Monialaisuuden teoria ja käytäntö

18.04.2017
Heidi Hammarsten

Nykymaailman entistä mutkikkaammat ongelmat harvoin ratkeavat vain yhden tieteenalan voimin. Mutta miten monialaisuutta käytännössä toteutetaan?

Miltä näyttää risteilyalus vuonna 2035? Syntyykö se aivan uusista materiaaleista, onko voimanlähteenä aurinkoenergia ja moottorin tilalla akku, ovatko aluksen päästöt ilmaan ja veteen painettu nollaan? Tällaisia asioita pohtii professori Jani Romanoffin johtama Cruise & Ferry 2.0 -tutkimushanke. Se on jatkoa Aalto-yliopistossa vuodesta 2010 toimineelle Cruise & Ferry Experience -konseptille, jossa risteilijöitä katsotaan monitieteisestä näkökulmasta maisterinkoulutustasolla.

”Pyrimme viemään Cruise & Ferry -osaamista vielä syvemmälle, väitöskirja- ja huippututkimustasolle. Pohdimme sellaisia konsepteja, joita muut eivät uskalla edes miettiä. Tavoitteena on löytää hankkeita, joissa olemme mukana useamman Aallon koulun voimin yhdessä yritysten kanssa”, kuvaa Romanoff, joka työskentelee meritekniikan ja arktisen tekniikan tutkimusryhmässä.

Cruise & Ferry Experiencen ideana on, että samasta aiheesta tehdään aina kolme lopputyötä. Tekijä voi olla mistä tahansa Aalto-yliopiston kuudesta korkeakoulusta eli aihe voi liittyä teknologiaan, designiin tai liiketoimintaan. Idean isät ovat meritekniikan professori Pentti Kujala ja Markus Ahola, joka on juuri väitellyt tohtoriksi risteilylaivojen muotoiluprosessista Taiteiden ja suunnittelun korkeakoulussa.

”Yleensä alan ongelmat ovat kokonaisvaltaisia, joten niihin pitää saada riittävän monta näkökulmaa”, Romanoff perustelee.

Yhteinen aihe on voinut olla esimerkiksi risteilijän uudentyyppinen, entistä kapeampi kansirakenne. Lopputöissä on pohdittu, miten se vaikuttaa käyttäjäkokemukseen, millainen runkopalkin mitoitus siihen tarvitaan ja millaisia uusia palveluita rakenne mahdollistaa risteilijässä.

Aina ei ole saatu kerättyä täyttä kolmikkoa lopputöitä, mutta niitä on kuitenkin valmistunut jo liki 30. Konsepti on myös kerännyt palkintoja innovatiivisuudestaan.

Turvallisempaa luukirurgiaa

Lääketieteen opiskelija Visa Sippola oli mukana neurokirurgian tutkimusryhmässä Helsingin yliopistossa, kun häntä alkoi vaivata ongelma: Luun poraaminen leikkauksissa vaurioittaa helposti myös hermoja ja muita kudoksia. Voisiko sitä varten kehittää laitteen, joka olisi potilaan kannalta turvallisempi?

Sippola otti yhteyttä Aalto-yliopiston professoriin Petri Kuosmaseen, joka esitteli hänelle Shahab Haerin, konetekniikan opiskelijan. Syntyi Surgify-tiimi, johon liittyi pian myös tuotantotalouden opiskelija Juho Carpén. Sippola on nykyisin Surgifyn lääketieteellinen johtaja, Haeri tekninen johtaja ja Carpén kaupallinen johtaja.

”Lääketieteellisen teknologian innovoinnin pohjan muodostaa lääketieteen ja tekniikan osaamisen liitto. Lääketieteen osaaja tietää kliinisen toiminnan arjesta: mitkä ovat merkittävimmät ratkaistavat pulmat. Insinööri taas on lääkärin paras ystävä. Yhdistelmä mahdollistaa ongelmien ja ratkaisujen pallottelun sekä ennestään tuntemattomien kombinaatioiden löytämisen”, kuvaa Sippola.

Lääketieteessä kliinisen osaamisen, tekniikan ja liiketoiminnan yhdistelmä ei kuitenkaan vielä riitä. Ala on tiukasti säädelty, ja säätely voi vaikuttaa myös teknologisiin ratkaisuihin. Siksi mukaan liittyi laatujohtamisesta ja regulaatiosta vastaava Jukka Kreander. Sippola korostaa, että vaikka tutkimuksen tavoite olisi kuinka idealistinen, myös kaupallista osaamista tarvitaan.

”Tässä ei ole mitään ristiriitaa. Jos haluaa, että mahdollisimman moni hyötyy keksinnöstä, se täytyy kaupallistaa. Kun itse tajusimme tämän, asiat alkoivat rullata ja saimme rahoitusta.”

Surgify on Tutkimuksesta liiketoimintaa -projekti, jota Tekes rahoittaa ja Aalto-yliopisto hallinnoi. Tarkoitus on tutkia aihetta pitemmälle ja selvittää kaupallistamisvaihtoehtoja. Tällä hetkellä päällimmäisenä vaihtoehtona on spinoff-yrityksen muodostaminen.

Teema1_jatko1_700x400.jpgTekstiilikuituja suljetussa kierrossa

Monialainen on myös professori Herbert Sixtan Ioncell F -tutkimusryhmä, joka kehittää uudenlaisen selluloosamuuntokuidun kehräysteknologiaa. Ryhmä on yltänyt tiedepohjaisessa ideakilpailussa Helsinki Challengessa semifinalistien joukkoon.

Sellutekniikan professori Sixtallakin oli mielessään ongelma, johon haluttiin löytää ratkaisu: voisiko kehittää uuden ympäristöystävällisen tekstiilimateriaalin, joka on täysin kierrätettävä? Maailma on vähitellen herännyt siihen, että puuvillan tuotanto vaatii liikaa viljelysmaata ja kuluttaa valtavasti vettä. Suurin osa tekokuiduista taas on öljypohjaisia.

”Ensimmäisen kolmen vuoden aikana pystytimme infran ja keräsimme henkilöstön. Helsinki Challenge -tiimi on hyvin tasapainoinen ryhmä, johon kuuluu lisäksemme Helsingin yliopisto ja kaksi yritystä, Stora Enso ja Marimekko”, Sixta kuvaa.

Sixtan Ioncell-hanke erottuu muista vastaavista sillä, että tavoitteena on täysin suljettu kierto: tekstiilin materiaalina voi käyttää sellun lisäksi myös kierrätyskuitua vanhoista kankaista ja myös tuotantoprosessissa käytetyt liuottimet ja vesi kierrätetään.

Tiimiin kuuluu väkeä lähes kaikista Aalto-yliopiston kouluista, laskee Sixta. Kemian tekniikkaa kiinnostaa prosessi, konetekniikkaa valmistuslaitteiston suunnittelu, taiteiden ja designin väkeä lopputuote.

”Teemme yhteistyötä jopa metallurgian tutkijoiden kanssa, he haluavat selvittää, voisiko selluloosaa käyttää myös metallien pinnoittamiseen. Mutta monialainen yhteistyö vaatii sitä, että on yhteinen päämäärä ja kaikki hyötyvät – ilman sitä se ei ikinä toimi.”

Puupohjaisia tekstiilikuituja on jo olemassa, kuten perinteiset viskoosi ja rayon sekä uudempi Tencel. Helsingin yliopiston orgaanisen kemian tutkijat suunnittelivat alun perin kehittävänsä uudenlaisen liuottimen selluloosan erottamiseen.

”Käyttämämme liuottimet ovatkin lopulta uusia vain tekstiileille, huomasimme että muilta aloilta tutut liuottimet toimivat tässä hyvin. Pyrimme viskoosin tai puuvillan kaltaisiin ominaisuuksiin, mutta kankaasta tuli laadultaan vielä parempaa, miellyttävän tuntuista ja hyvin kestävää.”

Yhteinen kieli, erityinen osaaminen

Meritekniikan professori Jani Romanoff korostaa, että monialaisuus vaatii tiimiltä paitsi kokonaisuuden ymmärtämistä myös syvää osaamista kunkin omasta erityisalasta.
”Tiimillä pitää olla yhteinen kieli, yksilön pitää pystyä kommunikoimaan eri alojen edustajien kanssa. Mutta pitää myös päästä syvälle, jokaisen pitää löytää synteesiajattelun lisäksi oma osaamisalueensa.”

Cruise & Ferryssä yhteinen kieli varmistetaan suhteellisen tiiviillä 25 opintopisteen yhteisellä modulilla. Surgifyn Visa Sippola huomauttaa, että myös henkilökohtainen kiinnostus monialaisuutta kohtaan merkitsee paljon.

”Minua ajoi aiheen pariin joku sellainen sisäinen insinööri, joka on verissä koneinsinööri-isän puolelta. Lääketieteellisessäkin minua on aina kiinnostanut uusin teknologia”, kertoo Sippola.

Professori Herbert Sixta painottaa omaa 30 vuoden kokemustaan ensin tekstiilikuituja valmistavasta teollisuudesta ja sitten tutkijana. Se on auttanut hahmottamaan alaa eri näkökulmista. Hän korostaa myös sitä, että monialaisuuden on hyödytettävä kaikkia osapuolia.

”Ioncellissä Helsingin yliopisto ei olisi voinut tehdä mitään ilman meitä ja päinvastoin, lisäksi kaikki osapuolet oppivat toisiltaan. Yhteistyö auttaa myös rahoituksen saamisessa”, Sixta listaa.

Myös yritysten rooli monialaisissa projekteissa on keskeinen. Cruise & Ferryn opiskelijoita on sparrannut ohjausryhmä, johon kuuluu sekä Aallon professoreja eri kouluista että risteilyalan ja meritekniikan yritysten keskeisiä hahmoja. Mukana on Meyer Turun edustajien lisäksi esimerkiksi Royal Caribbean -varustamo ja suunnitteluyritys Foreship.

Helsinki Challengen Ioncell-tiimissä ovat mukana Stora Enso mahdollisena kuitujen valmistajana, Marimekkoa taas kiinnostaa lopputuote. Marimekko esitteli ensimmäisen Ioncell-mekon muotinäytöksessään 2014.

Tulokset näkyvät vähitellen 

Surgify on nyt tuottanut kirurgisen poranterän, joka leikkaa pelkästään kovia kudoksia, mutta ei pehmeitä kudoksia kuten verisuonia tai hermoja. Terä ei vaadi uusia leikkauslaitteita vaan sen voi vaihtaa vanhan terän tilalle, eikä sen käyttö vaadi harjoittelua kirurgilta.

”Useat kirurgit ovat jo testanneet teriä prekliinisissä olosuhteissa, ja olemme saaneet loistavaa palautetta. Seuraava askel ovat leikkaukset oikeilla potilailla”, Sippola kertoo.

Loppuvuonna ratkeaa, miten Ioncell menestyy Helsinki Challengessa, mutta hankkeen kaupallinen menestys selviää vasta vuosien päästä. On vielä selvittämättä, onnistuuko tuotanto kilpailukykyisin kustannuksin laajassa mitassa.

”Seuraavaksi tarvitaan iso pilottitehdas, joka on jo kymmenen miljoonan euron hanke. Sen voisi tehdä mahdollisesti yhdessä VTT:n kanssa, mutta mukaan on saatava myös ainakin yksi yritys. Jos tuotanto onnistuu kannattavasti, ainakaan markkinat eivät ole ongelma: kaikki tarvitsevat hyviä tekstiilejä”, Sixta muistuttaa.

Kuvat:  iStock, 123rf, Science Photo Library
Kuvitus: Annukka Mäkijärvi

Teema1_jatko2_700x400.jpg

 

Tohtoritason osaamista laivanrakennukseen

Kun Meyerin Turun-telakan rakenneanalyytikkona työskentelevä Ingrit Lillemäe-Avi lähti vuonna 2010 tekemään meritekniikan väitöskirjaa, hänellä oli mielessään työelämä eikä akateeminen ura.

”Mietin kyllä pitkään, onko tohtoritason akateemisuus ylipäänsä minua varten. Mutta ajattelin, että minun pitää vielä oppia lisää, syventää osaamistani ja taitojani, jotta varmistaisin asemani työelämässä”, kertoo Lillemäe-Avi.

Hän oli virolaisen kandidaattitutkinnon jälkeen tullut suorittamaan meritekniikan maisteriopintoja Aalto-yliopistoon ja valmistui vuonna 2009. Alun perin hänen oli tarkoitus jatkaa väitöskirjaan lopputyön aiheesta, joka liittyi laivojen väsymiskuormituksen arviointiin. Noin vuoden jälkeen aihe vaihtui kuitenkin risteilyalusten rakenteiden väsymislujuuteen, koska väitöskirjan ohjaajan Heikki Remeksen tutkimusryhmä keskittyi siihen aihepiiriin.

”Kun vaihdoin aihetta, työ alkoi edetä nopeasti ja sujuvasti. On tärkeää saada ¬ryhmältä tukea, ei tarvitse ponnistella yksin ja voi keskustella ongelmista muiden kanssa.”

Työelämään siirtyminen kävi Lillemäe-Avilta saumattomasti. Tutkimusryhmä teki yhteistyötä Meyerin kanssa ja yhteistyö tiivistyi edelleen, kun Lillemäe-Avi teki post-doc-tutkimusta Meyerilla. Nykyiseen työhön kuuluu sekä rakenteellisia laskelmia että Meyerin yhdessä yliopistojen kanssa tekemien tutkimusprojektien hallinnointia.

”Kun aloitin väitöskirjaa, olin melko varma, että päädyn yrityspuolelle töihin. Harkitsin kuitenkin myös akateemista uraa, ja edelleenkin ajattelen ’never say never’. Nykyisessä työssäni voin hyödyntää kaikkea, mitä olen aiemmin oppinut. Tulevaisuudessa minua kiinnostaa eniten toimia yrityksen ja akateemisen tutkimuksen välissä ¬tutkimusta käytäntöön soveltaen.”

Artikkeli on julkaistu Aalto University Magazinen numerossa 19 (issuu.com) huhtikuussa 2017.