Pääaine

Diplomi-insinöörin tutkinnon pääaine muodostuu kolmesta koulutusohjelmaan kuuluvasta moduulista: yleensä perusmoduulista, jatkomoduulista sekä syventävästä moduulista. Yleensä perus- ja jatkomoduuli sisältyvät tekniikan kandidaatin tutkintoon ja vain syventävä moduuli diplomi-insinöörin tutkintoon.

Vaikka opiskelija suorittaisi useamman samaan jatkomoduuliin perustuvan syventävän moduulin, hänen tutkintoonsa sisältyy ainoastaan yksi pääaine. Joissain tapauksissa toisesta syventävästä moduulista voi muodostua sivuaine. Opiskelijan pää- ja sivuaineeseen ei voi kuulua samoja moduuleja. Sama kurssi ei myöskään voi olla kahdessa opiskelijan suorittamassa moduulissa. Mikäli opiskelijan valitsemiin moduuleihin sisältyy samoja kursseja, suoritus kirjataan ensisijaisesti siihen moduuliin, jossa se on pakollinen suoritus, ja toiseen moduuliin suoritetaan vastaavasti enemmän vaihtoehtoisia kursseja.

Ylemmässä tutkinnossa pääaineen osaamista voi vahvistaa myös erikoismoduuli (C-moduuli).

Niin sanottujen toisen vaiheen valittujen eli vain diplomi-insinöörin tutkinnon Aalto-yliopistossa suorittavien opiskelijoiden pääaine koostuu tavallisesti jatkomoduulista, syventävästä moduulista ja erikoismoduulista. Korkeakoulu päättää tarvittaessa miten opiskelijan aikaisemmat opinnot vastaavat pää- ja sivuaineen muodostavia moduuleja.

Opiskelijan ainevalinnat vahvistetaan henkilökohtaisessa opintosuunnitelmassa. Ylemmän tutkinnon HOPS kannattaa vahvistuttaa ennen opintojen laajaa suorittamista.

Ylemmän tutkinnon pääaineet bioinformaatioteknologian koulutusohjelmassa ovat:

  • biologinen kemia ja biomateriaalit
  • biologinen tekniikka
  • bioautomatiikka
  • biotroniikka
  • laskennallinen ja kognitiivinen biotiede.

Moduulipolut bioinformaatioteknologian pääaineissa diplomi-insinöörin tutkinnossa. 

Biologinen kemia ja biomateriaalit

Huvudämne på svenska: Biologisk kemi och biomaterialer

Major in English:  Biological Chemistry and Biomaterials
Ainekoodi: KE3005
Vastuuhenkilöt: professorit Jukka Seppälä, Matti Leisola, Ari Koskinen, Reija Jokela, Simo Laakso, Katrina Nordström ja Kyösti Kontturi.

Pääaineeseen sisältyvät syventävät moduulit:

  • Biomateriaalien syventävä moduuli
  • Orgaanisen kemian syventävä moduuli

Pääaine tarjoaa hyvät edellytykset toimia alan asiantuntijatehtävissä sekä edellytykset siirtyä syventämään alan tiedollisia ja taidollisia valmiuksia edelleen tekniikan tohtorin tutkintoon tähtäävissä jatko-opinnoissa. Pääaineessa on mahdollista suuntautua Biomateriaaleihin tai Orgaaniseen kemiaan. Opiskelijan kurssivalinnoista riippuen pääaineessa painottuvat biomateriaalien lääketieteelliset sovellukset, biokemian prosessiosaaminen tai bioadaptiivisten laitteiden suunnittelu, valmistus ja testaus.

Pääaine antaa hyvät edellytykset biomateriaalien tutkimukseen ja kehittämiseen sekä alalla tarvittavat tiedolliset ja taidolliset työelämävalmiudet. Pääaineen hyvä tuntemus antaa valmiudet soveltaa tieteellisiä menetelmiä yksityisen puolen työtehtävissä sekä toimia julkisen sektorin asiantuntija- ja tutkimustehtävissä.

Tavoite on kouluttaa diplomi-insinöörejä, joilla on tiedolliset ja taidolliset valmiudet toimia biomateriaalien suunnittelun, valmistuksen ja hyödyntämisen vaativissa asiantuntijatehtävissä. Syventävissä opinnoissa tarjotaan teknillistieteellisiä teoria-, laboratoriotyö- ja erikoistyökursseja, joiden tavoitteena on valmentaa opiskelijat diplomityön menestykselliseen suorittamiseen ja tieteellisten menetelmien soveltamiseen työelämässä.

Biomateriaalien syventävä moduuli A3

Moduuliketju: biologisen tekniikan perusmoduuli – biologisen kemian ja biomateriaalien jatkomoduuli – biomateriaalien syventävä moduuli

Biomateriaaleilla tarkoitetaan biologisen systeemin kanssa vuorovaikuttavia materiaaleja. Ne voivat olla esimerkiksi luonnonmateriaaleja, bioyhteensopivia synteettisiä materiaaleja, bioaktiivisia materiaaleja tai vaikkapa biohajoavia materiaaleja.

Biomateriaalien käyttöalueet liittyvät lääketieteellisiin kojeisiin ja laitteisiin, kirurgisiin istukemateriaaleihin ja lääkeannostelun tekniikoihin. Biomateriaalien koostumuksen, synteesin, rakenteen fysiikan, toiminnan periaatteiden ja ominaisuuksien hallinnan ymmärtäminen on syventävän moduulin biomateriaalit keskeinen sisältö.

Opiskelija voi painottaa opintonsa polymeerimateriaaleihin tai fysikaaliseen kemiaan ja lisäksi hankkia täydentäviä tietoja orgaanisessa kemiassa, epäorgaanisessa kemiassa, bioadaptiivisessa tekniikassa, bioelektroniikassa tai biologisessa kemiassa.

Moduulin koodi: KE152-3

Laajuus: 20 op
Vastuuhenkilö: prof. Jukka Seppälä

Koodi Kurssi OP
Pakolliset kurssit:
KE-100.3410 Polymer properties 5
KE-100.4810 Biopolymers P 3
KE-31.4555 Biofysikaalinen kemia 4
Valitse seuraavista siten, että 20 opintopistettä täyttyy:
KE-100.3500 Polymeeriteknologian laboratoriotyöt 5
KE-100.5010 Polymeeriteknologian seminaari L 3-9
KE-100.5050 Polymeeriteknologian tutkimusprojekti L 4-7
KE-31.3130* Polyelektrolyytit L 2
KE-31.4510* Kuljetusprosessit elektrodeilla ja membraaneissa L 4
KE-31.4100* Sähkökemian perusteet  3
KE-31.4110 Sähkökemiallinen kinetiikka 3
  Yhteensä 20
*BIO-koulutusohjelman KE-31-opinnot riittävät esitiedoiksi

Orgaanisen kemian syventävä moduuli A3

Moduuliketju: Biologisen tekniikan perusmoduuli – Biologisen kemian ja biomateriaalien jatkomoduuli – Orgaanisen kemian syventävä moduuli

Orgaanisen kemian opetuksen keskeinen painopiste on erityisesti tulevaisuuden teknologisiin sovellutuksiin soveltuva synteettinen orgaaninen kemia. Syventävän moduulin ytimen muodostaa moderneihin synteesimenetelmiin keskittyvä kokonaisuus, jossa on sekä teorialuentoja että kokeellinen laboratorio-osuus. Synteesin tukena opiskellaan molekyylisuunnitteluun, synteesisuunnitteluun ja tulosten analysointiin tarvittavia tietokoneavusteisia menetelmiä. Teoreettisen Synteesi-kurssin ja tutkimusprojektin tueksi opiskelija valitsee joko orgaaniseen rakenneanalytiikkaan tai asymmetriseen synteesiin painottuvan kurssin. Rakenneanalytiikan osiossa vahvistetaan opiskelijan kykyä analysoida synteesituotteet nykyaikaisin spektrometrisin menetelmin. Asymmetrisen synteesin osiossa perehdytään enantiopuhtaiden aineiden valmistusmenetelmiin ja niiden soveltamiseen lääkeaineisiin, luonnonaineisiin ja uusiin materiaaleihin. Asymmetrinen synteesi on orgaanisen kemian laboratorion tutkimuksen erityisosaamisala.

Moduuli koodi: KE153-3

Laajuus: 20 op
Vastuuhenkilö: professorit Ari Koskinen ja Reija Jokela

Koodi Kurssi OP
KE-4.4120 Orgaaninen synteesi 8
KE-4.4010 Orgaanisen kemian tutkimusprojekti 7
KE-4.4100* Orgaaninen rakenneanalytiikka 5
KE-4.5500* Asymmetrinen synteesi 5
  Yhteensä 20
*Valitse joko KE-4.4100 tai KE-4.5500

Biologinen tekniikka

Huvudämne på svenska: Biologisk teknik

Major in English: Bioengineering
Ainekoodi: F3013
Pääaineen vastuuhenkilöt: professorit Ari Koskelainen, Risto Ilmoniemi ja Paavo Kinnunen.

Pääaineeseen sisältyvät syventävät moduulit ja erikoismoduulit:

  • Biologisen fysiikan ja lääketieteellisen tekniikan syventävä moduuli
  • Biologisen fysiikan ja lääketieteellisen tekniikan erikoismoduuli

Biologisen tekniikan ylemmän tutkinnon pääaineessa koulutetaan biologisten järjestelmien ja materiaalien ominaisuuksia ja toimintaa ymmärtäviä tekniikan osaajia, jotka suuntautuvat monipuolisesti biologisten systeemien ja tekniikan välisten rajapintojen sovellusalueisiin. Koulutus tarjoaa mahdollisuuden työskennellä sekä julkisella että yksityisellä sektorilla erilaisissa tutkimus-, tuotekehitys-, suunnittelu-, koulutus- ja konsultointitehtävissä. Valmistuneet sijoittuvat esim. tutkimuslaitoksiin, sairaaloihin, lääketieteellisen tekniikan yrityksiin, lääkeaineteollisuuteen tai tietoteollisuuden palvelukseen. Pääaine antaa ammatilliseen erikoisosaamiseen ja tutkijakoulutukseen tarvittavat perustiedot.

Tavoitteena on, että DI-tason pääaineen opiskelijat saavat hyvät matemaattis-luonnontieteelliset valmiudet ja teknillistieteellisen osaamisen biologisten systeemien ymmärtämiseen ja käsittelyyn sekä sovellusten kehittämiseen biosysteemien ja tekniikan rajapinnoille. Pääaine tarjoaa hyvän perustan tohtorin tutkinnon suorittamiseen.

Biologisen fysiikan ja lääketieteellisen tekniikan syventävä moduuli A3

Moduuliketju: Biologisen tekniikan perusmoduuli – Biologisen tekniikan jatkomoduuli – Biologisen fysiikan ja lääketieteellisen tekniikan syventävä moduuli

Moduulin kuvaus ja tavoitteet:

Ryhmä 1 (Biologinen fysiikka)

Ryhmän opinnoissa perehdytään fysiikan lähtökohdista elävän aineen rakenneyksiköihin ja vuorovaikutuksiin molekyylitasolta aina kudos- ja yksilötasolle saakka. Opetus keskittyy biologisten makromolekyylien rakenteeseen ja fysiikkaan, biologisten systeemien sähköisiin signalointimekanismeihin ja molekyyli- ja solutason biofysiikan tutkimusmenetelmiin.

Tavoitteena on kouluttaa opiskelijoita ymmärtämään, mallintamaan ja soveltamaan elävässä aineessa esiintyviä fysikaalis-kemiallisia ilmiöitä sekä antaa perustiedot biologisen fysiikan tutkimusmenetelmistä.

Ryhmä 2 (Lääketieteellinen kuvantaminen ja fysiologiset systeemit)

Ryhmän opinnot antavat opiskelijalle valmiudet ymmärtää mm. röntgen-, isotooppi-, magneetti- ja ultraäänikuvauksen uusinta tekniikkaa ja menetelmiä sekä sovellusalueita. Opetus sisältää myös mittaustekniikkaa diagnostisiin sovelluksiin sekä nykyaikaisten hoitomenetelmien fysiikkaa ja tekniikkaa. Lisäksi kuvankäsittelyn alueella opitaan kuvien peruskäsittelyä, kolmiulotteisten kuvien käsittelyä ja visualisointia sekä eri kuvantamismenetelmillä otettujen kuvien sulauttamista.

Tavoitteet: Oppia ymmärtämään ihmisen elämää ja selviytymistä ylläpitävien fysiologisten järjestelmien normaalia toimintaa ja sairauksien aiheuttamia keskeisiä muutoksia sekä näiden seuraamiseen ja tutkimukseen liittyvät moderneja mittausmenetelmiä. Perehtyä modernien lääketieteellisten kuvantamismenetelmien toiminnan fysikaalisiin perusteisiin, teknisiin toteuttamismuotoihin ja eri menetelmien vahvuuksiin ja heikkouksiin kuvantamisen kullakin kliinisellä sovellusalueella. Oppia ymmärtämään lääketieteellisen digitaalisen kuvankäsittelyn keskeiset menetelmät ja kuvankäsittelyn tuoma lisäarvo lääketieteellisen kuvantamisen eri osa-alueilla.

Moduulin koodi: F308-3

Laajuus: 20 op
Vastuuhenkilöt: Professorit Ari Koskelainen, Risto Ilmoniemi, Paavo Kinnunen ja Lauri Parkkonen.

Koodi Kurssi OP
Pakolliset kurssit:
Tfy-99.3298 Biofysiikan ja lääketieteellisen tekniikan erikoistyö 5-10
Tfy-99.4273 Seminar on Biomedical Engineering 3
Valitse kurssit yhdestä ryhmästä niin, että 20 opintopistettä täyttyy:
RYHMÄ 1:
Tfy-99.4263 Elollisen aineen fysiikka II (elektrofysiologia) L 5
Tfy-99.4264 Elollisen aineen fysiikka III (molekulaarinen biofysiikka) L 5
Tfy-99.4283 Methods in Modern Biophysics L 5
RYHMÄ 2:
Tfy-99.2710 Johdatus ihmisaivojen rakenteeseen ja toimintaan 5
Tfy-99.7280 Medical Imaging P 5
Tfy-99.4281 Kuvankäsittely lääketieteellisessä tekniikassa L 5
  Yhteensä 20

Laskennallinen ja kognitiivinen biotiede

Huvudämne på svenska: Datorbaserad och kognitiv biovetenskap

Major in English: Computational and Cognitive Biosciences
Ainekoodi: IL3003
Vastuuhenkilöt: professorit Jouko Lampinen, Harri Lähdesmäki, Kimmo Kaski, Mikko Sams, Samuel Kaski, Erkki Oja

Pääaineeseen sisältyvät syventävät moduulit ja erikoismoduulit:

  • Bioinformatiikan ja laskennallisen systeemibiologian syventävä moduuli
  • Kognitiivisen neurotieteen ja neuroinformatiikan syventävä moduuli
  • Laskennallisen mallinnuksen ja data-analyysin erikoismoduuli

Pääaineen opintoja suositellaan tuettavaksi toisella erikoismoduuleista Laskennallinen mallinnus ja data-analyysi tai Informaatiotekniikka (tietotekniikan koulutusohjelma).

Laskennallisen ja kognitiivinen biotieteen DI-tason pääaine antaa ammatilliseen erikoisosaamiseen ja tutkijakoulutukseen tarvittavat perustiedot valitun syventävän moduulin erityisalueelta. Eri moduulivaihtoehtojen opintojen tarkempi sisältö on eritelty kunkin syventävän moduulin kuvauksen yhteydessä.

Laskennallisen ja kognitiivisen biotieteen DI-tason pääaineessa koulutetaan biolaskennan, systeemibiologian, signaalinkäsittelyn ja neurokognitiivisen tiedonkäsittelyn osaajia, jotka suuntautuvat monipuolisesti informaatio- ja kommunikaatioteknologiaan sekä biotieteisiin. Koulutus tarjoaa mahdollisuuden työskennellä niin julkisella kuin yksityisellä sektorilla sekä lääkeaine- että tietoteollisuuden ja bioteknologian palveluksessa erilaisissa tutkimus- koulutus-, tuotekehitys-, suunnittelu-, ja konsultointitehtävissä. Tutkimus- ja kehitystehtävissä tarvittavien formaalien käsitteiden ja menetelmien hallinta on keskeisessä asemassa opetuksessa. Pääaine tarjoaa näin hyvän perustan tohtorikoulutukselle.

Bioinformatiikan ja laskennallisen systeemibiologian syventävä moduuli A3

Moduuliketju: Laskennallisen ja kognitiivisen biotieteen perusmoduuli – Laskennallisen ja kognitiivisen biotieteen jatkomoduuli – Bioinformatiikan ja laskennallisen systeemibiologian syventävä moduuli

Laskennallisten menetelmien käyttö mullistaa biologiaa ja lääketiedettä, tällä hetkellä erityisesti molekyyli-, solu- ja kudostason rakenteiden ja prosessien analysoinnissa. Tässä työssä tarvitaan vankkaa laskenta-, mallitus-, ja data-analyysimenetelmien asiantuntemusta, jota yhdistetään tässä moduulissa perustietoon biologisista systeemeistä. Moduuli antaa mahdollisuuden varsin yksilöllisen opintosuunnitelman laatimiseen. Keskeisten perustietojen hankkimisen jälkeen moduulissa voi syventyä joko bioinformatiikkaan tai laskennalliseen systeemibiologiaan. Näiden lisäksi hankitaan vahva yleiskäyttöinen menetelmäperusta valitsemalla kursseja mm. tiedon louhinnasta, tilastollisesta mallituksesta, koneoppimisesta, hahmontunnistuksesta, signaalinkäsittelystä ja biofysikaalisesta mallinnuksesta.

Moduulissa perehdytään laskennallisiin menetelmiin ja informaationkäsittelytekniikoihin, joita tarvitaan biologisten systeemien ymmärtämisessä, niistä mitattujen suurten tietoaineistojen analysoinnissa ja modernien biologisten ja lääketieteellisten tutkimusongelmien ratkaisussa. Moduulin tavoitteena on kouluttaa monipuolisia asiantuntijoita tutkimus-, koulutus-, tuotekehitys- ja suunnittelutehtäviin tutkimuslaitoksissa, lääketeollisuudessa, biotekniikkayrityksissä ja tietoteollisuusalan yrityksissä.

Moduulin koodi: T290-3

Laajuus: 20 op
Vastuuhenkilö: professorit Harri Lähdesmäki, Samuel Kaski, Kimmo Kaski,  Jouko Lampinen, Jukka Tulkki ja Juho Rousu.

Koodi Kurssi OP
Pakolliset – vähintään kolme seuraavista (mikäli eivät sisälly aiempiin opintoihin):
Becs-114.2510 Computational Systems Biology 5
T-61.5050 High-throughput bioinformatics L 5-7
T-61.5110 Modelling biological networks L 5-7
T-61.5120 Computational genomics L 4-7
Valinnaisia opintoja – vähintään yksi seuraavista:
Becs-114.3215 Laskennallisen tekniikan erikoistyö 3-7
T-61.6070 Special Course in Bioinformatics I L 3-10
T-61.6080 Special Course in Bioinformatics II L 3-10
Valitse seuraavista siten, että moduulin laajuus täyttyy:
T-61.3025 Hahmontunnistuksen perusteet 5
ELEC-C5230 Digitaalisen signaalinkäsittelyn perusteet 5
T-61.3050 Machine Learning: Basic Principles 5
T-61.5130 Machine Learning and Neural Networks L 5
T-61.5140 Machine Learning: Advanced Probabilistic Methods L 5
T-61.5100 Digitaalinen kuvankäsittely L 5
T-61.5010 Information visualization L 5
T-61.5060 Algorithmic Methods of Data Mining L 5
T-106.5400 Merkkijonoalgoritmit L 5-6
Becs-114.3200 Laskennallisen tekniikan erikoiskurssi I L 6
Becs-114.2601 Bayesilaisen mallintamisen perusteet L 5
Becs-114.2240 Laskennallisen tekniikan seminaari 3
Becs-114.4150 Complex Networks L 3-6
Becs-114.4230 Yksilöllisiä laskennallisen tekniikan opintoja L V 1-8
T-79.5204 Combinatorial Models and Stochastic Algorithms L 6
  Yhteensä 20

Kognitiivisen neurotieteen ja neuroinformatiikan syventävä moduuli A3

Moduuliketju: Laskennallisen ja kognitiivisen biotieteen perusmoduuli – Laskennallisen ja kognitiivisen biotieteen jatkomoduuli – Kognitiivisen neurotieteen ja neuroinformatiikan syventävä moduuli.

Kognitiivisella neurotieteellä ja neuroinformatiikalla tarkoitetaan kognitiivisten prosessien (ajattelu-, muisti- ja havaintoprosessit jne.) hermostollisen perustan tutkimusta ja kvantitatiivista mallinnusta, erityisesti integroimalla informaatiota neurotieteen eri tarkastelutasojen ylitse. Tekniset kehitysaskeleet aivotutkimusmenetelmissä mahdollistavat yhä monipuolisemman kognition hermostollisen perustan tutkimuksen. Informaatioteknologiaa on hyödynnetty niin neurotieteellisen tutkimusaineiston sähköisiin datapankkeihin sijoittamisessa (mikä mahdollistaa tiedon louhinnan, meta-analyysit ja laskennallisen mallien kehittämisen/validoinnin), datan etsintä- ja analysointialgoritmien kehittämisessä, sekä aivojen laskennallisten mallien kehittämisessä. Lisääntyvä tieto aivojen toiminnasta antaa parempia mahdollisuuksia niin kliinisten sovellusten kehittämiseen (esim. kognitiivisten puutosten diagnosointi ja seuranta neurologisissa ja neuropsykiatrisissa sairauksissa), edistysaskeliin keinotekoisten aistien, uudentyyppisten tekoälyalgoritmien ja robotiikan kehittämisessä, kuin myös ihmisten käyttämien kommunikaatioteknologia- ja informaatioteknologiasovellusten kehittämiseen.

Moduuli syventää Laskennallisen ja kognitiivisen biotieteen perus- ja jatkomoduuleissa hankittuja tietoja kognition hermostollisesta perustasta sekä signaalianalyysi- ja mallinnusmenetelmistä.

Moduulin koodi: T291-3

Laajuus: 20 op
Vastuuhenkilö: professorit Mikko Sams, Samuel Kaski, Lauri Nummenmaa, Erkki Oja ja Juho Rousu.

Koodi Kurssi OP
Pakolliset
Tfy-99.3720 Advanced Course on Human Brain Functioning P 5
T-61.5080 Signal Processing in Neuroinformatics L 5
Valitse seuraavista siten, että 20 opintopistettä täyttyy:
T-61.5090 Image Analysis in Neuroinformatics L 5
Tfy-99.7280 Medical Imaging P 5
BECS-114.5792 Brain Imaging Practice P 5-7
Becs-114.2601 Bayesilaisen mallintamisen perusteet L 5
Becs-114.3812 Computational Neuroscience 6
Becs-114.4150 Complex Networks L V 3-6
T-61.3025 Hahmontunnistuksen perusteet 5
ELEC-C5230 Digitaalisen signaalinkäsittelyn perusteet 5
T-61.5100 Digitaalinen kuvankäsittely L 5
T-61.5010 Information visualization L 5
T-61.5070 Computer Vision L 5
T-61.3050 Machine Learning: Basic Principles 5
T-61.5130 Machine Learning and Neural Networks L 5
T-61.5140 Machine Learning: Advanced Probabilistic Methods 5
AS-84.3146 Käyttäytymispohjainen robotiikka 3
Tfy-99.4281 Kuvankäsittely lääketieteellisessä tekniikassa L 5
  Yhteensä 20

Bioautomatiikka

Huvudämne på svenska: Bioautomatik 

Major in English: Bioautomation
Ainekoodi: AS3005
Vastuuhenkilö: professori Arto Visala

Pääaineeseen sisältyvät syventävät moduulit:

  • Bioautomatiikan syventävä moduuli

Bioautomatiikan syventävä moduuli A3

Moduuliketju: Biologisen tekniikan tai bioelektroniikan perusmoduuli - biologisen tekniikan tai biotroniikan jatkomoduuli – bioautomatiikan syventävä moduuli

Perusmääritelmän mukaan bioniikassa tutkitaan ja kehitetään teknologioita, joiden perusajatus on lähtöisin elävästä luonnosta. Luonto ja evoluution kautta muodostuneet biologiset "laitteet" ja järjestelmät tarjoavat monia mielenkiintoisia ja toimivia ratkaisumalleja myös insinööritieteisiin. Bioautomatiikan alueeseen kuuluvat erilaiset anturit, kontrollijärjestelmät, liikuntamekanismit ja energiaratkaisut. Myös solujen ja eräiden alempien ja ylempien eläinten muodostamat yhteisölliset rakenteet, joissa kommunikaatiolla on keskeinen rooli, ovat mielenkiintoisia hajautettujen järjestelmien malleja. Mikro- ja nanotekniikka tarjoaa uusia mahdollisuuksia tällä systeemitekniikan alueella. Bioautomatiikan syventävän moduulin yksi keskeinen tavoite on antaa opiskelijalle kuva näistä mahdollisuuksista.

Toinen syventävän moduulin opetukseen liittyvä aihepiiri liittyy ihmisen varaosiin ja hyvinvointiteknologiaan, jotka tukevat ihmisen selviytymistä elämän eri vaiheissa. Nämä muodostavat kasvavan teknologia-alueen tulevaisuudessa. Bioautomatiikan syventävässä moduulissa sovelletaan hyvinvointiteknologian laitteiden ja koneiden kehittämiseen robotiikan, automaation signaalinkäsittelyn sekä yleisemmin systeemitekniikan menetelmiä. Sovellutukset voivat liittyä ihmiseen itseensä, esimerkkinä proteesitekniikka, tai hänen toimintojaan tukevaan välittömään ympäristöön, esimerkkinä tehostettu kotiautomaatio.

Kolmas bioautomatikan sovellutusalue liittyy perinteisten teollisten bioteknisten prosessien automaatioon.

Bioautomatiikan syventävän moduulin kautta opiskelijan on mahdollista syventyä elävien olioiden rakenteiden, mekanismien ja toimintatapojen soveltamiseen älykkäiden koneiden ja laitteiden suunnittelussa ja toteutuksessa.

Moduulin koodi: AS340-3

Laajuus: 20 op
Vastuuhenkilö: professorit Arto Visala ja Kai Zenger.

Koodi Kurssi OP
Pakolliset kurssit:
ELEC-C1320 Robotiikka 3
AS-84.2161 Automaation signaalinkäsittelymenetelmät 5
AS-0.3100 Automaatio- ja systeemitekniikan seminaari 3
AS-84.3149 Bioniikka 3
Valitse seuraavista niin, että 20 opintopistettä täyttyy:
ELEC-C1210 Automaatio 1 5
ELEC-C1220 Automaatio 2 5
AS-84.3125 Estimointi- ja sensorifuusiomenetelmät L 3
AS-84.3126 Koneaistit L 3
AS-84.3127 Paikannus- ja navigointimenetelmät L 3
AS-84.3144 Kenttä- ja palvelurobotiikka L 5
AS-84.3146 Käyttäytymispohjainen robotiikka L 3
AS-84.3147 Automaation käyttöliittymät L 3
AS-84.3140 Robot Algorithms L 4
AS-84.3268 Automaatiojärjestelmien projektityö 3
AS-84.3273 Automaation sulautetut järjestelmät 3-6
AS-0.3200 Automaatio- ja systeemitekniikan projektityöt V 2-9
AS-74.3136 Johdatus mikrosysteemeihin 3
AS-74.3178 Micro and Nano Robotics P 4
  Yhteensä 20

Biotroniikka

Huvudämne på svenska: Biotronik

Major in English: Biotronics
Ainekoodi: S3037
Pääaineen vastuuhenkilöt: professorit Mervi Paulasto-Kröckel, Raimo Sepponen, Harri Lipsanen, Sami Franssila ja Ilkka Tittonen

Pääaineeseen sisältyvät syventävät moduulit ja erikoismoduulit:

  • Bioadaptiivisen tekniikan syventävä moduuli
  • Bioelektroniikan ja laitetekniikan syventävä moduuli
  • Mikro- ja nanotieteiden syventävä moduuli
  • Bioadaptiivisen tekniikan erikoismoduuli
  • Magneettikuvauksen erikoismoduuli
  • Mikro- ja nanotieteiden erikoismoduuli

Biotroniikan pääaineessa koulutetaan elollisen sovellusympäristön kanssa välittömässä tai läheisessä vuorovaikutuksessa toimivien sähköisten järjestelmien toimintaa ymmärtäviä tekniikan asiantuntijoita, jotka suuntautuvat monipuolisesti lääketieteen, biologian ja tekniikan poikki-tieteellisiin insinööritehtäviin. Elollisen ympäristön sovellukset kattavat tässä yhteydessä ihmiskehon ohella luonnon, elintarvikkeet, asuinympäristön, biologian ja lääketieteen. Koulutus tarjoaa mahdollisuuden työskennellä sekä julkisella että yksityisellä sektorilla erilaisissa tutkimus-, tuotekehitys-, suunnittelu-, koulutus- ja konsultointitehtävissä. Valmistuneet sijoittuvat esim. tutkimuslaitoksiin, sairaaloihin, lääketieteellisen tekniikan yrityksiin, lääkeaineteollisuuteen tai elektroniikka- ja tietoteollisuuden palvelukseen. Pääaine antaa ammatilliseen osaamiseen ja tutkijakoulutukseen tarvittavat perustiedot valitun syventävän moduulin erityisalueelta.

Tavoitteena on, että DI-tason pääaineen opiskelijat saavuttavat hyvän teknistieteellisen teoreettisen osaamisen ja taidolliset valmiudet elollisen ympäristön kanssa välittömässä tai läheisessä vuorovaikutuksessa toimivien biotronisten systeemien suunnittelusta, valmistuksesta ja luotettavuudesta. Pääaine tarjoaa hyvän perustan myös tohtorin tutkinnon suorittamiseen.

 

Bioadaptiivisen tekniikan syventävä moduuli A3

Moduuliketju: Bioelektroniikan tai biologisen tekniikan perusmoduuli – biologisen tekniikan, biotroniikan tai biologisen kemian ja biomateriaalien jatkomoduuli – bioadaptiivisen tekniikan syventävä moduuli.

Bioadaptiivisessa tekniikassa (BAT) keskitytään bioelektroniikan lääketieteellisten sovellusten ja biomateriaalien suunnitteluun, valmistukseen ja testaukseen. BAT -opiskelu pohjautuu kandidaattitutkinnon Biologinen kemia ja biomateriaalit tai Biotroniikka -pääaineeseen. Syventävän moduulin opetuksessa käsitellään ihmisen lääketieteellisessä tutkimuksessa, testauksessa ja hoidossa käytettäviä biomateriaaleja ja laitteita sekä näiden ominaisuuksia, toimintaperiaatteita ja valmistusta. Syventävän moduulin opetus painottuu bioyhteensopivuuden ja –toiminnallisuuden tutkimus- ja mallinnusmenetelmiin ja pitkäaikaisluotettavuuteen vaikuttaviin biologisiin, fysikaalisiin ja kemiallisiin vikaantumismekanismeihin. Biotoiminnallisuuden kannalta on erityisen tärkeää ymmärtää ja hallita istutteiden ja ihmissolujen välisiä reaktioita. Näitä asioita opetetaan yhteistyössä Helsingin yliopiston lääketieteellisen tiedekunnan opettajien ja tutkijoiden kanssa ja käytännössä niihin perehdytään laboratorio-töissä.

Bioadaptiivisen tekniikan opinnot antavat tiedolliset ja taidolliset valmiudet toimia tieteidenvälisissä tehtävissä perinteisten teknologioiden ja tieteiden leikkausalueilla.

Bioadaptiivisen tekniikan syventävässä moduulissa on tavoitteena kouluttaa diplomi-insinöörejä, joilla on valmiudet toimia tieteidenvälisissä tehtävissä perinteisten teknologioiden ja tieteiden kuten elektroniikan ja lääketieteen leikkausalueilla. Tämän vuoksi opiskelijoiden perus- ja kandidaattiopintoja pyritään syventämään tässä moduulissa eloperäisten ja synteettisten materiaalien vuorovaikutuksia ja yleistä materiaalitiedettä käsittelevillä luentokursseilla, valmistus- ja tutkimusmenetelmiin perehdyttävillä kursseilla, ja ammatillisia taitoja syventävillä tutkielmilla, jotka valmentavat opiskelijat diplomityön menestykselliseen suorittamiseen ja kehittävät käytännön työelämävalmiuksia.

Moduulin koodi: S360-3

Laajuus: 20 op
Vastuuhenkilö: prof. Mervi Paulasto-Kröckel, prof. Tomi Laurila  ja TkT Markus Turunen

Koodi Kurssi OP
Kaikille pakolliset kurssit:
S-113.3220   Rajapintailmiöt kudoksen ja vierasesineen välillä 6
S-113.3231 Bioadaptiivisen tekniikan menetelmät 7
Valitse seuraavista siten, että moduulin vaadittu opintopistemäärä täyttyy:
S-113.3241 Bioadaptiivisen tekniikan laboratoriotyökurssi 3
S-113.3102 Materiaalien yhteensopivuus I 3
S-113.3103 Materiaalien yhteensopivuus II 3
  Yhteensä 20

Bioelektroniikan ja laitetekniikan syventävä moduuli A3

Moduuliketju: Bioelektroniikan tai biologisen tekniikan perusmoduuli – biologisen tekniikan, biotroniikan tai biologisen kemian ja biomateriaalien jatkomoduuli – bioelektroniikan ja laitetekniikan syventävä moduuli.

Opetus: Opetukseen kuuluvat luennot ja harjoitukset sekä pienehköt tutkielmatehtävät. Erikoistyönä tehdään projekti, jossa opiskellaan bioelektronisen laitteen tai tuotteen suunnittelu- ja toteutusmenetelmien käyttöä teollisuudessa noudatettavien toimintatapojen mukaan. Tavoitteeseen pyritään toimimalla ryhmässä sovitun työnjaon mukaan tekemällä selvityksiä ja materiaalihakuja sekä esittämällä tuloksia suunnittelupalavereissa.

Sovellukset: Opetettavia taitoja tarvitaan lääketieteellisen elektroniikan lisäksi kaikilla aloilla, joissa tarvitaan korkeatasoista instrumentointia. Sovellusalueille on luonteenomaista monitieteellisyys; uusien mittausmenetelmien ja tuotteiden kehittäminen edellyttää perusteellista syventymistä sovellusalueen problematiikkaan. Sovellusten painopisteitä ovat usein anturi- ja mittauselektroniikka, käyttäjäliityntä sekä sulautetut järjestelmät.

Moduulin tavoitteena on kouluttaa asiantuntijoita, jotka hallitsevat eläviin organismeihin liittyvät mittausongelmat sekä kliinisen laitetekniikan jota tarvitaan lääketieteellisten laitteiden suunnittelussa sekä ekologiset mittausmenetelmät, joita tarvitaan ympäristön tilan ja ympäristövaikutusten entistä luotettavampaan mittaamiseen. Asiantuntijat toimivat lääketieteellisen ja ympäristöelektroniikan suunnittelu- ja valmistusprosesseissa, tai oman alansa asiantuntijana vaihtelevissa tehtävissä, esimerkiksi eri alojen tutkimuslaitoksissa ja yrityksissä. Valmistuneella on edellytykset toimia esimerkiksi tutkijana, projektipäällikkönä, sairaalainsinöörinä tai tuotepäällikkönä. Koulutus antaa perusvalmiudet myös tieteelliselle uralle tai itsenäiseksi yrittäjäksi.

Moduulin koodi: S250-3
Laajuus: 20 op
Vastuuhenkilö: prof. Raimo Sepponen

Koodi Kurssi OP
Pakolliset kurssit:
S-66.3166* Biotekniikan instrumentointi 5
S-66.3169 Biosähköiset ilmiöt 4
S-66.3304 Bioelektroniikan erikoistyö 5-8
Valitse seuraavista tarvittaessa niin, että 20 opintopistettä täyttyy:
S-66.3171 Elektroniikkalaitteiden suunnittelu 4
S-66.3201 Tuotekehitys 5
S-66.3204 Tuotesuunnittelu 5
S-66.3320 NMR-perusteet L 5
S-66.3322 Magneettikuvauksen perusteet L 5
S-66.3324 Magneettikuvauksen instrumentointi L 5
S-66.3326 Magneettikuvauksen sovellukset L 5
S-66.3340 Ekologiset mittausmenetelmät ja instrumentointi 5
S-66.3999 Sovelletun elektroniikan erikoiskurssi 2-5
S-66.3300 Sovelletun elektroniikan erikoistyö 4-8
S-66.4141 Kvantitatiivinen MRI L 6
BECS-C2101 Biofysiikka 5
Tfy-99.4263 Elollisen aineen fysiikka II (elektrofysiologia) L 4-5
Tfy-99.3275 Biosignal Processing 5
Tfy-99.7280 Medical Imaging P 5
S-108.3020 Elektroniikan häiriökysymykset 2
S-108.3011 Anturit ja mittausmenetelmät 5
S-108.4110 Sähkömagneettisten kenttien ja optisen säteilyn biologiset vaikutukset ja mittaukset L 4
S-113.3141 Design for reliability  5
  Yhteensä 20
* Jos sisältyy muuhun moduuliin, valitse tilalle listasta muita kursseja

Mikro- ja nanotieteiden syventävä moduuli A3

Moduuliketju : Bioelektroniikan tai biologisen tekniikan perusmoduuli – biologisen tekniikan, biotroniikan tai biologisen kemian ja biomateriaalien jatkomoduuli – Mikro- ja nanotieteiden syventävä moduuli.

Moduuli antaa opiskelijalle hyvän pohjan toimia mikro- ja nanotieteiden alalla. Alan laajuuden vuoksi on suositeltavaa valita Mikro- ja nanotieteiden erikoismoduuli tukemaan ja laajentamaan tätä perusosaamista. Näiden moduulien yhdessä muodostamaan pääaineeseen kuuluu toisaalta teoreettisia opintoja, mutta myös käytännöllisiä valmistustekniikkaan liittyviä laboratoriotöitä, joista osassa hyödynnetään Micronovan puhdastilaa.

Mikro- ja nanotieteet muodostavat kokonaisuuden, joka pohjautuu puolijohdeteknologiassa luotuihin mikrovalmistustekniikoihin (erityisesti IC-piirien valmistustekniikka). Näiden teknologioiden kehittyminen on toisaalta vienyt teknologiaa nanometritasolle ja toisaalta sovellusalue on kasvanut kattamaan mekaanisia, fysikaalisia, kemiallisia ja biologisia ilmiöitä. Mikro- ja nanotieteiden laajaa alaa käsitellään yksityiskohtaisemmin Mikro- ja nanotieteiden erikoismoduulin kuvauksessa.

Mikro- ja nanotieteiden syventävän moduulin valinneet sijoittuvat vaativiin tutkimus-, asiantuntija-, kehitys- ja johtotehtäviin erityisesti elektroniikkateollisuudessa ja tutkimuslaitoksissa. Lisäksi on huomattava, että pääaine tarjoaa hyvät mahdollisuudet kansainvälisen uran luomiseen sekä antaa hyvät valmiudet jatko-opinnoille.

Moduulille ei ole erityisiä esitietovaatimuksia, mutta käytännössä opintojen menestyksellinen suorittaminen edellyttää hyviä fysiikan peruskurssien tietoja sekä mielellään kurssin S-69.2111 Mikro- ja nanoelektroniikan perusteet suorittamista.

Moduulin tavoitteena on antaa opiskelijalle hyvät valmiudet toimia nopeasti kehittyvällä mikro- ja nanotieteiden alalla.

Moduulin koodi: S345-3

Laajuus: 20 op
Vastuuhenkilöt: professorit Pekka Kuivalainen, Markku Sopanen, Harri Lipsanen, Ilkka Tittonen ja Sami Franssila.

Koodi Kurssi OP
S-69.3123 Microfabrication 5
S-69.3116 Semiconductor technology, laboratory course  5
S-104.3310 Optoelectronics 5
S-104.3610 Nanotechnology 5
  Yhteensä 20

Login Form

Powered by jms multisite for joomla