Overcoming the current shortcomings of tools to estimate building energy retrofitting performance

Identifying the best energy retrofitting option can be a challenging task for the building owner. While a lot of detailed simulation tools exist that can provide accurate calculations about the building energy consumption for the retrofitting comparison, the usability and complexity of these tools limit the usage for proficient building modelers, and the active working time required reduces even from them the possible number of retrofitting options that can be calculated. By simplifying the manual work and providing automated model calibration and generation processes, the results can be offered to a wider audience or even scanned through the most effective cases from a large building stock. We describe here BEYOND—an advanced retrofitting decision support tool that utilizes simple and automated workflow, keeping the results still accurate and transparent by utilizing building performance-measured data.</p

Kykyä ja halua talouden uudistamiseen:Sitran kestävän talouspolitiikan johtamiskoulutuksen arviointi

Sitran tilaamassa ja VTT:n vuonna 2024 toteuttamassa arvioinnissa tarkasteltiin Sitran kestävän talouspolitiikan johtamiskoulutuksen vaikutuksia. Tavoitteena oli tuottaa riippumatonta ja kehittävää arviointitietoa siitä, millaista vaikutusta kestävän talouspolitiikan kurssit luovat yksilöille, yhteisöille ja yhteiskunnalle. Arvioinnin tuloksena syntyi myös vaihtoehtoisia tulevaisuuspolkuja, joiden avulla kurssien sisältöjä voidaan jatkokehittää. Aineistoina käytettiin dokumenttianalyysiä, minäpystyvyyden arviointiin kehitettyä kyselyä, sekä yksilö- ja ryhmähaastatteluja. Arvioinnissa kehitettiin arviointiviitekehys, jota Sitra voi käyttää myös muiden yhteiskunnallisten koulutustensa arviointiin.Arvioinnin perusteella Sitran kestävän talouspolitiikan johtamiskoulutus on tukenut osallistujien valmiuksia edistää kestävää taloutta. Se on luonut syvällistä ymmärrystä kestävän talouspolitiikan periaatteista ja käytännöistä ja auttanut osallistujia soveltamaan oppeja omissa yhteisöissään ja laajemmin yhteiskunnassa. Koulutuksen lisäarvo kiteytyy erityisesti yksilöiden ajattelutavan muutokseen, joka mahdollistaa käyttäytymisen muutoksen ja edistää yhteiskunnallista transformaatiota ja kestävää taloutta. Tämän muutoksen tukemiseksi arviointi esittää Sitralle kolme vaihtoehtoista tulevaisuuden kehittämispolkua alueellisuuteen, uusien innovaatioiden lähteisiin ja ekologiseen kestävyyteen liittyen.Arviointi osoittaa, että koulutus vahvistaa osallistujien tietopohjaa, syventää ymmärrystä kestävästä taloudesta, kehittää osallistujien toiminta- ja vaikuttamiskykyä, tukee ohjausmekanismien ja päätöksenteon kehittämistä sekä dialogisuutta ja yhteiskehittämistä. Arvioinnin pohjalta tunnistetut johtopäätökset ja kehittämissuositukset vahvistavat koulutuksen vaikuttavuutta entisestään.1. Sitran kestävän talouspolitiikan johtamiskoulutus on onnistunut tavoitteissaan, mutta sen arvolupaus ei ole selkeä. Koulutus on onnistunut haastamaan ja syventämään osallistujien ajattelua ja synnyttämään uusia oivalluksia kestävästä taloudesta. Kehittämisehdotuksena koulutuksen arvolupauksen muotoilu ja selkeämpi viestintä voisivat selkeyttää osallistujille kurssin sisältöjä ja odotettuja hyötyjä ja parantaa osallistujakunnan odotuksiin vastaamista.2. Koulutuksen tärkein arvo on avoimessa ja kriittisessä dialogissa. Kurssilla korostuneet yhteiskehittäminen ja dialogi ovat vahvistaneet osallistujien kykyä käydä rakentavaa keskustelua ja kehittää ratkaisuja yhdessä eri taustoista tulevien henkilöiden kanssa. Kehittämisehdotuksena arviointi ehdottaa osallistujien joukon laajentamista, joka auttaisi tavoittamaan uusia kohderyhmiä ja lisäisi näkökulmien moninaisuutta.3. Kestävyystavoitteiden huomiointi talouspolitiikassa edellyttää taloussuunnittelun reunaehtojen uudistamista. Kurssi tuo konkreettisella tavalla näkyväksi, miten haastavaa kestävyysnäkökulmien edistäminen käytännössä on. Kestävän talouspolitiikan ohjausmekanismit eli ne käytännöt ja pelisäännöt, joilla julkinen valta pyrkii vaikuttamaan yksilöiden, yhteisöjen ja yhteiskunnan toimintaan ja valintoihin, edellyttävät lisähuomiota. Koulutuksen sisältöjä tulisi edelleen rikastaa käytännön menetelmillä (kokeilut, työpajat, yhteisöprojektit, seuranta ja arviointi), jotka tukevat kestävyyden integrointia talouspolitiikkaan ja koulutuksen oppien viemistä käytännön työhön osallistujien omissa yhteisöissä ja yhteiskunnassa laajemmin.4. Koulutus vahvistaa osallistujien ymmärrystä kestävyydestä, mutta tiedon sovellettavuus eli ymmärryksen kääntäminen toiminnaksi vaatii lisähuomiota. Lisääntynyt ymmärrys olisi hyödyllistä kääntää toiminnaksi Sitran ja osallistujien taustaorganisaatioiden vuorovaikutusta tiivistämällä, ja koulutuksen ja sen oppien hyödyntämisen menetelmiä monipuolistamalla. Osallistujien taustayhteisöt ovat keskeinen reitti yhteisötason vaikuttavuuden syntymiseen. Arviointi korostaa nykyistä tiiviimpien yhteyksien luomista taustayhteisöihin esim. erilaisten työkalujen ja materiaalien tarjoaminen tukemaan osallistujien ja taustayhteisöjen johtamista ja strategiatyötä. Arvioinnin mukaan koulutuksen suorat vaikutukset näkyvät etenkin yksilö- ja yhteisötasolla. Myös yhteiskunnan tason vaikuttavuus tulisi varmistaa integroimalla osallistujien taustayhteisöjä koulutukseen tiiviimmin ja investoimalla alumnitoimintaan nykyistä enemmän.5. Alumnit ovat tärkeitä muutoksen edistäjiä, joille Sitra voisi tarjota selkeitä rakenteita ja toimintamalleja. Alumnit ja heidän taustayhteisönsä olisivat arvioinnin perusteella mielellään mukana Sitran tilaisuuksissa, hankkeissa, kokeiluissa ja kehittämisaloitteissa, jolloin kurssien välillinen vaikutus voisi näkyä myös numeerisempana vaikuttavuutena (esim. yritysten tuloksessa, tutkimus-, kehittämis- ja innovaatiotoiminnan panostuksissa, osaavan henkilöstön rekrytoinnissa). Verkoston aktiivisuutta ja toimintavalmiutta voisi vahvistaa vuosittaisilla tapaamisilla ja kohdennetuilla kutsuilla Sitran tilaisuuksiin

Service Designing Transitions to More Sustainable Supply Chains:A Systematic Literature Review through the Lens of Systemic Design Approach

Supply chains are complex and systemic sociotechnical systems that exhibit so-called “wicked characteristics”, especially when operating in the context of sustainability. This publication explores the extent to which service design can support a sustainability transition in the field of supply chain management, especially by acting as an intermediary between different stakeholders and empowering innovative forerunners. As a first step, we conducted a systematic literature review (SLR) to identify current models or frameworks integrating systems, service design and transitions, using the UK Design Council’s systemic design approach as a process model. Our findings indicate that the existing models and frameworks have not been applied in the field of supply chain management to design transitions. We propose future studies to investigate how these models and frameworks can be adapted and leveraged to foster more sustainable supply chain management

Microstructural insights into effects of pressurized water reactor environment and cyclic loading parameters on the low cycle fatigue behavior of 316L stainless steel

Austenitic stainless steels, commonly used in light water reactor coolant environments, can be susceptible to environmentally assisted fatigue due to non-monotonic loading conditions, primarily associated with load-follow operations, thermal transients, or intermittent plant shutdowns and start-ups. The effects of a pressurized water reactor (PWR) environment containing hydrogen and cyclic loading parameters on the low cycle fatigue (LCF) behavior of 316L stainless steel were investigated by comprehensive striation spacing evaluation and advanced microscopic characterizations. The exposure to a PWR environment results in a decreased LCF lifetime, an enhanced fatigue crack initiation and an accelerated fatigue crack growth rate of 316L austenitic stainless steel. The interaction between hydrogen and localized deformation contributes to the observed acceleration of fatigue crack growth rate in a PWR environment. The evaluation of the effect of waveform (periodic underload PUL, periodic overload POL and constant amplitude sawtooth CA) shows that both PUL and POL reduce the low cycle fatigue lifetime, accelerate the fatigue crack growth rate and advance the cycle where fatigue crack initiation occurs compared to CA loading. LCF waveform strongly influences the shear band formation, localization of plastic deformation and stress state

Effect of divertor on tritium breeding in HELIAS

This study presents tritium breeding calculations for the five-period helical-axis advanced stellarator (HELIAS) using the Serpent2 code. To address the absence of a detailed divertor design, a simplified divertor model with a layered homogenized structure was integrated into the parametric geometry of the HELIAS. The impact of the divertor on the tritium breeding ratio (TBR) was assessed through a parametric study, varying divertor configurations, surface area, materials for both the divertor and breeding blanket, and the thickness of the breeding zone behind the divertor. Calculated TBR losses relative to full blanket coverage ranged from 4 % to 35 %, depending on the specified input parameters. The primary factors influencing TBR loss were the fraction of surface area occupied by the divertor and the volume of the breeding zone displaced by it. A linear relationship was observed between TBR loss and both the divertor area fraction and the reduction in breeding zone volume. Furthermore, water-cooled divertor configurations showed a more negative impact on TBR compared to helium-cooled, with effects comparable in significance to variations in area fraction. The difference in TBR loss between purely TBR-optimized divertor configuration and Wendelstein 7-X-like top-bottom configuration was less than 2 percentage points.</p

Thermo-Chemical recycling of polypropylene via high-power microwave plasma gasification:Syngas and metal carbide production

Difficult waste streams such as polypropylene (PP) are a nuisance vis-a-vis its disposal and treatment on account of its non-biodegradable nature, and they pose grave risks to humans and the environment. To prevent pollution, PP should be disposed of/ treated via sustainable and eco-friendly pathways such as thermochemical technologies. The current study investigates the viability of PP polymer granules gasification using an advanced high-power 100 kW microwave plasma system, integrated with a high-temperature reactor. The experiments were conducted with varying PP feed rates, ranging from 5 to 18 kg/h, and the output gas was analyzed under different conditions. Complete conversion of PP into syngas and carbon nanomaterials was achieved. The produced carbon nanomaterials were characterized using diverse techniques including X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), and X-ray energy-dispersive (EDS), among others. More importantly, the synthesized nanomaterials were explored for applications in metal carbide synthesis through mechanical alloying. The results emphatically highlight the potential of microwave plasma technology for an efficient and eco-friendly valorization of polypropylene to produce usable energy in the form of syngas and value-added products such as nanomaterials and therefore, it is within the principles of circular economy.</p

Offline Reinforcement Learning for Adaptive Control in Manufacturing Processes: A Press Hardening Case Study

This paper explores the application of offline reinforcement learning in batch manufacturing, with a specific focus on press hardening processes. Offline reinforcement learning presents a viable alternative to traditional control and reinforcement learning methods, which often rely on impractical real-world interactions or complex simulations and iterative adjustments to bridge the gap between simulated and real-world environments. We demonstrate how offline reinforcement learning can improve control policies by leveraging existing data, thereby streamlining the training pipeline and reducing reliance on high-fidelity simulators. Our study evaluates the impact of varying data exploration rates by creating five datasets with exploration rates ranging from epsilon = 0 to epsilon = 0.8. Using the Conservative Q-Learning algorithm, we train and assess policies against both a dynamic baseline and a static industry-standard policy. The results indicate that while offline reinforcement learning effectively refines behavior policies and enhances supervised learning methods, its effectiveness is heavily dependent on the quality and exploratory nature of the initial behavior policy

Developer Recommendation and Team Formation in Collaborative Crowdsourcing Platforms

The Competitive Crowdsourcing Software Development (CSE) environment is a dynamic and evolving field that interests researchers and the software industry. This ecosystem ensures the timely delivery of cost-effective, innovative, and high-quality solutions. As this environment grows in popularity, it faces the crucial challenge of developer recommendation and team formation, which must be addressed to ensure its ongoing success and progress. This research offers a novel method for assembling teams and recommending developers. It combines keyword-based embeddings and fuzzy logic to match developers with appropriate tasks with exceptional accuracy. The technique utilizes KeyBERT to extract keywords and perform embedding to capture relevant skills and task requirements without emphasizing common words. The embeddings are optimized using a fuzzy logic framework. This framework categorizes the quality of developer-task pairings into three distinct levels: »Strong,» »Average,» and »Weak.» This approach enables developer recommendations and team formation, balancing precision, recall and F1-score across varying team sizes to achieve high overall accuracy by a percentage increase of 4.19%. and TF score increased by 4.05%. The proposed method consistently outperforms existing methods, allowing the formation of capable and reliable teams of varying sizes. This ensures the creation of high-performing, well-balanced teams that can effectively handle diverse tasks with the percentage improvement from Content-Based Filtering (CBF). The results in percentage increase (precision, recall and f1-score) of the proposed approach (with k=5) from CBF improve by 30.29%, 36.49%, and 33.45%, and with User-based Collaborative Filtering (UCF) and Random Recommendation (RR) performances increase by (19.58%, 15.98%, and 17.92%) and (160.17%, 215.07%, and 188.31%), respectively.</p

Oral microbiome dysbiosis in cryptogenic ischemic stroke patients with high-risk patent foramen ovale

Patent foramen ovale (PFO) is the most common congenital heart abnormality of foetal origin and has been associated with cryptogenic ischemic stroke (CIS) through several mechanisms, with most theories supporting paradoxical embolism. Other possible but unknown contributing factors, such as the role of the microbiome in PFO-associated strokes, remain unclear. We analysed saliva metagenomes to study the differences in the oral microbiome between young-onset CIS patients with clinically relevant high-risk PFO (n = 52) and those without PFO (n = 52). Age- and sex-matched stroke-free controls (n = 16) with high-risk PFO were included for the comparison. Beta diversity was significantly different between patients and controls with high-risk PFO, but not between patients with and without high-risk PFO. The phylum Ascomycota and class Saccharomycetes were significantly more abundant in patients with high-risk PFO than in those without high-risk PFO. Additionally, the abundance of Lactococcus, including Lactococcus raffinolactis and L. cremoris, was higher in controls with high-risk PFO than in patients with high-risk PFO. These findings highlight that oral dysbiosis and high-risk PFO may form a critical but under-recognized combination in the aetiology of CIS. Future research should focus on elucidating the precise mechanisms of these interactions and developing targeted interventions.</p

Reflectometry technique for study of complex multilayer micro- and nanostructures with lateral periodicity

This study introduces a reflectometry-based technique for characterizing complex thin-film structures with lateral periodicity, using only a single, large-beam measurement to capture essential structural information. The PillarHall test chip structure, selected as a case study, features an air gap of 500 nm nominal thickness inside a layer structure with periodically repeated lateral structure elements. Using a non-destructive reflectometry technique, the sample's layer structure was analyzed through spectral reflectance measurements, conducted with a Cary 7000 spectrometer, and processed with a dedicated MATLAB code that incorporates the transfer matrix method to model and fit the reflectance spectrum. Two models, a basic and an advanced four-layer model, were developed and tested by fitting the simulated reflectance spectrum to a measured one. While the basic model provides sufficient information about the thin-film structure, the advanced model considers detailed variations in the thickness across the sample caused by specific structural features. Reflectometry results on structural sizes agree with direct profilometry measurements, supporting the method’s reliability. These findings demonstrate that a single, large-beam measurement can yield comprehensive insights, positioning reflectometry as a robust tool for the advanced thin-film characterization of complex periodic structures.</p