Terveiset Evanstonista! Olen ollut täällä Luoteisyliopiston (eli Northwestern University) vieraana palttiarallaa puoli vuotta, joka on siis yhtä paljon kuin puolet vierailuni suunnitellusta kestosta. Olisi siis hyvä aika kerrata tapahtumat ja ehkä katsoa myös hieman tulevaisuuteen.
Tulin tänne tammikuussa kun Suomessa oli paukkupakkaset ja ensimmäinen asia jonka havaitsin oli että tämähän on aivan sairaan kylmä paikka. Lake Michiganin rannalla sijaitsevaa Chicagoa ei turhaan kutsuta tuuliseksi kaupungiksi ja kun tuulen yhdistää -20 asteen pakkaseen niin nuhahan siitä tulee. Vietin siis ensimmäisen viikon neljän seinän sisällä paitsi että kävin muutaman kerran koronatestissä kaivelemassa tikulla nenää. Tuon viikon aikana sain kuitenkin täytettyä kasan erinäisiä lomakkeita ja syötettyä ne takaisin yliopiston byrokraattiseen koneeseen (joka on muuten vähintään yhtä valtava ja hidas kuin koto-Suomessa). Siinä mielessä viikko oli siis ihan tuottoisa muunkin kuin rään osalta.
Kuva 1: Uskon että ilman tätä lätäkköä (Lake Michigan, pituus ~500 km, leveys ~200 km) tutkimusmatkani alku olisi ollut huomattavasti miellyttävämpi. Kuva otettu Evanstonin kampukselta, taustalla Chicagon kampus.
Luoteisyliopiston pääkampus sijaitsee tosiaan Evanstonissa, mutta oma työpisteeni on Chicagon kampuksella. Laboratorio, jossa työskentelen, on osa Simpson-Querrey bioteknologian tutkimuskeskusta (Simpson-Querrey Biomedical Research Center) ja sitä johtaa omalla alallaan maailmankuulu prof. John Rogers. Tutkimusmatkani tarkoituksena on A) selvittää miten pystytään tekemään mahdollisimman herkkiä ultra-ohuita pietsosähköisiä antureita valtimon pulssiaallon ei-invasiiviseen mittaamiseen (tässä on tarkoituksena käyttää hyväksi FE-mallintamista) ja B) valmistaa ohut, iholle kiinnitettävä ja ilman patteria toimiva datan välitys yksikkö, jolla kehittämämme anturi saadaan keskustelemaan ulkoisten laitteiden (esim. kännykkä) kanssa. Se suurempi kokonaisuus, johon tämäkin tutkimusseikkailu liittyy, on nk. iholle kiinnitettävä lääketieteellinen elektroniikka, jonka suunnan näyttäjänä prof. Rogersin ryhmä on toiminut jo parikymmentä vuotta. Osoituksena tästä ryhmän tutkimustuloksia löytyy yllättävistäkin paikoista, kuten alla oleva kuva Chicagon Tiede ja teollisuus museosta (Museum of Science and Industry) todistaa.
Kuva 2: En tiedä onko hyvä juttu, että tutkimusryhmän kehittämää teknologiaa löytyy museosta 😉
Tutkimusryhmällä on käytössä valtavat laboratoriotilat mukaan lukien satojen neliömetrien state-of-the-art puhdastilat. Oma mielenkiinnon kohteeni on kuitenkin edellä mainitussa FE-mallinnuksessa ja tiedonsiirtoyksikön suunnitellussa, ja tästä johtuen olen päätynyt käyttämään enemmänkin ryhmän tietotaitoa kuin tutkimusinfraa. Tutkimusmatkani alussa laboratorioaikaa kertyi kuitenkin enemmän, koska käytin ryhmän rakentamaa mekaanista keinosydäntä tiedonsiirtoyksikön varausvahvistimen optimointiin. Keinosydämellä pystyy kätevästi määrittämään haluamansa pulssiaallon muodon, jolloin saadaan referenssiaaltomuoto anturin tuottamalle aaltomuodolle. Vertailemalla näitä keskenään voidaan sitten valita varausvahvistimeen oikeanlaiset komponentit. Tällä hetkellä tiedonsiirtoyksikön suunnittelu on kuitenkin pääosin Rogersin ryhmän tohtoriopiskelijan harteilla, ja työaikani kuluu päätteellä FE-mallinnusohjelman parissa. Tähän liittyen olemme kehittäneet mallia, joka pystyisi arvioimaan kampaelektrodeilla varustetun ohuen ohuen pietsosähköisen anturin herkkyyttä. Voisi olettaa, että kampaelektrodilla varustettu anturi olisi huomattavasti herkempi kuin perinteinen levykondesaattoriin pohjautuva anturirakenne, koskapa jälkimmäisen kapasitanssi on huomattavasti suurempi (anturin tuottama jännite = anturin tuottama varaus / anturin kapasitanssi). Kamparakenteen tapauksessa ei ole kuitenkaan aivan selvää missä suhteessa voimaan/paineeseen pietsosähköinen materiaali tuottaa varauksia. Ja tämä pitäisi siis nyt seuraavan puolen vuoden aikana saada selville. Ensi askeleet on kuitenkin otettu, ja tulevaisuus näyttää valoisalta.
Allekirjoittaneen seuraava askel on kuitenkin lomille lomps. Tarkoituksena olisi kiertää muutama viikko Kalliovuorten kansallispuistoja ja sitten ottaa suunta Jämijärvelle, jossa odottaa lämmin sauna, terassityömaa ja äidin pöperöt.