Kauko-ohjattua merentutkimusta Jari Mäkinen Ma, 23/09/2013 - 12:07
Glider-sukellusrobotti
Glider-sukellusrobotti
Jari Mäkinen

Omalaatuinen, keltainen torpedolta näyttävä siivekäs laite polskutteli syyskuun puolivälissä merentutkimusalus Arandan luona. Kyseessä oli valtamerten tutkimuksessa nykyisin hyvin yleisesti käytetty robottilaite, joita on ympäri maapallon jo noin 400.

Glideriksi, eli suomalaisittain liitimeksi kutsuttu laite on automaattinen miehittämätön vedenalainen tutkimusrobotti, jota kauko-ohjataan maista tai laivalta käsin.

Liikkuessaan laite kerää meren fysikaalista tilaa koskevia mittaustuloksia pitkin reittiä, joka laitteelle annetaan etukäteen. Laite lähettää mittaustuloksia satelliitin välityksellä maihin ja taltioi niitä muistiinsa.

Liitimen aikaisempi, valtameriversio matkasi itsenäisesti Atlantin poikki vuonna 2009, sellaiset voivat sukeltaa aina tuhannen metrin syvyyteen asti ja kulkea tuhansia kilometrejä ja useita kuukausia yhtäjaksoisesti.

Nyt Ilmatieteen laitos tutkii sen uudempien, pienten versioiden käyttöä myös Suomen lähivesillä. Tavoitteena on rakentaa yhteiseurooppalainen kauko-ohjattavien vedenalaisten merentutkimuslaitteiden infrastruktuuri, jonka avulla saataisiin edullisesti ja tehokkaasti mittaustietoa meristä koko ajan.

Jotta liitimen soveltuvuus matalan ja rantaviivaltaan moninaisen Itämeren oloihin tiedettäisiin, niitä testattiin nyt 11.–18. syyskuuta tutkimusalus Arandalla Selkämerellä ja Saaristomerellä.

Arandan tutkimusmatkalla testattiin Kanarian saarilla toimivan PLOCAN-laitoksen glideria Itämeren oloissa yhdessä espanjalaisten asiantuntijoiden kanssa. Liidintä ohjattiin erilaisissa olosuhteissa ja kokeet onnistuivat hyvin. Ilmatieteen laitoksen yhteistyö Gran Canarialla toimivan PLOCAN:n asiantuntijoiden kanssa on jatkunut jo parin vuoden ajan ja sitä on tarkoitus laajentaa.

PLOCAN:n liitimet tekevät Kanarian saarten vesillä säännöllisesti neljä kahden kuukauden tutkimusjaksoa vuodessa ja keräävät arvokasta tietoa meren tilasta.

Ilman potkureita ja moottoreita

Robottitorpedo käyttää voimanlähteenään meren lämpöenergiaa. Se muuttaa kelluntakykyään, sukeltaa välillä lähelle pohjaa ja nousee jälleen pinnan luokse, jolloin se kulkee kylmästä merivedestä lämpimämpään, mikä saa aikaan laitteen sisällä pitkissä putkissa olevan vahan laajenemisen.

Paisuva vaha painaa kaasua tankkeihin, jolloin paineistettua kaasua voidaan käyttää voimanlähteenä. Kelluntakykyä muutetaan yksinkertaisesti pumppaamalla öljyä laitteen sisältä ulkopinnalla oleviin paisuntasäiliöihin, jolloin laitteen tilavuus muuttuu, mutta sen massa ei muutu. Kun paisuntasäilöt ovat täynnä, laite nousee ylöspäin, ja kun öljy on sisällä, laitteen tiheys on suurempi kuin veden, ja se painuu syvemmälle.

Alla on liidin Itämeressä Arandalta kuvattuna:



Kauko-ohjattua mittaamista myös Eteläisellä jäämerellä

Kesällä Ilmatieteen laitoksen tutkijat testasivat myös toisenlaista kauko-ohjausta, nyt eteläisellä pallonpuolella: pieniä, kauko-ohjattuja lennokkeja ja koptereita käytettiin ensimmäistä kertaa Eteläisen jäämeren meteorologisessa tutkimuksessa.

Etelämannerta ympäröivällä Eteläisellä jäämerellä on talviaikaan (pohjoisen kesän aikaan etelässä on talvi) tehty hyvin vähän meteorologisia havaintoja ja aikaisemmilla tutkimuskerroilla lentomittauksia on tehty miehitetyillä lentolaitteilla.

Lennokeilla mitattiin ilman lämpötilan ja kosteuden sekä tuulen nopeuden ja suunnan pystyprofiileja jään pinnalta jopa 1,7 kilometrin korkeuteen asti. Mukana olleella quadrokopterilla puolestaan saatiin tarkempaa tietoa lämpötilasta ja kosteudesta alimman sadan metrin ilmakerroksessa.

Mittaustulokset ovat tärkeitä, sillä niiden avulla voidaan ymmärtää paremmin merijään kasvua talvella.

Kaikkiaan Ilmatieteen laitoksen lennokeilla tehtiin 51 ja quadrokopterilla 24 lentoa. Mittaukset onnistuivat hyvin, vaikka olosuhteet olivat haasteelliset pimeyden, kylmyyden ja ajoittain myös merijään voimakkaan valliintumisen vuoksi.

Lennokkien ja kopterien käyttäminen on lentokoneisiin ja helikoptereihin verrattuna paitsi olennaisesti edullisempaa, niin myös joustavampaa. Niitä voidaan käyttää myös vaativissa olosuhteissa, mihin "oikeilla" lentolaitteilla ei uskallettaisi lähteä.

Teksti perustuu Ilmatieteen laitoksen tiedotteisiin. Kuvat: GROOM-hanke, Kimmo Tikka ja Mario Hoppmann.

Rintasyöpä esiin kuvantamalla

Mammografiaa
Mammografiaa
Jari Mäkinen

Tyypillisin tapa rintasyövän seulonnassa ja tutkinnassa on rinnan röntgenkuvaus. Vaikka kuvauksessa käytettävä säteilyannos on hyvin pieni, olisi luonnollisesti parasta, mikäli tutkimus voitaisiin tehdä ilman röntgenkuvausta.

Niinpä Tampereen teknillisen yliopiston lisensiaatti Risto Joro on tutkinut väitöstyössään säderasitteetonta, potilasta koskematonta ja veretöntä rintasyövän tutkimusmenetelmää. Sitä voitaisiin käyttää nykyisten kuvantamismenetelmien rinnalla, jolloin nykyisten seulontamenetelmien diagnostiikan osuvuus ja tarkkuus paranisivat.

Joron tutkima menetelmä perustuu fysiologisten ilmiöiden havainnointiin ja mittaamiseen jaksottaisessa kuvasarjassa.

"Potilaan iholta mitataan lämpötilavaihteluja, joiden perusteella voidaan tunnistaa kudosten verenkiertoprofiili rinnan anatomiaan kohdistaen", kertoo Joro. "Havaintojen avulla on mahdollista paikantaa rinnan poikkeavat rakenteet ja vertailla tuloksia radiologisiin tutkimuksiin".

Eri kudosten väliset lämpötilamuutokset voidaan tunnistaa, kun herkät mikrometriaallonpituusalueelle soveltuvat kamerat yhdistetään kehittyneisiin kuvankäsittely- ja taajuusanalyysimenetelmiin. Tällä kuvantamismenetelmällä voidaan todeta rintasyövän aiheuttamat fysiologiset muutokset jo ennen kuin nykykuvantamismenetelmin pystytään toteamaan kudoksen rakenteellisia muutoksia.

Joro esittää väitöstyönsä tulosten pohjalta hypoteesin toimivasta menetelmästä kamera-potilasalustoineen, kuvankäsittelyineen sekä taajuusanalyyseineen, jossa kudoserottelu tuodaan esiin kohdentaen analyysitulokset kuvattavan anatomiseen karttaan. Joron lääketieteellisen tekniikan alaan kuuluva väitöskirja "New Approaches to Detect Breast Cancer by Sequential µm-Area Imaging" tarkastetaan Tampereen teknillisen yliopiston tieto- ja sähkötekniikan tiedekunnassa perjantaina 27.9.2013.

Lokakuu on roosa kuukausi

Alkava lokakuu on jälleen Roosa nauha -keräyksen kampanjakuukausi. Roosa nauha on rintasyövän vastaisen taistelun symboli ympäri maailman. Suomessa joka vuosi yli 4800 naista sairastuu rintasyöpään ja yli 850 naista menehtyy sairauteen. Tärkein ja tehokkain tapa syövän hoidossa on sen löytäminen mahdollisimman aikaisessa vaiheessa. Sen vuoksi Suomessa järjestetään ilmainen rintasyöpäseulonta kahden vuoden välein 50–69-vuotiaille naisille.

Artikkelin uutisteksti perustuu TTY:n tiedotteeseen.

Tilaa aihepiirin tutkimus RSS-syöte