I mange år var det bare et fåtall asiatiske land, i hovedsak Japan og Sør-Korea, som klarte å hevde seg på det globale bilprodusentmarkedet. I det siste har flere asiatiske land meldt seg på i konkurransen, og nå ruller annenhver nyproduserte bil ut fra asiatiske fabrikker.

Forskerne Kenneth Bo Nielsen og Arve Hansen ved Senter for utvikling og miljø, Universitetet i Oslo har nettopp publisert boka Cars, Automobility and Development in Asia: Wheels of Change. 

Nielsen poengterer at også forbruket av biler flyttes østover:

– Etter flere tiår med økonomisk vekst i regionen blir halvparten av alle produserte biler i verden solgt i Asia, forklarer Kenneth Bo Nielsen.

– En vekst i antall biler er ett av de sikreste resultatene av økonomisk utvikling og høyere inntekt i et land, fortsetter Arve Hansen.

Og ingen andre steder er dette mer påfallende enn i Kina. Kinesiske byer har gått fra å være sykkeldominerte, fra 1950- til 1990-tallet, til nå å være stort sett totalt dominert av biler.

For eksempel solgte den kinesiske sykkelfabrikken Flyvende Due (Fei Ge) rekordantallet tre millioner sykler i 1986. Tolv år etter, i 1998, solgte selskapet kun 200 000. Det året fikk flesteparten av fabrikkens 7000 arbeidere sparken, og selskapet flyttet inn i en mindre fabrikk. I 2013 slo Kina verdensrekorden for antall personbiler solgt i ett land i løpet av ett år: Mer enn 20 millioner biler.

• Les også: Byfolk får rynkete og flekket hud av luftforurensningen

Byer bygget for biler

Som fremveksten av bilkultur har vist oss gjennom historien, endrer bilen landskap radikalt.

En enorm infrastruktur trengs for å støtte opp om et samfunn sentrert rundt motoriserte kjøretøy. Ikke bare er det behov for steder for å fylle drivstoff på biler, steder for å kjøpe og reparere biler – det må også være plass til å kjøre dem og steder å parkere dem.

Beth E. Notar er antropolog med fokus på Kina ved Trinity College i Hartford, USA. I flere år har hun forsket på hva det vil si for et samfunn å gå fra å være dominert av gåing, sykling og bruk av offentlig transport til å bli et samfunn dominert av personbiler. Hun legger vekt på den store omstrukteringen byene har gjennomgått:

– Bygater i Kina har blitt bygget om for å legge til rette for biltrafikk. De fleste gamle bysentrene i kinesiske byer har blitt revet og bygget om for å lage hovedveier, ringveier og broer, sier Notar. 

– Denne utviklingen har man sett til andre tider og steder i verden, men farten og skalaen dette har blitt endret på i kinesiske storbyer er uten sidestykke.

• Les også: Byplanlegging bestemmer ikke hvordan folk bruker bilen

Flere luksusbiler

Kina har det hurtigst voksende markedet for luksusbiler i verden. Salget av BMW i Kina hoppet opp 62 prosent i 2011, og BMW har omtrent daglig åpnet et nytt utsalgssted i landet. Salget av Lamborghini har hatt en eksplosiv vekst på 150 prosent.

Fra første til tredje kvartal i 2015 hadde salget av tyske luksusbiler i Kina solid utkonkurrert salget i USA.

Som man kanskje kan forvente, har også bruktbilmarkedet i Kina også vokst. Over seks millioner kjøretøy skiftet eiere i 2014.

Salget av hybrid- og elektriske biler i Kina har økt fra nærmere 40 000 i 2014 til totalt 150 000 i 2015. Det er ting som tyder på at kinesiske myndigheter jobber for å øke bruken av elektriske kjøretøy, scootere og sykler. Men elektriske kjøretøy utgjør likevel bare en ørliten del av salget i Kina.

• Les også: Joda, elbiler forurenser også

Store konsekvenser for helsa

Hvilke konsekvenser får et skifte fra et samfunn basert på sykkeltransport til et dominert av motorisert transport? 

Beth A Notar oppsummerer de negative konsekvensene; endringer i urban og rural landskapsplanlegging, forverret folkehelse og et økt antall dødsulykker.

– I juli 2015 publiserte en organisasjon kalt Berkeley Earth en artikkel der de argumenterte for at cirka 1,6 millioner dødsfall i landet, det vil si cirka 4000 hver dag kan tilskrives luftforurensning. Blant eliten i Beijing og andre kinesiske byer har man begynt å investere i dyre luftfiltre for biler, hjem og kontor.

Et skifte til en motorisert hverdag har også hatt innflytelse på dødeligheten i trafikken. Ifølge en nylig China Daily rapport er trafikkulykker den største dødsårsaken til unge under 45 i Kina.

Referanse:

Kenneth Bo Nielsen and Arve Hansen: Cars, Automobility and Development in Asia. Routledge, 2016. ISBN: 978-1-138-93070-4. Sammendrag

Vi kan finne eksempler på synkronisert aktivitet mange steder i naturen. For eksempel svermer av ildfluer som begynner å blinke i takt, og mennesker som bryter ut i rytmisk applaus etter en konsert.

Vi kan også finne eksempler i hjernen, der synkronisert elektrisk aktivitet er blitt funnet mellom nevroner i forskjellige områder av hjernen. Forskning har vist at denne aktiviteten kan spille en viktig rolle i hukommelse og gjennomføringen av kognitive oppgaver.

Hva har så disse fenomenene å gjøre med nanomagneter?

Det viser seg at all denne synkroniserte aktiviteten har fellestrekk. De ulike fenomenene kan kobles til hverandre gjennom «synkroniseringsmatematikk».

Mange fenomen, samme matematiske ligninger

Disse vesentlig forskjellige fenomenene kan faktisk beskrives bemerkelsesverdig godt med de samme matematiske ligningene.

En av de mer kjente matematiske modellene for å studere synkronisering er Kuramoto-modellen. Den har blitt brukt for å beskrive den grunnleggende oppførselen til synkroniserte svingninger i mange biologiske og fysiske fenomener. Matematisk kan disse systemene beskrives som et nettverk av koblede oscillatorer, hvor en oscillator i denne sammenhengen er et hvilket som helst system med en periodisk oppførsel. En svingende pendel, for eksempel, returneres til det samme punktet i rommet med jevne mellomrom, hvor disse intervallene tilsvarer oscillatorens frekvens.

I den siste forskningen vår har vi konsentrert oss om å forstå oppførselen til magnetiske oscillatorer i nanoskala. Disse oscillatorene er noen få hundre nanometer store. Til sammenligning har et menneskelig hår en tykkelse på ca. 100,000 nanometer. En nanometer er 0,000000001 meter, så de er ganske små!

Disse oscillatorene kan være nyttige for en rekke magnetiske nanoinnretninger, som mikrobølgekilder og for signalbehandling i telekommunikasjonsteknologi.

Kunstige nevrale nettverk

Men et annet interessant forslag er å bruke slike oscillatorer som byggesteiner for å skape kunstige nevrale nettverk, inspirert av hvordan hjernen løser kognitive oppgaver.

Kunstige nevrale nettverk er et voksende forskningsfelt innen bio-inspirert databehandling. Her ser forskerne til naturen for inspirasjon i utviklingen av bio-inspirerte databrikker basert på arkitektur man finner i naturen. Hjernen, og biologiske systemer generelt, kan utføre beregninger mye mer effektivt enn datamaskiner, og de gjør det raskt og med svært lavt energiforbruk.

Nye fremskritt innen nanoteknologi og materialvitenskap gjør det endelig mulig å se for seg at vi kan designe og bygge nettverk basert på multifunksjonell nanoteknologi som nærmer seg kompleksiteten i biologiske systemer.

Samhandling

Kan vi så greie å bygge kunstige hjernenettverk ved hjelp av nanomagneter? For å få til dette, er det helt avgjørende å forstå hva som skjer når du plasserer mange av disse magnetiske oscillatorene sammen og lar dem samhandle med hverandre. Det var det vi nylig studerte.

For å få de magnetiske oscillatorene til å bli «enige» om en felles frekvens, må de være i stand til å samhandle med hverandre. Når vi plasserer flere av dem tett sammen, kan vekselvirkningen mellom dem føre til at alle oscillatorene blir synkroniserte og «svinger i takt».

Det er her det blir interessant: Å forstå virkemåten til en enkelt oscillator er ikke så vanskelig, selv om det også kan være vrient nok. Men, det er den kollektive oppførselen når du plasserer mange av dem sammen som er den virkelige utfordringen å forstå.

Å finne en matematisk modell

Dette fører oss til et av de viktigste spørsmålene vi tok opp i forskningen vår: Hva skjer når du putter en masse av disse oscillatorene tett pakket sammen, slik at de kan kommunisere med hverandre? Vil de synkronisere til en kollektiv rytme, eller vil vi se noen andre interessante effekter?

Vi studerte dette gjennom matematiske ligninger som vi kunne løse på datamaskinene våre. Vi var inspirert av de vellykkede anvendelsene av den tidligere nevnte Kuramoto-modellen på mange andre områder.

Kunne vi finne en lignende «enkel» matematisk modell for samhandlingen mellom magnetiske oscillatorer?

Det korte svaret her er: Ja, vi tror det.

I den siste artikkelen vår viser vi hvordan vi kan bruke denne matematiske modellen til å beskrive den kollektive atferden i store nettverk av slike magnetiske oscillatorer, og viser en sammenheng mellom systemer av samhandlende oscillatorer i for eksempel nevrovitenskap og disse magnetiske oscillatorene. Begge kan beskrives ved tilsvarende matematiske ligninger.

Mulig å bygge

Så, kan vi bygge kunstige hjernenettverk ved hjelp av nanomagneter?

Vel, å bygge en kunstig hjerne, i betydningen av en menneskelig hjerne, kan nok bli vanskelig. Men å kunne bygge nevrale nettverk som utfører beregninger inspirert av hvordan hjernen løser kognitive oppgaver er mer sannsynlig.

En del av puslespillet for å nå dette målet er å finne egnede elementære byggesteiner. I denne sammenhengen er magnetiske oscillatorer i nanoskala en av de mest lovende kandidatene for å skape kunstig nevrale nettverk som baserer seg på å etterligne nevronenes aktivitet.

I det minste er det interessant at de matematiske ligningene som brukes for å studere synkroniseringen av nevral aktivitet i hjernen også kan brukes til å studere synkroniseringen av disse magnetiske oscillatorene.

Fortsatt er det mange problemer å overvinne og problemer å løse, og bare fortsatt hardt arbeid de neste årene vil vise om slike enheter blir en realitet i fremtiden. I mellomtiden er vi bare glade for å kunne bidra med vår lille bit av puslespillet.

Denne teksten ble først publisert hos NTNU TechZone.

Les den vitenskapelige artikkelen i Scientific Reports. 

Slangeroboter, undervannsdroner, ubemannede skip og flydroner er farkoster du snart kan observere hvis du ferdes på Trondheimsfjorden.

Området etableres nemlig som laboratorium for testing av såkalt autonom teknologi – som blant annet kan erstatte besetningen om bord på båter, sier professor Asgeir Johan Sørensen, direktør ved NTNU Senter for autonome marine operasjoner og systemer.

– Så vidt jeg vet er dette det første testområdet av sitt slag i verden.

– Jeg er faktisk overrasket over hvor fort utviklingen går. Når testområdet nå etableres, har vi også fått norske myndigheters velsignelse til å prøve ut teknologi som vil forundre folk, sier han.

Bra for miljøet

Autonom teknologi blir brukt til å utvikle intelligente systemer der menneskets oppfattelse og inngripen er automatisert.

Vi finner autonome funksjoner i avanserte automatiserte systemer med bemanning der mennesker er til stede – for eksempel i en personbils cruise control og anti-kollisjonssystemer eller i autopiloten på et passasjerfly.

Slike funksjoner finnes også i ubemannede systemer der mennesker ikke er fysisk til stede – som på et førerløst skip, eller på olje- og gassinstallasjoner.

I mange tilfeller er det da snakk om fjernstyring av fartøyet eller installasjonen ved hjelp av satellittkommunikasjon. Kontrollen er flyttet fra broen på skipet eller kontrollrommet på installasjonen til et senter på land.

– Hvis det oppstår et brudd eller en forsinkelse i kommunikasjonslinjen, må systemene likevel være i stand til å «tenke» selv og ta beslutninger. På dette området har vi kommet lengst med autonome undervannsfartøyer, sier forklarer Sørensen.

– Førerløse fartøy betyr ikke nødvendigvis at det ikke jobber folk om bord, men besetningen vil ha andre funksjoner.

• Les også: Bør den førerløse bilen ofre sin egen passasjer?

Blir brukt i farlige områder

Autonome ubemannede fartøyer brukes i dag til å utføre oppgaver i uoversiktlige og til dels farlige områder, eller til måling og kartlegging av geografiske områder.

Det som nå kommer for fullt, er utviklingen av større førerløse fartøyer som kan frakte folk eller gods. Og det kan miljøet tjene på.

– Førerløse båter som skal frakte gods, kan bygges uten lugarer til besetningen og uten ventilasjonssystemer som ellers er nødvendig for at folk om bord skal ha det bra. De blir derfor både lettere og billigere å bygge. I tillegg kan førerløs godstrafikk gi oss et langt mer differensiert transportmønster, sier Sørensen.

Skip som kjører sakte bruker mindre drivstoff, og i framtida kan derfor farten på godstrafikken i større grad tilpasses lasten om bord. Noen varer må fort fram, mens andre tåler at transporten tar tid. Dermed spares miljøet, samtidig som driftskostnadene kuttes.

I tillegg kan ubemannede skip bygges på måter som gjør dem mindre sårbare for angrep fra for eksempel pirater.

• Les også: Bilen skal lære å kjøre som folk

Nye krav til regelverk og standarder

Trondheimsfjorden er svært godt egnet som testområde for autonome fartøyer. Fjorden er oversiktlig, stor og bred, nesten som et lite hav – samtidig som den er krevende nok til å gi mennesker og teknologi noe å bryne seg på. I tillegg er skipstrafikken relativt liten.

Det viktigste er likevel at det ved fjorden finnes forskningsinstitusjoner, næringsliv og industri som har lange tradisjoner for forskning og utvikling av autonome systemer, skipskonsepter, akvakultur, mineralutvinning og robotikk.

Nå får disse aktørene et testlaboratorium rett utenfor dørstokken, men testområdet blir også tilgjengelig for andre aktører som har behov for å prøve ut autonome fartøy.

– Muligheter for kvantesprang

Det er Kongsberg Seatex, Marintek og Maritime Robotics som sammen med NTNU står bak initiativet om å etablere testområdet.

Sørensen mener dette gir et konkurransefortrinn: – Med omstillingen i olje- og gassektoren ligger alt til rette for et kvantesprang på området. Det er i nedgangstider at radikale nytenkningsprosjekter oppstår, sier Sørensen.

Professor Ingrid Schjølberg er direktør for NTNU Havrom. Hun peker på at Norge er en maritim nasjon, og at det da er viktig at vi også er i forkant på maritim forskning og at den nødvendige forskningsinfrastrukturen er på plass.

– Det er behov for bred faglig kompetanse når autonome systemer nå utvikles i rekordfart – siden disse systemene omhandler miljø, teknologi og drift, men også menneskelige operatører og operasjonell sikkerhet, sier hun.

• Les også: Snart er det ingen pilot som styrer flyet

Vanskelig å forutse hva som kan gå galt

Asgeir Johan Sørensen peker også på at den raske utviklingen av autonome systemer stiller helt nye krav til hvordan vi kan håndtere risiko, og at en mer funksjons- og risikobasert tilnærming må inn i ny teknologi og operasjoner. Han mener flaskehalsen for den videre utviklingen av teknologien ligger nettopp her.

– For hele bransjen er det krevende å henge med i utviklingen. For myndigheter og klassifiseringsselskaper blir det en stor utfordring å følge opp standarder og regelverk, inkludert adekvat testing og verifikasjon på dette området, forklarer han.

Ingrid Bouwer Utne er professor ved Institutt for marin teknikk ved NTNU, og forsker blant annet på risikoanalyse og vedlikeholdsstyring av marine systemer.

Hun peker på at det ofte blir laget nye regler etter at det har skjedd ulykker. Selv om automatisering ikke er et nytt fenomen, øker kompleksiteten og avhengighetene i systemene. Dermed blir det mer utfordrende å forutse og ta høyde for alt som faktisk kan gå galt.

– Dette med risikohåndtering kommer gjerne litt sent inn i utviklingen av ny teknologi – og dette gjelder ikke bare for autonome systemer. Men når vi får systemer som skal operere på egen hånd, gjennom overvåkning og fjernstyring, blir for eksempel situasjonsforståelsen og informasjonsflyten mellom system og operatør straks mer utfordrende, sier Utne, som tror både myndigheter og andre aktører ser at dette med risikohåndtering må tas på alvor.

– Når operatøren fjernes fra skipet, må det autonome skipet være i stand til å forstå og håndtere utfordringer og uønskede situasjoner i større grad selv. 

• Les også: Stor klimagevinst med robotdrosjer

Du ser dem ikke, men de reiser gjennom lufta som bølger.

Lydbølgene har en del egenskaper som kan utnyttes på ganske utrolige måter, noe flere forskjellige forskere har vist i løpet av de siste årene.

Lydbølger kan blant annet brukes til å få små, lette objekter, for eksempel isoporkuler eller vanndråper til å sveve i lufta.

Lydbølger skaper forskjellige områder med høyt og lavt lufttrykk. Hvis lydbølgene manipuleres og reflekteres på riktig måte kan du lage små luftputer som rett og slett hindrer små objekter i å falle ned.  

Youtube-brukeren Destin Sandlin har laget en veldig god forklaring på hvordan dette fungerer, som du kan se i videoen under.

En tysk forskergruppe ved Max Planck-instituttet foreslår nå en ny måte å utnytte lydbølger til å lage hologrammer og andre 3D-former.

• Les også: Har NASA-forskere testet en motor som bryter naturlovene?

I vann

Forskerne bruker lydbølger til å manipulere små kuler i vann, men metoden fungerer også i luft. Lyden blir sendt ut av spesiallagde høyttalere som sender ut ultralyd.

Men prinsippet er det samme: lydbølger kan lage små områder med høyt og lavt trykk som kan få små, lette kuler til å bevege på seg.

Denne videoen er fra et annet forskningsprosjekt, men den viser hvordan akustisk levitasjon kan brukes:

Måten de gjør det på er veldig mye enklere enn det som har blitt gjort før, ifølge Adrian Neild, som er ingeniør-professor ved Monash University i Australia. Han har skrevet om den nye metoden i Nature.

Hvis du vil lage et 3D-bilde med små partikler, må du manipulere hver enkel partikkel til å flytte seg i et ordnet mønster sånn at det blir en gjenkjennelig figur.

Du kan tenke deg et veldig komplisert oppsett med mange forskjellige høyttalere som sender ut lyder i forskjellige faser. Hvis du har ekstremt god kontroll på lyden kan du lage et komplekst lydmønster som kan skape hologrammer, hvis det er noen partikler som lyden kan flytte på.

De tyske forskerne har gjort dette oppsettet mye enklere. De trenger bare én høyttaler for å lage en komplisert figur.

• Les også: Hør lyden fra bunnen av Marianegropen

3D-printing

Trikset er å lage en plate som former lyden som kommer ut av høyttaleren. Denne platen er svært detaljert, og settes for eksempel rett over høyttaleren.

I bildet under kan du se en sånn plate. Mønsteret på platen ser ut som rent kaos, men etter at lydbølgene har gått gjennom platen, danner de et «trykkbilde» som kan danne komplekse figurer.

Formene og forskjellige tykkelser på platen manipulerer lydbølgene til å bevege seg dit forskerne vil.

Platen som du kan se på bildet danner to perfekte ringer på vannoverflaten etter at lyden har gått gjennom platen. Høyttaleren, platen og overflaten som skal danne figuren må være i riktig avstand til hverandre for at dette skal fungere.

De har også laget en plate som danner den klassiske fredsdue-figuren. Du kan se hva som skjer når de skrur av og på lyden i videoen under.

Denne metoden har noen svakheter. Siden hver enkelt plate lager én figur, kan ikke figuren endres underveis. Forskerne ser for seg at det kan brukes til flere forskjellige ting i framtiden, for eksempel trådløs overføring av kraft og informasjon.

En gang i framtiden kan kanskje akustisk levitasjon brukes til å løfte tyngre ting, og det kan for eksempel brukes til å håndtere farlige materialer.

Men forskerne mener det er en enkel måte å manipulere lydbølger på. De har også laget en plate som manipulerer lydbølger som kan brukes til akustisk levitasjon, lignende det du så i toppen av saken.

I videoen under kan du se hvordan det ser ut når de leviterer to små vanndråper.

Referanse: 

Fischer mfl: Holograms for acoustics. Nature, september 2016. DOI: 10.1038/nature19755. Sammendrag

Operasjonssentralen sender ut en melding om at skyting pågår på en videregående skole. Flere skudd er avfyrt, og det meldes om skadde personer inne i bygget. Siste observasjon av gjerningsmannen er da han gikk inn gjennom hovedinngangen. Politistudentene løper inn i bygget.

Vernebrillene studentene har på seg er utstyrt med et kamera som fanger opp situasjonen fra deres egen synsvinkel.

– Vi ønsket å finne ut om videoopptak underveis i øvelsen og systematisk gjennomgang av hvordan de løste oppgaven i etterkant, kan forbedre studentens erfaringslæring og refleksjonsnivå, forklarer Joshua Phelps, førsteamanuensis ved Politihøgskolen og Bjørknes.

• Les også: Slik kan politiet beregne hvor kriminaliteten vil skje

Reflekterte og lærte mer

Politistudentene var gjennom tre ulike øvelser. I etterkant gikk forskergruppen gjennom opptakene sammen med studentene, i par.

Resultatene viser at studentene med kamerabriller reflekterte og lærte mer om kommunikasjon i løpet av de tre øvelsene de gikk gjennom sammenlignet med gruppen som ikke brukte briller. Studien viser også at gruppen som fikk kamerabriller, fikk større utbytte av treningen med tanke på risikofylte beslutninger som måtte tas i løpet av øvelsen.

Så egen atferd med nye briller

I intervjusituasjonen skulle studentene legge egne reaksjoner og valg under lupen. De fikk spørsmål som: Hva tenkte du når du fikk melding om skyting pågår? Oppfattet du at det var en såret person i gangen?

Studentene med kamera så større forbedringspotensialer ved kommunikasjonen de hadde med makker og med publikum. 

– I etterkant viste studentene i kameragruppen til at de ville endret valgene han eller hun tok knyttet til kommunikasjon underveis i større grad enn sammenligningsgruppen, forteller Phelps.

• Les også: Politiet bruker oftere hemmelige metoder

Dette er så vidt vi vet den første studien der metoden med kamerabriller er blitt benyttet systematisk i politiutdanning. Metoden i denne konteksten er utviklet av Sophie Le Bellu og Saadi Lahlou ved London School of Economics (LSE), og har blant annet blitt brukt til å studere hvordan politiet i England møter publikum.

Phelps ser på det som positivt at studenter ønsker å gå gjennom egne valg og refleksjoner på en systematisk måte, men legger til at undervisning med kroppsbærende kamera er krevende, både for studenter og undervisningspersonale.

– Å bruke denne metoden i undervisning krever at studenter er villige til å iføre seg kameraet, og det må legges til rette for å følge opp med intervjuer i etterkant.

Kroppsbærende kamera benyttes i andre typer utdanninger og er også blitt brukt i operativ polititrening tidligere.

Referanse:

Phelps, Joshua M.,mfl. Experiential Learning and Simulation-Based Training in Norwegian Police Education: Examining Body-Worn Video as a Tool to Encourage Reflection i Policing, 20. juni, 2016. Sammendrag

Et elektrisk modellfly med målesonde foran og propell bak kretser rundt en rad med fem vindmøller på et jorde i Nederland. Året er 2014, måneden er mai.

Flyet heter SUMO, Small Unmanned Meteorological Observer. Jordet er testområdet til det nederlandske selskapet for energiforskning, ECN. Det ligger om lag 50 kilometer nord for Amsterdam.

• Les også: Norsk havvind drukner i billig vannkraft

Gjorde jobben i sterk vind

En av forskerne bak forsøkene heter Line Båserud. Hun er doktorgradsstipendiat på Geofysisk institutt ved Universitetet i Bergen.

– Det var veldig sterk vind og perioder med regn. Vi klarte å gjennomføre fem flygninger. Det var færre enn vi ønsket oss, forteller Båserud.

Likevel viste forsøkene at SUMO gjorde jobben. Modellflyet klarte å måle hvordan vinden virvler bak møllebladene – 100 ganger i sekundet.

Dette er viktige data for de som skal plassere ut de store vindmøllene og få ut maksimal energi.

• Les mer: Slik kan vinden temmes til havs

Båserud og kollegene hennes sammenlignet prestasjonene til SUMO blant annet med vindmålingene fra en vindpropell – av fagfolkene kalt koppanemometer – festet til en mast i vinden foran vindmøllene.

– Det så veldig bra ut, sier hun.

Måler mange steder

Men hva er nå egentlig poenget med å flakse rundt med et spinkelt lite modellfly? Er ikke vindpropellen på masta like bra og mer stødig når vinden uler rundt vindmøllene?

Svaret er ganske enkelt at masta bare kan måle vinden i ett punkt.

Flyet kan derimot samle målinger fra mange steder i virvelstrømmen bak vindmøllene – til nesten samme tid.

Punkter, ikke gjennomsnitt

Det kan riktignok også en annen type måleinstrumenter – Lidar. Dette er en slags lysradar som sveiper over vindmøllene.

Lidar sender fra seg blink av laserlys. Så fanger den opp lysreflekser – tilsvarende radarekko – fra små støvpartikler i vindstrømmen og måler hastigheten deres.

– Fordelen med flyet er at det tar punktmålinger, mens Lidar måler et gjennomsnitt for et luftvolum, forklarer Båserud.

Forskerne brukte begge instrumentene for å sammenligne målingene til slutt.

Trekker fra flyets egne bevegelser

Men flyet suser jo selv gjennom lufta. Vil ikke det påvirke målingene?

– Flyet har GPS og akselerasjonsmålere som registrerer bevegelsene. De trekker vi fra, svarer Båserud.

Selve vindmåleren i nesa på flyet ligner da også på de vanlige fartsmålerne som andre fly har.

Lufta går inn gjennom små hull i det som kalles et pitotrør. Lufttrykket som vinden gir, kalles det dynamiske lufttrykket.

Det trekkes fra lufttrykket av stillestående luft – det som kalles det statiske trykket. Resultatet er trykkvirkningen av vinden som treffer flyet.

• Modellfly og droner brukes av andre forskere også: Øye over åkeren

Måler turbulens i flere retninger

Forskjellen fra en vanlig fartsmåler på fly er at dette pitotrøret har hele fem åpninger som peker i litt forskjellige retninger.

Dermed kan det også måle lufthastigheten i flere retninger. Det er viktig for å måle vindvirvlene – turbulensen – bak vindmøllene.

Testkjørte på rullebanen

Flygningene i Nederland er siste runde i flere års arbeid med SUMO for Båserud. Helt siden masteroppgaven har hun gjort forarbeider for å prøve ut flyet og målesonden.

Hun prøvet det blant annet ut festet til en bil som freste fram over rullebanen på Flesland flyplass i Bergen.

Fortsetter med kvadkopter-drone

Ennå er ikke siste kapittel skrevet i denne flyhistorien.

– Jeg skal fortsette målingene til 2018. Vi skal fly i flere retninger i forhold til vindmøllene og sammenligne målingene med Lidar, forteller Båserud.

SUMO skal også få selskap i lufta. Forskergruppen planlegger også å bruke et kvadkopter – en liten drone med fire rotorer av samme type som svirrer rundt med kamera under buken.

Slike kvadkoptere kan stå stille i lufta, styrt av en datamaskin om bord. Den justerer flyretningen.

Disse justeringene er nøyaktig motsatt rettet vinden i øyeblikket. Dermed kan justeringene hentes ut av datamaskinen og brukes til å måle vindretning og vindhastighet.

Klarte stiv kuling

 – Kvadkopteret er veldig lite, bare 30 centimeter tvers over, forteller Båserud.

Hvis rotorene blir for store, kan de forstyrre turbulensen fra vindmøllebladene. Dermed blir også de viktige målingene ødelagt.

Ulempen med små kvadkoptere – og modellfly – er selvfølgelig at de ikke tåler kraftig vind.

– SUMO klarte fint 15 meter i sekundet, forteller Båserud. Det er stiv kuling.

Kvadkopteret vil trolig ikke klare mer enn 10 meter i sekundet, altså frisk bris. Det er bare en måte å finne ut det på.

– Vi må prøve, sier Båserud.

Referanse:

Resultatene er akseptert for publisering i Energy Procedia og blir åpent tilgjengelige. Referansen foreløpig blir:

Reuder, J., L. Båserud, S. Kral, V. Kumer, J.-W. Wagenaar, and A. Knauer: Proof of concept for wind turbine wake investigations with the RPAS SUMO.

Overdreven bruk av smarttelefon kan være like skadelig for kroppen din som en yrkesskade, og det bekymrer forskere. 

Musklene våre kan nemlig miste en del av forbindelsen til hverandre på grunn av overbelastning, viser en ny studie som er utgitt i tidsskriftet Clinical Neurophysiology. 

– Vi kunne se at forbindelsen mellom musklene hos mobilbrukerne med smerter var nesten halvert. Stabiliteten i muskelforbindelsen er altså dårligere, forteller Pascal Madeleine, som er professor i idrett og ergonomi ved institutt for medisin og helseteknologi ved Aalborg Universitet i Danmark og hovedforfatter for studien. 

Det innebærer at de som bruker telefonen mye, kan få muskelforstyrrelser og ha problemer med å utføre oppgaver som krever at de koordinerer flere muskler samtidig. 

Muskelsystemet blir skjevt 

Ved å undersøke elektriske signaler i musklene hos smarttelefonbrukere kunne forskerne vise en sammenheng mellom kroniske smerter i for eksempel skulder, nakke eller tommelfingre og svakere koblinger mellom musklene. 

Det kan kanskje forplante seg og gi en vridning av hele muskelsystemet, forteller Pascal Madeleine. 

– Når du for eksempel går, bruker du flere forskjellige muskler – lårmuskler, leggmuskler og til og med musklene i armene. For å kunne utføre den bevegelsen i koordinert rekkefølge, må sentralnervesystemet fungere som dirigent for musklene, forklarer han. 

– Hvis musklene har fått en svakere forbindelse, forstyrrer det dirigenten, noe som igjen forstyrrer hele systemet, sier Madeleine. 

• Les også: To kvinner ble blinde av telefonen

Analyserte mobilbrukere 

Forskerne koblet 40 mobilbrukere til en rekke elektroder og målte den elektriske aktiviteten mellom musklene mens de utførte en rekke oppgaver. 

20 av deltakerne hadde kroniske smerter i enten nakke- og skulderregionen, håndledd og/eller tommelfinger. 20 av dem hadde ingen smerter. 

– Vi har målt personer med og personer uten smerter. Dermed kunne vi se etter forskjeller, forklarer Madeleine. 

Med armer, håndledd og skulderregionen dekket til med elektroder ble forsøkspersonene satt til å taste inn en gitt tekst på henholdsvis datamaskin og smarttelefon i perioder på 3 minutter. På mobilen skulle de taste først med en og deretter med to fingre. 

– Gruppen med kroniske smerter hadde generelt dårligere sammenkobling og kommunikasjon mellom musklene i de berørte områdene, forteller Madeleine. 

Studien er utført i samarbeid med Hong Kong Polytechnic University med hjelp fra doktorgradstudent Yanfei Xie, dr. Grace P Szeto og dr. Afshin Samani. 

• Les også: Smarttelefoner bygger om hjernen

Kan fortelle om hjernens reaksjon på smerte 

Førsteamanuensis i integrert fysiologi ved Københavns Universitet, Bente Rona Jensen, er spesielt begeistret for analysemetoden i studien. Hun håper at måling av koblet muskelaktivitet vil kunne brukes i flere sammenhenger. 

– Faktisk har man tidligere brukt metoden til å måle hjernens signaler. Metoden er basert på ektromyografi (metode for studie av muskulaturens og de tilhørende nervenes aktivitet, red.), også kalt EMG, brukt på en ny og veldig interessant måte, sier hun. 

– Muskelaktivering styres i første omgang av hjernen, så metoden viser også noe om hvordan hjernen reagerer på kronisk smerte. Det kan fortelle oss noe om smertens påvirkning av muskler generelt, forklarer Jensen. 

• Les også: Mobilstråling i musemors liv

Kan gjelde andre 

Jensen tror ikke svekkelsen av muskelkoblingen bare gjelder ved smerter etter mobilbruk. 

– Mobilen er ikke årsaken til muskelreaksjonen, det er smerten som hyppig mobilbruk kan medføre. Det samme gjelder for eksempel smerter på grunn av feil arbeidsstilling eller lignende, forklarer hun. 

Derimot er svekkelsen av muskelkoordinasjonen en reaksjon hvor andre muskler kompenserer på grunn av smerten, mener Jensen. 

Henvendelser fra frustrerte mobilbrukere 

Forhåpentligvis kan resultatene gjøre noe med det som kan bli en bølge av kroniske skader, omtrent som med museskader, forklarer forskeren. 

Han tror muskelforstyrrelsene har kommet for å bli. 

– Flere fagforeninger har kontaktet oss omkring medlemmer som opplevde smerter og forstyrrelser på grunn av mobiltelefonen. Vi bestemte oss for å undersøke hva som skjer når folk får muskelproblemer på grunn av smarttelefoner, forteller Pascal Madeleine. 

Nettopp derfor var det ifølge forskeren viktig å sammenligne muskelforstyrrelsene ved både datamaskin- og mobilbruk. Mobilbruk påvirket personene mest, særlig i nakke- og skulderregionen, forklarer Madeleine. 

• Les også: Mindre trolig at mobil gir helseskader 

Kjenner fortsatt ikke langtidseffektene 

Selv om selve den fysiologiske årsaken til en del av disse smertene nå er kartlagt, er det fortsatt mye forskerne ikke vet, forteller Madeleine. 

– Vi kunne ikke se om forsøkspersonene med størst muskelavkobling også hadde størst smerter. Vi vet heller ikke om muskelkoblingen kan gjenopptrenes, eller om den viser seg å være permanent skadet, forteller han. 

Det skal undersøkes i et nytt prosjekt. 

– Vi håper på å finne ut mer omkring de generelle sammenhengene mellom mobilbruk, smerter og muskelavkobling i flere studier fremover, sier Madeleine. 

Ved hjelp av trening kan det kanskje bli mulig å unngå kroniske skader, mener han. 

– Hvis vi kan identifisere en måte å endre folks bevegelsesmønster i forbindelse med mobilbruk, kan det kanskje være en løsning, sier han. Det er imidlertid fortsatt ukjent område for forskerne, forklarer han. 

Referanse: 

Madeleine, P. (m.fl) «Effects of chronic neck-shoulder pain on normalized mutual information analysis of surface electromyography during functional tasks», Clinical Neurophysiology (2016) (Sammendrag) DOI: http ://dx.doi.org/10.1016/j.clinph. 2016.06.015)30445-X/abstract

© Videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no.

– Vi bør vere bekymra for svindel og misbruk av informasjon, privat informasjon på avvege og utnytting av barn, seier Mohsen Toorani, postdoktor på Institutt for informatikk.

Toorani skreiv avhandling om tryggleiksprotokollar i 2015 og er ekspert på kryptografi og informasjonstryggleik. 

I dette intervjuet fortel han om kva for risiko vi står overfor i åra som kjem og kva vi bør gjera for å unngå svindel og utnytting. 

Nyttig for alle som vil deg ille

Toorani åtvarer mot digitale angrep på nett. 

– Når du postar bilete eller deler personleg informasjon på nettet, kan denne informasjonen bli brukt til eit angrep på deg. Å dele informasjon om kor du er kan vere nyttig informasjon til alle som vil deg ille. Innbrotstjuvar skjøner fort at huset ditt står tomt eller at familien din er åleine heime om du postar bilete frå ferien din eller reiseplanar på Facebook, seier han.

– Er det andre ting ein bør tenke på?

– Nettsider som driv med såkalla «phishing» eller informasjonsfisking, kan samle personleg informasjon og misbruke denne. Talet på slike nettsider auka med 250 prosent mellom oktober 2015 og mars i 2016, ifølgje Anti-Phishing Working Group.

Identitetstjuvar samlar personleg informasjon frå sosiale media. Sjølv om det er store fordeler med sosiale media, er det óg risiko knytta til dei. Det er svært mange måtar ein hacker kan bruka tilgjengeleg informasjon for å gjera kriminelle ting. Sosiale medier er eit nyttig verktøy for å samle informasjon som kan brukast til informasjonsfisking, svindel og spamming, ifølgje Toorani.

• Les også: Nå kan nettskyen bli tryggere

Brukarvenlegheit mot tryggleik

– Dei aller fleste loggar inn i nettbanken med BankID eller kodebrikker. Korleis fungerer eigentleg det?

– Autentisering, det vil seie å bekrefte og dermed gje adgang til brukarar, er vanlegvis basert på ein kombinasjon av faktorar: noko ein brukar veit – oftast eit passord, noko ein brukar har – ei kodebrikke, eller noko ein brukar er – biometriske data. Som regel er autentiseringa ein kombinasjon av to av desse faktorane. Svært ofte er det eit kompromiss mellom kor trygt eit tilbod skal vere og kor brukarvenleg det skal vere. Brukarvenlegheit er ein kritisk faktor som kan påverka ein bank til å senka krava til tryggleik, for å gjera kundane nøgde.

– Kor trygge er desse metodane?

– Bankar brukar kryptografiske teknikkar for å skapa tryggleik, som til dømes BankID i Noreg. Men det er ikkje heile historia. Sjølv om ein nyttar sterke kryptografiske teknikkar, er det alltid ein eller annan måte å angripa det på. Om det er ein tasteloggar installert på datamaskina di som kopierer alt du skriv, er det lett å stela passordet ditt eller personleg informasjon og senda dette til kriminelle.

• Les også: Ny app skal sikre mot avlytting

– Ta kontakt med banken

– Så vi er aldri heilt trygge?

– Om solide kryptografiske teknikkar vert brukt på rett måte og brukargrensesnittet er trygt og forståeleg for alle brukarar, burde ikkje kriminelle klara å knekka kodar. Likevel er det visse systemeigenskapar som kan påverka graden av tryggleik.

– Kva skal ein gjera om ein har vore uheldig?

– Har du mista bankkortet ditt eller kodebrikka di, må du kontakta banken med ein gong. I andre tilfelle må du kan hende kontakta eigaren av ei nettside. Nettsida slettmeg.no har informasjon og retningslinjer for kva ein bør gjera om ting går ille. Dei gjeld for forskjellige populære nettstadar.

Eit anna godt råd er å lage sterke passord samansett av ein tilfeldig kombinasjon av store og små bokstavar, tal og teikn.

Her er Toorani sine fem tips til betre passord: 

• Aldri del passordet eller PIN-koden din med andre.
• Bruk forskjellige passord for forskjellige tenester.
• Skift passord ofte og regelmessig.
• Ikkje lagre passord, sjølv om nettlesaren din bed deg om det. Om nokon brukar pc-en din seinare, får han eller ho tilgang på kontoen din.

Du har kanskje robotstøvsugar heime? Ein treningsapp på telefonen som brukar GPS for å registrere kor lange joggeturane dine er? Eller kanskje du har investert i elektronisk dørlås på ytterdøra di? Du har nok aldri tenkt over det, men kan du svare ja på desse spørsmåla, så er du faktisk ein brukar av velferdsteknologi.

Forstår ikkje heilt kva velferdsteknologi er

Dette er eit omgrep som mange kjenner til, men som likevel har eit noko ukjent innhald. Politikarar satsar på velferdsteknologi, og «alle» er einige om at det offentlege må satse på slik teknologi. Hovudgrunnen til denne satsinga er den mykje omtalte eldrebølgja – den store auken i talet på eldre og pleietrengande som kjem i åra framover.

Om ein ikkje gjer endringar i måten helse- og omsorgstenestene blir drivne på, vil ein ha behov for meir enn dobbelt så mange helsefagleg tilsette i 2060 som me har i dag. For å sikre at alle får omsorgen dei har behov for dei neste førti åra, må ein gjere endringar – og desse endringane kjem i form av nye arbeidsmetodar og velferdsteknologi.

Men kva er eigentleg velferdsteknologi? Og kvar går grensene mellom teknologien som gjer ein moderne heim litt meir komfortabel, velferdsteknologien som ein ønskjer å innføre i kommunehelsetenestene og det enkelte får frå Hjelpemiddelsentralen?

Er ikkje det same som kald omsorg

Interessa for velferdsteknologi går heilt til topps i samfunnet. I 2009 etablerte Helse- og omsorgsdepartementet eit utval som skulle gje råd om korleis innovasjon kunne lette omsorgssektoren si bør. Slik det såkalla Hagen-utvalet definerte velferdsteknologi, femner det vidt – mykje vidare enn det folk flest tenkjer over.

I denne definisjonen inngår elektroniske dørlåsar, automatisk lysstyring og tidsbrytarar i tillegg til tryggleiksalarmar, robotstøvsugarar og spesialtilpassa skiutstyr.

Sjølv om både kommunar og privatpersonar for lengst har teke i bruk nyvinningar som robot-plenklyppar, elektroniske pilleboksar og avanserte varslingssystem, ser mange framleis på velferdsteknologi som noko framand og uprøvd.

Typiske assosiasjonar er sensorbruk og «overvaking» av eldre, særleg demente. Trygg demensomsorg er rett nok  sentralt i mange velferdsteknologiprosjekt, men det er feil å tolke det som at me er på veg inn i eit kjøleg teknologi-samfunn der kalde lysblink og elektroniske signal frårøvar eldre ei varm hand på skuldera og ein prat over kaffien.

Velferdsteknologi er ikkje det same som «kald omsorg». Det handlar ikkje som at ein skal overlate eldre og sjuke til seg sjølv og satse på at teknologien tek seg av dei.

Tvert om handlar det om å gjere kvardagen betre – og ikkje minst tryggare – for både brukarar, pårørande og tilsette i helse- og omsorgssektoren. Ved at sensorane tek vekk nokre av arbeidsoppgåvene til dei som jobbar med sjuke og eldre, får dei tilsette meir tid til å vere til stades.

Ikkje berre for dei eldre

Tendensen til å knyte velferdsteknologi til eldre er forresten ikkje heilt heldig, og heller ikkje heilt korrekt. Ein kan like gjerne seie at velferdsteknologi er til for at personar med psykiske eller fysiske utfordringar skal klare seg betre i kvardagen. Det finst teknologi som gjer skuledagen enklare for naboguten med Asperger syndrom eller kusina di som er hørslehemma.

Velferdsteknologi treng heller ikkje å vera spesielt avansert. Teknologi som trappeheis og rullator er heilt vanlege innslag på norske sjukeheimar og i omsorgsbustader. Dette er også velferdsteknologi, sjølv om hjelpemidla er enkle og langt frå nye.

Mykje av det ein kan kalle «komfortteknologi» eller smart-hus-teknologi er også dekka av den vide velferdsteknologi-paraplyen. Dette er teknologi som gjer kvardagen enklare uansett om ein er heilt funksjonsfrisk. Dersom ein derimot slit med noko slikt som dårleg balanse, kan støvsuging og golvvask vera både vrient og farleg.

Ein robotstøvsugar kan vera det som skal til for at den ustødige framleis kan bu heime og sleppe vaskehjelp. På same måte kan lys som skrur seg på når nokon entrar badet vere eit komfortelement for ein miljømedviten 30-åring og ein livreddar for ein ustø 85-åring som er oppe og tissar kvar natt.

Ny teknologi blir allemannseige

Ikkje alle likar klangen av ordet velferdsteknologi, og enkelte har lansert alternativ, som «friheitsteknologi» eller «kvardagsteknologi».  Mange vil fokusere på at det ikkje handlar om teknologi, men om menneske.

I alle desse omskrivingane ligg det eit forsøk på å redusere teknologiinnhaldet i omgrepet. Eit litt ullent uttrykk blir bytt ut med eit anna, utan å fokusere på kva som faktisk ligg i ordet.

Velferdsteknologi handlar rett og slett om å skape velferd, og akkurat som ordet «transportmiddel», dekkjer «velferdsteknologi» mange underkategoriar av innretningar. Kanskje gjorde me det lettare for oss sjølve om me delte opp omgrepet i mindre komponentar, somtryggleiksteknologi, smarthusteknologi og teknologi for sosial kontakt.

Som 27-åring er ikkje eg rekna som ein typisk brukar av velferdsteknologi. Men hadde eg vore 87, ville mange av dei teknologiske løysingane eg vel å bruke i dag vore rekna som velferdsteknologi.

Dersom eg om 60 år framleis brukar elektronisk dørlås og sensorstyrt belysning i huset mitt, er det truleg ingen som vil finne på å kalle det velferdsteknologi lengre – el-låsen er blitt den vanlege låsen og sensorane er gamalt nytt. Ny teknologi går raskt over til å vera veletablert og spesialiserte produkt blir allemannseige.