Alumiininitridi-ohutkalvojen mekaaninen luotettavuus

The purpose of this Master's Thesis is to study the mechanical reliability of aluminum nitride thin films. This is done by measuring the relevant mechanical properties of the thin films through use of the bulge test. The Young's moduli, residual stresses, ultimate tensile strengths and fracture toughness of AlN thin films are measured. A fatigue cycling experiment is conducted in order to study the effects of cyclic loading on these films. The measurements are conducted on films of two thicknesses produced by sputtering (54 and 220 nm) and on a 126 nm film deposited with MOVPE. The implications of the results are analyzed in detail with an error analysis, and the way these material properties can be used in design for reliability is presented.Tämän diplomityön tarkoitus on tutkia alumiininitridi-ohutkalvojen mekaanista luotettavuutta. Tutkimus on toteutettu mittaamalla bulge test-testimetodin avulla näiden ohutkalvojen relevantit mekaaniset ominaisuudet. Alumiininitridi-ohutkalvojen kimmokertoimet, jäännösjännitteet, murtolujuudet ja murtositkeydet on mitattu. Kalvojen väsymisominaisuuksia tutkittiin syklitystestillä. Mittaukset on tehty kahdella eri pinnoitustekniikalla (sputterointi ja MOVPE) tuotetuille kalvoille. Testatut sputteroidut kalvot ovat 54 nm ja 220 nm paksuja, ja MOVPE-kalvot 126 nm paksuja. Tuloksien luotettavuus, sekä tuloksista tehtävissä olevat johtopäätökset ovat esitelty yksityiskohtaisesti. Tapoja, joilla tuloksia voi käyttää luotettavien alumiininitridi-ohutkalvoja käyttävien sovellusten suunnittelemisessa, on annettu

Potential of consumer EEG for real-time interactions in immersive VR

Abstract. Virtual reality is an active research subject and has received a lot of attention over the last few years. We have seen multiple commercial VR devices, each improving upon the last iteration become available to the wider public. In addition, interest in brain-computer interface (BCI) devices has increased rapidly. As these devices are becoming more affordable and easy to use, we are presented with more accessible options to measure brain activity. In this study, our aim is to combine these two technologies to enhance the interaction within a virtual environment. In this study we sought to facilitate interaction in VR by using EEG signals. The EEG signals were used to estimate the volume of focus. By applying this concept with VR, we designed two use cases for further exploration. The methods of interactions explored in the study were telekinesis and teleportation. Telekinesis seemed an applicable option for this study since it allows the utilization of the EEG while maintaining a captivating and engaging user experience. With teleportation, the goal was the exploration of different options for locomotion in VR. To test our solution, we built a test environment by using Unity engine. We also invited several participants to gain feedback on the usability and accuracy of our methodology. For evaluation, 13 study participants were divided into two different groups. The other group tested our actual solution for the estimation of the focus. However, the other group used randomized values for the same purpose. Some key differences between the test groups were identified. We were able to create a working prototype where the users could interact with the environment by using their EEG signals. With some improvements, this could be expanded to a more refined solution with a better user experience. There is a lot of potential in combining the use of human brain signals with virtual environments to both enrich the interaction and increase the immersion of virtual reality.Kuluttaja-EEG laitteiden potentiaali reaaliaikaiseen vuorovaikutukseen immersiivisessä virtuaalitodellisuudessa. Tiivistelmä. Virtuaalitodellisuus (VR) on aktiivisen tutkimuksen kohde ja varsinkin viime vuosina herättänyt paljon huomiota. VR-laseissa on tapahtunut huomattavaa kehitystä ja niitä on saatavilla yhä laajemmalle käyttäjäkunnalle. Lisäksi kiinnostus aivo-tietokone -rajapintoihin (BCI) on kiihtymässä. Koska aivokäyrää mittaavat laitteet ovat yhä edullisempia ja kehittymässä helppokäyttöisemmiksi, monia uusia menetelmiä aivosignaalin mittamiseksi on saatavilla. Tässä työssä tavoitteemme oli yhdistää nämä kaksi teknologiaa parantaaksemme vuorovaikutusta virtuaalitodellisuudessa. Tässä tutkimuksessa käytimme aivosähkökäyrää VR-käyttäjäkokemuksen kehittämiseksi. Tätä tekniikkaa hyödyntäen arvioimme käyttäjän keskittymistä. Tutkimusta varten valitsimme kaksi vuorovaikutustapaa. Nämä tutkittavat tavat ovat telekinesia sekä teleportaatio. Telekinesia on mielenkiintoinen tapa hyödyntää aivosähkökäyrää luoden samalla mukaansatempaavan käyttäjäkokemuksen. Teleportaation päämääränä oli löytää uudenlaisia liikkumistapoja VR:ssä. Tutkimustamme varten, suunnittelimme testiympäristön Unity-pelimoottorilla. Kokosimme joukon testaajia, joiden avulla arvioimme työmme käyttökelpoisuutta sekä tarkkuutta. Saadaksemme luotettavampia testituloksia, jaoimme 13 testaajaa kahteen eri ryhmään. Toinen ryhmistä testasi varsinaista toteutustamme ja toinen ryhmä käytti satunnaistettuja keskittymisarvoja. Löysimme ratkaisevia eroja näiden kahden testiryhmän välillä. Onnistuimme kehittämään toimivan prototyypin, jossa käyttäjät kykenivät interaktioon virtuaaliympäristössä hyödyntäen aivosähkökäyrää. Jatkokehitystä tekemällä käyttäjäkokemusta olisi mahdollista parantaa entisestään. Integraatio aivosensoreiden ja virtuaalitodellisuuden välillä huokuu potentiaalia ja tarjoaa mahdollisuuksia tehdä virtuaalimaailmasta yhä immersiivisemmän

Valta-akselikoneen modernisointi

Tässä opinnäytetyössä tutustutaan servomoottoreihin, niiden mitoittamiseen sekä ohjelmointiin. Työn tarkoituksena oli suunnitella muutostyö valta-akselia käyttävään koneeseen niin, että koneesta saadaan turvallisempi sekä käyttäjäystävällisempi. Kyseessä on jalostuskone, joka halkoo, taittelee ja pakkaa paperia. Koneessa hyödynnettiin aikaisemmin valta-akselia, jolta voima siirrettiin kahdelle säädettävälle variaattorille ja näiltä edelleen eteenpäin. Tarkoituksena oli selvittää variaattoreiden ja muun koneen toiminta sekä suunnitella variaattoreiden tilalle sähkömoottorit. Koneen muutostyötä lähdettiin toteuttamaan ennen kaikkea koneen turvallistamista ajatellen. Koneessa oli edelleen vanhasta turvallistamisesta huolimatta kaksi säätöä, joita jouduttiin säätämään koneen käydessä. Koneeseen tehtävällä muutoksella on tarkoitus päästä eroon näistä turvallisuusriskeistä. Työ aloitettiin koneeseen tutustumalla ja tarpeellisia mittauksia tekemällä. Tämän jälkeen pystyttiin luomaan kuvaa mahdollisista muutoksista. Moottoreissa päädyttiin servomoottoreihin ja ne mitoitettiin TIA Selection Tool -sovellusta hyödyntämällä. Koneen toiminta saatiin selvitettyä ja koneesta saatiin mitattua sekä arvioitua tarvittavat moottoreihin vaikuttavat rakenteet ja mitat. Tämän jälkeen koneeseen pystyttiin mitoittamaan sopivat moottorit, jotka on mahdollista ohjelmoida vastaamaan koneelta odotettuja tarpeita.This thesis introduces servo motors, their sizing and programming. The purpose of the thesis was to design a modification to a machine that uses a power axis, so that the machine becomes safer and more user-friendly. It is a machine that chops, folds and packages paper. The machine previously used a power axis, from which power was transferred to two adjustable variators and from these to the front. Aim of the thesis was to find out how the variators and the rest of the machine worked and to design electric motors to replace them. The modification of the machine was undertaken primarily with a view to making the machine safer. Despite the old safety system, the machine still had two controls which had to be adjusted when the machine was running. The purpose of this modification was to eliminate these safety risks. The work started with an inspection of the machine and the necessary measurements. It was then possible to compile a picture of the possible modifications. Servo motors were chosen and sized using the TIA Selection Tool. The operation of the machine was clarified and the necessary structures and dimensions affecting the motors were measured and evaluated. It was then possible to size the machine with the appropriate motors, which could be programmed to meet the expected needs of the machine

HIIT-harjoittelun soveltuvuus prediabeetikoilla : Kuvaileva kirjallisuuskatsaus

Tyypin 2 diabetes on sekä Suomessa, että maailmanlaajuisesti kasvavin ja yleisin diabeteksen tyyppi. Varsinaista sairautta edeltää prediabetekseksi kutsuttu tila, jossa sokeriaineenvaihdunta ja insuliinin tuotanto ovat jo häiriintyneet. Liikunnan on todettu olevan tehokas hoitomuoto ja ennaltaehkäisijä tyypin 2 diabeteksessa. Viime vuosina erityisesti HIIT-harjoittelu on kasvattanut suosiotaan. HIIT-harjoittelu tarkoittaa lyhyessä ajassa toteutettavaa korkeatehoista intervalliharjoittelua. MICT-harjoittelulla tarkoitetaan pitkäkestoista kohtalaisen tehon harjoittelua. Opinnäytetyön tarkoituksena oli edistää prediabeetikoiden ja kaikkien aiheesta kiinnostuneiden henkilöiden terveyttä sekä tietoisuutta. Opinnäytetyön tietoa voidaan käyttää hyödyksi myös Jyväskylä Lions Club Cygnaeuksen nuorten aikuisten tyypin 2 diabeteksen ennaltaehkäisytoiminnassa. Opinnäytetyön tavoitteena oli kuvailevan kirjallisuuskatsauksen avulla koota tietoa HIIT-harjoittelun soveltuvuudesta prediabeetikoilla. Toteutustapana oli kuvaileva kirjallisuuskatsaus. Tiedonhaku suoritettiin PubMed, Pedro ja Cochrane Library -tietokantoihin käyttäen prediabetes, HIIT, korkeatehoinen intervalliharjoittelu ja intervalliharjoittelu -avainsanoja. Lopulta katsaukseen mukaan valikoituja aineistoja kertyi 7, joista etsittiin sisällönanalyysin perusteella laadullisesti tutkimuskysymyksiin vastaavaa tietoa. HIIT-harjoittelun voitiin todeta olevan turvallista prediabeetikoille. HIIT-harjoittelua toteutettiin useilla eri tavoilla. HIIT-harjoittelu oli tehokkaampi keino edistämään hapenottokykyä kuin MICT-harjoittelu. HIIT-harjoittelu paransi insuliiniherkkyyttä ja muita terveyttä edistäviä tekijöitä samankaltaisesti kuin MICT-harjoittelu

Asiakaskokemus Media Tailorin ja Sanoman asiakassuhteessa

Opinnäytetyönä tehdyn kehittämishankken tavoitteena oli kartoittaa asiakaskokemuksen tilaa materiaali- ja lähetyspalveluita tarjoavalle Media Tailorille. Tutkielmassa selvitettiin, miten Media Tailorin henkilöstö ja pääyhteistyökumppani Sanoman henkilöstö ovat kokeneet palvelun muodostumisen tahoillaan. Teoreettinen viitekehys koostuu yritystenvälistä liiketoimintaa (B2B) käsittelevästä kirjallisuudesta koskien asiakaskokemusta ja sen teemoja. Opinnäytetyössä selvitettiin alkuun asiakaskokemuksen määritelmä ja B2B asiakkuuden erityispiirteet, minkä jälkeen selvitettiin asiakaskokemuksen muodostuminen, erilaiset asiakkuudet ja asiakaspolku. Asiakasjohtamisen- ja kehittämisen kirjallisuutta hyödynnettiin tulosten mittaamisessa sekä johtopäätösten ja kehityskohteiden kartoituksessa. Tutkielma toteutettiin laadullisena kyselytutkimuksena, jossa Sanoman ja Media Tailorin edustajia haastateltiin teemahaastattelumuotoa soveltaen. Taustatietojen ja nykytilan selvittämiseksi haastateltiin ensin Media Tailoria, jonka vastauksia hyödynnettiin Sanomaa varten tehdyssä haastattelulomakkeessa. Kyselytutkimuksessa saatiin selville asiakaskokemuksen nykytila ja kehityskohteet. Tutkielmassa hyödynnettiin myös yleisimpiä asiakastyytyväisyyden mittareita vastausten tueksi. Tulosten perusteella Media Tailor on toiminut kokonaisuudessaan erinomaisesti palvelun tarjoajana ja kumppanina, eli palvelun laatu on vastannut Sanoman odotuksia. Media Tailoria kuvailtiin luotettavaksi, tehokkaaksi ja helposti lähestyttäväksi yhteistyökumppaniksi, joka ymmärtää ja toteuttaa vaativammatkin toiveet. Johtopäätökset ja kehitysideat painottuvat olemassa oleviin käytäntöihin, sillä Media Tailorin ja Sanoman välinen asiakassuhde on vakaa. Opinnäytetyön teoriaosuuden ja tulosten avulla luotiin Media Tailorille Google forms-kyselylomake (Liite 2) asiakaskokemuksen säännöllistä mittaamista ja palvelun laadun parantamista varten

Mechanical properties and reliability of aluminum nitride thin films

Knowledge of the mechanical properties and fatigue behavior of thin films is important for the design and reliability of microfabricated devices. This study uses the bulge test to measure the residual stress, Young's modulus, and fracture strength of aluminum nitride (AlN) thin films with different micro-structures prepared by sputtering, metalorganic vapor phase epitaxy (MOVPE), and atomic layer deposition (ALD). In addition, the fatigue behavior is studied under cyclic loading. The results indicate that the fracture strength and Young's modulus of AlN are mainly determined by the film microstructure, which is consecutively influenced by the deposition method and conditions. A microstructure with a higher order of crystallinity has increased fracture strength and Young's modulus. Additionally, the strength limiting defects are located at the film-substrate interface. The measured residual stresses were 249, 876, 1,526, and 272 MPa for two sputtered films of different thicknesses, MOVPE and ALD films, respectively. The fracture strengths were 1.42, 1.54, 2.76, and 0.61 GPa, and Young's moduli were 335, 343, 346, and 272 GPa. No clear signs of fatigue were observed after 10,000 cycles at a load corresponding to 83% of the fracture strength. (C) 2018 Elsevier B.V. All rights reserved.Peer reviewe

Exploring the potential of EEG for real-time interactions in immersive virtual reality

Abstract Brain-computer interfaces (BCIs) can use data from non-invasive electroencephalogram (EEG) to transform different brain signals into binary code, often aiming to gain control utility of an end-effector (e.g mouse cursor). In the past several years, advances in wearable and immersive technologies have made it possible to integrate EEG with virtual reality (VR) headsets. These advances have enabled a new generation of user studies that help researchers improve understanding of various issues in current VR design (e.g. cybersickness and locomotion). The main challenge for integrating EEG-based BCIs into VR environments is to develop communication architectures that deliver robust, reliable and lossless data flows. Furthermore, user comfort and near real-time interactivity create additional challenges. We conducted two experiments in which a consumer-grade EEG headband (Muse2) was utilized to assess the feasibility of an EEG-based BCI in virtual environments. We first conducted a pilot experiment that consisted of a simple task of object re-scaling inside the VR space using focus values generated from the user’s EEG. The subsequent study experiment consisted of two groups (control and experimental) performing two tasks: telekinesis and teleportation. Our user research study shows the viability of EEG for real-time interactions in non-serious applications such as games. We further suggest that a simplified way of calculating the mean EEG values is adequate for this type of use. We, in addition, discuss the findings to help improve the design of user research studies that deploy similar EEGbased BCIs in VR environments

CinC 2019

Atrial fibrillation (AFib) is the most common cardiac arrhythmia, affecting eventually up to a quarter of the population. The purpose of this small scale clinical study was to validate the usability of MEMS accelerometer based bedsensor for detection of AFib. A Murata accelerometer based ballistocardiogram bedsensor was attached under the hospital bed magnetically and measurement data was recorded from 20 AFib patients and 15 healthy volunteers, mainly females. The recording time was up 30 minutes. The sensor built-in algorithms automatically extracted features such as heart rate (HR), heart rate variability (HRV), relative stroke volume (SVOL), signal strength (SS) and whether the patient is in bed or not. We calculated median values for each feature HR, HRV, SVOL and SS, and investigated whether it is possible to separate AFib from healthy with these features or their combinations. Areas under the curve (AUC) were 0.98 for full length signals and 0.85 for 3 min signal segments using random forest (RF) classifier corresponding to sensitivity and specificity of 100% and 93.3% for full length signals and 90% and 80% for 3 min signals. We conclude, that based on our pilot results, the Murata bedsensor is able to detect AFib, and seems to be a promising technology for long-term monitoring of AFib at home settings as it requires only one-time installation and operational time can be up to years and even tens of years.</p