Heigo Mõlder – elektriinsener par excellence

Juba maast madalast helitehnikast ja elektroonikast huvitunud Heigo Mõlderi (40) teekond inseneri elukutse ja doktorikraadini ei ole olnud peegelsile, vaid tõusude ja mõõnadega. Suur tahtejõud ja tubli annus jonni on teinud temast tehnohäkkide korraldaja, moodsa tehnikamaailma praktilistele probleemidele lahendusi otsiva Skeemipesa ja ettevõtte MindChip eestvedaja. Aga – juba neli aastat on tema täieliku tähelepanu pälvinud autonoomse robotlaeva teema. Kirjutab Ants Vill.

Mõlder on osalenud ka elektromagnetväljade abil isevalmistatud lõhkeseadeldiste elimineerimisprojektis, rahvusvahelise osakeste kiirendi projekti raames impulsstoitepinge trafo projekteerimises ning hulgaliselt nõrgema- ja tugevvoolu projektides. Ainuüksi tema projekteeritud alajaamu ja liitumiskilpe on Eesti eri paigus ka praegu töötamas vähemalt sadakond.
Autonoomsete süsteemide arendamise kohta merenduses nentis ta, et potentsiaal on suur. „Tegeleme selle valdkonnaga praegu peaaegu 24/7, niivõrd huvitav on,“ kinnitas Mõlder.

Oma tuba, oma elekter

Kui Heigo oli veel päris nooruke ja elas koos vanematega Pärnumaal Koongas, otsustas isa perele maja ehitada. Juba siis oli ta elektroonika- ja helitehnikahuviline ning soovis oma tuppa palju pistikuid-püstikuid, kuhu saaks ühendada nii võimendid, diskokuulid, valgusmuusika – lühidalt, oli 1990ndate diskoaeg.

„Tead, tee oma toa elektrisüsteem ja juhtmestik ise nii, nagu soovid. Siin on amatöörelektriku käsiraamat. Eks ma pärast vaatan valmis töö üle,“ ütles mehhaanikainsenerist isa. Nii läkski. Selles, mida teha pärast kooli lõpetamist, kõhklusi polnud – otsesõit Tallinna Polütehnikumi, kust sai lisaks keskharidusele põhjalikud teadmised erialal elektriseadmed ja -süsteemid.

„Väga head õppejõud olid ja ka kaaslased olid toredad,“ nentis Mõlder. Lisaks õppimisele ei jätnud Heigo ka jootekolbi jahtuma, koos huvikaaslastest sõpradega ehitasid nad võimendeid, värvimuusikaplokke, „särke-värke“, nagu ta ise meenutab. „Siis ehitatud toonast unistuste 400-vatist helivõimendit kasutan kodus siiamaani,“ rääkis Mõlder. „Aga siiski – elektroonika oli mulle nagu hobi, tegelik ala oli elektriseadmed ja -süsteemid.“

Tuli pimedas metsas

„Aga polüka neljanda aasta lõpus läks mul matemaatika riigieksam täiesti untsu, sain ainult 30 punkti. Siis otsustasin, et käin sõjaväes ära, aga teistpidi – teen mate eksami uuesti. Juba siis oli selge, et tahan elektriala kindlasti edasi õppida,“ kirjeldas Mõlder ajutist tagasilööki. „Pärnu Üksik-jalaväepataljonis olles võtsin metsalaagrissegi suure kotiga õpikuid kaasa. Lugesin-õppisin-lahendasin ülesandeid hilisõhtuti taskulambivalgel,“ meenutas Heigo. Plaan läks korda, riigieksam sai tehtud 89 punktile!

„Tahtmine elektrit edasi õppima minna oli suur, aga eks pelgasin natuke Tallinna Tehnikaülikooli taset. Nii andsin dokumendid sisse korraga kahele poole: TTÜ-sse ja Tallinna Tehnikakõrgkooli – et ühte ikka sisse saab. Läks aga nii, et sain mõlemasse sisse. Mõtlesin, et ei tea, kuidas mul TTÜ-s läheb, kas saan ikka hakkama. Nii käisingi algul kahes koolis korraga, valisin loenguid kord siit, kord sealt. Päris keeruline logistika oli! Siis läksin lisaks veel tööle ettevõttesse Elektritsentrum välisvõrkude projekteerijaks. Keskpinge, kuni 35-kilovoldised võrgud, alajaamad, liinid, liitumiskilbid, välistrassid – väga hea praktika!“ meenutas Mõlder tudengiaegu. „Tehnikakõrgkooli jätsin mõne aja pärast siiski kõrvale, bakalaureusekraad sai TTÜ-s ära kaitstud, astusin kohe magistriõppesse.“

Teadustöö valud ja vaevad

„Magistriõppes olles asusin magistritöö teemat otsima. Läksin väljateooria õppejõu Aleksander Kilgi juurde lõputöö teemat küsima. Seal kabinetis istus ka professor Jaan Järvik, kes innustus: „Sellist meest olen aastaid oodanud, kes tuleks väljateooria teemat otsima. Mul on ideaalne teema aastaid lauasahtlis oodanud, vaja ära lahendada ning patent võtta!“ Juba Nõukogude ajast üleval olnud teema oli kaarleekahjudes toimivate elektromagnetväljade modelleerimine eesmärgiga suurendada ahjude efektiivsust terase sulatamisel. Tarkvara pidi ka olemas olema, et protsesse analüüsida ja optimeerida,“ meenutas Mõlder.

„Kui teema teha võtsin, siis selgus, et tolle tarkvaraga sai ainult tahkes metallis toimuvat modelleerida, vedela metalli puhul ei sobinud see sugugi. Sain sellest liiga hilja aru ja magistritöö sattus kõvasti löögi alla. Polnud parata, pidin selle mudeli ise nullist välja töötama. Praktilised katsed modelleerisin soolalahust elektroodidega mõjutades – lahus hakkas Lorenzi jõu mõjul pöörlema, nagu oli ka sulametalli puhul eesmärgiks. Analoogia laias plaanis töötas, teoreetilised arvutused tegin ise käsitsi läbi. Lõpuks õnnestus isegi patent ära vormistada. Selle ja rängast teemast läbi puremise eest sain ikkagi viie!“

„Kuigi olin n-ö terve nahaga pääsenud, jäi teema mind ikkagi kummitama, sest ma ei saanud ju sellega lõpuni hakkama. Mõtlesin teema doktoritöös uuesti ette võtta. Aga tarkvara mul ei olnud ikka! Samas olin toonases elektrotehnika instituudis (praegu elektroenergeetika ja mehhatroonika instituut) magistritöö ajal oma mõõtmisi-katseid tegemas. Nii tehtigi ettepanek, et kuule, sa oled niikuinii kogu aeg siin, võta endale ka tudengite laboritöid juhendada. Tollal liikus kõrgkoolis väga napilt raha, samas pidin projekteerimise pealt ära tulema, selleks enam võimalusi polnud,“ rääkis ta.
„Siis tulin täiega doktorantuuri. Seal aga tuli üsna tugevalt teisi instituudi põnevaid projekte peale – doktoritööd teha, aega sulametalli protsesse eriti uurida ei jäänud. Ja veel: sobivat modelleerimistarkvara ikka polnud. Pusisin muude asjade kõrvalt sellega üksi, jonni ei jätnud.“

Hullult kiired ajad

„Lõpuks tuli pooljuhuslikult välja, et meie enda tehnikaülikool oli hiljuti ostnud kalli multifüüsika tarkvara. Teises instituudis modelleeriti sellega südamestimulaatorite tööd. Uurimisel selgus, et seal on ka moodulid, mis sobivad kaarleekahjudes toimuva modelleerimiseks. Kui tarkvara kätte sain, oli doktorantuuri neljast aastast siirdunud enamik igavikku. Ehkki olin teoreetilist osa kirjutanud, oli tuumülesanne ikka veel lahendamata. Pidin endale tarkvara selgeks tegema, modelleerimisel tekkis pidevalt n-ö erroreid, maatriksid ei koondunud. Nõu polnud Eestist ega ka mujalt mitte kelleltki küsida. Lõpuks leidsin Šveitsi professori, tema taks oli 4500 eurot kolme päeva konsultatsiooni eest. Mul õnnestus see raha instituudi ja doktorikooli toel kokku saada. Sain temalt suurt abi. Kui tagasi jõudsin, oli nagu kümme aastat õlgadelt langenud!”

Doktoritöö tähtaeg surus aga halastamatult peale. „Ütlesin oma tollasele elukaaslasele, et mul ei ole enam mitte millekski muuks aega, kui ainult doktoritööks. Kolisin ühiselamusse, panin ukse lukku ja käisin poole aasta jooksul väljas ainult poest süüa toomas. Võtsin kaalus oma seitse kilo alla. Mis siiski kõige olulisem – mul õnnestus mind pikka aega vaevanud põhiülesanne lahendada, sulametalli voolamise protsess ära modelleerida. Minu töö pälvis isegi rahvusvahelist tähelepanu, avaldatud artiklitele on päris palju viidatud.“

Tähtede sõda maapinnal

„Pärast kraadikaitsmist hakkasin mitme projekti ja start-up’iga tegelema, jäin ka instituuti edasi, ehkki olin vahepeal saanud pakkumise tulla Lundi ühte tehasesse peainseneriks.“

Kohe kaasati Mõlder näiteks ka meie kaitseväe mahukasse ja ambitsioonikasse projekti, kus ta sai rakendada elektromagnetväljade modelleerimise oskust. „Nüüd võib sellest juba rääkida. Kaitseväel oli Iraagis operatsioonidel suur probleem isevalmistatud lõhkekehadega ehk IED-dega. Eesmärk oli konstrueerida soomukile paigutatav magnetronidel põhinev seade, mis need ohutust kaugusest ja suurel sõidukiirusel lõhkema paneks. Ilmnesid suured probleemid: vajalikud seadmed peavad olema väga suured ja väga võimsad, lõhkekeha sütikus juhtme hõõguma ajamiseks on vaja aga ka teatav ajavahemik. Kaitseväele suured satelliiditaldrikud ja järelkärul veetavad võimsad diiselgeneraatorid ja samas väike sõidukiirus, et n-ö surmakiir mõjuda jõuaks, kuidagi ei sobinud. Polügoonikatsetustel selgus ka, et detonatsioon sõltus kümnetest lisateguritest, sealhulgas juhtme orientatsioonist antenni suhtes. Kindlat tulemust ei saanud kunagi. Kokkuvõttes, tegime ära hulga teoreetilist ja praktilist tööd, aga idee läbimurret ei saavutanud. Igatahes, kaitseväes inimesed vahetusid, projekt lõpetati. Kahju, väga põnev inseneriülesanne oli,“ meenutas Mõlder vägagi eripärast episoodi oma teadlasepraktikas.

Kogemused ülikooli toona võimsaima arvuti ja võimeka modelleerimistarkvaraga andsid Mõlderile selleks ajaks juba nii suure kogemuse, et tal on olnud pidevalt palju pakkumisi mitmesuguste protsesside modelleerimiseks. „Nagu mingi modelleerimiskunn olin vahepeal,“ muheles ta.

Veel teemasid

Mõlder on tegelnud muu hulgas ka elektromagnetilise ühilduvusega. See nähtus on kõige eredamalt esil näiteks väga kokku surutud elektroonikaseadmete puhul (näiteks mobiiltelefonid, nutikellad jne), kus tuleb erinevate komponentide elektromagnetväljad üksteisest isoleerida. „See probleem on ka suurtel objektidel. Näiteks käisime mõõteriistadega uurimas, miks Tallinna lennujaama reisijate turvaväravad lakkasid ühtäkki töötamast. Pärast mõõtmisi ja uurimist ning detektiivitööd selgus, et eelmisel päeval oli lennujaamas üles pandud mingi reklaamvalgusti, mille luminofoortorul olid puudulikud toitebloki filtersüsteemid. Juhtivuslik kõrgsagedusmüra ajas väravate juhtarvuti lolliks. Sarnane juhtum oli ka ühes metallitööettevõttes, kus koordinaatfreespink hakkas hüpetega tera liigutama ja seda katki murdma. Selgus, et samast toitekilbist oli hakanud toidet võtma naabertsehhi keevitusaparaat. Selliseid elektriinsenertehnilisi väljakutseid on ka moodsal ajal vaja palju lahendada,“ meenutas Mõlder.

„Kui siia lisada veel hulk noorpõlves projekteeritud elektrivõrke, siis võiks öelda – inseneritöö praktilisemalt poolelt on insenerivõlg justkui tasutud,“ ütles teadlane Mõlder naljaga pooleks.

Aga vahepeal – blogist kasvas suur projekt

Veelgi laiemat tähelepanu on pälvinud Mõlderi teine projekt, mis tegi temast ka menuka sotsiaalmeediategelase. „Hakkasin oma hobiprojektidest ja mitmesuguste aparaatide konstrueerimisest ja seadistamisest blogi pidama, nimi oli ja on Skeemipesa. Olin seda ca aasta jagu teinud, siis panin lingi Facebooki ja praeguseks on sel üle 4000 jälgija. Hulk sõpru ja muid elektroonikahuvilisi muudkui aga pakkus huvitavaid lugusid, nii see muudkui kasvas. Läks nii, et tõmbasin end 100-protsendiliselt kogu vaba aja sellega tegelema. Skeemipesast on nüüd saanud IoT (asjade internet, toim) seadmete arendusettevõtte.

Aga see polnud tollel ajal veel kõik. „Seejärel hakkasin mõttekaaslastega korraldama üritusi, õigemini töötubasid, kus inimesed said tulla ja ehitada või remontida elektroonikat. See on ka suur töö – ettevalmistamine, detailide hankimine – täied tööpäevad. Väga populaarne oli. Töötubadega käisime üle Eesti: Rapla, Keila, Viljandi, Pärnu jne. Eks kõike seda sai teha ikka vabast ajast, pereelu kõrvalt ja ka selle arvelt. Ülikooliinimeste tähelepanu pälvis ka, sest mõnigi tõi kodust oma katkise juuksefööni ja muud. Lõpuks muidugi tüdinesime vana kola remondist ära.“

„Sealt otsustasime edasi minna, võtsime kolleegid tehnikaülikoolist ja veel mõned sõbrad mentoriteks ning hakkasime teaduskeskuses Mektory tehnohäkke korraldama: 48 tunniga ideest teostuseni. Muidugi, tegelikult eelnes sellele nädalavahetusel peetud häkile pikk eeltöö – skeemid välja mõelda, detailid tellida. Nii läks tavaliselt viimastel häkieelsetel nädalatel ettevalmistamisega kella kolmeni öösel välja. Osavõtjaid oli muljetavaldavalt palju – 180 osalejat 11 riigist. Korraldasime seda üritust neli aastat järjest, kõige keerulisem oli muidugi rahastajaid leida, ettevõtmine neelas tohutult aega ja raha. Nendest üritustest aga on kasvanud välja hulganisti väga põnevaid projekte ja start-up ettevõtteid.“

Suurprojektid: robotlaev ja tehisintellektil põhinev kapten

Viimastel aastatel on fookusvaldkonda muutnud. „Oleme poistega ca neli aastat tegelenud robotlaeva teemaga, selle rakenduste ning arendustega,“ jõuab intervjuu Mõlderi suurprojekti juurde.

„Kõik algas, nagu tihti varemgi, Skeemipesast. Kolleeg Tanel Jalakas ehitas sellise roboti, mida oli võimalik ühest punktist teise saata – sisestad koordinaadid, ise orienteerub GPS-i järgi. Robot õppis ka teekonnal esinevaid takistusi vältima. Sealt edasi jõudsime robotlaeva teemani.“

„Leidsin kaks ettevõtet, kes olid asjast huvitatud. Tegime ühisettevõtte, ülikooli spin-offi. Nüüd on meil juba mõned lepingud ja kliendid. Tegelen põhimõtteliselt 24/7 selle robotlaeva arendamisega mitmel suunal. Asja tuum on tegelikult tehisintellektil põhinev kapten (artificial captain). Kapten langetab juhtimisotsuseid GPS-i, laevade navigatsioonijälgimissüsteemi AIS ning erinevate sensorite ja radarite abil. Nn juhttorn jälgib ümbrust, aluseid, ilmaolusid ja hoovusi ning laevaliikluse reegleid COLREG jne. Meil läheb kohe vette uus robotlaev tüübinimega MC 6000, kuue meetri pikkune katamaraan, mille tehiskaptenil on väga erinevad ülesanded,“ tutvustas Heigo Mõlder spin-off firma MindChip lähemaid plaane.

Juba eelnevalt on varasemad juhtimisseadmed olnud nii edukad, et MC eelkäija, praegugi kasutuses olev alus NYMO, käis edukalt avamerel – viis Keri saarele koorma küttepuid.

„Asi on praeguseks niikaugel, et isesõitva laeva kontseptsioon on läbi proovitud ja käib tehiskapteni täiustamine, mis on peamiselt tarkvaraarendamise töö. See on mahukas, kõik uuemad IT- ja pildituvastuse- ning masinõppe teemad on kaasatud. Ka oleme arendusse võtnud robotlaeva digikaksiku loomise, et oleks parem seda juhtida,“ rääkis Mõlder. „Esmapilgul on üsna ootamatu, et kõige tõsisem probleem iselaeva puhul on elektroonika kaitsmine niiskuse ja merevee korrodeeruva mõju eest. Siin on palju leiutamist ning täiustamist.“

Neli suurt projekti ja ridamisi ideid

„Kontseptsioon on end tõestanud, uued ülesanded ootavad. Meil on Tartu Ülikooliga koostöös projekt Läänemere kalavarude autonoomseks kaardistamiseks iselaevaga. Praegu tehakse seda mehitatud laevaga, jõudlus on väike, enamik tulemusi saadakse ekstrapolatsiooniga. Mõõtmisandmete ülekanne pilve on praegu üks teema, millega tegeleme – merel on side hulga tundlikum ja hapram kui maismaal.“

„Siis on meil Tallinna sadamaprojekt Vanasadama akvatooriumi sügavuse alaliseks jälgimiseks. Nimelt keerutavad suured laevad põhjast liiva ja setteid kuhjadesse, mis on laevakruvidele ohtlikud. Laeva sõukruvi remont aga maksab astronoomilisi summasid. Probleem on paljudel, näiteks Euroopas on selliseid sadamaid ca 200 ringis – nõudlus on vägagi suur. Plaan on ehitada Muuga sadama jaoks vesinikul sõitev iselaev, hetkel ootame rahastusotsust.“

Kolmandaks – koostöös Saaremaa laevaehitusfirmaga Baltic Workboats valmistatakse piirivalvelaevale tehisintellektil põhinevat kaptenit, mis teeks laevale ära käigukatsed.

„Neljandaks – kaugemas plaanis on kavas arendada tehisintellektil põhinev kapten nii kaugele, et sellega võiks varustada palju erinevaid ujuvplatvorme. Asi liigub üldiselt maailmas sinnapoole, aga aeglaselt, sest laev (ja ka näiteks rong) on kallis, inimeste palgakulu juhtimise jaoks sellega võrreldes väike. Aga suund arenduses on muidugi selgelt sinnapoole, kuhu meiegi liigume.“

Iselaeva ja kunstkapteni tööpõld on alles välja kujunemas. „See neelab jätkuvalt kogu mu aja, aga siiski tuleb leida ka oma pere jaoks aega, eriti nüüd, kus peres ka laps kasvamas. Kui küsite – kas olen rohkem insener või teadlane, ei oskagi ma öelda,“ ütles insener par excellence (pr k eriti, iseäranis, sõna tõsises mõttes) intervjuu lõpetuseks.