Lehmad ja klaverid – teemad teadlaste töömailt

Teadur Anatoli Stulov uurib heli tekkimist tiibklaveris. Foto: Liis Treimann

Tõsist teadustööd võib teha ka esmapilgul üsna lõbusatel teemadel, tõestab toodud valik Eesti teadlaste originaalsematest uuringutest möödunud aastal.

Heli tekkimise protsess tiibklaveris

• Eesti Teadusfondi grant 2003–2006.

• Rahastamine: 345 859 krooni.

Täppisteadlased on alati armastanud klassikalist muusikat. Kui laboris mängib muusika, on see suure tõenäosusega just klaveripala või viiulikontsert, mitte diskotümps.

Tallinna Tehnikaülikooli küberneetikainstituudi ühes laboris on klaver aga lausa uurimisobjekt. Instituudi vanemteadur Anatoli Stulov ja doktorant Taavi Ugam katsuvad selgitada heli tekkimise protsessi tiibklaveris.

«Uurime, kuidas haamrilöök klaverikeeled vibreerima paneb,» sõnab Stulov, kes on ehitanud erilise klaverihaamrite testimise seadme. Ugami doktoritöö teemaks on aga keele võngete kandumine roobile – see on klaveridetail, mille külge keeled kinnituvad – ja sealt edasi kõlalauale.

«Kaugem eesmärk on ehitada veelgi paremaid klavereid,» lisab Ugam. «Tahame, et tulevikus ei peaks ehitama kõlalaudu ja muid klaveridetaile katse-eksituse meetodil.»

Klaverite etaloniks peetava Steinway kõik registrid «võnguvad» üsna ühte moodi, samas kui mõne teise tootja pillid erinevad isegi eksemplaride kaupa. Klaveri matemaatiline mudel aitaks paremini mõista, milles seisneb Steinway saladus.

Linnupoegade kasvustrateegiad ja vanema-järglase kommunikatsioon stressitingimustes

• Eesti Teadusfondi grant 2006–2008.

• Senine rahastamine: 140 000 krooni.

Kuidas oskavad linnuvanemad oma poegadel vahet teha ning neid võrdselt toita?

«Näiteks tihasepojad vahetavad pesas toitmise ajal kohti, nii-öelda keerlevad,» ütleb Tartu Ülikooli teadlane Vallo Tilgar, kes juhib uuringut linnupoegade kasvustrateegiast ning linnupoegade ja linnuvanemate vahelisest suhtlemisest.

Sõnaga, üks tihasepoeg sööb kõhu täis ning loovutab järgmise toidulaadungi saabudes koha õele või vennale.

Asi muutub siis, kui toitu on vähe ja olud karmid. Siis hakkab idüllilises linnupesas kehtima tugevama õigus, mis õigupoolest rakendub juba enne poegade koorumist.

Viimastena kooruvad pojad surevad kehvade olude korral juba mõne päeva jooksul, jättes rohkem toitu tugevamatele.

Et suuta toidu pärast paremini konkureerida, on linnupoegade kehad võimelised suunama toitaineid ennekõike oma elutähtsate organite või piirkondade arengusse. Tilgari rühm uuribki, kuidas see käib.

«Näiteks oleme leidnud, et nõrgemad tihasepojad kasvavad samas tempos tugevamatega, kuid nende tiibade pikkus ja mass kasvab protsentuaalselt suhteliselt aeglasemalt. Väiksema poja tiivakasv jääb kängu, kuigi keha kasvab teistega samas tempos.

Rasvatihaseid ja must-kärbsenäppi mudelliikidena kasutavad Tilgar ja ta kolleegid loodavad selgitada ka seda, millised seosed valitsevad poegade toidumangumise intensiivsuse ja linnuvanemate toidujaotamise selektiivsuse vahel. Ehk teisisõnu: kas see linnupoeg, kes rohkem säutsub, saab tõepoolest kõhu kiiremini täis?

Lehmade heaolu automaatse hindamise võimaluste uurimine

• Eesti Teadusfondi grant 2005–2008.

• Senine rahastamine: 2005. aastal 110 000 krooni, 2006. aastal 110 000 krooni.

Milline on õnne valem lehmadele? Väga lihtne: hea sisekliimaga laut, pluss maitsev toit, pluss korras tervis annavad tulemuseks rõõmsameelse veise, kes annab rohkem piima kui stressis liigikaaslane. Seetõttu polegi imestada, et moodsates lautades korraldatakse lehmade teaduslikke heaolu-uuringuid.

«Lehma tervist saab hinnata visuaalselt, aga osaliselt ka automaatselt,» ütleb Eesti Maaülikooli dotsent Eugen Kokin. «Näiteks saab automaatselt hinnata lehma liikumise ajal tema jalgade tekitatavat survet põrandale ja võrrelda haige ja terve looma jalasurvemustreid.»

Teadlased on Vorbuse ja Kõrtsi farmidesse juba püstitanud automaatse jälgimise süsteemi, mis võimaldab lehmakollektiivi tuju hetkeseisu jälgida internetis.

Kiire maagiline pöörlemine krüotemperatuuridel

• Eesti Teadusfondi grant 2006–2009.

• Senine rahastamine: 133 300 krooni.

Ühes tuntud teadusasutuses Tallinnas tegeldakse maagia tõsiuuringutega. Täpsemalt, kiire maagilise pöörlemise uurimisega krüotemperatuuridel.

«See «maagiline» on rohkem kujund,» ütleb keemilise ja bioloogilise füüsika instituudi teadlane Ivo Heinmaa. «Tegelikult on väljendiga mõeldud «maagilist» nurka ehk nurka, mis vastab kuubi diagonaalile 54 kraadi.»

Sellise nurga all paiknevas torukeses pannakse pöörlema aineosakesed, et registreerida tuumaresonantsi spektreid võimalikult kõrge lahutusega. Pöörlemine on väga kiire, kuni 90 000 pööret sekundis.

Instituut on seda meetodit toatemperatuuril kasutanud juba üle 30 aasta, olles üks pioneere maailmas. Heinmaa juhtimisel üritatakse nüüd sama korrata allpool vedela lämmastiku temperatuuri.

Selle tulemusena saavad teadlased senisest rohkem teada aine struktuuri ja omaduste kohta ning temperatuuri mõjust sellele. Kõik kokku on vägagi maagiline.

Graafilised uurimis-meetodid ja nende rakendamine 20. sajandi muusika uurimisel

• Eesti Teadusfondi grant 2006–2008.

• Senine rahastamine:72 800 krooni.

Muusikaajakirjade retsensioonirubriigid võivad tulevikus välja näha hoopis teisiti kui praegu. Tavapäraste kirjalike arvustuste ja analüüside asemel võivad seal hakata ilmuma hoopis… graafilised pildid.

Just sääraste graafikute kallal töötavad Eesti Muusika- ja Teatriakadeemia muusikateadlane Kerri Kotta ja Tallinna Ülikooli muusikateadlane Gerhard Lock, kes analüüsivad graafilisel meetodil Dmitri Šostakovitši, Lepo Sumera ja Erkki-Sven Tüüri teoste tonaal- ja kõlaväljastruktuure.

Muusika valamine graafilisse pilti ei lähtu eesmärgist lugeda kokku teoses sisalduvate nootide arv, vältus ja dünaamiline tugevus. Graafiline analüüs tähendab hoopis teoses sisalduvate helide omavaheliste seoste määratlemist ja esiletoomist ning selle abil teose tervikstruktuuri kirjeldamist. Graafiliselt on võimalik välja tuua iga noodi funktsioon ja tähendus nii heliteose kui terviku või ka selle mingi osa kontekstis.

Kuna graafe koostavad inimesed, mitte arvutid, väljendab iga selline analüüs siiski muusikateadlase subjektiivset nägemust lahatavast teosest.

«Kaardistatakse pigem muusika tajumist, seda, kuidas muusikat kuulatakse või peaks kuulama,» sõnab Kotta. «Graafikud on nagu paberile pandud kirjeldus, kuidas muusikast aru saada.»

Niisiis, kuidas teile uus sümfoonia meeldis? Üks hetk, kohe koostan graafiku…

---------------------------------

IG Nobel

Valik rahvusvahelise teadushuumori auhinnaga IG Nobel pärjatud töid. Tegemist on tõsiseltvõetavate uurimustega ootamatutel teemadel. Preemia eesmärk on märkida ära teadusuuringuid, mis panevad inimesed esmalt naerma, seejärel aga mõtlema.

• Uurimus, miks küüntega tahvli kraapimisel tekkiv hääl tundub enamikule inimestele vastikuna.

• Avastus, et emast malaariasääske ahvatleb võrdselt nii limburgeri juustu kui ka inimese jala lõhn.

• Uurimus, mis selgitas, kui mitu fotot tuleb teha inimgrupist, et tabada hetk, mil kellelgi pole silmad kinni.

• Avastus, kuidas tekitada heli, mida kuulevad teismelised, kuid mitte täiskasvanud; tulevikus on võimalik komponeerida telefonihelinaid, mis on kuuldavad koolilastele, ent mitte õpetajatele.

• Uurimus, miks kuivad spagetid murduvad painutamisel rohkem kui kaheks tükiks.

• Uurimus, kuidas rähnid suudavad vältida peavalu.

• Rändrohutirtsude ajutegevuse monitoorimine seriaali «Star Wars» vaatamise ajal.

• Helisemise ajal põgeneva ning end peitva äratuskella leiutamine, sest see sunnib inimese voodist igal juhul väljuma ning lisab tema päevale produktiivseid tunde.

• Uurimus selgitamaks, kas inimene suudab siirupis ujuda kiiremini kui vees (vastus: ei suuda).

• Auhind jaapani teadlasele, kes on viimase 34 aasta jooksul fotografeerinud ja analüüsinud iga oma suhu pistetud toidupala.

• Uurimus, mis selgitas kantrimuusika mõju enesetapjate käitumisele.

• Avastus, et heeringad suhtlevad peeretamise teel.

• Uurimus, mis selgitas, et Londoni taksojuhtide ajud on enam arenenud kui mittetaksojuhtide omad.

• Stockholmi ülikoolis ilmavalgust näinud uurimus pealkirjaga «Kanadele meeldivad ilusad inimesed».

• Preemia kasside ja koerte pesemismasina leiutamise eest.

• Uurimus, mis selgitas, miks dušikardin tõmbub duši töötamise ajal sissepoole.