Väitös kohdistuu turvallisiin suoritusympäristöihin mobiililaitteissa ja erityisesti puhelimissa. Nämä ympäristöt ovat älykortinomaisia, mutta sijaitsevat laitteen prosessorien yhteydessä ja ovat prosessoriarkkitehtuurin suojaamia.

Väitöskirja esittelee julkaisujen kautta kaksi arkkitehtuuria jotka on toteutettu ohjelmistoina e.m. ympäristöjen yhteyteen. Toinen näistä, On-board Credentials, tarjoaa mobiililaitteiden sovelluksille turvallista avainhallintaa, applikaatiodatan suojausta ja mobiiliapplikaatioihin liittyvien pienten tulkattujen algoritmien turvallista suoritusta turvaympäristössä. Tämä arkkitehtuuri on jo käytettävissä yli 100 miljoonassa myydyssä mobiilipuhelimessa.  Toinen esitelty arkkitehtuuri on alustaturvastandardin toteutus, n.k. Mobile Trusted Module (MTM1).

Väitöskirjassa esitellään turva- ja algoritmiratkaisuja joilla aikaansaadaan e.m. arkkitehtuurisovitukset turvallisiin suoritusympäristöihin, jotka ovat resurssimielessä erittäin haastavia. Näissä tyypillisesti ei ole kirjoitettavaa pysyväismuistia, ja suoritusmuistiakin on useasti vähemmän kuin 32 kT. Tästä syystä turvallisesti sivuttavat virtuaalimuistiratkaisut ja menetelmät jotka estävät vanhan tiedon palauttamisen sivutuksen kautta ovat väitöksessä keskeisessä asemassa.

Vastaväittäjä: professori Jean-Pierre Seifert, Technische Universität Berlin, Saksa

Valvoja: Professori Tuomas Aura, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu, Tietotekniikan laitos

Väitöstiedote (pdf)

Elektroninen väitöskirja: http://otalib.aalto.fi/en/collections/e-publications/dissertations/

Väitöskirjatyössä suunniteltiin ja rakennettiin kuvantamislaite, jolla pystytään mittaamaan sekä ihmisaivojen rakennetta että sähköistä toimintaa. Laite toimii matalassa magneettikentässä, jonka suuruus vastaa maapallon omaa magneettikenttää, minkä ansiosta laite on turvallinen, avoin ja täysin äänetön. Laitteen toiminta todennettiin mittaamalla vapaaehtoisen koehenkilön aivoista magneettikuvia ja aivojen toimintaa kuvastavaa aivomagneettikäyrää.

Perinteisesti aivojen rakenne ja toiminta on mitattu kahdella eri laitteella, jolloin saatujen kuvien yhdistäminen on haasteellista, koska esimerkiksi potilaan asento muuttuu laitteiden välillä. Kehitetyllä laitteella tätä ongelmaa ei ole ja myös tutkimusten teko yksinkertaistuu työmäärältään, koska kahta erillistä laitetta ei tarvita. Matalan magneettikentän ansiosta uudella laitteella mitatuista kuvista tietyt kudokset saattavat erottua selkeämmin kuin perinteisistä magneettikuvista.

Väitöskirjan osajulkaisuissa tutkittiin uudelle laitteelle ominaisia mittaushäiriöitä ja kehitettiin menetelmä, jolla näiden vaikutusta voidaan vähentää. Laitteistossa käytettäviä magneettikenttäantureita kehitettiin vastaamaan yhdistelmämittauksen vaativia olosuhteita. Työssä esiteltiin myös uusia tapoja käyttää rakennettua laitteistoa aivomittausten lisäksi sähkövirran ja lämpötilan kolmiulotteiseen kuvantamiseen.

Vastaväittäjä: professori Jürgen Hennig, University Medical Center Freiburg, Saksa

Valvoja: professori Risto Ilmoniemi, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu, Lääketieteellisen tekniikan ja laskennallisen tieteen laitos

Väitöstiedote (pdf)

Elektroninen väitöskirja: http://lib.tkk.fi/Diss/2013/isbn9789526051789/isbn9789526051789.pdf

Reaktorifysiikan mallintamisessa yksi keskeinen osa-alue on palamalaskelmat, joilla simuloidaan ydinpolttoaineen materiaalikoostumuksen muuttumista energiantuoton aikana. Samoilla menetelmillä arvioidaan käytetyn ydinpolttoaineen koostumuksen muuttumista radioaktiivisen hajoamisen vaikutuksesta. Ydinturvallisuuden kannalta on tärkeää, että laskentamenetelmien numeerinen tarkkuus on mahdollisimman hyvä, ja että tulosten luotettavuutta kyetään arvioimaan niiden perustana olevan kokeellisen neutronimittausdatan luotettavuuden perusteella. Väitöskirjassa tutkittiin sekä palamalaskelmien numeerisia ratkaisumenetelmiä että reaktorifysiikan laskentamallien herkkyys- ja epävarmuusanalyysiä.

Väitöskirjan palamalaskentaan liittyvässä osassa tutkittiin palamayhtälöistä seuraavan erityislaatuisen ja hyvin vaikeasti ratkaistavan numeerisen ongelman matemaattisia ominaisuuksia. Niiden perusteella kyettiin valitsemaan tarkasteltavan ongelman kannalta optimaalinen laskentamenetelmä, Chebyshevin rationaali-approksimaatio (Chebyshev Rational Approximation Method, CRAM). Menetelmä on parantanut merkittävästi palamayhtälöiden ratkaisemisen numeerista tarkkuutta ja tehokkuutta ja se on toteutettu VTT:llä kehitettyyn reaktorifysiikan laskentaohjelmaan Serpent, joka on käytössä 27 maassa.

Väitöskirjan herkkyys- ja epävarmuusanalyysiin liittyvässä osassa kehitettiin menetelmiä, joilla neutronien vuorovaikutusta kuvaavan kokeellisen mittausdatan sisältämä epävarmuus kyetään kuljettamaan monivaiheisen matemaattisen laskentaketjun läpi. Tuloksena on deterministinen laskentamenetelmä, jolla kyetään tehokkaasti ratkaisemaan suuresta ydinparametrimäärästä aiheutuva epävarmuus. Menetelmä modifioitiin osaksi kaupallista laskentaohjelmistoa ja saavutetut tulokset ovat olleet alallaan ensimmäisiä.

Vastaväittäjä: professori Antonella Zanna Munthe-Kaas, University of Bergen, Norja

Valvoja: professori Olavi Nevanlinna, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu, Matematiikan ja systeemianalyysin laitos

Väitöstiedote (pdf)

Elektroninen väitöskirja: http://lib.tkk.fi/Diss/2013/isbn9789513880002/isbn9789513880002.pdf

Konkurssin ennakoiminen on huomattava huolenaihe niin sijoittajille, velkojille, luotonantajille kuin hallituksillekin. Esimerkiksi pankit joutuvat ennustamaan vastapuolen maksukyvyttömyyden mahdollisuutta ennen laina-ajan pidentämistä. Huolellisemmin tehty lainapäätös voi siten johtaa merkittäviin säästöihin.

Konkurssi voi sattua mille tahansa yhtiölle liiketoimintaympäristön epävarmuuden ja kilpailun kasvaessa mitä suurimmassa määrin. Erityisesti viimeaikaiset muutokset maailmantaloudessa ovat aikaansaaneet tilanteen jossa pienet ja suuret yritykset näyttävät kaatuvan useammin kuin koskaan. Konkurssin ennustaminen on siksi yhä tärkeämpää.

Tässä väitöskirjassa esitellään konkurssin mahdollisuuden ennustamiseksi laskennallisia menetelmiä, jotka voisivat avustaa päätöksentekoa  liikemaailmassa.

Vastaväittäjä: professori Christophe Biernacki, Université Lille 1, Ranska

Valvoja: professori Olli Simula, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu, Tietojenkäsittelytieteen laitos

Väitöstiedote (pdf)

Elektroninen väitöskirja: http://otalib.aalto.fi/en/collections/e-publications/dissertations/

Pienten nestemäärien kuljetukseen ja muokkaukseen perustuvat analyysimenetelmät ovat yleisiä sekä lääketieteellisissä että teollisissa prosesseissa. Nämä poikkitieteelliseen mikrofluidistiikan alaan lukeutuvat analyysityökalut mahdollistavat jopa yksittäisten molekyylien hallitun kuljettamisen kanavissa, joiden halkaisija on 0.01-1 mikrometrin kokoluokkaa.

Väitöskirjassa on kehitetty kvantitatiivisen tarkka, kineettiseen teoriaan perustuva laskennallinen menetelmä, jolla voidaan tutkia pehmeän aineen fysiikkaa tapauksissa, joissa nestevirtaus, lämpötilasta johtuvat fluktuaatiot ja kanavien seinämät vaikuttavat olennaisesti systeemin käyttäytymiseen. Kyseessä on ensimmäinen moniskaalamenetelmä, jossa huomioidaan johdonmukaisesti nesteessä liikkuvien kappaleiden hydrodynaaminen koko.

Menetelmällä on tutkittu mikrometrin kokoluokkaa olevien hiukkasten lajittelua ja erottelua toisistaan T-kirjaimen muotoisessa kanavassa, jossa virtaus jakaantuu epäsymmetrisesti kahden haaran välillä. T-kanavan on havaittu erottelevan hiukkasia koon, huokoisuuden, niiden keskinäisen etäisyyden sekä niiden ja kanavan seinien välisen etäisyyden perusteella. Hiukkasten asemointia ja keskinäistä vuorovaikutusta hyödyntämällä on pystytty toteuttamaan binäärilogiikan operaatioita, mikä saattaa mahdollistaa hiukkasten liikkeeseen perustuvan ns. kolloiditietokoneen toteuttamisen.

Tutkimuksen toinen painopistealue käsittelee polymeeridynamiikkaa. Kun polymeerit kulkeutuvat nesteen mukana nanoskooppisessa kanavassa, joka koostuu vuorottelevista kapeikoista ja tilavista osista, polymeerien kulkunopeus muuttuu niiden rakenteen sekä kanavan koon ja niiden pituuden suhteen funktiona. Muuttamalla virtauksen voimakkuutta, lämpötilaa ja kanavan osien ahtautta tietyn tyyppisten (esim. tietyn pituisten) polymeerien erottaminen muista tai vaihtoehtoisesti entrooppinen vangitseminen vaikuttaa olevan mahdollista.

Vastaväittäjä: professori José María Ortiz de Zárate, Universidad Complutense de Madrid, Espanja

Valvoja: professori Tapio Ala-Nissilä, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu, Teknillisen fysiikan laitos

Väitöstiedote (pdf)

Elektroninen väitöskirja: http://otalib.aalto.fi/en/collections/e-publications/dissertations/

Väitöskirjan ensimmäinen osa-alue käsittelee ionisäteilytyksen vaikutusta nanomittakaavan metallirakenteisiin.  Tutkimuksen tuloksena keksitty uusi menetelmä mahdollistaa monimutkaisten metallirakenteiden valmistamisen erittäin pienessä mittakaavassa.  Metallien muotoilun hallitut teolliset prosessit, kuten taivuttaminen tai takominen nähdään mahdolliseksi siirtää nanomittakaavaan väitöskirjassa esitetyn ionisuihkutekniikan avulla.

Väitöskirjan toinen osa-alue käsittelee mikroaaltomittausmenetelmien kehittämistä ja magneettisten nanopartikkelien sekä hiilinanoputkien kokeellista mikroaaltotutkimusta.  Magneettisten nanopartikkelien tutkimus osoittaa, että yleensä nämä partikkelit kerääntyvät ryppäiksi.  Tämä johtaa säteilytyksen seurauksena mitattavan mikroaaltoresonanssiabsorption siirtymiseen korkeammille taajuuksille verrattuna yksittäishiukkasmallin perusteella ennustettuun tulokseen.  Hiilinanoputkien tutkimuksen tuloksena keksityt uudet komposiittimateriaalit ovat potentiaalisesti hyödynnettävissä sähkömagneettisen säteilyn suojamateriaaleina.

Väitoskirjatutkimuksen tuloksiin perustuen on jätetty kaksi patenttihakemusta.

Tutkimusta ovat rahoittaneet Thaimaan korkeakoulukomissio (Thailand Commission on Higher Education), Suomen Akatemia ja Nokia Research Center.

Vastaväittäjä: professori Eyal Buks, Technion, Israel Institute of Technology, Israel

Valvoja: professori Jukka Pekola, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu, O. V. Lounasmaa –laboratorio

Väitöstiedote (pdf)

Elektroninen väitöskirja: http://otalib.aalto.fi/en/collections/e-publications/dissertations/

Jätevedenpuhdistamoiden tulevan veden virtaama- ja kuormitusvaihtelut hankaloittavat biologisen käsittelyn ohjausta ja huonontavat prosessin puhdistustehoa. Puhdistamolle tulevassa vedessä orgaanista ainetta ei myöskään yleensä ole riittävästi sopivassa muodossa biologista ravinteiden poistoa varten. Tässä tutkimusprojektissa jo olemassa olevien esiselkeytysaltaiden ajotapaa Savonlinnan Pihlajaniemen puhdistamolla muokattiin niin, että puhdistamo voisi paremmin selviytyä virtaamavaihtelun ja sopivan orgaanisen aineen puutteen aiheuttamista ongelmista.

Virtaaman vuorokausivaihtelun tasaaminen onnistui esiselkeytysaltaissa. Lisäksi merkitsevä osa jäteveden orgaanisesta aineesta muuttui bakteereille käytettävissä olevaan muotoon jo silloin, kun allasta käytettiin vain virtaaman tasaukseen. Tasatun virtaaman hyödyt tulivat esiin erityisesti typenpoistossa ja prosessin hydraulisessa hallinnassa. Lisäksi lietteen määrä väheni. Käytännössä tämä tarkoittaa, että testatuilla muutoksilla on mahdollista kasvattaa jätevedenpuhdistamon kapasiteettia ilman suuria investointeja ja säästää lietteenkäsittelyn kustannuksissa. Tämä voitaisiin toteuttaa laajasti Suomessa, koska suurimmalla osalla keskikokoisista ja suurista puhdistamoista on esiselkeytysaltaat. 

Väitöskirjan ala: vesitekniikka, vesihuolto

Vastaväittäjä: professori Karin Jönsson, LTH Lund University, Ruotsi

Valvoja: professori Riku Vahala, Aalto-yliopiston insinööritieteiden korkeakoulu, yhdyskunta- ja ympäristötekniikan laitos

Vaitostiedote_Anna_Mikola_080513.pdf

Väittelijän yhteystiedot: 
Anna Mikola
p. 040 7176552, anna.mikola@aalto.fi

Valvoja: professori Janne Ruokolainen, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu, Teknillisen fysiikan laitos

Väitöstiedote (pdf)

Elektroninen väitöskirja: http://lib.tkk.fi/Diss/2013/isbn9789526050133/isbn9789526050133.pdf

Internet-viestintäpalveluiden toteuttaminen vertaisverkkoteknologioiden avulla

Vertaisverkkoarkkitehtuurit ovat osoittautuneet toimivaksi tavaksi toteuttaa Internet-palveluja. Monet suositut palvelut käyttävät vertaisverkkoteknologioita; esimerkkejä löytyy Internetin puhelu- ja videopuhelupalveluiden, musiikkipalveluiden ja TV-palveluiden joukosta. Tunnetuimpia tällaisia palveluita ovat esimerkiksi Skype ja Spotify. Tämä menestys on herättänyt kiinnostuksen kehittää standardoituja vertaisverkkoyhteyskäytäntöjä ja -palveluita Tässä työssä tutkitaan kehitteillä oleviin standardeihin perustuvien vertaisverkkoteknologioiden ja -yhteyskäytäntöjen soveltamista Internetin viestintäpalveluihin. Työ keskittyy erityisesti tosiaikaiseen henkilöiden väliseen viestintään, kuten Internet-puheluihin ja -pikaviestintään, sekä lisäksi laitteiden väliseen (Machine-to-Machine) viestintään.

Työn tärkein lopputulos on vertaisverkkoteknologioiden ympärille rakennettu viitekehysarkkitehtuuri, joka mahdollistaa viestinnän hajautuksen. Viitekehysarkkitehtuuri sisältää joukon uusia komponentteja, jotka on suunniteltu osana tätä työtä. Työssä toteutetaan prototyyppi ehdotetusta viitekehysarkkitehtuurista. Toteutusta käytetään arvioimaan kehitteillä oleviin vertaisverkkostandardeihin perustuvien viestintäpalvelujen suorituskykyä ja vertaamaan sitä perinteisten, keskitettyihin palvelimiin perustuvien viestintäpalvelujen suorituskykyyn. Työssä kehitetty viitekehysarkkitehtuuri on skaalautuva, muuttuviin olosuhteisiin sopeutuva, sovellusriippumaton, moduuleista koottu, alustaviin standardeihin pohjautuva ja omaa korkean suorituskyvyn.

Työn tulokset ovat johtaneet uuteen standardointityöhön Internet Engineering Task Force (IETF) -standardointiorganisaatiossa.

Vastaväittäjänä on professori Kurt Tutschku (Blekinge Institute of Technology, Ruotsi) ja valvojana professori Raimo Kantola Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulun tietoliikenne- ja tietoverkkotekniikan laitokselta.

Lisätiedot:

Väitöskirja verkossa (otalib.aalto.fi)

Väitöstiedote (pdf)

Diffuusiotensorikuvauksella (DTI) mitataan kehon vesimolekyylien lämpöliikettä magneettikuvauksen keinoin. Järjestyneissä kudosrakenteissa, kuten esimerkiksi aivojen valkeassa aineessa ja ääreishermoissa, vesi pääsee liikkumaan parhaiten kudossäikeiden suunnassa. Tämä aiheuttaa diffuusion epäsymmetriaa eli anisotropiaa, joka on diffuusion suuruuden ohella kiinnostuksen kohteena, sillä eri sairaudet ja vammat voivat kudosten rakenteita muuttaessaan vaikuttaa myös diffuusioon mahdollistaen sairauden tarkemman tutkimisen kvantitatiivisesti.

Väitöskirjan sovellusosassa osoitettiin ensimmäistä kertaa DTI:n soveltuvan ylä- ja alaraajojen ääreishermojen kuvaukseen sekä tutkittiin karpaalitunnelisyndrooma-potilaita, joilla on todettu yläraajan keskihermon pinnetila ranteessa. Potilaskuvaukset tehtiin ennen ja jälkeen leikkaushoidon. Potilaiden keskihermossa diffuusio oli kohonnut ja anisotropia vähentynyt.  Leikkauksen jälkeinen paraneminen näkyi diffuusion suuruudessa, mutta ei anisotropiassa.

Väitöskirjan menetelmäosiossa osoitettiin kuvauksenaikaisen mekaanisen tärinän olevan luonteeltaan sellaista, että se saattaa vaikuttavan haittaavasti kuvanlaatuun ja mittaustarkkuuteen. Lisäksi kuvien käsittelyn havaittiin vaikuttavan ryhmien välisissä vertailuissa tuloksiin jopa niin suuressa määrin, että osa oikeita vaurioita jäljittelevistä keinotekoisista vaurioista jäi kokonaan löytymättä.

Vastaväittäjä: Dr. Carlo Pierpaoli, National Institute of Child Health and Human Development, National Institute of Health, USA

Valvoja: Akatemiaprofessori Riitta Hari, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu, O.V. Lounasmaa -laboratorio

Väitöstiedote (pdf)

Elektroninen väitöskirja: http://otalib.aalto.fi/en/collections/e-publications/dissertations/

Viime vuosina matemaatikot ympäri maailmaa ovat osoittaneet voimakasta mielenkiintoa epälineaarisia parabolisia osittaisdifferentiaaliyhtälöitä kohtaan. Väitöskirja ulottaa ensimmäistä kertaa niiden tutkimisen variaatiolaskennan keinoin yleisiin metrisiin mitta-avaruuksiin. Väitöskirjan tutkimus sijoittuu puhtaan matematiikan alalle, joten väitöskirjassa ollaan ennen kaikkea kiinnostuneita todistuksissa käytettyjen menetelmien teoreettisesta rakenteesta.

Matemaattisen analyysin keinoin voidaan osoittaa, että tietyt mm. lämmön leviämistä kuvaavat erittäin tärkeät epälineaariset paraboliset osittaisdifferentiaaliyhtälöt on formuloitavissa variaatiolaskennan ongelmiksi: Funktio on parabolisen yhtälön ratkaisu jos ja vain jos se on vastaavan variaatio-ongelman ratkaisu.

Väitöskirjassa osoitetaan, että variaationäkökulma on kuitenkin perinteistä näkökulmaa joustavampi siinä mielessä, että se mahdollistaa parabolisten yhtälöiden kuvaamien ilmiöiden mallintamisen ja tutkimisen matemaattisen analyysin keinoin myös sellaisissa luonteeltaan abstrakteissa avaruuksissa, joissa perinteistä osittaisdifferentiaaliyhtälöä ei ole mahdollista kirjoittaa.  Tällaisia avaruuksia ovat esimerkiksi sellaiset verkkomaiset rakenteet, joissa kahden pisteen välinen etäisyys voidaan määritellä, mutta joissa näiden keskinäisestä suunnasta ei pystytä sanomaan mitään.

Variaationäkökulmaa sekä tarvittavia uusia tekniikoita hyväksi käyttäen väitöskirjassa todistetaan, että tietyt parabolisiin yhtälöihin liittyvät fundamentaalit menetelmät ja säännöllisyysominaisuudet on mahdollista yleistää myös abstraktiin kontekstiin. Tämä antaa uutta tietoa epälineaaristen parabolisten yhtälöiden perimmäisestä rakenteesta, ja antaa uuden näkökulman myös perinteisiin, yhä ratkaisematta oleviin tutkimusongelmiin.

Vastaväittäjä: Dr. Per-Anders Ivert, Lundin yliopisto, Ruotsi

Valvoja: professori Juha Kinnunen, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu, Matematiikan ja systeemianalyysin laitos

Väitöstiedote (pdf)

Elektroninen väitöskirja: http://otalib.aalto.fi/en/collections/e-publications/dissertations/

Vuonna 2007 professori Reijo Sulosella oli unelma. Koko Helsingin henkilöautoliikenne voitaisiin korvata uudenlaisella 10000 minibussin joukkoliikennejärjestelmällä, joka vastaisi tehokkaasti autoilijoiden matkustustarpeisiin. Jokainen matka tilattaisiin erikseen internetistä tietokoneella tai älypuhelimella. Minibussien reitit muokkautuisivat reaaliaikaisesti niin että kaikki matkustajat saisivat ripeän kyydin ovelta ovelle ilman pitkiä odotusaikoja.

Matematiikan diplomi-insinööri Lauri Häme oli mukana tutkijaryhmässä joka koottiin keväällä 2008 suunnittelemaan järjestelmää. Hänen tehtävänään oli kehitellä niin sanottua ohjauslogiikkaa, joka määrittelisi minibussien reitit matkatilausten perusteella. Tietokone laskisi ohjauslogiikan avulla jatkuvasti uusia reittejä, joita minibussien kuljettajat seuraisivat navigaattoreiden avulla.

Hämeen tutkimustyö johti tieteellisiin julkaisuihin johtavan tason kansainvälisissä tiedelehdissä ja lopulta väitöskirjaan Aalto-yliopiston Matematiikan ja systeemianalyysin laitoksella. Väitöskirjan tärkeimpiä tuloksia ovat uudet älykkäät reitinlaskenta- ja matkansuunnittelumenetelmät, joiden avulla voidaan joukkoliikenteen lisäksi tehostaa muun muassa rahti- ja lentoliikennettä, lähetti- ja ruoankuljetuspalveluita sekä sotilaslogistiikkaa.

Väitöskirjan julkaisun alla tutkimustulokset on jo otettu käyttöön: Helsingin seudun liikenne käynnisti vuoden alussa reitinlaskentamenetelmiä hyödyntävän Kutsuplus-palvelun kokeiluvaiheen. Palvelussa minibussien tilaus- ja ohjausjärjestelmä on täysin automatisoitu, ja se mahdollistaa matkojen alkamisen jopa muutaman minuutin päästä tilaushetkestä.

Vastaväittäjä: TkT Lasse Leskelä, Jyväskylän yliopisto

Valvoja: professori Olavi Nevanlinna, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu, Matematiikan ja systeemianalyysin laitos

Väitöstiedote (pdf)

Elektroninen väitöskirja: http://otalib.aalto.fi/en/collections/e-publications/dissertations/

Lämpöherkillä  polymeerigeeleillä on kyky muuttaa kokoaan vedessä lämpötilan muutoksen seurauksena. Tätä ominaisuutta voidaan hyödyntää monissa erilaisissa sovelluksissa, joissa prosessia halutaan ohjata lämpötilan avulla esimerkiksi kontrolloidussa lääkkeenvapautuksessa tai antureina.

Väitöskirjassa tutkittiin lämpöherkkiä makroskooppisia polymeerigeelejä sekä alle mikrometrin kokoluokkaa olevia kalvoja, kuituja sekä palloja. Materiaaleissa oli rakennetta lujittava lasimainen komponentti ja toiminnalisuuden mahdollistava lämpöherkkä komponentti sekä niiden itsejärjestynyt nanomittakaavan rakenne, jota kuvannettiin elektronimikroskopialla.

Polymeerigeeleillä on kyky varastoida suuret määrät vettä. Suurimmillaan tutkittu mateeriaali pystyi varastoimaan vettä 58 kertaisesti oman kuiva-ainepainonsa verrattuna alle 32 °C lämpötilassa. Veden vapautus materiaalista tapahtui nostamalla lämpötila 32 °C yläpuolelle. Tutkimuksessa havaittiin myös, että materiaalin nanomittakaavan rakenteella oli suuri vaikutus materiaalin ominaisuuksiin, esimerkiksi veden varastointikykyyn.

Lisäksi materiaaleja sovellettiin molekyylisuodattimina, joiden läpäisykyky voitiin kytkeä päälle/pois lämpötilaa muuttamalla.

Vastaväittäjä: professori Sergiy Minko, Clarkson University, Yhdysvallat

Valvoja: professori Janne Ruokolainen, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu, Teknillisen fysiikan laitos

Väitöstiedote (pdf)

Elektroninen väitöskirja: http://otalib.aalto.fi/en/collections/e-publications/dissertations/

Paikka: TUAS-talo, sali AS 1, Otaniementie 17, 02150 Espoo.

Tutkimuksessa selvitettiin maantie- ja rautatiehankkeiden kehittämiskohteita. Aihetta tarkasteltiin kiinteistön omistajan näkökulmasta, jolloin selvitettiin erityisesti kiinteistön omistajien kokemuksia hankkeista. Tyytymättömyyskokemus syntyy silloin, kun kiinteistön omistajan tavoitteet ovat ristiriidassa väylähankkeen tavoitteiden kanssa. Kyse on tuolloin konfliktitilanteesta, joka tulisi ennaltaehkäistä tai ratkaista.

Kiinteistön omistajat pitävät tärkeänä sosiaalista prosessia eli menettelyä, jolla väylähanketta toteutetaan. Pelkkä lopputulos eli esimerkiksi määrältään oikeat korvaukset eivät yksinomaan riitä. Väylähanke muodostaa kiinteistön omistajan silmissä kokonaisuuden, jota ei voi pilkkoa osiin: suunnitteluvaihe, menetysten ja korvausten määritys ja rakentamisvaihe.

Tämän vuoksi viranomaisten sekä suunnittelukonsulttien, rakennuttajien ja urakoitsijoiden tulee parantaa yhteistyötään hankkeissa. Kaikki kiinteistön omistajaa askarruttavat asiat on otettava vakavasti. Mikäli jossakin hankkeen tehtävässä ei voida ratkaista kiinteistön omistajaa koskevaa konfliktia, toiminnosta vastaavan tulee aina siirtää konfliktin käsittely toiselle areenalle, esimerkiksi sovitteluun.

Yleisesti konflikteja voidaan ennaltaehkäistä toimintatavoilla, jotka tukevat luottamuksen syntyä ja edesauttavat keskustelua ja neuvottelumahdollisuuksia. Myös väylän rakentamiseen liittyvät työt on tehtävä hyvin. Nämä toimintatavat vähentävät myös virallisten valitusten määrää.

Vastaväittäjät:  
TkT Tuomo Heinonen, Land Adminstration Project, Palestiina
TkT Pekka Vilska, Maanmittauslaitos (eläkkeellä)

Valvoja: professori Arvo Vitikainen, Aalto-yliopiston insinööritieteiden korkeakoulu, maankäyttötieteiden laitos

Väitöstiedote (pdf) (pdf) 

Väitöskirjan verkko-osoite: http://otalib.aalto.fi/en/collections/e-publications/dissertations/

Väitös kohdistuu talonrakennustekniikan ja siinä erityisesti kosteuteen ja lämpötilaan liittyviin ongelmiin. Ongelmat kehittyvät usein pitkän ajan kuluessa ja piilossa rakenteiden sisällä, joten niiden havainnoiminen ja niihin reagoiminen on vaikeaa. Siksi on tärkeää, että rakenteiden kuntoa ja erityisesti suhteellista kosteutta voidaan seurata rutiininomaisesti koko rakenteiden eliniän ajan.

Työssä on kehitetty seuranta- ja ennakointimittausjärjestelmä (RHT-MAPS), johon kuuluu useita kosteus- ja lämpötilanantureita joiden mittaustiedot kerätään ja analysoidaan. Toimiva RHT-MAPS mittausjärjestelmä asennettiin julkisivukorjauksen yhteydessä Helsingissä ja Espoossa sijaitseviin kerrostaloihin, ja mittaukset ovat olleet käynnissä kesäkuusta 2004 lähtien.

Väitöskirjassa esitellään RHT-MAPS mittausjärjestelmä, sen käyttökohteet ja rakenteiden vaurioiden ennakointilaskelmat. Tulosten avulla saadaan merkittävää hyötyä esimerkiksi uudis- ja korjausrakentamisen laadunvarmistuksessa. Mittausjärjestelmä mahdollistaa rakenteiden kunnon reaaliaikaisen valvonnan, sekä jäljellä olevan rakenteiden käyttöiän arvioinnin reaaliaikaisesti tietokoneen avulla.

Väitöskirjan ala: Rakennetekniikka, talonrakennustekniikka

Vastaväittäjä: Professor Vagelis G. Papadakis, University of Western Greece, Department of Environmental, Kreikka.

Valvoja: Professori Jari Puttonen, Aalto-yliopiston insinööritieteiden korkeakoulu, Rakennustekniikan laitos

Väitöskirjan verkko-osoite: http://otalib.aalto.fi/en/collections/e-publications/dissertations/

Väitöstiedote: al-neshawy_Vaitostiedote_2013-05-20.pdf

Yhteystiedot: 

Fahim Al-Neshawy
Rakennustekniikan laitos
P.O.Box 12100, FI-00076 Aalto
p. 050-5649372, fahim.al-neshawy@aalto.fi

Tutkimus käsittelee aikuisen leluleikin monimuotoista ilmiötä. Kirja esittelee laaja-alaisesti teoreettisia ja populaareja näkemyksiä leluista artefakteina ja leikin työkaluina, jotka toimivat osana materiaalisia ja digitaalisia ympäristöjä. Väitöskirja avaa näin ollen uutta tutkimusaluetta, joka on aiemmin sivuutettu huomion keskittyessä lapsuudessa tapahtuvaan leluleikkiin. Tutkimuksen tarkoituksena on kasvattaa ymmärrystä aikuisen leluleikin monia ulottuvuuksia kohtaan.

Haastattelemalla lelusuunnittelijoita, taiteilijoita ja ’arjen leluleikkijöitä’ selvitetään, miten aikuiset lähestyvät ja luovat suhteita leluihin ja miten nykyajan massatuotetuilla leluesineillä leikitään. Keskiössä ovat lelut, joilla on kasvot – erityisesti nuket, pehmolelut ja erilaiset figuurit, jotka esittävät ihmishahmoa tai perustuvat mielikuvituksellisiin olentoihin.

Tutkimus osoitti, että nykylelut kannustavat aikuisia luovaan ja vuorovaikutteiseen, niin kotiympäristössä, sosiaalisessa mediassa kuin taiteessakin tapahtuvaan leikkiin. Muotoilijoilla on merkittävä tehtävä leikillisten elämysten ja lelujen suunnittelijoina. Tutkimuksen mukaan leikkijät määrittävät kuitenkin itse käyttötapansa leluille. Näin ollen leikkijä ratkaisee viime kädessä muotoilijan onnistumisen leikillisen potentiaalin suunnittelijana.

TERVETULOA!

Vastaväittäjänä toimii professori Pauli Juuti Lappeenrannan teknillisestä yliopistosta ja kustoksena toimii professori Kari Lilja.

Vastaväittäjänä toimii professori Maung K. Sein Agderin yliopistosta, Norjasta, ja kustoksena toimii professori Virpi Tuunainen.