013) 2. Vaihe: Kaupallistamisprojekti • TUTLi – Tutkimusideoista uutta tietoa ja liiketoimintaa (2014-2016) Tampereen teknillinen yliopisto Prof. Minna Kellomäki, PhD Anne-Marie Haaparanta, PhD Kaisa Laine, MSc Helsingin yliopisto Prof. Ilkka Kiviranta, MD, PhD Virpi Muhonen, PhD Eve Salonius, PhD student 10.2.2016 Constance Trouvé, veterinarian 40 Nivelrustovauriot ja nivelrikko Rustovaurio Nivelrikko Tekonivel COPLA-istute Uusiutunut 10.2.2016 rusto 41 COPLA-istute • Biohajoava • Optimaalinen kuormituksen kesto • Ei eläinperäisiä komponentteja MikroCT-kuva COPLA-istutteen mikrorakenteesta • Soveltuu sekä eläinlääketieteen- että humaanikäyttöön 10.2.2016 42 Kohti liiketoimintaa 2016 TUTLi: Kaupallistamisen suunnittelu 2017 10.2.2016 43 KIITOS! 10.2.2016 44 Terveyttä louhimassa Terveys- ja hyvinvointitiedon analytiikka Harri Honko (@tut.fi) Hannu Nieminen ([email protected]) P4 Medicine: Preventive, Predictive, Personalized, Participatory ● People create vast datasets outside of EMRs ● Post-”Watson” personalized coaches ● Doctors must partner with superinformed patients ● Increased use of supplements and medical foods ● From treating sickness to maintaining wellness 46 Personal Health Informatics Health and wellness data Profiling Modelling of behaviour New scientific results about how to maintain and improve health and wellness Sensors, devices, apps Data analysis Medical data, health records, population statistics, genetic profile Behavioural data ICT tools for interventions Health informatics architectures 47 FIRSTBEAT: A BIG HEART RATE VARIABILITY DATA SET (~18000 FINNISH EMPLOYEES FROM YEARS 2006-2014) In co-operation with JY/Kujala; TTL/Lindholm; Firstbeat Finns’ physical activity* by weekday and month * > 3MET from 10-minute bouts, background (age, gender, BMI, activity class) controlled Health Check-up 2.0 Health Check-up 2.0 pilot study aims to test 120 volunteers by completely new, in-depth health and lifestyle survey. The investigation will determine whether the risk of many diseases, prevention of diseases and individual's motivation can be affected by information obtained from such a survey and lifestyle coaching. MyData operator Data sources: Health check-ups (taken samples); Self taken samples; Activity and sleep measurements; Digital footprint data; Work time (computer time); Fitness tests Data source: eQuestionnaires Data sink: Health account (Terveystili UI) Data sink: Biobank 50 PHI Research Focus Solutions and tools for the health data infrastructure ✓ How to share data between apps and services? How do the users give their consent? ✓ Driving the opening and share of data sources. ✓ Data ethics ✓ Improving the user experience of health services. Fit to the health care process. ✓ Big data processing architectures. ✓ How to integrate analytics effectively? ✓ Quality, accuracy and user experience of sensors, sensing devices and health apps. Data‐based health and wellness decision support tools ”From data to wisdom” ✓ Data combination and analytics: sensors + health history + behaviour + genes + social ✓ Machine learning, sparse data problems, data quality assessment. ✓ Interplay between computers and humans in the decision-making. Feedback process. ✓ Profiling people. Modelling of the care and change processes. ✓ Visualization of health data to drive decisions. ✓ Utilization of available data sources + working with medical experts to build and verify new solutions. ✓ Different needs from different users: citizens, doctors, decision-makers. 51 Tunnekuormaa mittaamassa 9.2.2015 TTY tutuksi – tutkimuksen uudet suunnat ja yhteistyön monet mahdollisuudet @HennaSalonius @MaijuVuolle #Nemohanke #Popupresearch @Noviresearch - Tietojohtamisen tutkimuskeskus Novi Teknologia työhyvinvoinnin tukena Kiinnostus tietotyöläisten tunteisiin ja itsensä mittaamiseen – miten tukea hyvinvointia ja tuottavuutta? • Tunteita ei pääse pakoon – edes työpaikalla • Tunteiden rooli tietotyössä – vaikutus ajatteluun, luovuuteen, motivaatioon, päätöksentekoon – tuottavuuteen • Tunneäly – kyky käyttää tunteita ja tunneinformaatiota tietoisesti hyväkseen • Tunneälykäs ihminen - itsevarma, joustava, sitkeä, pyrkii kohti tavoitteitaan, sopeutuu helposti, toipuu stressistä helpommin • Heikko tunneäly voi olla terveysriski • Tunteiden mittaaminen apuna tunneälyn kehittämisessä @MaijuVuolle @HennaSalonius #Nemohanke Tunteiden mittaaminen KOKEMUS Itseraportointi Kyselyt Päiväkirjat ILMAISU JA KÄYTTÄYTYMINEN Kasvonilmeet Äänensävy Asento, toiminta FYYSINEN REAKTIO Ihon sähkönjohtavuus Aivojen toiminta Sykkeen vaihtelu @MaijuVuolle @HennaSalonius #Nemohanke Hankkeissa testattuja mittareita Päivittäisten tunnekokemusten seuranta työyhteisössä Tunneintensiteetin vaihtelun seuraaminen @MaijuVuolle @HennaSalonius #Nemohanke Tunteiden nimeäminen ja kirjaaminen Havaintoja tunnemittareista • Innostuksestakin täytyy palautua • Käyttötarkoituksia tunteiden mittaamiselle: itsensä johtamisen välineet, organisaatiosyke – Uudenlaisia tapoja seurata omaa hyvinvointia ja suorituskykyä reaaliajassa – Välitön palaute voi olla erittäin motivoivaa – enemmän proaktiivisia toimia oman hyvinvoinnin suhteen? – Väline kehittää omaa tunneälyä @MaijuVuolle @HennaSalonius #Nemohanke Tutkimushanke ja lähteet NEMO - Business Value from Negative Emotions • #Nemohanke • http://nemohanke.blogspot.fi/ • • Maiju Vuolle, Henna Salonius, Johanna Lintinen & Julia Mäkinen (2015): "Emotion measurement services for knowledge workers", RESER2015: 25th Annual RESER Conference, September 10-12, 2015 Copenhagen, Denmark. Copenhagen: RESER European Association for Research on Services, 20 p. Harri Jalonen, Maiju Vuolle ja Laura Heinonen (toim.) Negatiiviset tunteet – positiivinen bisnes – tulossa helmikuussa 2016, Talentum Pro https://www.talentumshop.fi/negatiiviset-tunteet.html Valoon perustuvat teknologiat – luonnontieteistä teknologiahyppyjä Veden epäpuhtauksien alkuainemääritys laserilla Juha Toivonen Valolla ohjattavat materiaalit Arri Priimägi Valon hallinta toiminnallisilla nanorakenteilla Tapio K. Niemi Veden epäpuhtauksien alkuainemääritys laserilla Juha Toivonen, Assoc. Prof. Sovelletun optiikan tutkimusryhmä Fysiikan laitos, Tampereen teknillinen yliopisto CO2 NO2 CH4 KCl KOH PbCl2 Trace elements in water Conventional way • Manual sample collection • ICP analysis in lab • Response time in days • ug / L (ppb) capability Elemental analysis with laser • Resolves all the elements • Typically used for solids • Limit of detection at %-level or at ppm at the best www.tut.fi/optics 60 Electrodynamic balance trapping • Sample pre-concentration through water evaporation in 10 seconds Position accuracy 1 – 2 um www.tut.fi/optics 61 Recorded spectra of water droplets • All the elements can be detected by recording the full spectrum • High spectral resolution needed when a lot of different elements present • Emission line intensity depends on concentration • Calibration required for quantitative analysis Conclusions • Levitating enables easy preconcentration • Water removal yields to good sensitivity 10 – 100 ug/L • Fast response time • Low pulse energy of few mJ enables compact design • Potential solution for online monitoring of trace elements in water Research co-funded by and collaborating companies www.tut.fi/optics 63 Valolla ohjattavat materiaalit Arri Priimägi Kemian ja biotekniikan laitos, TTY Valomekaniikka 10.2.2016 65 Valomekaniikka Yamada, J. Mater. Chem. 2009, 19, 60. 10.2.2016 66 The bottom line T kasvaa Smektinen nestekide Kide (järjestynyt) T kasvaa T kasvaa Neste (epäjärjestynyt) Nemaattinen nestekide Li, Adv. Mater. 2003, 15, 569. 10.2.2016 67 Kohti säädettävää fotoniikkaa hυ1 hυ1 D0 hυ2 D L0 L hυ2 Int. J. Nanomed. 2011, 6, 381 Valon ominaisuuksien hallinta nanomittakaavassa Orgaaninen Säädettävät elektroniikka laserit Valopulssien kontrollointi Nanofotoniikka Sensorit 10.2.2016 68 6 9 Valon hallinta toiminnallisilla nanorakenteilla Tapio Niemi Optoelektroniikan tutkimuskeskus [email protected] www.tut.fi/orc ~200 nm Tutkimusalueet ULTRAFAST AND INTENSE NANOTECHNOLOGY Serge Mordon Optoelectronics Technology Nanophotonics Nanolithography Nanomaterials Plasmonics Raman spectroscopy OPTICS Mircea Guina UV-NIL FIB-SEM EBL Modeling Epitaxy Device processing Characterization Applications Ultrafast and Intense Optics Disk lasers SESAMs Photoelectron Spectroscopy Surface Science Tapio Niemi Interface physics Synchrotron radiation Spectromicroscopy Nanoimaging Mika Valden Ultrashort pulse lasers Nonlinear optics Supercontinuum Fiber lasers FBG Oleg Okhotnikov Nanolitografia Nanopainolithografi a Elektronisuihkulitografi a Nopea kiekon kuviointi Ionisuihkulitografi a Ohjattu itseorganisoituminen 100 nm Sovelluksia Nanorakenteiset puolijohdelaserit Nanomateriaalleja veden hajotukseen Nanorakenteinen Heijastuksenestopinnoite Raman sironnan vahvistaminen Crystal violet Sähkökentän voimistaminen plasmoniresonanssilla Kiitos! Yrityspalvelut auttaa aina! [email protected] 10.2.2016 74
© Copyright 2024