Tutkimushankkeet

RRF-rahoituksella tuetut vihreää ja digitaalista siirtymää edistävät tutkimushankkeet valittiin vuosina 2021 ja 2022 toteutetuissa rahoitushauissa. Alla linkit rahoituspäätöstiedotteisiin sekä lista tuetuista hankkeista.

• Rahoituspäätöstiedote 2021
• Lista kaikista tuetuista hankkeista 2021
• Rahoituspäätöstiedote 2022
• Lista kaikista tuetuista hankkeista 2022

@Diversity4Forests

Kehitämme laserkeilaukseen perustuvia menetelmiä puiden yksilöimiseksi sekä demonstroimme kuinka tätä tietoa voidaan hyödyntää puuraaka-ainevirtojen ja toisaalta metsien rakenteellisen ja toiminnallisen monimuotoisuuden seurannassa. Uskomme, että menetelmät, jotka soveltuvat tällä hetkellä metsiköiden seurantaan, ovat sovellettavissa yli laajojen alueiden seuraavan 10-15 vuoden aikana. Hankkeessa tutkimustamme puiden ja puuryhmien rakenteellista ja toiminnallista ominaisuuksista hyödynnetään sovelluksissa, teknologian siirrossa ja viestinnässä, jotka sisältävät kansainvälisiä menetelmätestejä, demonstraatioita puuraaka-aineen seurannasta ja työkalujen kehittämistä metsien monimuotoisuuden seurantaan. Tutkimuksemme hyödyntää uutta “Measuring Spatiotemporal Changes in Forest Ecosystem” -tutkimusinfrastruktuuria ja on temaattisesti ”Forest-Human-Machine Interplay” -lippulaivan ytimessä.

• Vastuullinen johtaja: Mikko Vastaranta
• Itä-Suomen yliopisto ja Paikkatietokeskus
• Hankkeen verkkosivut

ADAPTINFA

Kasvihuonekaasujen pääsyä ilmakehään on yritetty rajoittaa, mutta ilmaston muutosprosessia ja sen negatiivisia vaikutuksia ei voida kuitenkaan estää välittömästi. Arktisella ja sub-arktisella alueella erityisesti tiet ovat haavoittuvia muuttuvien talviolosuhteiden vaikutuksesta. Esimerkiksi ohut lumipeite ja nopea lämpötilan lasku voivat yhdessä aiheuttaa massiivisia murtumia (pakkasjäristysten seurauksena) ja siten mekaanisia vaurioita tien pinnoitteeseen. Taloudellisten seurausten välttämiseksi täytyy pystyä reagoimaan ennen kuin tiepinnoitteen lujuus ja stabiilisuus heikkenevät. Kehitämme tässä projektissa metodologiaa teiden kunnon kausivaihtelun monitorointiin ja ennustamiseen hyödyntäen fysiikka-ohjattua koneoppimista ja tekoälyä. Tuloksia voidaan käyttää ennakoivan kunnossapidon työkaluna, jolloin tiepinnoitteiden elinikä paranee ja saadaan säästöjä sekä parempi teiden kunto pitkällä aikavälillä.

• Vastuullinen johtaja: Elena Kozlovskaya
• Oulun yliopisto ja Geologian tutkimuskeskus
• Hankkeen verkkosivut

AeroPolis

Tulevien kuljetusten haasteiden ratkaiseminen vaatii vankan ymmärryksen kaupungistumisen, digitalisaation ja energian megatrendeistä. Erityisesti automatisoidut ajoneuvot luovat uusia nollahiilipalveluita yhdistettynä uusiutuvaan energiaan ja kaupunkisuunnitteluun. Mahdollisuuksia löytyy itsenäisten ilma-alusten kehittämisestä, jotka vastaavat ympäristöystävällisempiin viimeisen kilometrin kuljetuspalveluihin. Useat tämän alan haasteet automaatio- ja energiaratkaisujen osalta ovat yhteneväiset monien alojen kanssa. AeroPolis esittää uutta lähestymistapaa ilmalogistiikan ekosysteemiin tutkimalla, kuinka itsenäiset kaupunkialueilla toimivat mikrolentoasemat ja avoimet logistiikkavalmiit droonit voivat edistää ja uudelleen määritellä nykyisiä mahdollisuuksia. Tätä vahvistetaan digitaalisella alustalla, joka hyödyntää hajautettuja kirjanpitotekniikoita, kehittynyttä ilma-autonomiaa ja maa-ilmakoordinointimenetelmiä sekä integroituja uusiutuvia aurinko- ja polttokennoenergiaratkaisuja.

• Vastuullinen johtaja: Juha Röning
• Oulun yliopisto, Turun yliopisto, Tampereen yliopisto ja Aalto-yliopisto

AES

Ilmaston muutoksen torjunnassa ratkaisevaa on, miten pääsisimme eroon riippuvuudesta fossiilisiin raaka-aineisiin. Koska hiilipohjaisia polttoaineita ja tuotteita edelleen tullaan tarvitsemaan niiden korkean energiatiheyden ja muovattavuuden vuoksi, ratkaisuksi on löydyttävä kestäviä hiililähteitä. Hiilidioksidia itseään voidaan käyttää kaikkien hiilituotteiden raaka-aineena ja se pitäisi ottaa käyttöön välittömästi. Koska hiilidioksidin jalostus tuotteiksi on vielä epätehokasta, on prosesseja hyötysuhteita saatava korkeammiksi, jotta ne eivät ole niin energiaintensiivisiä ja kalliita vaan oikeita vaihtoehtoja nykyisille fossiilisille prosesseille. Tekoäly auttaa meitä nopeuttamaan tutkimusta seulomalla isosta datamäärästä järkevimmät katalyytit ja prosessiolosuhteet hiilidioksidin reaktioihin. Tässä projektissa kehitetään metodologiaa, jota voidaan vahvasti myös soveltaa muille ilmaston muutosta hillitseville aloille kuten uusiutuvan energian varastointiin.

• Vastuullinen johtaja: Annukka Santasalo-Aarnio
• Aalto-yliopisto

ARTISDIG

ARTISDIG:in tavoitteena on olla edelläkävijä maapallon metsien digitaalisen kaksosen tieteellisen pohjan luomisessa niin, että metsien monimuotoisuus, kasvu ja tuotos tulevat   huomioiduiksi. Uudet tieteelliset tulokset mahdollistaisivat mm. metsien monimuotoisuuden sisällyttämisen viralliseen ”Digital Twin Earthiin”, jota toteutetaan DestinE-aloitteen kautta osana eurooppalaista Green Dealia. ARTISDIG:issä kehitetään uusia menetelmiä boreaalisten metsien rakenteellisten ja spektristen vaihteluiden arvioimiseksi kaukokartoitusaineistoista soveltamalla tekoälypohjaisia algoritmeja. Uraauurtavana ajatuksena on yhdistää fysikaaliset ja tekoälymallit – yhdistelmä, joka on tiedeyhteisössä tunnistettu merkittäväksi haasteeksi. Monitieteinen konsortiomme kokoaa yhteen digitaalisten kaksosten ja kaukokartoituksen (VTT), metsätieteiden ja tilastollisten analyysien (Luonnonvarakeskus) sekä tekoälyn ja kasvillisuuden spektroskopian (Aalto-yliopisto) johtavia tutkijoita ratkomaan tätä haastetta.

• Vastuullinen johtaja: Matti Mõttus
• Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy, Aalto-yliopisto ja Luonnonvarakeskus
• Hankkeen verkkosivut

Blue Lakes: Digitizing the carbon sink potential of boreal lakes

Järvisedimentit ovat yksi luonnollisista ja tärkeimmistä hiilinieluista, joihin orgaaninen hiili hautautuu tuhansien vuosien kuluessa. Näin osa hiilestä poistuu pysyvästi luonnollisesta aktiivisesta aineiden kiertokulusta. Luonnollisia hiilinieluja voidaan hyödyntää ilmastonmuutoksen torjunnassa maksimoimalla hiilinielujen kapasiteettia sitoa hiiltä. Jotta hiilinieluja voi hyödyntää edellä mainitulla tavalla, täytyy meidän ymmärtää, kuinka hiilinielut toimivat ja mitkä tekijät vaikuttavat niiden kykyyn sitoa hiiltä. Hanke ’Siniset järvet’ tuottaa uutta tietoa järvien kyvystä sitoa hiiltä. Tiedon pohjalta kehitetään uusia digitaalisia ratkaisuja, joita voidaan hyödyntää suoraan vesien hallinnassa ja ilmastonmuutokseen liittyvässä päätöksenteossa. Hanke tehdään läheisessä yhteistyössä sidosryhmien kanssa ja näin varmistetaan, että hankkeen tulokset vastaavat käyttötarpeita ja voidaan ottaa suoraan käyttöön eri sektoreilla.

• Vastuullinen johtaja: Karoliina Koho
• Geologian tutkimuskeskus, Suomen ympäristökeskus ja Helsingin yliopisto
• Hankkeen verkkosivut

Bright

Friska skogar påverkar positivt starkt hela ekosystemet, vilket är avgörande för EU:s klimatneutrala mål till 2050. Klimatförändringar ökar dock mängden och intensiteten av skogens stressämnen, såsom torka, skadeinsekter och patogener. Fjärranalystekniker för skogsinventering har utvecklats anmärkningsvärt under de senaste decennierna men fortfarande inte tillräckligt för att effektivt övervaka de biotiska skadorna på skogarna. För att till fullo ta itu med de aktuella fjärranalysutmaningarna, efter att ha kombinerat de kompletterande färdigheterna och expertis (integrerad fotonik och högkänslig miniatyriserad spektrometer i Aalto, hyperspektral LiDAR (HSL)-teknik i FGI och skogsekologi i UH), kommer detta konsortium att (1) avancerade mobila ultravida HSL:er med integrerad fotonik, (2) använd avancerad HSL för att undersöka trädhälsokartläggning, (3) utveckla noggrann och snabb modellerings- och kartläggningsmetodassistent med artificiell intelligens (AI) för hållbar skogstillväxt.

• Vastuullinen johtaja: Yuwei Chen
• Paikkatietokeskus, Aalto-yliopisto ja Helsingin yliopisto
• Hankkeen verkkosivut

CLISHEAT

Terveydenhuolto on yksi suurimmista hiilijalanjäljen aiheuttajista teollistuneessa maailmassa. 60-80% hiilijalanjäljestä tulee kliinisestä hoidosta, mutta nykyset hiilineutraaliutta tavoittelevat toimenpiteet keskittyvät rakennusten ja energian vihreään siirtymään. CLISHEAT projekti kartoittaa kliinisen hoidon hiilijalanjälkeä. Tämän tiedon avulla voimme kehittää uutta terveysteknologiaa, joka vähentää hiilijalanjälkeä. Arviolta 32% terveydenhuollon hiilijalanjäljestä tulee hyödyttömästä ja haitallisesta hoidosta, ja lisääntynyt data lisää ylidiagnoosin riskiä. CLISHEAT tuo tämän näkökulman näkyväksi terveysteknologian kehittäjille ja tarjoaa näkemystä, miten tekoälyn avulla voidaan estää ylidiagnoosia. Ilmastonmuutos on uhka terveydellemme, CLISHEAT:ssa kehitämme teknologioita, jotka auttavat terveydenhuoltoa sopeutumaan ilmastonmuutoksen terveyshaittoihin.

• Vastuullinen johtaja: Emilia Peltola
• Turun yliopisto, Suomen ympäristökeskus, Aalto-yliopisto ja Helsingin yliopisto
• Hankkeen verkkosivut

C-NEUT

Ilmastonmuutoksen, luontokadon ja maankäytön muutosten ongelmat ovat vahvasti kytkeytyneitä. Tämän hankkeen päätavoitteena on tuottaa paikallisesti tarkkaa aineistoa mahdollisuuksista saavuttaa hiilineutraalius boreaalisessa ympäristössä ja alueilla. Hankkeessa arvioidaan sekä ihmisperäisiä että maankäytön kasvihuonekaasupäästöjä ja niiden tulevaisuuden muutoksia. Tutkimuksessa kehitetään sekä matemaattisia malleja että kaukokartoitukseen perustuvia menetelmiä ja tarkasteluissa arvioidaan myös toimenpiteiden kestävyyttä. Tutkimuksen mittausaineisto tulee huippuluokan tutkimusalueilta. Päätöksenteon kannalta tavoite on tuottaa alueellisesti tarkkaa skenaariotietoa eri mittakaavoissa tiedon käyttäjille (esim. kunnat, maakunnat, ministeriöt). Tietoja voidaan hyödyntää esim. maankäytön ja energiaratkaisujen arvioinneissa ja kestävyystarkasteluissa. Projektin toteuttaa monitieteinen tiimi Suomen ympäristökeskuksesta, Ilmatieteen laitoksesta ja Helsingin ja Itä-Suomen yliopistoista.

• Vastuullinen johtaja: Martin Forsius
• Suomen ympäristökeskus, Ilmatieteen laitos, Helsingin yliopisto ja Itä-Suomen yliopisto
• Hankkeen verkkosivut

Digi4CSA

Maatalous on merkittävä kasvihuonekaasujen päästölähde. Euroopan unioni on asettanut tälle talouden alalle kunnianhimoiset päästövähennystavoitteet. Yrityksiä parantaa maatalouden vastustuskykyä ilmastonmuutokseen ja vähentää sen ilmastovaikutuksia kutsutaan ilmastoviisaaksi maataloudeksi (climate-smart agriculture, CSA). Vaikuttavasta alustaan huolimatta CSA on yhä pilottitasolla. Digi4CSA pyrkii luomaan digitaalisen alustan, joka yhdistää ja integroi CSA:lle tärkeitä tietovirtoja helpottaakseen maatalouden sidosryhmien päätöksentekoa ja mahdollistaakseen uusien liiketoimintamallien ja markkinoiden kehittämisen CSAaloitteiden laajentamiseksi. Digi4CSA rakentaa uusia kirjanpitotapoja, jotka kattavat kokonaisvaltaisesti ilmaston ja muut CSA:n vaikutukset sen kasvaessa. Digi4CSA:lla on laaja kumppaniverkosto, johon kuuluvat Carbon Action, ACCC Flagship, maailmanlaajuinen PEcAn -projekti ja Ecological Forecast Initiative, tutkimuspartnereita sekä suuria elintarvikealan yrityksiä.

• Vastuullinen johtaja: Jari Liski
• Ilmatieteenlaitos, Helsingin yliopisto, Hämeen ammattikorkeakoulu ja Aalto-yliopisto
• Hankkeen verkkosivut

DigiDecarbon

Kansalaisten toimet energian kuluttajina, pientuottajina ja investoijina ovat yhä keskeisempiä vihreän siirtymän toteutumisessa energiasektorilla ja rakennetussa ympäristössä, jotka ovat edelleen EU:n suurimpia päästölähteitä. Digitaalisaatio mahdollistaa uudenlaisia energiayhteisöitä ja DigiDecarbon tutkii niiden muotoja ja sisäistä dynamiikkaa; niihin liittyviä liiketoimintaekosysteemeitä; uusia politiikkatoimia ja ohjauskeinojen koherenssia sekä julkisen sektorin roolia digitaalisten energiayhteisöjen tukemisessa; ja laajan kansalaisosallistumisen mahdollistavia digitaalisia tulevaisuuspolku-työkaluja energiayhteisöjen leviämisen tukemisessa. DigiDecarbon on osa verkostoitunutta kompetenssiklusteria, joka yhdistää yli vuosikymmenen energiayhteisöjen tutkimuksen kolmessa partneriorganisaatiossa sekä keskeisimmät kansalaisenergian edistäjät yhteisö ja yrityskentässä sekä julkisella sektorilla ja politiikkavalmistelussa.

• Vastuullinen johtaja: Sampsa Hyysalo
• Aalto-yliopisto, Vaasan yliopisto ja Suomen ympäristökeskus
• Hankkeen verkkosivut

EasyDR

Hiilipäästöjen vähentäminen energiajärjestelmässä on yksi ilmastonmuutoksen hillitsemisen avaintekijöistä. Tässä projektissa autamme vastaamaan tähän haasteeseen mahdollistamalla laajamittaisen kulutusjouston asuinrakennuksissa ja sitä kautta suuremman osuuden vaihtelevaa tuuli- ja aurinkosähkötuotantoa. Projekti käyttää olemassa olevia edullisia komponentteja ja kehittää avoimen lähdekoodin ohjelmistoa, koska liian suuret kustannukset ovat toistaiseksi olleet merkittävä este kotitalouksien kysyntäjoustolle. Kysyntäjouston esteenä on myös ollut hankalaksi koettu käyttöönotto ja käyttö. Pyrimme projektissa ratkaisemaan näitä ongelmia tutkimustietoon ja kokeiluihin nojautuen. Vaikka järjestelmä olisi käyttäjän suuntaan yksinkertainen, kannen alla käytämme huipputason menetelmiä energiasääennusteihin, energiajärjestelmien optimointiin ja ohjausjärjestelmiin liittyen. Vaikka järjestelmää testataan Suomen oloissa, siitä tulee yleinen, jolloin se voidaan kustomoida myös muille alueille

• Vastuullinen johtaja: Anders Lindfors
• Ilmatieteen laitos, Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy, Aalto-yliopisto ja Suomen ympäristökeskus
• Hankkeen verkkosivut

ENZYFUNC

ENZYFUNC projektissa keskitytään kehittämään kestäviä ja skaalautuvia funktionalisointimenetelmiä selluloosapinnoille. Menetelmissä hyödynnetään entsyymejä. Tavoitteena on muokata pintojen superhydrofobisuutta, UV-kestävyyttä ja antimikrobista aktiivisuutta. Rasvahappomolekyylit ja luonnolliset vaha- ja ligniinipartikkelit kiinnitetään kovalenttisesti entsyymeillä, jolloin pinnoitteet kestävät paremmin kulutusta. Myöhemmin pinnoitteet voidaan selektiivisesti poistaa entsyymeillä, mikä puolestaan parantaa materiaalien kierrätettävyyttä. Projektissa yhdistetään entsymaattiset menetelmät, laskennallinen mallinnus ja ympäristövaikutusten arviointi pinnoitteiden kehityksessä. Tuloksena ovat biopohjaiset ja kestävät hydrofobiset pinnoitteet, jotka ovat helposti irrotettavissa, sekä pinnoitusteknologia selluloosan käytön lisäämiseksi tekstiileissä ja pakkauksissa.

• Vastuullinen johtaja: Monika Österberg
• Aalto-yliopisto, Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy ja Luonnonvarakeskus
• Hankkeen verkkosivut

FireMan

Metsäpalot ovat yksi suurimmista ilmastonmuutoksen aiheuttamista maailmanlaajuisista ympäristöuhkista. FireMan-konsortion tavoitteena on kehittää uutta, tekoälypohjaista tekniikkaa nopeaan metsäpalojen havaitsemiseen ja tilannetietoisuuden luomiseen metsäpalojen aikana käyttämällä miehittämättömiä ilma-alusjärjestelmiä (UAS, drone). Tutkimuksessa tutkitaan näköalueen ulkopuolista lentämistä ja drone parvia, tiedonsiirtoa ja reaaliaikaisen tilannetietoisuuden tuottamista kaukokartoituksen avulla sekä kehitetään DigitalTwin -pohjainen päätösten tukijärjestelmä metsäpalojen hallintaan. Monitieteisen FireMan -konsortion muodostavat Paikkatietokeskuksen, Jyväskylän ja Oulun yliopistojen ja VTT:n tutkijat sekä laaja yhteistyöverkosto. FireMan luo tieteellisiä läpimurtoja ja yhteiskunnallista vaikuttavuutta kehittämällä digitaalisia ja vähäpäästöisiä tekniikoita, jotka tukevat suuresti ilmastonmuutoksen sopeutumisen ja hillitsemisen tavoitteita

• Vastuullinen johtaja: Eija Honkavaara
• Paikkatietokeskus, Oulun yliopisto, Jyväskylän yliopisto ja Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy
• Hankkeen verkkosivut

FlowXAI

Vihreä siirtymä vaatii ratkaisuja uusiutuvan energian varastointiin. Virtausakut ovat yksi lupaava teknologia tähän tarkoitukseen, mutta nykyiset ratkaisut vaativat mm. vanadiinia ja tulevat siten aina olemaan liian kalliita. Tarvitaan siis uusiutuviin tai yleisiin raaka-aineisiin perustuvia materiaaleja korvaamaan vanadiini. Kandidaattien pitää täyttää useita kriteereitä: riittävä energiatiheys ja stabiilisuus, sekä kustannustehokas tuotanto, mutta sopivia molekyylejä ei ole vielä kehitetty. FlowXAI kehittää työkaluja valtavien molekyylijoukkojen seulomiseen hyödyntäen sekä laskennallista kemiaa sekä koneoppimista. Menetelmiä täydennetään kohdistetulla orgaanisella synteesillä sekä automaattisella virtausakkukemikaalitestaamisella.

• Vastuullinen johtaja: Pekka Peljo
• Turun yliopisto, Aalto-yliopisto ja Jyväskylän yliopisto
• Hankkeen verkkosivut

ForClimate

Projektissa selvitetään miten metsiä tulisi hoitaa, jotta niiden rooli ilmastonmuutoksen torjunnassa vahvistuisi. Analysoimme erilaisten metsänhoitomenetelmien ja muuttuvan ilmaston vaikutuksia metsien hiilinieluun ja säteilypakotteeseen yhdistämällä kattavat boreaalisten metsien ja ilmakehän mittausaineistot monipuoliseen metsänkasvumallinnukseen. Kehitämme MottiC+ mallin ja siihen perustuvan metsikkötason simulaatiotyökalun, joka tulee avoimesti saataville verkkoon. Mallin avulla voi arvioida metsän ja ilmakehän vuorovaikutusta erilaisissa metsänhoito- ja ilmastoskenaarioissa ja eri skaaloissa hyvin monipuolisesti. Malli huomioi hiilinielujen lisäksi myös metsän muut ilmastovaikutukset (muut kasvihuonekaasut, ilmakehän pienhiukkaset ja albedo). Tuotamme mallin ympärille myös avoimen MOOC verkkokurssin metsien käytöstä ja ilmastovaikutuksista. Poikkitieteellinen konsortio muodostuu Helsingin yliopiston, Luken ja Ilmatieteenlaitoksen tutkijoista sekä metsäalan yhteistyökumppaneista.

• Vastuullinen johtaja: Markku Kulmala
• Helsingin yliopisto, Luonnonvarakeskus ja Ilmatieteenlaitos
• Hankkeen verkkosivut

GEOMEASURE

The project will investigate seabed structures in the Finnish Baltic Sea. The investigations will consist of remote sensing methods and on-site tests. As the on-site tests do not give accurate enough results about the seabed structures, the project will develop new methods of interpretation of this digital data. The project will also collect and test samples from the seabed, investigating and modelling their behaviour both in the initial condition and after cycles of loads, corresponding to those induced by wind and waves. The project will also help to assess the risk of underwater landslides in a given area. The project will advance the digital methods and allow for the economical design of green energy offshore structures, such as wind turbines. The project will also help in designing infrastructure such as pipes or cables linking the structures with land, as such infrastructure is sensitive to underwater landslides.

• Vastuullinen johtaja: Wojciech Solowski
• Aalto-yliopisto ja Geologian tutkimuslaitos
• Hankkeen verkkosivut

Green-Digi-Basin

Green-Digi-Basin tutkimushanke hyödyntää uusinta teknologiaa rakentamaan ja havainnoimaan valuma-alueen tarkkoja maanpinnan muotoja, uomaverkoston hydromorfologisia ominaisuuksia sekä vedenlaadun paikallisia ja ajallisia muutoksia. Satelliittiaineistot, ilmasta käsin tehtävät kuvantamiset sekä jatkuvatoimiset veden laadun ja määrän sensorit mahdollistavat datafuusion ja mallintamisen avulla maankäyttömuotojen ilmasto- ja vesistövaikutusten tarkan tiedon tuottamisen ja liittämisen osaksi Suomen vesistömalijärjestelmää. Tuloksena syntyy uutta tutkimustietoa valuma-alueen toiminnallisista ja hydrologisista yhteyksistä sekä niitä määräävistä tekijöistä eri ilmastonmuutos skenaarioilla. Monitieteellisessä hankkeessa rakennetaan digitaalista valuma-aluetasoista vesivarojen hallinnan työkalua, jossa maankäytön ja erilaisten vesiensuojeluratkaisujen vaikutukset virtaamiin, kiintoainekuormiin sekä ravinne- ja hiilitaseisiin voidaan määrittää tukien yhteiskuntaa vihreässä siirtymässä.

• Vastuullinen johtaja: Petteri Alho
• Turun yliopisto, Paikkatietokeskus, Aalto-yliopisto, Oulun yliopisto ja Suomen ympäristökeskus.
• www.freshwatercompetencecentre.com
• Hankkeen verkkosivut

GYROSCOPE

Älykkäiden digitaalisten ratkaisujen oletetaan olevan avain puhtaamman, turvallisemman ja tehokkaamman logistiikan käyttöönotossa. Uusien laitteiden ja työkalujen käyttöönotto useiden toimijoiden toimesta toimintaympäristön eri osissa kuitenkin lisää teknisten ongelmien ja inhimillisten virheiden riskiä. Vihreän siirtymän painopiste on kasvihuonekaasupäästöjen vähentämisessä, mutta siirtymän kestävyyden varmistamiseksi on tärkeää myös tunnistaa ennakoivasti mahdolliset riskit, joita uudet digitaaliset ratkaisut voivat aiheuttaa. GYROSCOPE pyrkii osallistavien prosessien ja nykyaikaisten riskianalyysimenetelmien avulla tuottamaan moniulotteisen ja systeemisen kuvan kestävästä siirtymästä vähähiilisyyteen merilogistiikkaan sektorilla, pohtien myös vaihtoehtoisia tapoja kestävän siirtymän toteuttamiseen. Sektorikohtaisen esimerkin kautta GYROSCOPE pyrkii ymmärtämään kestävän vihreän siirtymän luonnetta ja edellytyksiä myös yleisemmin, tarkastellen digitalisaation kehityskuvaa sen osana.

• Vastuullinen johtaja: Toni Ahlqvist
• Turun yliopisto, Merikotka Ry, Helsingin yliopisto ja Aalto-yliopisto
• Hankkeen verkkosivut

UTOPIA

UTOPIA-tutkimushankkeessa kehitetään menetelmiä ilmastoviisaan metsätalouden tukemiseen. Ilmastoviisaus tarkoittaa tehokasta hiilen sidontaa ja varastointia metsiin huomioimalla myös taloudelliset tekijät. Analyyseissä metsämaisema koostuu tiloista ja tilat koostuvat kuvioista. Tiloilla on tyypillisesti eri omistajat, joilla taas on eri preferenssit siitä minkälaista metsätaloutta he haluavat harjoittaa. Kehitämme päätöksenteon tukea tähän toimintaympäristöön tavoitteena löytää kaikkia tyydyttävä ratkaisu, vaikka tavoitteet ovat ristiriitaiset. Tutkimus toteutetaan Luonnonvarakeskuksen, Helsingin yliopiston ja Jyväskylän yliopiston yhteistyönä.

• Vastuullinen johtaja: Petteri Packalen
• Luonnonvarakeskus, Itä-Suomen yliopisto ja Jyväskylän yliopisto
• Hankkeen verkkosivut

MIDAS

Mikrolevät ovat yhteyttäviä organismeja, jotka pystyvät sitomaan hiilidioksidia päästölähteistä sekä ravinteita jätevesistä ja samalla tuottamaan suuria määriä arvokasta biomassaa ja yhdisteitä. MIDAS-konsortion tavoitteena on kehittää mikroleväviljelmien käyttöä hiilidioksidin sidontaan teollisuuden tyypillisistä kaasuseoksista sekä kiertovesiviljelyn hiilidioksidi- ja ravinnepäästöistä, ja samalla ketjuttaa mikroleviin perustuvia prosesseja, mukaan lukien arvokkaiden biomolekyylien ja vetykaasun tuotanto. Tutkimushankkeen keskiössä on prosessien tehokas integrointi spektroskopiaan perustuvan monitoroinnin ja dynaamisen prosessimallinnuksen avulla. MIDAS-konsortio yhdistää mikrolevien bioteknologian, kiertovesiviljelyn, sensoriikan ja laskennallisten tieteiden asiantuntemuksen tehostaakseen mikroleväperustaisten prosessien hallintaa, integrointia päästölähteisiin ja ketjuttamista toisiinsa edistääkseen siten vihreää ja digitaalista siirtymää.

• Vastuullinen johtaja: Pauliina Salmi
• Jyväskylän yliopisto ja Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy
• Hankkeen verkkosivut

MIMIC

Lignoselluloosamateriaalit, kasvien olennaiset komponentit, on järjestetty monimutkaisiin kolmiulotteisiin rakenteisiin, joissa yksityiskohtainen ymmärrys eri polymeerikomponenttien välisistä vuorovaikutuksista on edelleen ratkaisematon haaste. Tässä ehdotuksessa uutta mikroskooppikuvantamis- ja tekoälyinfrastruktuuria käytetään visualisoimaan yksittäisiä lignoselluloosarakenteita ja niiden koottuja rakenteita ennennäkemättömällä tarkkuudella. Sovelluspotentiaali on tiedon hankkimisessa biojalostamoprosessien parantamiseksi - selektiivisten liuotusprosessien kehittämisessä puhdistettujen selluloosa-, ligniini- ja hemiselluloosavirtojen tuottamiseksi. Sitä voidaan soveltaa myös uusiin teknologioihin luonnon tekstiilikuitujen valmistamiseksi ja paljastaa lignoselluloosamateriaalien yksityiskohtainen pintarakenne, joka on välttämätön entsyymiavusteiselle tai kemialliselle muuntamiselle biojalostamoissa.

• Vastuullinen johtaja: Adam Foster
• Aalto-yliopisto ja Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy

MULTIRISK

Ilmastonmuutos lisää merkittävästi metsiin ja metsätalouteen kohdistuvia tuhoriskejä. Tavoitteenamme on tuottaa edistyneitä digitaalisia teknologioita sekä erilaisia riskienhallinnan ratkaisuja ja työkaluja, joilla voidaan hallita nykyistä paremmin eritoten kuusen kirjanpainajan ja kovien tuulten aiheuttamia metsätuhoriskejä. Tätä varten kehitämme: 1) edistyneitä paikkatietoon perustuvia teknologioita erilaisten tuhoriskien havainnointiin ja seurantaan ja 2) tehokkaita ratkaisuja ja työkaluja kestävään riskien hallintaan metsätaloudessa erilaisilla mittakaavoilla. Lisäksi demonstroimme ja yhteiskehitämme niitä yhdessä vuorovaikutuskumppaniemme kanssa, millä edistetään niiden relevanssia ja hyödyntämispotentiaalia käytännön metsätaloudessa. Kunnianhimoinen tutkimuksemme edistää merkittävästi tutkimukseen perustuvaa metsätuhoriskien hallintaa muuttuvassa toimintaympäristössä ja tukee ilmastonmuutokseen sopeutumista ja sen hillintää.

• Vastuullinen johtaja: Jari Holopainen
• Helsingin yliopisto, Itä-Suomen yliopisto ja Paikkatietokeskus
• Project website

OptStorage

Rakennusten ja teollisuuden lämmitys vastaa puolta EU:n kokonaisenergiankulutuksesta. Noin 75% lämmityksestä toteutetaan EU:ssa yhä fossiilisilla polttoaineilla. Suurin haaste uusiutuvien energiamuotojen käytön merkittävälle lisäämiselle on niiden ajallisen saatavuuden vaihtelu. Myös teollisuuden jätelämmön tehokkaalla hyödyntämisellä voitaisiin CO2-päästöjä vähentää merkittävästi. Ajallisen vaihtelun ratkaisemisessa on keskeisessä roolissa tehokkaat lämpövarastot. Uusi teknologia edellyttää kuitenkin nykyistä merkittävästi tehokkaampien lämpövarastomateriaalien kehittämistä. Uusien materiaalien tulisi pystyä varastoimaan lämpöä pitkiä aikoja ilman häviöitä kylmissäkin olosuhteissa. Hankkeessa tutkitaan mitä ympäristö-, talous- ja energiatehokkuusvaikutuksia voidaan saavuttaa energiajärjestelmien optimoinnilla käyttäen kehitteillä olevia materiaali-innovaatioita. Hankkeen järjestelmä- ja materiaalitutkimuksessa tärkeä rooli on tekoälyn hyödyntämisessä.

• Vastuullinen johtaja: Ari Seppälä
• Aalto-yliopisto

SIUC

Lämmönvaihtimien ja muiden teollisten laitteiden likaantuminen laskee niiden energiatehokkuutta, jopa siinä määrin että sillä on merkittävä vaikutus globaaleihin hiilidioksidipäästöihin. Energiatehokkuuden ylläpito vaatii säännöllistä puhdistusta, johon nykyisin käytetään ympäristölle vaarallisia kemikaaleja ja joka edellyttää laitteiston pysäyttämistä ja purkamista. Tämä ei ole kestävä ratkaisu. Ulkoinen ultraäänipuhdistus tarjoaa sekä ympäristön että talouden kannalta kestävämmän vaihtoehdon, mahdollistaen rakenteiden puhdistamisen ilman tuotantokatkoksia ja vaarallisia kemikaaleja. Sen pitkäaikaisia vaikutuksia rakenteen väsymiseen ja mahdollisiin vaurioihin ei kuitenkaan vielä tiedetä. Hankkeessa kehitetään menetelmiä mahdollisten vaurioiden tunnistamiseen ja estämiseen ja luodaan ratkaisu kestävään teolliseen ultraäänipuhdistukseen yhdistämällä tekoälyn ja ultraäänifysiikan kärkitutkimus.

• Vastuullinen johtaja: Arto Klami
• Helsingin yliopisto

Transformative Cities

Suomen elpymis- ja palautumissuunnitelma edellyttää syvää ymmärrystä siitä, miten kaupungeissa eletään ja miten tätä kaupunkilaisten tietoa voidaan yhdistää lainsäädännön, kaupunkisuunnittelun ja -politiikan käytäntöihin tukien nopeaa muutosta kohti hiilineutraaliutta ja ilmastokestävyyttä. ‘Transformative Cities’ yhdistää liikkuvuuden mallintamisen, osallistavan kartoituksen ja hallinnon tutkimuksen menetelmiä. Tavoitteena on näin edesauttaa liikkumistapojen muutosta yksityisautoilusta kestävämpiin liikkumismuotoihin, jotka tukevat terveellistä ympäristöaltistusta luontopohjaisten ratkaisujen avulla ja yhdistää kansalaisten todellisia liikkumismalleja kaupunkisuunnitteluun. Yhdistäen eri tieteenalojen menetelmiä tutkimme kaupunkien hiilineutraaliuden ja ilmastokestävyyden saavuttamisen mahdollisuuksia ja esteitä vuoteen 2035 mennessä. Lisäksi yhteiskehitämme ohjauskeinovalikoimaa ja liiketoimintastrategioita, jotka edistävät kestäviä elämäntapoja tukevaa käyttäytymistä kaupungeissa.

• Vastuullinen johtaja: Cristopher Raymond
• Helsingin yliopisto, Oulun yliopisto, Turun yliopisto, Itä-Suomen yliopisto ja Aalto-yliopisto
• Hankkeen verkkosivut

Twinning Spaces 2035

Digitalisaation myötä työtä tehdään kasvavassa määrin kotona, julkisissa tai puolijulkisissa tiloissa. Etätyöympäristön ominaisuudet ja organisointi (kuten tilan koko, tilajärjestys ja sijainti) vaikuttavat työntekijöiden suoriutumiseen ja hyvinvointiin sekä ympäristövaikutuksiin, sillä etätyö ohjaa tilankäyttöämme, liikkumistamme, kulutustamme ja vapaa-ajanviettoamme. Tutkimuksen tarkoituksena on lisätä ymmärrystä etätyön kestävyyshaasteista ja kuinka niitä voitaisiin ratkaista ja tukea kotitalouksien ja yritysten optimaalisilla tilaratkaisuilla, strategioilla ja toimintatavoilla. Tutkimus kokoaa yhteen ainutlaatuisen ryhmän tutkijoita ja tutkimusmenetelmiä tila-, asunto-, ja maankäytönsuunnittelun, arkkitehtuurin, toimitilajohtamisen, ympäristövaikutusanalyysien, ympäristöfysiikan, kiinteistöopin sekä tulevaisuudentutkimuksen alalta Aalto-yliopistosta, Tampereen yliopistosta ja Turun yliopistosta.

• Vastuullinen johtaja: Saija Toivonen
• Aalto-yliopisto, Tampereen yliopisto ja Turun yliopisto
• Hankkeen verkkosivut

UHASSA

Liikenteen päästöt muodostavat tällä hetkellä merkittävän osan EU:n kaikista hiilidioksidipäästöistä (CO2). AIforLEssAuto kokoaa yhteen ilmakehä- ja tietojenkäsittelytieteen sekä liikenteen tutkijat aktiiviseen vuoropuheluun sidosryhmien kanssa tavoitteena ymmärtää, miten sähköinen automaattiliikenne tulisi järjestää siirtymäkauden aikana hiilidioksidipäästöjen vähentämiseksi. Projektissa kehitetään laskennallisten mallinnustyökalujen kehys sähköisten automaattiajoneuvojen hiilidioksidipäästöjen arvioimiseen. Lisäksi projektissa mallinnetaan tekoälyn avulla hiilidioksidipäästöjä erilaisille liikennejärjestelyille, ajoneuvotasolta kaupungin keskustan laajuiselle alueelle. Aihetta ei ole aiemmin käsitelty vastaavan laajuisella monitieteellisellä lähestymistavalla, joten AIforLEssAuto edistää tieteellisen tutkimuksen tasoa kaikilla kyseisillä aloilla ja johtaa uusiin tieteellisiin ja yhteiskunnallisiin läpimurtoihin.

• Vastuullinen johtaja: Laura Ruotsalainen
• Helsingin yliopisto ja Aalto-yliopisto

WindySea

Euroopan Unionin tavoitteena on kasvattaa tuulivoiman tuotantoa nykyisestä 12 GW aina 300 GW asti vuoteen 2050 mennessä. Monilla pohjoisilla merialueilla, erityisesti Selkämerellä ja Pohjanlahdella, tuulivoiman tuotanto olisi mahdollista. Haasteena kuitenkin ovat merijää ja sen aiheuttamat kuormat: Tuulivoimapuistojen suunnittelu riittävän edullisiksi, mutta kuitenkin rakenteiltaan turvalliseksi on hyvin haastavaa. Tästä johtuen kylmillä merialueilla ei juurikaan tuoteta tuulivoimaa. WindySea-hankkeen tavoitteena on tuottaa perusteet ”merituulivoimapuiston digitaaliselle kaksoselle”. Tämä on suunnittelutyökalu, jota voidaan toisaalta käyttää tulevaisuuden kylmien merialueiden olosuhteiden ja jääolojen ennustamiseen ja toisaalta tuulivoimapuistojen rakenteiden suunnitteluun. Tavoitteena on kiihdyttää vihreää siirtymää optimoimalla kylmien merialueiden merituulivoimapuistoja ja tarkastelemalla niiden vuorovaikutusta meriympäristön kanssa.

• Vastuullinen johtaja: Arttu Polojärvi
• Aalto-yliopisto, Ilmatieteen laitos ja Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy