Pris för bästa doktorsavhandling, pro gradu-avhandling och diplomarbete inom teknikområdet: Artificiell intelligens som styr arbetsmaskiner, fraktal geometri samt minskad sulfathalt i avloppsvattnet från en läkemedelsfabrik

Teknikens akademiker TEK och Tekniska Föreningen i Finland TFiF har tilldelat årets pris för bästa doktorsavhandling till Mehdi Heydari Shahna, doktor i teknik. I sin doktorsavhandling vid Tammerfors universitet skapade han en metod för säker användning av artificiell intelligens i robotiserade arbetsmaskiner.

Styrning med lärande neurala nätverk gör det möjligt att förbättra arbetsmaskinernas prestanda, men för att garantera säkerheten måste maskinerna övervakas av ett separat säkerhetssystem.

Heydari Shahna utvecklade en lösning där ett säkerhetssystem ser till att styrningen med neurala nätverk fungerar säkert genom att vid behov överföra styrningen till en reservstyrenhet och i sista hand stänga av maskinen. Hela styrsystemets stabilitet har bevisats matematiskt.

”Vi kan alltså dra nytta av AI:s prestanda utan att kompromissa med säkerheten, eftersom den matematiskt underbyggda, feltoleranta säkerhetsstyrningen sköter om maskinens säkerhet även i undantagssituationer”, säger Mehdi Heydari Shahna.

Doktorsavhandlingen färdigställdes på mindre än tre år och omfattade sju delpublikationer. Heydari Shahna publicerade sammanlagt 14 vetenskapliga artiklar under sin doktorandutbildning.

Fraktal geometri är ett område inom matematiken som handlar om oregelbundna geometriska mönster och mängder vars struktur upprepas på samma sätt i alla skalor. Bland pro gradu-avhandlingarna inom teknikområdet utsågs Eeva Kuures avhandling i matematik vid Uleåborgs universitet till den bästa. Avhandlingen fördjupar sig i ett av de centrala problemen inom fraktal geometri.

”Avhandlingen är matematiskt exakt, tydlig och av exceptionellt hög kvalitet”, konstaterade prisjuryn.

Årets bästa diplomarbete skrevs också vid Uleåborgs universitet. Aamu Mykkänen, som avlade en diplomingenjörsexamen i miljöteknik, hittade i sitt examensarbete ett konkret sätt att minska sulfatbelastningen i avloppsvattnet från en läkemedelsfabrik.

”Jag blev intresserad av ämnet eftersom det handlade om ett betydande praktiskt problem som man tidigare inte hade hittat någon klar lösning på”, berättar Aamu Mykkänen.

Undersökningen avslöjade en viktig orsak till sulfatbelastningen. När svaveldioxidhaltiga gaser renades i en gastvättare kunde de sulfiter som bildades oxideras till sulfater i avloppsvattnet.

Arbetet har hjälpt Fermions fabrik i Uleåborg att minska sina sulfatutsläpp. Mykkänens iakttagelser kan sannolikt också tillämpas i andra liknande fabriksprocesser.

”I Finland bedrivs högklassig forskning inom teknikområdet som förtjänar att uppmärksammas. Med de här priserna vill vi uppmärksamma forskare och studerande samt lyfta betydelsen av deras arbete. Det är fint att se hur forskningen förenar vetenskaplig kompetens med lösningar på praktiska utmaningar”, säger TFiFs verksamhetsledare Annika Nylander.

För många studerande blir examensarbetet en språngbräda till en fast anställning inom teknikbranschen.

”Examensarbetet är mycket mer än bara den sista prestationen i studierna. Det ger en möjlighet att visa sin kompetens och ta itu med problem vars lösningar har stor betydelse. De prisbelönta arbetena visar hur forskning kan leda till ny kunskap, en ny inriktning på den egna karriären och ny affärsverksamhet”, säger TEK:s verksamhetsledare Jari Jokinen.

Alla årets vinnare fortsätter att arbeta med de teman som behandlades i deras arbeten.

Heydari Shahna fortsätter som postdoktor vid Tammerfors universitet. I doktorsavhandlingens Futura-projekt deltog en rad finländska företag inom maskinindustrin: Sandvik, Normet, Novatron, Hiab och GIM Robotics. Det nuvarande samarbetet med Sandvik syftar till att öka autonomin hos gruvborrningsutrustning med hjälp av de metoder som utvecklats i doktorsavhandlingen.

Heydari Shahna, som är född i Iran, vill omsätta sina forskningsresultat i praktiken i samarbete med företag.

”Jag vill hjälpa dem att växa och vara framgångsrika, eller kanske starta ett eget företag i Finland.”

Eeva Kuure inspirerades till fraktalforskning av en intressant forskningsartikel som hennes handledare Esa Järvenpää delade med henne. Han är också handledare för Kuures pågående doktorsavhandling.

”I min doktorsavhandling fortsätter jag att undersöka synlighetsproblemet inom fraktal geometri”, berättar Kuure, som för närvarande arbetar i forskningsgruppen för fraktal geometri vid Uleåborgs universitet.

Även Aamu Mykkänen fortsatte att arbeta på samma arbetsplats där hon gjorde sitt diplomarbete.

”Jag fortsatte på Fermion som EHS-expert (environment, health, safety) inom miljösäkerhet. Jag vill fördjupa mina kunskaper och ta itu med miljöutmaningar.”

-----

2025 års bästa doktorsavhandling, 7 500 euro

"Robust Deep Learning Control with Guaranteed Performance for Safe and Reliable Robotization in Heavy-Duty Machinery"

Mehdi Heydari Shahna, postdoktor, Tammerfors universitet

mehdi.heydarishahna@tuni.fi

2025 års bästa pro gradu-avhandling, 5 000 euro

"On the Hausdorff Dimension of Visible Parts of Sets"

Eeva Kuure, doktorand, Uleåborgs universitet

eeva.kuure@oulu.fi

2025 års bästa diplomarbete, 5 000 euro

"Teollisuusjäteveden sulfaattipitoisuuden syyt ja hallinta Fermionin Oulun tehtaalla"

Aamu Mykkänen, EHS-specialist, Fermion Oy

aamu.mykkanen@fermion.fi