Ajakirjanik
Teadusasutustes sündinud avastused, olgu need siis tehnoloogilised uuendused või uued teadmised näiteks mikrobioloogia, geneetika või elektroenergeetika vallas, peaksid ideaalis jõudma õige kiiresti ka laialdasse kasutusse, sest teaduse riikliku rahastamise üks eesmärke on teadussaavutuste ühiskondlik rakendamine. Kui keeruline on protsess aga tegelikult, tasub küsida Tallinna Tehnikaülikooli teadlastelt.
Ühe või teise valdkonna rahastamise kaudu esitatakse teadusasutustele justkui riiklik tellimus kas konkreetse ja spetsiifilise valdkonna uurimiseks või üldiste süvendatud teadmiste saamiseks. Nii paistab riigi huvi viimasel ajal selgelt välja toidutehnoloogiate arendamisel, näiteks küsimuses, kuidas kasutada mingis toidutootmise etapis tekkivaid jääke teiste toiduainete valmistamisel. Samuti ootab riik teadlastelt rohkem infot meie maapõues peituvate maavarade, nende kaevandamisvõimaluste ja praktilise otstarbekuse kohta, sest paradoksaalsel kombel nõuavad tehnoloogiad, mida soovime rohepöörde läbiviimiseks rakendada, üha rohkemat looduslike ressursside kasutamist.
Kuidas aga jõuavad teadusasutuste laborites ja katsetöökodades ilmavalgust näinud avastused tee n-ö laiatarbesse, meie igapäevasesse kasutusse? Tallinna Tehnikaülikooli (TalTech) inseneriteaduskonna juhtivteadur Toomas Vaimann näeb siin paari-kolme erinevat võimalust.
Teadus-arendustegevus on ajamahukas ja kulukas
2014. aastal elektrimasinate uurimises doktoritööd kaitsnud Vaimann, kes on oma igapäevatöös spetsialiseerunud elektroenergeetikale ja tööstustehnoloogiale, ütleb, et esiteks võivad ettevõtted ise pöörduda mingi neid huvitava probleemiga teadlaste poole, sest ettevõtete aktiivsusel on teadustöö hoogustamisel oluline roll, mis võiks olla iseenesest isegi suurem.
„On ettevõtteid, kes teavad, mis on teadus-arendustegevus, kes tahavadki seda teenusena osta, aga samas ka mõistavad, et teadus-arendustegevus nõuab aega, raha ja muid ressursse ning ei pruugi alati viia soovitud lõpptulemuseni,” selgitab Vaimann. „Oluline on ka see, kui innovatiivset asja tahetakse saada. Loodetud maailmapööramine ei lähe alati korda, sest sisaldab alati riske.”
Samas leiab tema sõnul ka ettevõtteid ja riiklikke valitsusasutusi, kel puudub teadus-arendustegevusest õigupoolest täpne arusaam. Nii heidetakse ülikoolidele tihtilugu ette, et nood on oma töödes väga aeglased – mingi uuringu resultaate tuleb aastaid oodata ja kui resultaat lõpuks saabub, võib see ikkagi tunduda kuidagi poolik või kasutuskõlbmatu.
Vaimann arvab, et kui ettevõtja soovib teadlastelt midagi, mida saaks kasutada juba ülehomme, siis ei oodata mitte teadus-arendustegevust, vaid n-ö valmistoodet, mis vajab äärmisel juhul vaid mõningast konkreetsetele oludele kohandamist. See omakorda eeldab, et teadus-arendustegevus on juba varem läbi viidud, kuigi sel juhul kellegi teise raha eest.
„Selliseks teadus-arendustegevuseks, mille väljundina soovitakse näha laiemat ühiskondlikku kasutust, võiks tulla finantseering grantide rahast, olgu selleks siis Eesti Teadusagentuuri ressursid või miski muu,” leiab Toomas Vaimann.
Teadussaavutuste rahvamajandusse jõudmisel näeb ta veel sedagi võimalust, kui teadlaste valduses on juba mingi patenteeritud leiutise või kasuliku mudeli autoriõigus, mida nad võivad müüa. Samas sisaldavad näiteks Euroopa suuremate grandirahastuste tingimused klauslit, et kõik uuringu tulemused peavad olema avalikud, mis aga tähendab, et sääraselt rahastatud teadustöö keskne tulemus ei saa olla patent. Küll aga saab patenteerida teadustöö n-ö kõrvalproduktina sündinud avastusi.
Seega on teadustöö jõudmine avalikku kasutusse seotud ka majandusliku otstarbekusega, mida ennekõike vaevad ettevõtted, mida tuleb ettevõtetel kaaluda ka mitmete lepingutes sätestatavate, kõigi osapoolte osalust eeldavate juriidiliste nüansside abil.
Testid TalTechi katselaboris | Foto: TalTech
Hulk tõkkeid teadussaavutuste jõudmisel igapäevaellu
TalTechi elektroenergeetika ja mehhatroonika instituudis on kaks põhilist elektrimasinatega tegelevat valdkonda – elektrimasinate disain ja uue suunana ka 3D-prinditud elektrimasinad ning elektriseadmete diagnostika.
3D-prinditud elektrimootorite osas ollakse maailmas esirinnas ning juba on astutud ka esimesi samme nende tööstusesse juurutamise teel.
„Esialgu edeneb juurutamine visalt ja asjast huvitatud ettevõtted ei asu kahjuks Eestis, vaid USA-s. Suuresti sellepärast, et 3D-elektrimootorite printimine on küll hästi paindlik, kuid ka väga kallis tehnoloogia,” räägib Vaimann. „See on ka põhjus, miks sellelaadne seeriatootmine veel omajagu aega võtab. Praegu tellivad 3D-tooteid militaar- või lennundustööstus või mõni meditsiiniseadmete tootja, kel on vaja üksikuid, n-ö veidraid asju. Klassikaline tööstus ei soovi võtta enda kanda nii suuri riske valdkonnas, kus puuduvad masstootmiseks küpsed, n-ö garanteeritud lahendused. Mis tähendab, et oleme oma 3D-prinditud elektrimootoritega mingis mõttes ajast ees. Ja siit edasi peabki nüüd tulema innovatsioon, et leida tööstusele sobilikke maandatud riskidega lahendusi.”
Ja isegi, kui selline lahendus on n-ö kaante vahele saadud, seisab selle tootmisse jõudmisel ees veel rida bürokraatlikke ja juriidilisi tõkkeid, näiteks peab uue tehnoloogia tööstuslikule kasutuselevõtmisele eelnema standardiseerimine jmt.
Toomas Vaimanni sõnul on eriti viimasel ajal tekkinud TalTechi elektriseadmete teaduslaborile päris rohkesti tööstuskliente. Tihti jõutakse teadlaste juurde mingite konkreetsete olukordade tõttu, olgu nendeks siis seadmete rikked, õnnetused, praaktoodang vms.
„Vahel juhtub, et niisugustest kontaktidest võib välja kasvada pikem koostöö, mille käigus selgitatakse välja konkreetsele ettevõttele parimad lahendused. Nii et teinekord saab meie ekspertiisitööst lõpuks hoopis teadus-arendustegevus,” iseloomustab Vaimann ülikooli ja ettevõtete koostöövariante. „Näiteks praegu töötame ühele suurfirmale välja elektrimootorite ja trafode diagnostikamudelit, mis peaks võimaldama korraldada seadmetele reaalajas arvutuslikku ehk n-ö prognoosivat hooldust.”
3D-prinditud elektrimootorite osas ollakse maailmas esirinnas ning juba on astutud ka esimesi samme nende tööstusesse juurutamise teel.
Toomas Vaimann (seismas) TalTechi elektrimasinate teaduslaboris koos doktorantidega | Foto: TalTech/erakogu
Teadus vajab ka tööstuslikku katsepolügooni
Toomas Vaimann tunnistab, et sageli tekib pudelikael siis, kui mingi uue seadme jõudmisel laborist tootmisse või tööstusesse puudub tööstuslik katsebaas. Piltlikult öeldes peab katseklaasis ideaalselt toimiv protsess töötama samamoodi ka tööstuslikes mastaapides. Seda aga tuleb järk-järgult katsetega tõestada, Enne aga, kui ükski investor riskib uue tehnoloogia hankimise jaoks raha välja käia, tuleb selle toimivust järjestikuste katsetega tõestada.
Juba prototüüpe tuleb korduvalt ehitada. Vaimann kirjeldab, et kui laboris püütakse esimese prototüübiga saada kätte uuritava tehnoloogia funktsionaalsus, siis järgmiste sammudega tuleb muuta seade kompaktsemaks, ilma et töökindlus kannataks. Seejärel asutakse vaatlema, kuidas muuta seadme töö võimalikult efektiivseks jne, kusjuures teadlased juba teavad, et mida peenemaks läheb häälestamine, seda enam võib ilmneda tõrkeid.
„Osade ettevõtetega on nende valdustes katsetamiseks keeruline kokkuleppele jõuda. Näiteks börsifirmad võib kohe välistada. Asja teeb veelgi keerulisemaks see, et paljusid asjaolusid tuleb katsetada erinevates keskkondades,” räägib Vaimann. „Paraku on Eestis suhteliselt vähe sellist tööstust, mis oleks valmis teadus-arendustegevust sisse ostma ja selleks katsebaasi pakkuma. Meil on palju väikseid ettevõtteid, kes ei suudagi seda teha. Väga suurtel kontsernidel on aga juba oma teaduskeskused, oma ärisaladused ja neid ei soovita ülikoolides levitada. Konfidentsiaalsuslepingud sõlmitakse selliste koostööde puhul niikuinii.”
Samas on tõelises keskkonnas läbiviidud katsetus hädavajalik, et mingi uus tehnoloogia üldse tööstuslikku kasutusse jõuaks.
Ajaloost on teada ka juhtumeid, kus mõned teaduslikud saavutused on majanduslikel või ka poliitilistel kaalutlustel kalevi alla pandud. See võib juhtuda mingite huvigruppide vahelise vastaseisu tagajärjel, kui üks osapool ostab mingid patendid kokku ja hoiab neid teatud motivatsioonist kantuna saladuskatte all.
Paraku on Eestis suhteliselt vähe sellist tööstust, mis oleks valmis teadus-arendustegevust sisse ostma ja selleks katsebaasi pakkuma. Meil on palju väikseid ettevõtteid, kes ei suudagi seda teha.
TalTechi Keemia- ja Biotehnoloogia Instituudi keemilise analüüsi labor | Foto: Hernandez Sorokina
Uuendused pääsevad mõjule vaid mõtteilma muutusega
Erinevates riikides on teaduse rahastamiseks erinevad prioriteedid. Vaimann toob näite 2022. aasta teaduse aastaraamatust, kust tuleb välja, et tehnikateadused said riigilt vähem teadusgrandi raha kui pehmete valdkondade teadussuunad, ning kordades vähem kui loodusteadused. Samas täidab riigikassat just tootmine ja toodangu eksport, tehnoloogiast sõltub ka riigi strateegiline infrastruktuur, olgu selleks siis energiataristu, teedevõrk või piirikaitse.
„Seetõttu võivad avalikkusse jõuda segased signaalid. Valitsus deklareerib ühest küljest, et energeetika on meile oluline, aga samas ei paista see elektroenergeetika valdkonna teadus-arendustegevuse rahastamises eriti välja,” nendib Toomas Vaimann. „Eestis takistab tööstuslikku arengut kõvasti ka nn NIMBY-teema (mitte-minu-naabrusse-sündroom – toim). Letipeal tekkis näiteks suur tuumajaamavastasus pelgalt väljakäidud mõtte peale. Siin on vastuolu – inimesed tahaksid teenida suuremat palka, aga kuidas seda teenida, kui midagi uut rajada ei lubata.”
Kliimaeesmärkide ja rohepöörde vaimust kantuna nähakse maailma tulevikku elektrifitseerimises, elektrimasinate praegusest suuremas kasutamises, nende automatiseerimises ja mitte ainult tööstuse, vaid vaat et kogu meie igapäevaelu digitaliseerimises. Sellepärast kuulub ka elektroenergeetika, millega tegeleb Toomas Vaimann, laia tööpõlluga tulevikuteaduste hulka.
Kui veerand sajandit tagasi sai pöördeliseks sagedusmuundurite tulek laia kasutusse, siis mida võiks tuua tulevik meile elektrotehnika vallas?
„Seda tulevikku näeme kõikjal juba praegu. Üks selle väljendusvorme on igasugune elektromobiilsus – elektriautod, elektritõuksid, droonid, juba ka laevad. Pakirobotid ja muud isejuhitavad liikurid. Kodudes on robottolmuimejad, –muruniidukid ja muud automaatselt töötavad vahendid. Nende osakaal suureneb kindla peale,” manab Vaimann vaimusilma ette tulevikku. „Julgen küll kahelda, kas me näeme kümne aasta pärast massilist vesiniku pealetungi. Tööstuses levivad üha rohkem automatiseeritus, robotite osakaal ja digilahendused. Tahame või mitte, aga kõik tegevused peavad muutuma efektiivsemaks.”
Tööstuses levivad üha rohkem automatiseeritus, robotite osakaal ja digilahendused. Tahame või mitte, aga kõik tegevused peavad muutuma efektiivsemaks.
Lisaks hakatakse üha rohkem mõtlema asjade taaskasutusele juba nende tootmise ajal, samuti naaseb meie ellu tehnika remont, mis vahepealsetel aastatel hea elu laineharjal seilates ununema kippus.
„Automaatika suudab panna seadme tööle oluliselt efektiivsemalt, kui inimene n-ö käsitsi reguleerides seda eales suudaks,” märgib Toomas Vaimann. „Automaatika kätkeb endas ka elektritarbimise juhtimist – tarbimise kõrghetkel lülituvad välja suuremad voolutarbijad nagu pesupesemine, vee kuumutamine, akude laadimine, küte ja kõik see, mida saab teha ka muul ajal. Usun, et järgmise sammuna hakkab tarbimise juhtimine töötama vastavalt börsihinnale ja tarbimiskõverale, mis on ju ette prognoositud. Ja juba mängitakse ka alalisvooluhoonete mõttega, mis tähendab, et igal seadmel ei pea olema eraldi muundurit, sest iga muundus tähendab energiakadu.”
Reaalsuses sõltub uuenduse võime igapäevaelus kanda kinnitada suuresti sellest, kuidas inimesed selle omaks võtavad ja kuidas paraneb nende teadlikkus kokkuhoiuvajadusest. Mõttemaailma muutus võtab lihtsalt omajagu aega.
