Moksliniuose tyrimuose ir rezultatuose integruojami darnaus vystymosi tikslai, kurie leidžia tiesiogiai prisidėti prie regiono ir KTU darnos.
Veiklą koordinuojantis atstovas – Adriana Kviklienė adriana.kvikliene@ktu.lt
Prieinama ir švari energija (#7)
Universitetas dalyvauja kuriant modernias atsinaujinančių energijos šaltinių sistemas (#7)
2019 m. Kauno technologijos universiteto IX rūmų pastatų komplekso stogą uždengė saulės energijos elementai , įrengta saulės jėgainių sistema, integruojanti saulės energiją, jos kaupimą ir srautų derinimą. Visas plotas užima 5,5 tūkst. kv. metrų. Jame telpa 1520 fotovoltinių saulės modulių. Unikalus projektas pelnė pasaulinį įvertinimą „Energy Globe Award“ apdovanojimuose.
Universitetas yra apsisprendęs ir toliau diegti bei plėtoti alternatyvios energijos sprendimus.
KTU Cheminės technologijos fakulteto profesoriaus V. Getaučio kartu su kitais mokslininkais sukurtas saulės elementas net 29,15 proc. krintančios šviesos paverčia elektros energija. Tai yra pasaulinis saulės elementų efektyvumo rekordas. Sukurti savitvarkiai organiniai puslaidininkiai yra nebrangūs. Jie saulės elemento elektrodą padengia plonyčiu, vos kelių nanometrų storio molekuliniu sluoksniu, todėl sunaudojamas labai nedidelis kiekis medžiagos. Paskaičiuota, kad su 1 g šio puslaidininkiu galima padengti 1000 m2 paviršiaus plotą. Labai svarbu, kad kuriant silicio-perovskito tandeminius saulės elementus išnaudojami jau esantys silicio saulės elementų gamybiniai pajėgumai, todėl verslui nereikės didelių papildomų investicijų.
Profesoriaus su bendraautoriais darbas publikuotas bene žymiausiame pasaulyje moksliniame žurnale „Science“.
Gera sveikata ir gerovė (#3)
Universitetas siekia užtikrinti sveiką gyvenimą, dalyvauja kuriant išmaniąsias sveikatos technologijas (#3)
KTU Biomedicininės inžinerijos instituto tyrėjai sukūrė išmaniąją apyrankę, kuri automatiniu būdu atpažįsta prieširdžių virpėjimo aritmiją (širdies ritmo sutrikimą) – būseną, kuri laiku nepastebėta gali lemti rimtas komplikacijas ir netgi mirtį. Daugiau nei 1 proc. visos populiacijos turi šį sutrikimą. Skaičiuojama, kad dėl sparčiai senėjančios visuomenės šios ligos mastas per ateinančius 30 metų visame pasaulyje padidės iki 3 kartų.
Apyrankė – neinvazinis, patogus prietaisas, leidžiantis stebėti žmogaus būklę. Fotopletizmografiniame signale atpažinus prieširdžių virpėjimui artimą širdies veiklą, prietaisas švelniai vibruoja – paprašo paciento su kita ranka paliesti prietaisą. Tokiu būdu užregistruojamas trumpas elektrokardiografinis signalas kontrolinei signalo analizei.
Išmaniąją apyrankę yra paprasta naudoti. Ji kurta senjorams – žmonėms, kurie išmaniuosius prietaisus ir technologijas vertina itin atsargiai.
Biomedicininės inžinerijos instituto tyrėjų komanda išmaniąją apyrankę toliau tobulina, įdiegdama ir papildomas funkcijas, tokias kaip širdies atsako į fizinį krūvį stebėsenos algoritmai.
KTU Informatikos fakulteto mokslininkas prof. R. Maskeliūnas su komanda sukūrė giliuoju mokymusi pagrįstą metodą, kuriuo remiantis iš smegenų vaizdų galima prognozuoti Alzheimerio ligos pradžią. Algoritmas daugiau nei 99 proc. tikslumu atskiria ligos paveiktų smegenų nuotraukas, analizuojant 138 tiriamųjų magnetinio rezonanso tomografijos vaizdus. Naujasis metodas tikslesnis nei anksčiau sukurtieji. Naują algoritmą būtų galima panaudoti ir kuriant programinę įrangą, kuri automatiškai analizuotų surinktus duomenis iš pažeidžiamų grupių (vyresnių nei 65 metų, patyrusių galvos smegenų traumas, turinčių aukštą kraujospūdį ir kt.) – sistema įspėtų medicinos personalą apie anomalijas, susijusias su Alzheimerio ligos pradžia.
KTU Sveikatos telematikos mokslo instituto prof. A. Ragauskas kartu su komanda išrado ir patentavo neinvazinį galvospūdžio matavimo būdą. Aukštas galvospūdis, kurį gali lemti galvos trauma ar smegenų auglys, gali būti mirtinas. Visoje Europoje galvos smegenų traumas per metus patiria apie 2,5 mln. žmonių, o 75 tūkst. tokių atvejų baigiasi mirtimi. Laiku pastebėjus padidėjusį galvospūdį, galima imtis veiksmingų priemonių, tačiau dabartinis galvospūdžio matavimo metodas yra paremtas invazine procedūra – chirurgine jutiklių implantacija į žmogaus smegenis. Invazija į smegenis kelia riziką pacientui, ne visose aplinkybėse šią procedūrą galima atlikti. Išrastas prietaisas leidžia be invazijos į smegenis matuoti galvospūdį, kas iki šiol nebuvo įmanoma. Tai gydytojams suteikia galimybę laiku pradėti gydymą, galintį išgelbėti paciento gyvybę.
KTU prof. K. Baršausko ultragarso mokslo instituto mokslininkai kartu su LSMU mokslininkais sukūrė neinvazinį melanomos diagnostikos metodą.
Pirminio naviko šalinimas išlieka būtinas diagnozuojant melanomą, o sprendimas dėl operacijos paprastai grindžiamas dermatoskopiniu pažeidimo vertinimu. Odos melanomos diagnostikos tikslumas be chirurginės intervencijos siekia tik 65 proc. ir labai priklauso nuo tyrimą atliekančio gydytojo-dermatologo patirties.
Remiantis 100 pacientų mėginių diagnostinių vaizdų analize, mokslininkų sukurta ir patentuota automatizuota diagnostinė sistema melanomą gali nustatyti didesniu nei 90 proc. tikslumu. Metodo ir technologijos naujumas remiasi tuo, kad apjungiama diagnostinė informacija gauta skirtingais fizikiniais principais veikiančiomis neinvazinio vaizdinimo technologijomis. Sukurta automatizuota sistema gali papildyti neinvazinius diagnostikos metodus, jau taikomus klinikinėje praktikoje, automatizuotai patikimai atskiriant melanomą nuo melanocitinio apgamo. Efektyvi ankstyvosios stadijos piktybinių auglių diagnostika sutrumpintų tyrimui reikalingą laiką, todėl būtų galima ištirti daugiau pacientų per įprastajam tyrimui skirtą laiką.
Remiantis tyrimų rezultatais, buvo sukurtas technologijos prototipas. tyrimai tęsiami klinikinėje aplinkoje.
KTU Maisto instituto mokslininkai kuria personalizuotos mitybos inovatyvius produktus, dalyvaujant tuo suinteresuotai vartotojų grupei. Kūrybos procesui buvo pakviesti senjorai. Projekte „Vartotojų įtraukimo laboratorija“ dalyvavo 18 Kauno regiono senjorų, kurie yra vyresni nei 65 metai. Projekto metu jie taikė įvairias naujų produktų kūrimo metodikas – siūlė tiek inovatyvias (baltymingi padažai), tiek paprastas idėjas (labiau susmulkinti produktus, naudoti išraiškingesnę ir informatyvesnę pakuotę). Praktiniuose seminaruose dalyvavę senjorai turėjo galimybę dalyvauti bendroje veikloje su KTU mokslininkais ir ne tik pamatyti kaip kuriami nauji produktai, bet ir patys kurti produktus, atitinkančius Lietuvos senjorų lūkesčius.
Švarus vanduo ir higiena (#6)
Universitetas prisideda prie Europos žaliojo kurso įgyvendinimo (#6)
KTU Cheminės technologijos fakulteto Aplinkosaugos technologijos katedros mokslininkai pristatė ir toliau testuoja hibridinę pažangiosios oksidacijos ir sorbcijos biologiškai aktyviu adsorbentu sistemą. Ji leidžia pasiekti labai aukštą užteršto vandens išvalymo efektyvumą.
Buitinių nuotekų valyklų išvalytame vandenyje vis dar randama įvairių organinių teršalų – ftalatų, farmacinių preparatų, pesticidų. Pasaulio mokslininkai sutaria, kad šie teršalai daro neigiamą įtaką vandens ekosistemoms, taip pat gali patekti ir į žmonių organizmus, nes medžiagos yra aptinkamos geriamajame vandenyje ir vartojamuose maisto produktuose.
KTU Aplinkos technologijos katedros mokslininkų pasiūlytas užteršto vandens valymo procesas vykdomas 2 etapais:
- Pirmajame etape užterštas vanduo valomas integruojant ozonavimą su fotokatalize. Per gana trumpą laiką įvairūs organiniai teršalai suskaidomi iki smulkiamolekulinių organinių junginių, kurie gali būti toliau šalinami biologiniame reaktoriuje.
- Kitame etape užterštas vanduo patenka į biologiškai aktyvios anglies reaktorių. Jame aktyvioji anglis kartu su vandens teršalus skaidančiais mikroorganizmais sudaro efektyviai veikiančią sistemą. Aktyvioji anglis adsorbuoja organinius junginius ir sumažina pirminę vandenyje esančių organinių junginių koncentraciją.
Mikroorganizmai, prisitvirtinę prie aktyviosios anglies paviršiaus, sudaro bioplėvelę ir skaido vandenyje esančius teršalus. Vykstant tokiam kompleksiniam procesui yra itin prailginamas aktyviosios anglies naudojimo sistemoje laikas ir pasiekiamas labai aukštas užteršto vandens išvalymo efektyvumas.
Tokia vandens valymo sistema gali būti lengvai pritaikoma tiek buitinių, tiek pramoninių nuotekų, užterštų sunkiai skaidomais organiniais junginiais, valymui. Įvairiose pramonės ir žemės ūkio šakose įdiegus šią technologiją ir ėmus pakartotinai naudoti išvalytą vandenį, galėtų labai ženkliai sumažėti iš gamtos išgaunamo švaraus vandens sąnaudos.
Pramonė, inovacijos ir infrastruktūra (#9)
Universitetas skatina visa apimančią ir darnią industrializaciją bei prisideda prie inovacijų skatinimo (#9)
KTU Cheminės technologijos fakulteto prof. J. V. Gražulevičius su komanda kuria, sintetina ir tyrinėja organinius bemetalius spinduolius (bemetalės fluorescuojančios medžiagos), kurie keičia neorganinių medžiagų pagrindu veikiančius prietaisus, kuriuose naudojami brangūs ir reti metalai. Organiniai šviesos diodai, priešingai negu neorganiniai, gali būti lankstūs ir pakankamai didelio ploto. Spinduoliai pasižymi labai efektyvia emisija, kurios kvantinė išeiga dažnai siekia 100 proc. Naudojant šiuos spinduolius, prietaisus galima formuoti tiek vakuuminio garinimo būdu, tiek daug technologiškesniu, ekonomiškesniu ir ekologiškesniu – tirpalų liejimo būdu. Viena iš pagrindinių jų pritaikymo sričių – organiniai šviesos diodai, kurie pramonėje yra naudojami televizorių, kompiuterių, telefonų ekranų bei įvairių apšvietimo prietaisų gamybai. Tikimasi, kad šios naujos medžiagos sudarys sąlygas sukurti ekologiškesnius elektroninius prietaisus, pasižyminčius didesniu efektyvumu, paprastesne prietaisų struktūra bei mažesnėmis gamybos sąnaudomis. KTU mokslininkai dirba kartu su 8 pasaulio šalių tarptautiniu mokslininkų konsorciumu.
KTU Matematikos ir gamtos mokslų fakulteto profesorius, Medžiagų mokslo instituto vyriausiasis mokslo darbuotojas T. Tamulevičius kartu su komanda sukūrė ir rinkai pritaikė hologramų formavimo technologiją bei programinius sprendimus.
Nors tobulėjančios technologijos padeda įmonėms vis geriau apsaugoti savo gaminius nuo padirbinėtojų, augantys klastojimo atvejų skaičiai rodo, kad to – dar negana. Per praėjusius dešimtmečius keitėsi hologramų formavimui naudojamos technologijos bei galimybės, tačiau jų veikimo principas išliko toks pats: balta šviesa apšvietus holograminius ženklus, dėl juose esančių sričių su difrakcinėmis gardelėmis, šviesa išskleidžiama erdvėje.
Kartu su tyrėjų komanda iš KTU Informatikos fakulteto Multimedijos inžinerijos katedros buvo įgyvendintas projektas „Hologramos difrakcinio vaizdo projekcijų algoritmo sukūrimas bei realizavimas išmaniesiems įtaisams (HoloApp)“. Projekto metu naudojant femtosekundinį lazerį buvo sukurta nauja hologramų tiesioginio įrašymo paviršiuje technologija bei intuityvi hologramos vaizdus generuojanti vartotojo sąsaja išmaniajam „Android“ platformos įrenginiui. Pavyko pasiekti, kad išmanaus prietaiso ekrane būtų tinkamai atvaizduojamos hologramos spalvos, o dėl integruoto giroskopo rankose vartant prietaisą hologramų atspalviai ir matomi vaizdai kistų kaip realioje hologramoje. Panaudojant pažangų femtosekundinį lazerį medžiaga iš apšviestų vietų yra tiesiog pašalinama, suformuojant norimą paviršiaus reljefą metalo folijoje. Kadangi įprastai hologramų gaminimas užtrunka, toks sprendimas leidžia potencialiems užsakovams parodyti, kaip atrodys jų gaminys negaminant pačio bandomojo ženklo.
Hologramos gamyba – pakankamai ilgas, sudėtingos įrangos bei specializuotų žinių reikalaujantis procesas. Kuriant hologramas nuolat diegiamos naujos technologijos ir medžiagos, todėl hologramų kopijavimas tampa vis sunkesnis.
KTU Elektros ir elektronikos fakulteto mokslininkai sukūrė inovatyvų greičio matuoklį ir sistemą: per trumpesnį laiką ir tiksliau nustatomas automobilio važiavimo greitis.
Greičio matuokliai įvardijami, kaip efektyvi priemonė, skatinanti vairuotojus neviršyti leistino greičio. Siekiant efektyvesnės eismo srautų kontrolės itin svarbu greitai išmatuoti transporto priemonių greitį, taip pat reikalingas spartus duomenų apdorojimas ir jų perdavimas neprarandant informacijos kokybės.
KTU mokslininkų sukurta sistema skirta eismo stebėsenai, transporto priemonių klasifikacijai, greičio matavimui ir transporto priemonės pagal valstybinius numerius identifikacijai bet kuriuo paros metu, esant bet kokioms oro sąlygoms. Naujas skaičiavimo būdas pritaikomas matuojant vidutinį greitį konkrečiame kelio ruože naudojant du tam tikru žinomu atstumu vienas nuo kito esančius matuoklius su transporto priemonės identifikavimo techninėmis priemonėmis. Jei transporto priemonių greitis matuojamas norint kartu identifikuoti transporto priemones, toje vietoje viršijančias greitį, reikalingas ir jų identifikavimo būdas. Naudojant KTU mokslininkų išradimą galima pasitelkti įprastą transporto priemonių identifikavimo būdą, kai vaizdo kameromis užfiksuojamas transporto priemonės registracijos numeris. Vaizdo fiksavimo kamera statoma tokiu atstumu nuo greičio matuoklių, kad greičio matavimo įtaisas spėtų apdoroti duomenis, skirtus nustatyti transporto priemonės greičiui, perduoti signalą, kad vaizdo fiksavimo kamera pasirengtų fiksuoti ir užfiksuotų transporto priemonę. Magnetiniai jutikliai, kurie padeda nustatyti transporto priemonių greitį, turi būti išdėstyti vaizdo kameros zonoje, eismo juostos viduryje po važiuojamosios dalies paviršiumi. Šiais jutikliais nustatomas ne tik transporto priemonės greitis, tačiau vertinamas ir jos ilgis, kuris siejamas su transporto priemonės kategorija ir klase.
Pritaikius KTU mokslininkų išradimą intelektualioms eismo srautų valdymo technologijoms, taip pat galima nustatyti eismo srauto parametrus, atlikti transporto priemonių klasifikavimą. Integravus į transporto srautų valdymo sistemas galima sumažinti neigiamą transporto priemonių išmetamų teršalų poveikį klimatui ir gamtai (oro tarša, įskaitant CO2 išmetimą ir šiltnamio efektą, triukšmas).
KTU Medžiagų mokslų institutas kartu su UAB „Precizika Metrology“ sukūrė robotinių sistemų optinių komponentų gamą. Už šį gaminį Lietuvos pramoninkų konfederacijos konkurse „Lietuvos metų gaminys 2020“ UAB „Precizika Metrology“ buvo apdovanota aukso medaliu.
Įmonė pastebėjo KTU Medžiagų mokslų institute sukauptas kompetencijas litografijos srityje (dr. V. Grigaliūnas), plazminių technologijų srityje (dr. Š. Meškinis), bendradarbiavo kuriant inovatyvius produktus – visą gamą precizinių skalių, naudojamų šiuolaikinėse robotinėse sistemose ir pasižyminčių dideliu tikslumu bei dėl naudojamų dangų – ilgaamžiškumu.
Robotinių sistemų optinių komponentų gamą sudaro kampo matų – limbų – ir indikatorinių skalių visuma, turinti skirtingus funkcinius optinių komponentų parametrus. Šie optiniai komponentai – skalės – yra pagrindiniai kampinių poslinkių matavimo sistemų elementai. Pagal jų rastrines žymes yra nustatomas robotų, staklių, apdirbimo centrų, matavimo mašinų ir prietaisų bei kitų technologinių ir kitokios paskirties įrenginių paslankių junginių poslinkio dydis ir kryptis. Skalių parametrai daugiausia lemia visos sistemos tikslumą, skyrą ir kitus funkcinius parametrus. Jų pritaikomumas pramonėje platus, ypač 4.0 gamybos sąlygomis. Išskirtiniai, naujų optinių komponentų požymiai yra: laisva, sudėtinga optinių komponentų konfigūracija, maži matmenys ir masė, leidžiantys gerai adaptuotis prie robotinės sistemos konstrukcijos, padidinti jos tikslumą, dinamiškumą, greitaveiką; sudėtingos formos rastriniai elementai, leidžiantys pagerinti funkcinius poslinkio matavimo parametrus – tikslumą, skyrą, greitį.
Pagrindinė nauda verslui – inovatyvaus, aukštųjų technologijų produkto sukūrimas, kuris yra konkurencingas tarptautinėje rinkoje ir turi potencialą rinkos plėtimui, ypač intensyvėjant skaitmenizacijai gamyboje bei kitose pramonės ir logistikos srityse.
KTU Maisto instituto mokslininkai kartu su kolegomis iš Helsinkio universiteto sukūrė itin maistingą mėsos analogą naudodami fermentuotas sojų išspaudas, dar kitaip vadinamas okara.
Dalis žmonių svarsto mažinti mėsos vartojimą dėl įvairių su sveikata susijusių priežasčių: mėsa yra sunkiai virškinama, joje daug sočiųjų riebalų, kurie didina „blogojo“ cholesterolio kiekį. Be to, mėsoje esantys riebalai slopina jos skonį, todėl dažnai patiekalų gamybai naudojama daugiau druskos.
Lietuvos mokslininkų išradimas gali pakeisti mėsos analogų rinką – naujasis produktas pasižymi mažu druskos bei sočiųjų riebalų kiekiu ir išraiškingesniu nei mėsos skoniu. KTU mokslininkai yra vieni iš nedaugelio, kurie pritaikė fermentaciją mėsos analogų gamyboje. Fermentacija keičia produktų fizines bei chemines savybes – pagerėja maisto skonis ir kvapas, jis yra aprūpinamas įvairiomis naudingomis medžiagomis. Dar viena išskirtinė KTU laboratorijose sumodeliuotų mėsos analogų savybė – jie sukurti naudojant antrines žaliavas.
Mėsos analogai su fermentuota okara savo skoniu bei maistinėmis savybėmis nenusileidžia rinkoje esantiems mėsos produktams.
KTU Cheminės technologijos fakulteto mokslo grupė, vadovaujama prof. R. P. Venskutonio, ir Kelmės rajono ūkininkė Audronė Ispyrian sukūrė aviečių sėklų aliejų, kuris išsiskiria keliais aspektais – auginimo sistema, aukštos pridėtinės vertės tvaria mokslu paremta inovacija bei produkto sudėtimi ir nauda sveikatai. Aliejaus kūrime nenaudojamos jokios kenksmingos cheminės medžiagos. Produktas ekologiškas, natūralus, pagamintas iš aviečių produktų (tyrių) gamybos atliekų, jo sudėtyje daug sveikatai naudingų medžiagų – polinesočių riebalų rūgščių, tokoferolių (vitamino E), fitosterolių, karotinoidų. Produkto perdirbimo technologija išskirtinė tuo, kad aliejus išgaunamas iš išdžiovintų ir sumaltų uogų sėklyčių inovatyvia technologija. Aviečių išspaudų sėklų aliejus yra išskiriamas ekologišku metodu ekstrahuojant sumaltas išspaudas virškiriziniu maistiniu anglies dvideginiu. Po ekstrakcijos jame nelieka jokių tirpiklio likučių. Tyrimus atlikę mokslininkai padarė išvadas, kad tai pats geriausias būdas išgauti labai aukštos kokybės aliejui – nėra naudojami jokie tirpikliai, jis ypač palankus aplinkai, o aliejaus savybės yra ženkliai geresnės nuo kitais būdais išgautų aliejų.
Aviečių aliejaus vartojimas siejamas su mažesne daugelio ligų rizika: jį vartojant galėtų sumažėti nutukimo, diabeto, širdies ligų rizika, be to, yra tyrimų, teigiančių, kad šiame aliejuje esančios veikliosios medžiagos galėtų sulėtinti protinių galių silpnėjimą, susijusį su amžiumi.
Darnūs miestai ir bendruomenės (#11)
Universitetas prisideda didinant įtraukią ir darnią urbanizaciją (#11)
KTU Statybos ir architektūros fakulteto docentas, architektas G. Balčytis 2020 metais pelnė Nacionalinę kultūros ir meno premiją už miestui ir žmogui atvirą architektūrą. Architektas jau anksčiau yra apdovanotas Lietuvos architektų sąjungos garbės ženklu ir Vyriausybės kultūros ir meno premija, kone labiausiai pažįstamas kaip Kauno autobusų stoties rekonstrukcijos ir išskirtinio Vilkaviškio autobusų stoties projektų autorius.
Daugybė miestų nori išsiskirti savo architektūra ir garsėti pasaulinio lygio architektų sukurtais pastatais – landmark‘ais (liet. krintantis į akis vietovės objektas). Tačiau tokie objektai neretai pastatomi neatsižvelgiant į vietovės ypatumus, todėl stipriai pakeičia, o kartais ir išdarko senai susiformavusią aplinką. G. Balčyčio nuomone architektūra yra erdvių, o ne plokštumų menas. Dėl to ypatingai svarbu, kokią erdvę pastatas sukuria sau, šalia esančiai gatvei ir apskritai, kokią erdvę sukuria miestui.
Kartu su kolegomis Kauno autobusų stotį suprojektavęs architektas G. Balčytis įrodė, kad išskirtinė architektūrinė pastato išraiška – stiprus motyvas pastatui tapti miesto ženklu, sukurti savitą veidą keliasdešimt metų pokyčių stokojusiai teritorijai, o aplinkinės miesto dalies gyventojams – mėgautis miestietiškos aplinkos kokybe.
„Kalbama apie tai, kad naujų pastatų jau nebereikia, tačiau būtina atnaujinti ar pakeisti senus pastatus – kad jie atitiktų šių dienų reikalavimus ir būtų tinkami ateičiai. Jei pastatą galima pritaikyti šiems laikams – tai kartu ir didelis privalumas, ir iššūkis architektams, nes pasaulis dar niekad taip greitai nesikeitė“, – teigia G. Balčytis.
