Profilaatioalat esittelyssä: Huippuluokan kuvantamistutkimusta hyödynnetään sekä yliopistomaailmassa että teollisuusyrityksissä

Suurin osa ihmisaivoihin saapuvasta tiedosta perustuu näköön; näköaistimusta varten on varattu  enemmän hermosoluja kuin neljän muun aistin käyttöön yhteensä. Ihmisten on helppo käsitellä ja ymmärtää näköön perustuvaa tietoa, ja siksi monia ilmiöitä esitetään ja tutkitaan kuvien kautta. Kuvantamisessa on kyse paljon muustakin kuin ilmiöiden tekemisestä näkyviksi ihmisille. Yhä useampia kuvia käsitellään koneiden avulla, jotta voidaan kehittää uusia mullistavia sovelluksia.

– Kuvantamista on kaikkialla! Se vaikuttaa suoraan niin autonomisten ajoneuvojen kuin tietokoneavusteisen ja automaattisen diagnostiikan kehittämiseen, teollisuusautomaatioon ja robotisointiin, sekä laajojen, suuritehoisten ja turvallisuuden kannalta kriittisten sovellusten suunnitteluun. Kuvantamisen avulla voimme nähdä elävän ihmisen sisälle tai kaukana avaruudessa sijaitsevia mustia aukkoja. Kuvantaminen auttaa ihmisiä ja robotteja navigoimaan, viestimään ja tekemään päätöksiä tietoon perustuen. Se mahdollistaa ihmishenkien pelastamisen ja sitä hyödynnetään koulutuksessa ja käytetään edistämään tieteellisiä keksintöjä sekä herättelemään luovuutta, sanoo signaalinkäsittelyn professori ja kuvantamisen tutkimusalustan TAU Imaging Research Platformin johtaja Alessandro Foi.

TAU Imaging Research Platform sai vuonna 2021 Suomen Akatemialta PROFI-6 -rahoituksen kuudeksi vuodeksi. Tutkimusalusta yhdistää teknologian, terveyden ja yhteiskunnan, kun uusia kuvantamismateriaaleja ja laskennallisia menetelmiä hyödyntäen voidaan saavuttaa globaaleja vaikutuksia. Alustan ensisijaisena tavoitteena on muodostaa kuvantamisosaamisen ammattilaisten tutkimusverkostoja ja luoda teollista yhteistyötä yliopiston eri teknologia-aloilla.

Kuvantaminen palveluna mahdollistaa uusimman teknologian käyttöönoton nopeasti

Alusta vahvistaa Tampereen yliopiston jo ennestään erinomaista kuvantamisen alan perustutkimusta, soveltavaa tutkimusta ja koulutusta. Monet eri tieteenalojen tutkimusryhmät hyödyntävät kuvantamista kehittäessään yhteiskunnallisesti merkittäviä innovaatioita ja sovelluksia. 

Foin mukaan suurin osa alustan PROFI6-rahoituksesta kohdennetaan kuvantamisen alan tutkijatohtoreille. Lisäksi rahoitetaan hankkeita, jotka edistävät kuvantamista poikkitieteellisenä palveluna (Imaging as a Service) yliopistossa. Tämä tuo kuvantamisen uusimman teknologian tutkijoiden käyttöön helposti.

– Toisin kuin tavanomaisissa rahoitusjärjestelmissä, alustan rahoittamien hankkeiden ensisijaisena tuloksena eivät ole tieteelliset artikkelit, vaan tutkijoita sekä nykyisissä että tulevissa tutkimuksissa hyödyttävät uudet menetelmät ja välineet. Olemme luomassa kulttuuria, jossa tutkijat voivat löytää uusia tapoja hyödyntää kuvantamista työssään ja oppia muiden kokemuksista, signaalinkäsittelyn professori ja TAU Imaging Research Platformin varajohtaja Atanas Gotchev kertoo.

Tutkimusalusta tukee myös yhteistutkimusta valon liikkumisen alalla (Light Transport). Yksi esimerkki tästä on kehittyneiden fotoniikkakomponenttien yhdistäminen laskennallisiin kuvantamisalgoritmeihin ja tehokkaaseen tietokonegrafiikan tuottamiseen. 

Mikroskopiakeskukseen – Tampere Microscopy Centeriin – kuvantamisen asiantuntijaksi (TMC) palkattu Lucio Azzari tuntee kohinan mallintamisen, kohinanpoiston ja yleiskäyttöiset menetelmät digitaalisten kuvien automaattiseen prosessointiin. Hänen työnsä auttaa kehittämään TMC:n kuvantamismenetelmiä entistäkin korkeammalle tasolle.

Lisäksi alusta edistää tutkimusyhteistyötä yritysten kanssa niiden kilpailukyvyn parantamiseksi. Esimerkiksi Tampere Imaging Days -tapahtuma järjestettiin yhdessä Business Tampereen kanssa viime kesäkuussa.

Tampereella otetaan jatkuvasti käyttöön huipputason kamerateknologioita yritysten tutkimus- ja kehitysprojekteissa, Tampereen yliopistossa ja sen oheisyrityksissä. Merkittävä osa näistä menestystarinoista on teollisuuden ja korkeakoulujen tehokkaan yhteistyön ansiota.

Kuvantamisen tutkimusalustan koordinaattori Nataliya Strokina korostaa, että on tärkeää jakaa asiantuntemusta korkeakouluista teollisuuteen ja päinvastoin.

– Tarjoamme tukea myös yrittäjyystoimintaan. Kuvantamisen tutkimusalusta TAU Imaging Research Platform toimii välittäjänä ja yhdyssiteenä sidosryhmien välillä. Se tukee aktiivisesti innovaatioprosessin toteutumista myös sisällyttämällä opintosuunnitelmiin sopivia kuvantamisen koulutustapahtumia, Strokina sanoo.

Tutkimusalusta on yhteistyössä kolmen yliopiston kanssa perustamassa monitieteistä, eurooppalaista kuvantamiseen keskittyvää maisteriohjelmaa. Koulutuksen arvioidaan toteutuvan vuoden tai parin sisällä.

TAU Imaging Research Platform

• Monitieteinen tutkimuskonsortio, joka on valittu yhdeksi Tampereen yliopiston profiloitumisalueeksi vuosina 2021–2026.
• Edistää kuvantamisteknologian kehitystä ja tukee  kuvantamista tieteellisenä tutkimusmenetelmänä.
• Rahoittaa hankkeita, jotka edistävät kuvantamista poikkitieteellisenä palveluna (Imaging as a Service) yliopistossa, sekä tutkimusyhteistyötä valon liikkumisen saralla (Light Transport).

Tampereen yliopiston kuvantamisen osaamiskeskittymään kuuluu huippuluokan tutkimusinfrastruktuureita: CIVIT (Centre of Immersive Visual Technologies), laskennallisen kuvantamisen ja digitaalisen holografian laboratorio (Computational Imaging and Digital Holography Laboratory), Tampereen Mikroskopiakeskus (Tampere Microscopy Center (TMC), Tampere Imaging Facility (TIF), Tampereen yliopistollisen sairaalan kuvantamiskeskus, ja ihmisen ja tietokoneen vuorovaikutuksen tutkimuskeskus TAUCHI. Tampereen alueella on paljon kuvantamisosaamista myös yliopiston ulkopuolella, esimerkiksi Business Tampereen koordinoima kuvantamisen ekosysteemi.

Suomen Akatemian PROFI6-rahoitus

• Suomen Akatemia teki vuoden 2021 alussa PROFI6-rahoituspäätökset, joiden tavoitteena on nopeuttaa yliopistojen strategioiden mukaista profiloitumista ja tukea tutkimuksen laadun kehittämistä.  
• Akatemia myönsi Tampereen yliopistolle 12,7 miljoonaa euroa yliopiston strategian mukaisen profiloitumisen vahvistamiseen. 
• Tampereen yliopiston kärkialoilla tekniikassa, terveydessä ja yhteiskunnassa rahoitetaan neljää profiloitumisaluetta: 
  1) Health Data Science 
  2) Games as a Platform to Tackle Grand Challenges 
  3) TAU Imaging Research Platform 
  4) Sustainable Transformation of Urban Environments   

Lue lisää Suomen Akatemian verkkosivuilta.

Lisätiedot

Alessandro Foi
alessandro.foi [at] tuni.fi

Nataliya Strokina
nataliya.strokina [at] tuni.fi