Fimm verkefni nemenda HÍ tilnefnd til Nýsköpunarverðlauna forseta Íslands
Nemendur Háskóla Íslands koma að fimm af þeim sex nýsköpunarverkefnum sem tilnefnd eru til Nýsköpunarverðlauna forseta Íslands í ár. Verðlaunin verða afhent við hátíðlega athöfn á Bessastöðum fimmtudaginn 18. janúar.
Verðlaunin eru veitt þeim námsmönnum sem hafa unnið framúrskarandi starf við úrlausn verkefna sem styrkt voru af Nýsköpunarsjóði námsmanna árið 2023. Stjórn sjóðsins velur árlega 10 verkefni sem úrvalsverkefni og af þeim eru svo 4-6 verkefni valin sem öndvegisverkefni og hljóta þau tilnefningu til Nýsköpunarverðlauna forseta Íslands. Verðlaunin eru nú veitt í 28. skipti.
Fram kemur á vef Rannís, sem heldur utan um Nýsköpunarsjóð námsmanna og verðlaunin, að verkefnin sem tilnefnd séu sem öndvegisverkefni eigi það sameiginlegt að vera vel unnin og frumleg. Þau eru á fjölbreyttum fræðasviðum og sem fyrr segir koma nemendur Háskóla Íslands að fimm af þeim sex sem tilnefnd eru til verðlaunanna. Þau eru:
Nýköpun fyrir snemmgreiningu brjóstakrabbameina
Markmið verkefnisins er að þróa nýja skimunaraðferð fyrir snemmgreiningu brjóstakrabbameina með því að bera kennsl á ný lífmerki í blóðvökva. Rannsóknin byggist á magngreiningu sértækra próteina í blóðvökva með háhraða vökvagreini tengdum tvöföldum massagreini (UPLC/MS/MS). Styrkur próteinanna í blóðvökva brjóstakrabbameinssjúklinga og heilbrigðra kvenna var borinn saman til að sjá hvort hann væri frábrugðinn á milli hópanna tveggja. Með þessari aðferð er hægt að bera kennsl á lífmerki sem hægt væri að nota við snemmgreiningu brjóstakrabbameina.
Snemmgreining brjóstakrabbameina er áhrifaríkasta leiðin til að bæta lifun þeirra sem greinast með brjóstakrabbamein. Vonin er sú að hægt verði að skima fyrir brjóstakrabbameinum með meiri áreiðanleika en núverandi skimun með brjóstamyndatöku. Brjóstakrabbamein er mjög fjölbreyttur sjúkdómur og brjóstamyndataka ein og sér getur ekki sagt til um af hvaða undirgerð æxlið er heldur þarf vefjagreiningu. Nýja aðferðin býður hins vegar upp á þann möguleika án þess að krefjast frekara inngrips.
Verkefnið er enn í fullum gangi en fyrstu niðurstöður eru jákvæðar og mögulega verður í framtíðinni hægt að nota þessa aðferð við greiningu brjóstakrabbameina.
Verkefnið vann Magnús Gauti Úlfarsson, nemi í lyfjafræði við Háskóla Íslands. Leiðbeinendur voru Margrét Þorsteinsdóttir, prófessor við Lyfjafræðideild HÍ, Sigríður Klara Böðvarsdóttir, forstöðumaður Lífvísindaseturs HÍ, Kristrún Ýr Holm, doktorsnemi við Lyfjafræðideild HÍ, Finnur Freyr Eiríksson, framkvæmdarstjóri ArcticMass, og Christoph Borchers, prófessor við McGill-háskóla í Kanada.
Rauntíma sjávarfalla- og sjávarhæðarspá við Ísland
Markverð sjávarflóð við strendur Íslands gerast nokkrum sinnum á áratug. Óveðursflóð eru í raun tíðari en þetta því til þess að stormar valdi tjóni þarf óveðrið yfirleitt að ná hámarki nærri háflæði. Þetta þýðir að til þess að spá fyrir um sjávarflóð þarf bæði að geta spáð sjávarföllum og einnig að spá því hvernig sjávarstaða bregst við lágþrýstingi og vindum.
Til að reikna tölfræði veðurflóða umhverfis Ísland var reiknilíkanið Delft3D-FM sett upp á Veðurstofu Íslands með þéttu reiknineti sem nær umhverfis landi. Í þessu verkefni var uppsetningin aðlöguð svo nota mætti líkanið til að spá fyrir um sjávarföll og þróun sjávarhæðar. Aðlögunin var fólgin í því að bæta hermun sjávarfalla með því nýta jaðarskilyrði frá Kópernikus-þjónustunni (CMEMS) sem hefur að geyma sjávarfallaspá fyrir Norður-Atlantshafið.
Líkanið var notað til þess að reikna sjávarhæð fyrir nokkur tímabil á síðustu árum til að bera saman við aðgengilegar mælingar frá Siglingasviði Vegagerðarinnar. Síðan var reiknuð spá fyrir hluta ágústmánaðar 2023 byggt á gögnunum CMEMS og veðurspá frá Reiknimiðstöð evrópskra veðurstofa. Niðurstöður lofa góðu fyrir þróun á spálíkani sem spáir sjávarstöðu og hægt verður að nota til að spá fyrir sjávarflóðum á sama hátt og nú er spáð fyrir óveðrum.
Verkefnið vann Rakel María Ellingsen Óttarsdóttir, nemi í hagnýttri stærðfræði við Háskóla Íslands. Leiðbeinendur voru Halldór Björnsson á Veðurstofu Íslands, Angel Ruiz Angulo, dósent við Jarvísindadeild HÍ, og Fannar Gíslason hjá Vegagerðinni.
Stjórn DNA metýlunar á ísóformnotkun í taugaþroska
Truflun á taugaþroska gerist hjá 1-2% af öllum börnum. Ef hægt væri að skilja orsakir og þróa meðferðir fyrir þessa einstaklinga myndi það bæta lífsgæði þessara barna og auka gagnsemi þess stuðnings sem þau fá nú þegar. Nýlega hefur komið í ljós að stór hluti þeirra sem greinast með slíka skerðingu hafa þekkta stökkbreytingu í utangenakerfinu, stórum hóp próteina sem stjórna aðgengi erfðaefnisins og þar með genatjáningu frumna. DNA metýlun (DNAm) er utangenamerki sem hefur m.a. áhrif á mismunandi samsetningu RNA-sameinda frá sama geni (svokölluð ísóform). Vísbendingar eru um að ýmsar taugaþroskaraskanir einkennist af brenglun í tjáningu ísóforma. Nýlegar rannsóknir benda enn fremur til þess að breytingar á DNA metýlun og RNA-ísóformum eigi sér stað við þroska heilans en lítið hefur verið rannsakað nákvæmlega hvaða breytingar þetta eru eða hvaða áhrif þær hafa á þroskaferlið sjálft.
Í þessu verkefni var nýtt ný raðgreinitækni sem nefnist Nanopore og byggist á því að draga DNA-sameind í gegnum himnu og mæla rafstraumsbreytingar þegar DNA-ið færist gegnum himnuna. Með þessari aðferð má raðgreina mjög langar DNA-raðir og lesa utangenamerki beint af röðinni og nýtist það til að meta breytingar á ísóformtjáningu og DNA metýlun við taugafrumuþroska. Rannsóknin leiddi í ljós að flestar breytingar eiga sér stað fyrstu daga taugaþroska. Margar ísóformbreytingar áttu sér stað en flest ísóform fóru úr því að hafa röð sem ekki leiddi til próteins yfir í prótein-kóðandi ísóform. Þetta bendir til áður óþekktrar stjórnunar á próteintjáningu við taugafrumuþroska, sem gerir frumum kleift að bregðast hratt við skilaboðum úr umhverfinu því ekki þarf að virkja allt kerfið heldur bara skipta úr einu ísóformi í annað.
Marktækur hluti bæði genatjáningar og ísóformbreytinga samsvaraði breytingu í DNA metýlun hjá viðkomandi geni og því talið líklegt að DNA metýlun taki þátt í stjórnun á þessum breytingum. Næstu skref verða að skoða hvernig þessi ferli hegða sér í taugaþroskaröskunum.
Niðurstöður rannsóknarinnar geta veitt dýpri innsýn í sjúkdómsferlið og mögulega leitt til nýrra meðferðarúrræða fyrir einstaklinga með taugaþroskaraskanir.
Verkefnið vann Katrín Wang, læknanemi við Háskóla Íslands. Leiðbeinendur voru Katrín Möller, nýdoktor við Læknadeild HÍ, og Hans Tómas Björnsson, yfirlæknir á Landspítala og prófessor við Læknadeild HÍ.
Umhverfisvænt sementslaust AlSiment steinlím
Steypa er mest framleidda efnið á jörðinni og er bráðnauðsynleg við áframhaldandi uppbyggingu samfélagsins. Magnaðir eiginleikar og styrkur steypu eru í sementi og hvörfum þess við vatn að þakka. Hins vegar skilur framleiðsla sements eftir sig gríðarstórt kolefnisspor en 7-8% af allri losun gróðurhúsalofttegunda af mannavöldum stafar af framleiðslu sements.
Í verkefninu var skoðaður fýsileikiþess að nota sementslaust steinlím (AlSiment) sem bindiefni fyrir steypu. Efnasamsetning þess efnis er að sumu leyti lík samsetningu sements en það er ríkara af ál- og kísiloxíðum. AlSiment er blandað saman við vatn auk virkjunarefna á borð við basa og alkalísílikat. Úr verður bindiefni sem hægt er að blanda við sömu fylliefni og notuð eru í hefðbundna steypu.
Sementslaust steinlím er hægt að framleiða úr hliðarafurðum frá þungaiðnaði eins og stál- og álframleiðslu en einnig frá náttúrulegum uppsprettum eins og jarðhitakísli og eldfjallaösku, sem eru sérstaklega aðgengileg á Íslandi. Í verkefninu var uppskrift af hellum með sama fylliefni og Steypustöðin notar venjulega þróuð og prófuð. Niðurstaðan var sú að það er raunhæft að nota AlSiment sementslaust steinlím í stað sements í helluframleiðslu.
Verkefnið snerist að auki um nýja tækni sem getur hjálpað byggingariðnaðinum að minnka kolefnislosun með bindingu á CO2 með AlSiment-tækni. Staðfest var að hægt er að fanga CO2 með umræddri tækni sem getur þá orðið mögulegur valkostur við hefðbundið Portland-sement sem stenst vel þær kröfur sem eru gerðar.
Verkefnið unnu þeir Heiðar Snær Ásgeirsson, meistaranemi í efnaverkfræði við DTU tækniháskólann í Danmörku, og Gonzalo Patricio Eldredge Arenas, meistaranemi í jarðhitaverkfræði við Háskóla Íslands. Leiðbeinendur í verkefninu voru Sunna Ólafsdóttir Wallevik og Kristján Friðrik Alexandersson, framkvæmdastjórar hjá Gerosion, ásamt Sigrúnu Nönnu Karlsdóttur, prófessor við Iðnaðarverkfræði-, vélaverkfræði- og tölvunarfræðideild HÍ.
Viðbrögð við áreitni innan lögreglu
Kynferðisleg og kynbundin áreitni ógnar heilsu og velferð starsfólks á íslenskum vinnumarkaði og viðheldur kynjamisrétti. Rannsóknir hafa leitt í ljós að kynferðisleg áreitni þrífst innan lögreglunnar á Íslandi. Brottfall kvenna úr lögreglunni má að einhverju leiti rekja til fjandsamlegs starfsumhverfis og hafa karlkyns lögreglumenn einnig lýst neikvæðum áhrifum karllægrar vinnumenningar innan stofnunarinnar.
Markmið verkefnisins var að búa til þjálfunaráætlun sem tekur mið af vinnumenningu stofnunarinnar og valdeflir starfsfólk lögreglu til þess að bæta starfsumhverfi sitt og stemma stigu við kynferðislegri áreitni á vinnustaðnum. Þjálfunaráætlunin er mótuð út frá aðferðum sem þróaðar hafa verið á Norðurlöndunum og leggja sérstaka áherslu á gagnvirkt nám, aukna samkennd og samtal á milli starfsfólks.
Þjálfunaráætlunin fer fram í þremur skrefum og felst í kynningu, umræðuhópum, fræðslunálguninni Forum Theater og eftirfylgni. Áætlunin verður innleidd innan lögreglunnar af leiðbeinendum verkefnisins í samstarfi við Mennta- og starfsþróunarsetur lögreglu og í tengslum við UISH-rannsóknarverkefnið. Nýsköpunarverkefnið hefur því mikið hagnýtingargildi, er liður í því að stuðla að inngildandi vinnuumhverfi innan lögreglunnar og mikilvægt innlegg í rannsóknir á kynferðislegri og kynbundinni áreitni á vinnustað.
Verkefnið vann Sólveig María Thomasdóttir, nemi í hagnýtri jafnréttisfræði við Háskóla Íslands. Leiðbeinendur voru Finnborg Salome Steinþórsdóttir, aðjunkt í kynjafræði, og Gyða Margrét Pétursdóttir, prófessor í sömu grein, báðar við Stjórnmálafræðideild HÍ.
