Artikkel kuulub Tallinna Tehnikaülikooli artiklisarja, kus tutvustatakse TalTechDigital algatust, IT-haridust TTÜs ja infotehnoloogia laia haaret meie igapäevaelus
Sisuturundus
Infotehnoloogia TTÜs: Mida me õpetame ja mida me uurime
22. veebruar 2018, 11:06
Juhime tähelepanu, et artikkel on rohkem kui viis aastat vana ning kuulub meie arhiivi. Ajakirjandusväljaanne ei uuenda arhiivide sisu, seega võib olla vajalik tutvuda ka uuemate allikatega.
TTÜ «leiutajate linnakus» on ülikoolitäis teadlasi ja tudengeid uurimas, leiutamas ja katsetamas uusi lahendusi ja lähenemisi, kuis tulevikutehnoloogiad maailma paremaks muudavad.
Tehnikaülikoolis on üle 30 bakalaureuseõppekava ja enam kui 40 magistriõppekava, igas valdkonnas hulk spetsialiste oma ideede ja teadmistega. Mida saab teha heade mõtete ja tarkade peadega, võite ise ette kujutada. Siin toodud 11 ettevõtmist ei ole lõplik nimekiri, vaid jäämäe tipp.
Tudengivormel
Formula Student on peamiselt tehnikateaduste tudengitele suunatud tootearendusvõistlus, mis kujutab endast vormelauto projekteerimist, ehitamist ning sellega võistlemist ringradadel. Projektis osalemine annab tudengile kogemuse, kuidas autot projekteerida ja valmistada ning tutvustab noorele insenerile autotööstuse majanduslikku poolt.
Sarjas teeb kaasa ligi 600 tiimi üle maailma, TTÜ koos Tallinna Tehnikakõrgkooliga on osalenud alates 2006/2007. õppeaastast. Igal sügisel kogunevad huvilised uueks tiimiks kokku ning alates 2008. aastast on Tallinnas valminud igal kevadel uus vormelauto, millega suviti võistlemas käiakse, ja edukalt: poodiumikohad ei ole meie tiimidele võõrad.
Tänavu osaleb FS Team Tallinnas 65 tudengit, enim tootearenduse ja tootmistehnika ning mehhatroonika erialadelt, aga ka arvutisüsteemide, ärinduse, füüsika valdkondadest, kokku on tudengimeeskonnas esindatud 18 eriala. Paljud tudengid seovad oma bakalaureuse- või magistritöö teema vormeli ehitusega. FS Team Tallinnal on ligi 70 toetajat erasektorist.
Juba järgmisel hooajal on tudengivormeli meeskonnalt oodata ka isejuhtivat vormelit.
TTÜ linnakus kasutame Telia IoT platvormi
Asjade interneti (Internet of Things ehk IoT) kui tervikliku süsteemi toimimiseks on lisaks seadmetele ehk asjadele vaja ka serveripoolset tarkvara, mis suudaks koguda andmeid nende hilisemaks analüüsimiseks. Koostöö Teliaga annab meile võimaluse kasutada just selleks välja töötatud lahendusi, mis lihtsustab oluliselt nii andmete kogumist, analüüsimist kui ka visualiseerimist. Meile kasutada antud platvorm annab uusi uurimisvõimalusi mitmes valdkonnas, näiteks uued kommunikatsioonitehnoloogiad, suuremahuliste andmete analüüs, küberturvalisus.
Üsna pea saavad tehnikaülikooli tudengid hakata seda lahendust kasutama nii ainekursustel, projektides kui ka lõputöödes. Lisaks võib see olla sobiv kasvulava mõne huvitava tudengiprojekti jaoks, millest võib saada ka uus start-up-ettevõte.
Samuti on meil käimas projekte nii teaduspartnerite kui ka eraettevõtetega, kus saame vajadusel pakkuda välja IoT platvormi kasutamist. Kui toote või teenuse arendamisel ja hilisemal lansseerimisel kasutatakse ühesugust platvormi, lihtsustab see nii koostööd partnerite vahel kui ka toote või teenuse turule toomist, eriti kui ühe osapoolena on kaasatud ka kohalik mobiilioperaator.
Iseauto
Eesti esimene isejuhtiv auto valmib TTÜ ja Silberauto koostöös tänavu sügisel.
Iseauto kujundus ja kere baaslahendus on tänaseks valmis, tarkvaraplatvormiks on valitud ROS (Robot Operating System) koos Autoware’i moodulitega ning hangitud on lidarid, kaamerad ja GNSS-süsteem. Praegu arendavad meeskonnad tehisintellekti tarkvara, kontrollerite elektroonikat ja tarkvara, sõidukielektroonikat ja andmevahetuse liidest, lisaks tegeldakse mehaanika, ohutuse, andmeturbe ja autonoomse laadimissüsteemiga.
Iseauto tiimis on praegu 20 inimest, neist suurem osa on tudengid IT- ja insenerialadelt, teadlased juhendavad tudengite tööd tehisintellekti, elektroonika mikrokontrollerite töögruppides.
Iseauto vastu tunnevad huvi teisedki ettevõtted, kes tahavad teha koostööd või panustada arendusse, koostöömemorandum on sõlmitud näiteks nutiliiklusmärke arendava Bercman Technologies ASiga ja läbirääkimised projektiga liitumiseks käivad mitme suurettevõttega.
Nutikas linnak
Iseauto arenduse laiem eesmärk on luua koos isejuhtiva autoga nutikas taristu, mis tähendab nutikaid liiklusmärke, tõkkepuid, laadimisjaamu jms.
Juba on linnakusse paigaldatud väike piloottükike nutikat teekatet, mis neelab päikeseenergiat ja teeb sellest elektrit, mida kasutab teekattelt lume ja jää sulatamiseks ja selle valgustamiseks.
Koostöö käib ka nutiliiklusmärke arendava Bercman Technologies ASiga, et tagada iseauto ja taristuobjektide omavaheline suhtlus ning TTÜ linnakusse iseauto marsruudile paigaldatakse 2018. aastal üks esimesi nutikaid ülekäiguraja liiklusmärke.
Plaanis on linnakusse tuua ka teisi isejuhtivaid sõidukeid, et nende omavahelist läbisaamist arendada – näiteks peaks juba sügiseks selge olema, kuidas võiksid kohtudes läbi saada ja suhelda TTÜ iseauto ja Starshipi pakirobot.
Tudengid on selle kõige juures „küünarnukkideni sees“. Tootearenduse ja robootika õppekaval on kaks õppeainet, mis otseselt nutika linnaku ja iseauto projektiga seotud ja kõike õpitavat saavad tudengid kohe siinsamas ka praktiliselt rakendada.
Liginullenergiamaja
Nutikas linnas on targad majad. TTÜ linnakus on värskelt liginullenergiamajaks renoveeritud 1986. aastal ehitatud tüüpiline paneelidest korterelamu, millega katsetatakse uut tüüpi soojustusega paneele, aga mitte ainult. Maja saab elektrit ja sooja vett päikeseenergiast ning targad lahendused jälgivad ja töötlevad energiatarbimise ja õhukvaliteedi andmeid ning ehitusfüüsikalist toimivust.
Selles teadusprojektis elavad inimesed juba sees ja teadlased koguvad andmeid ja jälgivad maja ja inimeste koostööd. Andureid on paigaldatud seinte ja katuse lisasoojustuse elementidesse, küttesüsteemi automaatika reguleerib tubade temperatuure ja tehnosüsteemid tagavad kvaliteetse siseõhu, majas on ka süsihappegaasi andurid. Kõik mõõteandurid on ühendatud hoone ühtse jälgimissüsteemiga, millele on ligipääs ka üle interneti.
Ehitusfüüsika professor Targo Kalamees tõdeb, et IT ja ehitusvaldkonna kombineerimisega saavutatakse sisuline muudatus ehitusvaldkonna õppes, kuna paljud mõisted tudengitele selgemaks ja arusaadavamaks ning tudengite kaasamine mõõtmisaparatuuri ja sensorite paigaldamisse annab neile täiendavaid praktilisi kogemusi.
Renoveerimisprotsessi ning selle ettevalmistusse ja järeluuringutele on kaasatud hulk doktorante ja teadlasi.
Küberkriminalistika ja küberjulgeoleku keskus
Keskus tegeleb küberjulgeolekuga seotud teadus- ja õppetööga, sh rakendusliku krüptograafia, küberkriisihalduse, kriitilise infoinfrastruktuuri kaitse, digitaalse ekspertiisi ja võrguturbe valdkondades.
Tänaseks on keskusega seotud seitse doktorikraadiga teadlast, 13 doktoranti ning umbes 200 rahvusvahelise küberkaitse magistriprogrammi tudengit, kellele lisanduvad külalislektorid ja erinevate projektide raames keskusega koostööd tegevad eksperdid. Keskusega seotud magistriprogrammi on lõpetanud üle 150 tudengi. Keskuse vedada on küberturbevõistlused Küberpähkel ja Kübernaaskel ning küberjulgeoleku teemaline rahvusvaheline suvekool.
Keskus loodi 2014 aastal koostöös TTÜ, majandus- ja kommunikatsiooniministeeriumi, kaitseministeeriumi, siseministeeriumi, justiitsministeeriumi, riigi infosüsteemi ameti, politsei- ja piirivalveameti ja Eesti kohtuekspertiisi instituudiga, et arendada küberturvalisuse valdkonda Eestis. Lisaks riigiasutustele teeb keskus koostööd ka eraettevõtetega, näiteks GuardTime, CybExer ja RangeForce.
Loe rohkem cybercentre.cs.ttu.ee
Nutikas minitööstus
TTÜ mehaanika ja tööstustehnika instituudis on paindtootmise ja robootika demokeskus, kus on valik erisuguste tootjate erinevate võimalustega tööstusroboteid ning kaasaegne Tööstus 4.0 põhimõtetel toimiv automaatlaost, -liinist, robotitest ja töötluskeskusest koosnev paindlik tootmissüsteem (ingl k flexible manufacturing system ehk FMS). Liini juurde on arendatud tootmise monitooringu ja prognoosimise süsteem, mis jälgib reaalajas seadmete tööd ja pakub võimalusi optimeerimiseks, hoolduseks jne. Demokeskuses on lisaks ülivõimsate arvutite ja arvukate nutiseadmetega töörühm seadmete/laborite digitaliseerimiseks virtuaal- ja liitreaalsuse (VR/AR) vahenditega. Nii robotitest kui tehnoloogiaseadmetest luuakse digitaalsed kaksikud, mida saab VR/AR abil arenduseks või väljaõppeks «kaasa võtta» kuhu tahes. Lisaks saab tehisreaalsuse vahenditega virtuaalselt ühenduda TTÜs oleva Eestis ainulaadse metalli 3D-printeriga, suurendades nutika tootmise võimekust veelgi. Metalliprinteriga omakorda on virtuaalselt ühendatud Tartus Eesti Maaülikoolis asuv 3D-kompuutertomograaf.
Kõik see kokku moodustab laboritevahelise nutika tootmise tuumiktaristu – virtuaalse teadus- ja arendusüksuse SmartIC (Smart Industry Centre). Demokeskuses on rakendust leidnud paljud tudengid, kes kursuse- ja lõputööde kaudu aitavad keskust arendada ning ettevõtetele uusi rakendusi välja töötada. Praegu ollakse ametis uute laboriruumide virtualiseerimisega, nutikinnastele ja -prillidele rakenduste arendamisega, samuti on tudengid välja töötamas nutikaid juhtsüsteeme odavatele väikerobotitele, mis sobivad koolidele, aga ka pisi- ja väikeettevõtetele.
Andmete ühekordse küsimise põhimõte ehk TOOP
FOTO:
Tallinna tehnikaülikooli teadlased otsivad koos partneritega lahendust küsimusele, kuidas peaks käima andmete liikumine Euroopa Liidu riikide vahel ja kuidas teha nii, et kui ühes liikmesriigis ettevõtte andmed olemas, siis teised ei hakka neid ettevõttelt uuesti küsima.
TOOP (The Once Only Principle) projekti rahastab Euroopa Komisjon ja eesmärk on lahendus nii välja pakkuda, teostada kui ka selle toimimist aasta jooksul näidata ning tulemusi hinnata. «Andmete ühekordse küsimise põhimõte tuleneb arusaamast organiseerida e-riiki nii efektiivselt kui vähegi võimalik,» märgib projekti koordinaator prof Robert Krimmer ja selgitab: «Näiteks kui sul mingi e-riigi teenuse jaoks läheb vaja ettevõtte aadressi, siis selle asemel, et hoida ettevõtete andmebaasi igas linnavalitsuses või ministeeriumis või muus taolises asutuses, ühendud alati otse ja ainult äriregistriga.» Põhimõtteliselt on Eestis ja mujalgi selline süsteem juba kasutusel, kuid TOOP paneb selle tööle piiriüleselt, luues riikidevahelise infosüsteemide andmevahetuskihi, mis ühendab eri riikide olemasolevaid andmevahetuskihte – selliseid, nagu Eestis on X-tee.
TOOP katsetab oma lahendust kolme pilootprojektiga 21 riigis. Kogu projekti koordineerib Tallinna tehnikaülikooli Ragnar Nurkse innovatsiooni ja valitsemise instituut, mis teeb koostööd TTÜ tarkvarateaduse instituudiga.
Loe rohkem www.toop.eu/info
Õppekavad toovad kokku IT, inseneeria ja ettevõtluse
Tehnikaülikooli õppekavad ühendavad erinevad valdkonnad infotehnoloogiaga, kasvatades insenere, kel teadmised ja oskused kaasaegsete lahendustega probleemidele läheneda ja uudseid lahendusi leida.
Näiteks on elektroenergeetika ja mehhatroonika bakalaureuseõppekava fookus energia- ja tööstustehnoloogiate arendamine läbi IT-võimaluste. Selle valdkonna edulood Eestis, kaugloetavatest arvestitest isesõitvate pakirobotiteni, näitavad selgelt, et energiat tootvad ning nutikalt haldavad ja/või kasutavad süsteemid ei tööta juba täna enam pelgalt nupulevajutamisega. Integreeritud tehnoloogiate õppekaval ühendame inseneritemaatikaid, andes teadmisi ja kogemust äri- ja protsessijuhtimise, infotehnoloogia, tootearenduse, disaini ja tootmise valdkondades. Kolme peaerialaga rakendusõppekaval telemaatika ja arukad süsteemid anname oskused läbi nutikate IKT-lahenduste andmesidevõrkude ja turvasüsteemide projekteerimiseks, arukate süsteemide programmeerimiseks ja robootikaks, paneme omavahel suhtlema nii reaalsed kui ka virtuaalsed süsteemid. Energiamuundus- ja juhtimissüsteemide eriala iseloomustavad kõige paremini targad hooned, mis on tihedalt seotud IKT valdkonnaga läbi kaasaaegsete jõu- ja mikroelektroonika-lahenduste, programmeerimise, automaatjuhtimise, andmeside ja andmetöötluse. Kaasaegse elektroenergeetika eriala tähtis osa on energiasüsteemide digitaliseerimine ning energia tarkvõrgud, kus õpetatakse ka IT-tehnoloogiaid, sh küberkaitse olulisust ning suurandmete tähtsust kaasaegsete elektrivõrkude juhtimisel. Magistriõppekaval hooned ja rajatised saab spetsialiseerumiseks valida kaheksa peaeriala vahel ning fookus liigub kõikjal nutikale taristule. Selleks aga, et muuta olemasolevad süsteemid targaks, on vajalik interdistsiplinaarne lähenemine – rakendades andurite, infotehnoloogia, keskkonnakaitse, riski- ning majandusanalüüsi ja maastikuarhitektuuri parimaid teadusavastusi klassikalises (keskkonna)inseneerias. Sarnast interdistsiplinaarset lähenemist on vaja ka hoonete energiatõhususe ja sisekliima parendamisel. Uuenenud mehhatroonika magistriõppekavast pool on IT õppeained ja mehhatroonika eriala õpetab sealt saadavaid teadmisi rakendama inseneerias. Õppekava lõpetajal on arusaamine ja laiapõhjalised teadmised IKT, elektroonika ja mehaanika tehnoloogiate kasutamisest paljudes eluvaldkondades (tootmine, meditsiin ja rehabilitatsioon, metalli-, puidu-, paberi- ning keemia-, energia- ja ehitussektor jt).
Uudne üheaastane magistriõppekava digimuutused ettevõttes on kokku pandud spetsiaalselt neile mitte-IT sektori ettevõtte juhtidele või juhtivtöötajatele, kes vajavad oma firma töö korraldamisel ning kavandamisel paremat arusaamist info- ja kommunikatsioonitehnoloogiate ehk digitehnoloogiate kasutamise võimalustest ning riskidest oma tegevusalal. Räägime lihtsas keeles tehnoloogiatrendidest ja digitehnoloogiatest ning põimime need juhtimis- ning majandusteemadega. Kõik õppejõud on oma erialade tunnustatud teadlased ja praktikud nii TTÜst kui väljastpoolt. Magistrikava on sündinud TTÜ IT-teaduskonna ja majandusteaduskonna koostöös: ühelt poolt globaalsete IT-trendide, -tehnoloogiate ja andmetöötluse ained ja teisalt ärimudelite ning muutuste juhtimise majandusained, ikka digitehnoloogiate vinklis.
Biorobootika keskus
Keskuses töötatakse välja bioloogiast inspireeritud roboteid, mis aitavad teiste valdkondade teadlastel uurimistöid teha. Näiteks allveerobotid aitavad allveearheoloogidel merepõhja uurida, kaladest inspireeritud küljejooneandurid aitavad uurida kalade läbipääse veehoidlates ning kunstneerud võimaldavad kirurgiatudengitel kätt harjutada.
Keskuses tegutsevad erineva taustaga teadlased: on nii inseneri- kui ka IT-taustaga inimesi, nii elektroonikainsenere, keskkonnainsenere kui ka mehhatroonikuid. Töötajaid on kümmekond, lisaks magistri- ja bakalaureusetöid ning praktikat tegevad tudengid. Töö laboris on väga rahvusvaheline, peaaegu pooled keskuse liikmed on pärit välismaalt, esindatud on erinevad Euroopa riigid kui ka USA ning külas käivad ka rahvusvahelised partnerid.
Käsil olevast enam kui kümnest projektist on hetkel suurimateks Euroopa Liidu Horisont2020 projektid LAkHsMI ja ja FitHydro. Esimene tegeleb allveesensorite süsteemi loomisega hoovuste mõõtmiseks okeanograafidele ning teine hüdroelektrijaamade keskkonnamõjude hindamiseks vajaliku tehnoloogia loomisega. Partnereid on üle ilma, näiteks Jaapani kalauurijad, Austria hüdroelektrijaamad, Šotimaa merekaablite tootjad.
TTÜ100 satelliit
TTÜ Mektory Kosmosekeskuse tudengisatelliidi programmis valmib nano-satelliit nimega TTÜ100*, mis saadetakse Maa orbiidile pilte tegema, sidet pidama ja kiipe katsetama.
See üleülikooliline ja interdistsiplinaarne initsiatiiv käib koostöös teadus- ja ettevõtluspartneritega nii Eestist kui välismaalt. Läbi praktilise õppe saavad tudengid reaalseid teadmisi ja kogemusi inseneeria ning kosmosetehnoloogia valdkondades ja ainepunkte õppetöös.
Orbiidile jõudes on TTÜ100-l mitu eesmärki, muu hulgas pildistada Maad ja edastada infot Maale kõrgsagedusliku andmeside kaudu. Piltidele üritatakse jäädvustada erilisi hetki, näiteks vulkaanipurskeid või muutusi keskkonnas. «Satelliidil on ka teaduskatse, millega uurime mikroprotsessorite veakindlust. Orbiidil radiatsioonikeskkonnas katsetame ümberprogrammeeritavat kiipi, millega saame vaadata, millised arvutus-arhitektuurid on parema veakindlusega,» räägib satelliidiprogrammi juht Rauno Gordon. Uut teadmist saab kasutada odavama kosmose-elektroonika arendamiseks. Samuti annab see teadmisi Maal töötava elektroonika arendamiseks, kuna praegu on juba jõutud protsessori tehnoloogias nii väikeste transistorideni, et looduslik kiirgus mõjutab nende tööd.
Satelliidiprogrammi kallal on töötanud sadu inimesi ning satelliidi ehitamine annab tudengitele teadmisi tarkvara, mehaanika, elektroonika, füüsika ja projektijuhtimise valdkondades. Igal aastal valmib Tallinna Tehnikaülikoolis mitmeid lõputöid TTÜ satelliidi ehitamise erinevatest aspektidest, tarkvarast ja teoreetilistest arvutustest kuni riistvarakatsetusteni.
* Tallinna Tehnikaülikool saab septembris 100-aastaseks, juubilari auks on ka satelliidil taoline nimi.