Nýsköpunarverðlaun forseta Íslands 2017

13.1.2017

Stjórn sjóðsins hefur valið fimm öndvegis­verkefni sem unnin voru sumarið 2016 en aðeins eitt þeirra hlýtur viðurkenninguna. Forseti Íslands afhendir verðlaunin. 

Verkefnin sem tilnefnd eru sem öndvegis­verkefni eiga það sameiginlegt að vera vel unnin og frumleg en eru afar ólík innbyrðis og sýna vel þá fjölbreytni sem einkennir verkefni sem sjóðurinn veitir styrki til. Þessi fjölbreytni endurspeglar ennfremur það frjóa og margbreytilega starf og nám sem háskóla­nemar á Íslandi leggja stund á. 

Verkefnin sem tilnefnd eru til verðlaunanna 2017 eru:

Áhættureiknir við meðhöndlun sjúklinga með mergæxli

Áhættureiknir við meðhöndlun sjúklinga með mergæxli er tölfræðilíkan sem aðstoðar lækna við að ákvarða meðferð sjúklinga með mergæxli, sem er alvarlegt krabbamein í beinmerg. Líkanið notar upplýsingar um aldur, kyn og fyrirliggjandi sjúkdóma til að meta horfur sjúklingsins og hefur betra forspárgildi en sá áhættureiknir sem nú er notaður í blóðlækningum.

Við þróun áhættureiknisins var notað umfangsmikið gagnasafn sem er einstakt á heimsvísu. Gögnin innihalda upplýsingar um sjúkdómsgreiningar og lifun ríflega 13.000 sænskra mergæxlissjúklinga á árunum 1985-2013.

Til að gera áhættureikninn aðgengilegan blóðmeinasérfræðingum var útbúin vefsíða og iPhone smáforrit og stefnan er að koma áhættureikninum í notkun um allan heim. Aðferðafræðina sem þróuð var í verkefninu mætti ennfremur nota til að smíða áhættureikna fyrir aðra sjúkdóma.

Verkefnið var unnið af Sölva Rögnvaldssyni, BS-nema í hagnýttri stærðfræði við Háskóla Íslands, í nánu samstarfi við Ingigerði Sólveigu Sverrisdóttur, lækni og doktorsnema við Læknadeild Háskóla Íslands sem stundar rannsóknir á fylgisjúkdómum sjúklinga með mergæxli. Leiðbeinendur voru Sigrún Helga Lund, dósent í líftölfræði og Sigurður Yngvi Kristinsson, prófessor í blóðsjúkdómum við Læknadeild Háskóla Íslands.

Framköllun fælniviðbragðs með sýndarveruleika

Fælni er alvarlegt vandamál sem er samfélaginu kostnaðarsamt. Sértæk fælni er ein algengasta geðröskunin og er talið að hún hrjái 6 - 12% fólks í heiminum og um 8% Íslendinga. Til að setja þetta í samhengi, þá var samfélagslegur kostnaður vegna sértækrar fælni í Bandaríkjunum talinn vera 42 milljarðar dollara á árunum 1990 - 1999.

Þeir sem eru með sértæka fælni eru haldnir óraunhæfum ótta við ákveðna hluti. Ýmisskonar meðferð er til við sértækri fælni, ein slík er kerfisbundin ónæming. Í kerfisbundinni ónæmingu eru einstaklingar látnir upplifa sína fælni í litlum skömmtum, þar sem markmiðið er að einstaklingurinn muni geta upplifað meira og sterkara áreiti með tíma. Svona meðferð getur verið erfið í framkvæmd, þar sem fælni getur verið af svo margvíslegum toga. Hins vegar hafa orðið töluverðar framfarir á seinustu árum í sýndarveruleikatækni en sú tækni býður einmitt upp á þann möguleika að búa til sérhannað og sannfærandi sýndarumhverfi sem gæti framkallað fælniviðbrögð hjá fólki.

Tilgangur þessa verkefnis var að athuga þann möguleika að framkalla fælniviðbrögð með fullkomnum sýndarveruleika. Nemendurnir bjuggu til sýndarumhverfi til að framkalla viðbrögð við innilokunarkennd, köngulóafælni, vatnsfælni, hræðslu við oddhvassa hluti og lofthræðslu. Jafnframt var búið til hvíldarumhverfi og sérstakur leiðbeiningahamur sem getur sjálfvirkt leiðbeint notendum í gegnum öll umhverfin, hvert á fætur öðru, með stuttri hvíld á milli. Hugmyndin var að með þessum búnaði væri hægt að skima fyrir mismunandi fælni með tiltölulega lítilli fyrirhöfn. Frumprófun á þessari uppsetningu fór fram í sumar hjá Íslenskri erfðagreiningu, en þar upplifðu þátttakendur umhverfin með fullkomnum HTC Vive sýndarveruleikabúnaði á meðan margskonar þráðlausir skynjarar frá Nox Medical, áfastir líkamanum, skráðu ýmis líkamleg viðbrögð svo sem hjartslátt, öndun, hreyfingu og rafleiðni í húð.

Niðurstöður frumtilraunanna sýndu að fælniviðbrögð voru mælanleg í ákveðnum umhverfum. Einkum mátti sjá að fólk sem sagðist vera haldið ákveðinni fælni sýndi meiri viðbrögð við viðkomandi sýndarumhverfi en fólk sem sagðist ekki vera haldið þeirri fælni. Skýrustu niðurstöðurnar sáust fyrir lofthræðslu. Þar mátti meðal annars sjá að hjartsláttur hjá einstaklingum sem sögðust vera lofthræddir jókst þegar þeir voru settir í sýndarumhverfi þar sem þeir þurftu að ganga eftir planka yfir djúpt fjallagljúfur. Sama aukning á hjartslætti sást ekki hjá einstaklingum sem sögðust ekki vera lofthræddir.

Þar sem niðurstöðurnar sýndu að skimun á fælniviðbrögðum er möguleg með þessum búnaði, hefur Íslensk erfðagreining ákveðið að nýta hann í umfangsmikilli rannókn á erfðaþáttum fælni. Upplýsingar um þessa rannsókn og skráning til þátttöku fer fram í gegnum vefinn http://fælni.is. Auk þess að nýtast í slíka rannsókn, er reiknað með að þróa búnaðinn áfram sem nýstárlegt meðferðartæki.

Verkefnið var unnið á Gervigreindarsetri Háskólans í Reykjavík af þeim Herði Má Hafsteinssyni, Ara Þórðarsyni og Gunnari Húna Björnssyni, í samstarfi við Íslenska erfðagreiningu og Nox Medical. Leiðbeinendur voru Hannes Högni Vilhjálmsson, dósent við tölvunarfræðideild HR og Bjarni V. Halldórsson dósent við tækni- og verkfræðideild HR.

Hulda: Hljóð- og ljósskúlptúr

Hulda er strengjahljóðfæri með innbyggðum ljósabúnaði. Ljós skúlptúrsins eru tengd við örtölvu sem túlkar tíðni tónanna og sendir skilaboð til ljósanna. Þannig kviknar á mismunandi lituðum ljósum eftir því hvernig leikið er á hljóðfærið. Ljósin varpa síðan breytilegri mynd yfir á vegg.

Markmiðið var að búa til skúlptúr sem hægt væri að nota til að búa til myndlist sem í eðli sínu svipar til tónlistar að því leytinu til að hún tekur stöðugum breytingum. Hugmyndin var að með skúlptúrnum yrði skapaður vettvangur fyrir tilraunastarfsemi listamanna úr mismunandi listgreinum. Skúlptúrinn yrði þannig útgangspunktur sem leiddi listamenn saman og út frá samstarfi þeirra yrðu til hugmyndir að ýmsum viðburðum.

Verkefnið var unnið af Lilju Maríu Ásmundsdóttur, nema frá Listaháskóla Íslands, undir handleiðslu Berglindar Maríu Tómasdóttur, dósents í flutningi og miðlun samtímatónlistar við LHÍ og Jóns Marinós Jónssonar, fiðlusmiðs.

Kortlagning taugabrauta sameinuð þrívíddarmódelum til stuðnings við undirbúning heilaskurðaðgerða

 Heilbrigðistæknisetur er samstarf Landspítalans og Háskólans í Reykjavík og hefur verið frumkvöðull í notkun þrívíddarlíkana við undirbúning skurðaðgerða. Með þrívíddarlíkönum er hægt að sjá form og staðsetningu líffæra og þar með afbrigði þeirra og sjúkdóma, s.s. heilaæxli, op milli gátta í hjarta, beinbrot o.fl. Þróun þessarar aðferðar hefur verið unnin í samstarfi við meistaranemendur HR í heilbrigðisverkfræði.

Kortlagning taugabrauta í heila er tækni notuð víðs vegar um heim. Sýnt hefur verið fram á að kortlagning taugabrauta bætir undirbúning skurðaðgerða og er til stuðnings í aðgerðunum sjálfum, þá sérstaklega í tilfellum heilaæxla (low grade glioma). Hér á landi hefur þessi tækni ekki verið mikið notuð en í þeim tilvikum sem notast hefur verið við hana hefur hún sannað gildi sitt, auðveldað undirbúning fyrirhugaðrar skurðaðgerðar ásamt því að vera stuðningur í aðgerðinni sjálfri.

Verkefnið snerist um hvort hægt væri að sameina þessar tvær aðferðir, þ.e.a.s. að sameina líffærafræðina sem og virkni heilans í eitt þrívíddarlíkan og æfa áætlaða aðgerð á líkaninu. Niðurstöðurnar sýndu að sameining þessara aðferða er möguleg og hægt er að nýta líkanið við undirbúning aðgerða og þar með auka gæði þeirra. Mun þessi aðferð verða notuð í framtíðinni, sérstaklega þegar kortlagning taugabrauta er orðin nákvæmari og almennt notuð.  Líklegt er að þessi aðferð verði ekki einungis notuð við undirbúning skurðaðgerða heldur einnig fyrir læknanema til að æfa framkvæmd skurðaðgerða. Næsta skref er að gera aðferðina að almennri þjónustu Heilbrigðistæknideildar Landspítala.

Verkefnið var unnið af Írisi Dröfn Árnadóttur meistaranema við Háskólann í Reykjavík. Leiðbeinendur voru Paolo Gargiulo, dósent við tækni- og verkfræðideild Háskólans í Reykjavík og Landspítala-háskólasjúkrahús og Ingvar Hákon Ólafsson, heila- og taugalæknir við Landspítala-háskólasjúkrahús.

Ræktun smáþörunga, nýr íslenskur hátækniiðnaður

Verkefnið átti þátt í því að auka vöxt smáþörunga verulega og lágmarka raforkunotkun. Tilraunir voru gerðar á næringarsamsetningum, ljósgjöfum og lögun kerfanna með það markmið að hámarka vaxtarhraða þörungsins. Ásamt þessu voru umhverfisáhrif framleiðslunnar skoðuð og borin saman við hefðbundna próteinframleiðslu.

Ræktunarkerfin notast við áttfalt minna landsvæði en nú þekkist í þörungaræktun og endurnýtir megnið af því vatni sem notað er til framleiðslunnar. Hér er orðin til hagstæð leið til að stuðla að fæðuöryggi til framtíðar án þess að fórna náttúruauðlindum eða landsvæði.

Niðurstöður verkefnisins sýna að umhverfisáhrif framleiðslunnar eru nær eingöngu jákvæð en framleiðslan bindur CO2 og skilar frá sér súrefni. Þörungar eru vannýtt uppspretta næringarefna sem hægt er að framleiða á hagkvæman hátt á Íslandi með nýtingu þeirra auðlinda sem hér er að finna. Hreint vatn og græn raforka er undirstaða framleiðslunnar sem felur í sér ræktun grænþörunga til framleiðslu próteina, fitu og andoxunarefna.

Verkefnið var unnið í samstarfi við líftæknifyrirtækið Keynatura og gekk út á að hámarka einstaka þætti í þörungaræktunarkerfum sem eru í þróun hjá fyrirtækinu.

Verkefnið var unnið af Bergþóri Traustasyni nemanda í verkfræðilegri eðlisfræði, Tryggva E. Mathiesen og Unni Elísabetu Stefánsdóttur sem bæði stunda nám í matvælafræði við Háskóla Íslands. Leiðbeinendur verkefnisins komu frá Nýsköpunarmiðstöð Íslands, þeir Gissur Örlygsson og Kristján Leósson og frá Keynatura þau Halla Jónsdóttir yfirmaður rannsókna og þróunar, Sigurbjörn Einarsson líffræðingur og Sjöfn Sigurgísladóttir framkvæmdastjóri.

Nánar um Nýsköpunarverðlaun forseta Íslands

Nýsköpunarverðlaun forseta Íslands voru fyrst veitt árið 1996 og eru því nú veitt í tuttugasta og annað sinn. Í stjórn sjóðsins 2017-2020 sitja: Einar Gunnar Guðmundsson, formaður skipaður án tilnefningar, Kormákur Hlini Hermannsson, tilnefndur af vísindanefnd Vísinda- og tækniráðs, Magnús Oddsson, tilnefndur af Samtökum iðnaðarins, Eva H. Baldursdóttir, tilnefnd af Sambandi íslenskra sveitarfélaga og Yrsa Úlfarsdóttir, tilnefnd af Landssamtökum íslenskra stúdenta. 

Árlega velur stjórn Nýsköpunarsjóðs námsmanna um 10-15 verkefni sem unnin eru á árinu sem úrvalsverkefni. Af þeim eru svo 4-6 verkefni valin sem öndvegisverkefni og hljóta þau tilnefningu til Nýsköpunarverðlauna forseta Íslands. Stjórn sjóðsins byggir mat sitt á verkefnum á mati fagráða sjóðsins , sem eru fjögur.

1. fagráð á sviði heilbrigðisvísinda
2. fagráð á sviði verkfræði, tæknivísinda og raunvísinda
3. fagráð á sviði náttúru- og umhverfisvísinda
4. fagráð á sviði hug- og félagsvísinda

Eins og áður segir fer athöfnin fram á Bessastöðum þriðjudaginn 31. janúar nk. og verður þá tilkynnt hvaða verkefni verður fyrir valinu.