Plast er på mange vis et vidundermateriale. Det er lett å forme, sterkt og billig å produsere. Men plasten er også blitt et stort miljøproblem. Ifølge tall fra 2015 produserer vi 322 millioner tonn plast per år. Det representerer 44 kilo plast for hver og en av oss på verdensbasis, følge Plastics Europe.
Mye av den havner etter hvert som avfall i naturen og ikke minst i havet. Omtrent 40 prosent av de enorme mengdene med plast kommer som emballasje. Det meste av det vi handler i matvarebutikken for eksempel, er pakket i plast.
– Trenger vi virkelig å pakke inn noe som det tar fem minutter å spise – i en emballasje som det tar flere hundre år å bryte ned? spør doktorgradsstipendiat Vegar Ottesen.
– Vi jobber med å finne en annen løsning enn plast, og løsningen finner vi faktisk i naturen: nanocellulose. Den er så ufarlig at det til og med kan spises, sier Ottesen og svelger en munnfull geleaktig nanocellulose for å vise at det er risikofritt.
Han er en av deltakerne i den regionale finalen i Forsker Grand Prix i Trondheim, hvor han skal fortelle om forskningen på dette materialet.
Vegar Ottesen er stipendiat ved NTNU. (Foto: Julie Gloppe Solem/NTNU)
Har mange kvaliteter
Nanocellulose er små fibre eller krystaller fremstilt av plantemateriale i plantenes cellevegger. Materialet har mange positive egenskaper:
Det er fullstendig nedbrytbart og ikke giftig.
Det kan utvinnes fra avfallsprodukter fra skog- og jordbruksnæring.
Det er sterkere enn stål per vekt og sterkere enn kevlar som brukes i skuddsikre vester.
Det kan lages gjennomsiktig og er en bedre barriere mot oksygen enn plast.
– Styrken og egenskapene som gassbarriere er et sentralt punkt i min doktorgrad. Jeg forsker på bruken av nanocellulosefibre som et beskyttelseslag på papp for å skape papp som kan brukes til innpakning av matvarer og annet som må beskyttes mot omgivelsene. Dette kan erstatte plast og aluminium som emballasje på mange bruksområder, ikke minst ikke-fornybare olje- og metallbaserte materialer som brukes i drikkekartonger og lignende, sier Ottesen.
Noen utfordringer må løses først: Det er foreløpig langt billigere å produsere plastemballasje. En annen utfordring er at nanocellulose er et svært vått materiale som gjerne inneholder hele 99 prosent vann, og dette vannet må fjernes før nanocellulose kan brukes i for eksempel emballasje.
– Å få nanocellulose til å feste seg til papp eller papir, er ikke så enkelt. Det kan oppstå bobler, det kan bli hull i overflatebelegget – og det kan lett bli sprøtt og sprekke når det tørker, forklarer han.
Men nettopp det er han på god vei til å finne en løsning på. Sammen med forskere ved Åbo Akademi i Finland har han testet ut metoder for å påføre nanocellulose på papp eller papir slik at det og får en jevn, fin overflate. Nanocellulosen skaper dermed en barriere slik at det som pakkes inn i denne emballasjen, beskyttes fra påvirkning utenfra.
Ubehandlet papp til høyre, behandlet papp til venstre. (Foto: NTNU)
– I arbeidet brukte vi en ru pappkvalitet med store ujevnheter og store porer, og selv med kun et enkelt lag nanocellulose gikk vi fra et ujevnt, røft underlag til et produkt som var glatt og jevnt. Fraværet av hull og sprekker betyr at nanocellulosen kan gjøre jobben sin som gassbarriere, forklarer Ottesen.
Han legger til at jevnheten og tettheten også kan gjøre det lettere å få lagt på god grafikk som logoer og tekst med lav bruk av trykksverte/blekk, ettersom det ikke vil suges inn i papiret, men ligge oppå den glatte overflaten.
Tverrsnitt av den dekkede prøven viser at nanocellulosen legger seg oppå som en tynn hinne, også over pappens porer.
– Det meste av hva man legger som et lag på papp og papir trenger inn i porene, så det forventet vi egentlig kunne skje her også. Men nanocellulosen vi brukte, dannet en fin hinne når den tørket, sannsynligvis på grunn av antallet hydrogenbånd mellom nanofibrene.
Tverrsnitt av prøve. Viser et cirka to nanometer tykt lag med nanocellulose oppå papp. (Foto: NTNU)
Dette kan bety at det blir enkelt – uavhengig av hvilken pappkvalitet som brukes – å beregne hvor mye nanocellulose som trengs per kvadratmeter produsert papp.
Det kan også bety at nanocellulosen er ganske robust og at den relativt enkelt kan legges på en rekke ulike overflater med det samme resultatet: En jevn, hel hinne med veldig lavt antall hull per kvadratmeter og følgelig gode barriereegenskaper.
En utfordring som gjenstår, er å få nanocellulosen fleksibel nok slik at belegget ikke blir sprøtt og sprekker når det tørker.
– Dette er det jeg jobber med nå. Det gjøres mye arbeid på feltet rundt hele kloden, og jeg har i aller høyeste grad troen på at dette er noe som er løst om relativt kort tid. Hvis vi får til å erstatte plastemballasje med denne emballasjen, vinner både forbrukeren og naturen, understreker Ottesen.
– Nanocellulose vil kunne fortrenge plast på flere bruksområder i fremtiden. Dette vil komme, og jeg er glad for å kunne bidra til å finne mulige løsninger på det enorme problemet som plast er blitt.
Se på bildet over. Det er representativt for mange lignende glansbilder, lagt ut på nettsidene til oppstartfirmaer som lover oss en framtid av små delefly.
Ikke delefly i opphuggerens betydning av ordet, men luftig delingsøkonomi styrt av kunstig intelligens, selvstyrte droner, elektriske flydrosjer som tar av og lander vertikalt, kalt eVTOL.
For de som har forsett seg på Star Wars-filmer, er dette en våt science fiction-drøm. Der stimer svevedoninger som blodlegemer gjennom et nett av trafikkårer over byplaneten Coruscant.
Nå er Coruscant i ferd med å flytte ned på Jorda. Nærmere bestemt til byen du ser i den glansede videoen nedenfor – Dubai.
Video fra Dubais samferdselsmyndigheter – videreformidlet av Volocopter – viser animasjoner av deres selvstyrte luftdrosje i Dubai.
Transportselskapet Uber er med på planene. Om få måneder skal de første toseters eVTOL svinge seg opp over den arabiske framtidsbyen – hvis planene holder.
Det blir ikke ytterligere forsinkelser, ifølge Helena Treeck fra Volocopter. Hun forteller til forskning.no at de første prøvene skal gjøres uten folk ombord, fordi bare testflygere foreløpig har tillatelse til å fly prototypen.
– Noen uttrykker skepsis i forhold til dette, sier Jan Otto Reimers til forskning.no. Han er sivilingeniør og faglig tilknyttet Avinors utredning av elektrisk luftfart.
Helikopter med 18 rotorer
– Redundans – duplisering av kritiske deler – er det springende punktet, fortsetter Reimers. – Har du fire propeller, så er det tilstrekkelig til å fly. Men hvis en av dem faller ut – treffer en fugl – har du bare tre igjen og ikke stabilitet nok.
Volocopter har mer enn fire propeller. Den har hele 18, fordelt på 12 i en ytre ring og seks i en indre.
Likevel ligner den fortsatt på en forvokst hobbydrone. Som navnet Volocopter sier, er den et helikopter med mange rotorer istedenfor én.
Mange rotorer er bare praktisk mulig med mange små elektriske motorer. Dagens helikoptre har bare én stor fossildrevet.
Derfor må de klare seg med bare én rotor for løft og en for styring. Det har gitt flere tragiske ulykker.
Sikrere med mange rotorer
Volocopter burde altså være mye sikrere enn et vanlig helikopter. Med 18 rotorer tåler det at en eller to slutter å svirre.
Treeck fra Volocopter forteller at hvis mer en tre svikter på samme side, vil de andre måtte kompensere så mye for å holde balansen at batteriet vil vare kortere.
Derfor er batteriene koblet til motorene på en slik måte at hvis ett batteri svikter, vil motorutfallet fordele seg likt på begge sider av fartøyet, og balansen opprettholdes.
Stødig som en hobbydrone
Mange rotorer gir også en annen fordel – bedre manøvreringsevne.
Selv en vanlig hobbydrone kan stå stille i lufta. Vindkast korrigeres med lynraske justeringer av propellene, styrt av akselerometre og annen elektronikk som finnes i enhver smarttelefon.
Volocopter har selvfølgelig det beste av det beste av slikt utstyr. Dette er tysk teknologi fra et lite selskap med 20 ansatte.
I april 2016 fløy Volocopter med mennesker om bord for første gang. Pilot var lederen av Volocopter, Alexander Zosel. Se også video av prøveflygningen på YouTube! (Foto: N. Kazakov/Volocopter)
Ulykker kan sette punktum
Likevel – det er grenser for hvor sterke vindkast propellene kan korrigere. Ørkenvinder i Dubai kan i verste fall kaste tomannsdroner veggimellom skyskraperne i Dubai.
– Du må vite hvor det er turbulente forhold. Selv om elektriske motorer reagerer raskt, kan det bli ganske kraftige nedvinder mellom høye bygninger, sier Reimers.
Ny teknologi kan ha et sårbart rykte. Ta autopiloten i Tesla. Én dødsulykke ga mer omtale enn de generelt lave ulykkestallene for Teslas assisterte styring.
Framtida til de selvstyrte luftdrosjene avhenger derfor av mer enn teknologi.
– Teknisk sett er dette mulig, men så vil det skje ulykker, og det kan sette punktum for denne typen fartøyer, sier Reimers.
Video Volocopter viser den første bemannede prøveflukten.
Erfarne flyprodusenter på banen
Med andre ord – et strengt regelverk kreves for å dra teknologien trygt ned på jorda og ut i virkeligheten. Dubai har alt gitt løyve til at de luftige drosjene kan settes i prøvedrift.
Men ett er å få godkjentstempel i et absolutt monarki som Dubai, noe annet å bli klarert for takeoff av luftfartsmyndighetene i vestlige demokratier.
Her kan de store, erfarne flyprodusentene ha fordeler – for eksempel Airbus. Deres avdeling i California består av 28 ansatte og omtrent like mange eksterne. De utvikler eVTOL-maskinen Airbus Vahana.
Zach Lovering, prosjektleder i Airbus Vahana forteller til forskning.no at de er oppmuntret av kontakten med amerikanske luftfartsmyndigheter, FAA.
Her er et moderniseringsarbeide i gang for godkjenning av små fly. FAA arbeider også for at ubemannede fly skal få tilgang til luftrommet, ifølge Lovering
– Vår kontakt med de regulerende myndigheter har vært veldig positive på dette punktet, skriver Lovering i en epost til forskning.no.
– Airbus er ikke interessert i at myndighetene skal være såkalt snille med dem. De vil ikke få godkjent et fartøy for enhver pris, sier Reimers.
– Mitt inntrykk er at Airbus jobber mest seriøst med eVTOL, fortsetter han.
Video fra Airbus Vahana viser en tenkt reise hvor passasjeren bestiller over en mobilapp og blir hentet av den selvstyrte farkosten.
– Vi vil gjennomføre fullskala testflukter i slutten av 2017, skriver Lovering i eposten. Den første utgaven av Vahana kan løfte en passasjer. En seinere versjon skal kunne ta to, ifølge Lovering.
– Vi vil ha en produktklar utgave for demonstrasjon om bare tre år, fortsetter han. Lovering regner med at et fullt utviklet system i byer er ti år inn i fremtiden.
Vahana har ett stort fortrinn framfor Volocopter. Det har vinger, en foran og en bak. På hver ving sitter fire propeller, drevet av hver sin elmotor.
Ved avgang og landing vris vingene loddrett, og Vahana tar av vertikalt. Under flukt vris vingene vannrett, og flyet får løft fra vingene, ikke direkte fra rotorene.
Dermed bruker Vahana mye mindre energi underveis enn et helikopter som Volocopter. Flere propeller betyr også økt sikkerhet.
– Vi kan fullføre en normal tur med utfall av en hvilken som helst enkelt motor eller propell. I noen tilfelle kan vi miste kraft tpå to motorer og fortsatt lande trygt, skriver Lovering til forskning.no.
Lilium Jet
Produsenten Lilium har gått enda lenger. Deres Lilium Jet har ikke bare åtte rotorer, men hele 36, fordelt på 12 vingeklaffer – flaps.
Selve vingen er fast, men vingeklaffene med rotorene vris loddrett under avgang og landing – og vannrett under flukt.
Vingene gir høyere fart og mindre energiforbruk enn helikopterløsningen – les kortere reisetid og lengre rekkevidde.
Lilium Jet tar av og lander vertikalt med vingeklaffer vridd vertikalt slik at de 36 rotorene peker ned. Under flukt vris vingeklaffene opp og vingene gir løft. (Illustrasjon: Lilium)
Nå har riktignok moderfirmaet Kitty Hawk sluppet en video av en slags luftscooter i lav høyde over vann, men er neppe i nærheten av det transportmiddelet som Zee Aero utvikler.
Introducing the Kitty Hawk Flyer, video fra Kitty Hawk viser luftscooteren.
Bare søte sci-fi-drømmer?
Heller ikke Lilium er særlig pratelystne når forskning.no henvender seg til dem, men henviser til nettsidene sine.
Mistanken melder seg – kan glansbildene fra nettsidene omsettes i noe mer enn korte svev over et testområde?
Hva med batterier? Hva med å holde styr på summende svermer mellom skyskraperne?
Vil flydrosjer forbli søt science fiction, forvist til drømmeverdener som Coruscant, byplaneten fra Star Wars?
Uber Elevate
Ikke hvis transportselskapet Uber får fart i planene. I april 2017 arrangerte de Uber Elevate Summit i Dallas, Texas. Et nytt toppmøte er planlagt i 2018.
Dette fyldige dokumentet går grundig gjennom de tekniske utfordringene som må løses for å få eVTOL til å ta av.
Mindre rotorer – mindre støy
Fartøyene må være ganske stillegående, under halvparten så bråkete som en lastebil hvis ikke svermer av eVTOL-fartøyer skal gjøre byer ubeboelige.
Her kan mange små rotorer gi mindre støy enn dagens ene store på helikoptre. Med samme omdreiningsfart vil mindre rotorer gi lavere fart på rotortuppene. Jo lavere fart på rotortuppene, desto mindre støy.
Med vinger kan rotorkraften, rotasjonsfarten og støyen reduseres enda mer. Elektromotorer bråker dessuten mindre enn forbrenningsmotorer.
– Volocopter er vesentlig mer stille enn et helikopter, Når det er 50 meter oppe, kan du ikke høre det mer, sier Treeck.
Nye systemer for svermstyring
Landingsplasser – Vertiports – er en annen utfordring. Dokumentet foreslår å bruke området rundt trafikkmaskiner og øverste etasje av parkeringshus. Her vil omstiging fra biler være raskt og enkelt.
– Det vil også bli nødvendig å holde styr på mange fartøyer i lufta samtidig. Her kan nytt regelverk og nye systemer for flygekontroll komme til hjelp, opplyser Mosvold Larsen.
– Systemer som utvikles innenfor rammen av amerikanske NextGEn og europeiske SESAS vil gi både piloter og flygeledere dataoversikt over trafikken, fortsetter han.
GPS sikrer at alle vet hvor alle andre er. Dermed kan trafikken gå tettere.
eVTOL-fartøyene kan også tildeles faste luftkorridorer, foreslår Uber Elevate Whitepaper.
Transportselskapet Uber foreslår at eVTOL-fartøy kan lande ved trafikkmaskiner eller på taket av garasjeanlegg. Produsenten Volocopter ser for seg plattformer bygget ut fra skyskrapere. (Illustrasjon: Volocopter)
Raskere godkjenning
Dokumentet tar også opp den tidkrevende godkjenningen av eVTOL-fartøy, med vekt på amerikanske forhold. Tradisjonelt ville dette kunne ta fire til åtte år, siden eVTOL er en helt ny type luftfartøy.
Uber er likevel optimistiske. Den amerikanske kongressen vedtok nemlig i 1995 en lov som overlot ansvaret for utarbeiding av standarder til industrien selv, slik at myndighetene bare skulle godkjenne dem.
Standardisert godkjenning av luftfartøy er veien å gå, ifølge Lovering fra Vahana.
Samarbeider om trafikkstyring og drift
Den største nyheten fra Uber Elevate Summit var at firmaet har startet samtaler med NASA og de amerikanske luftfartsmyndighetene om systemene for trafikkstyring, ifølge nettstedet Mashable.
Mashable forteller også at Uber har startet samarbeid med produsenter av eVTOL, blant dem Bell Helicopter, brasilianske Embraer og småflyprodusenten Mooney.
Uber samarbeider med Dubais myndigheter om den første praktiske utprøvingen med Volocopter i drift under verdensutstillingen i 2020.
I 2021 planlegger Uber tilsvarende drift i Dallas. Allerede i 2018 starter byggingen av små landingsplasser – kalt Vertiports – i byen, ifølge produktsjefen Jeff Holden i Uber, referert av Mashable.
Mindre egnet for Norge
Hva med Norge? Olav Mosvold Larsen leder et prosjekt som skal forberede Avinor på den elektriske framtida i lufta. Han har tro på at de elektriske luftdrosjene kommer.
– De første små versjonene av eVTOL kan komme mellom 2020 og 2025, men det gjenstår å se hvor utbredt de blir her til lands, sier han til forskning.no.
– eVTOL planlegges i første omgang for bruk i store byer med et kjøpesterkt publikum der det på grunn av trafikkorker i dag tar lang tid å flytte seg ganske korte avstander.
– I Norge har de fleste byer et relativt godt utbygget og effektivt kollektivsystem. Vi kan hoppe på toget, poengterer Mosvold Larsen.
– Så vidt meg bekjent, finnes ingen konkrete planer for prosjekter med eVTOL i Norge, men man kan jo se for seg at eVTOL i fremtiden kan erstatte hele eller deler av dagens helikoptertrafikk, fortsetter han.
– Som lufthavnoperatør og med ansvar for kontrollert luftrom er det klart at Avinor følger utviklingen med stor interesse, sier Mosvold Larsen.
Gondol uten wire … (Foto: Volocopter/Bengt Larsson, Wikimedia Commons, montasje av forskning.no)
Gondol uten wire
Jan Otto Reimers har ett forslag til hvordan eVTOL kunne gjøre nytte for seg i vårt vakre fjelland. Hva med å erstatte gondolbaner med selvstyrte luftdrosjer?
– Vi tar gondolbaner uten bemanning og føler oss tryggere fordi det er en wire i begge ender, sier han.
– Erstatt wiren og mastene med en eVTOL. Den ville være mye raskere og enklere å drifte, og kunne gi turistene en like scenisk opplevelse, foreslår han.
– Ole-Johan Dahl var et geni, sier Olaf Owe – informatikkprofessor ved UiO og tidligere Dahls doktorgradsstudent og kollega.
– Kristen Nygaard var visjonær og hadde ideer som var langt forut for sin tid, sier Birger Møller-Pedersen, professor emeritus og tidligere kollega av Nygaard.
Duoens grensesprengende forskning og dynamikken dem imellom førte til norgeshistoriens største forskningsbragd på IT-feltet, nemlig Simula.
Det var et nybrottsarbeid innen programmeringsspråk, som det fortsatt er tydelige spor etter i dagens IT-utstyr – som smarttelefoner, nettbrett og pc-er, samt i dagens programmeringsspråk.
Møttes i Forsvaret
Få ante at noe stort var i emning da den unge Ole-Johan Dahl tidlig på 50-tallet avtjente verneplikten og ble plassert på det såkalte regnekontoret ved Forsvarets forskningsinstitutt (FFI).
Regnekontoret var underlagt FFIs avdeling for matematisk analyse og beregninger og var ledet av Jan Garwick – av mange kalt informatikkens far i Norge. Garwicks assistent Kristen Nygaard var sjef for regnekontoret. Så det var nettopp her Dahl og Nygaard samarbeidet første gang.
Frøet som skulle bli Simula, ble sådd allerede da. Og Nygaard hentet inn Dahl da han i 1962 ble forskningssjef ved Norsk Regnesentral. Sammen begynte de å jobbe med et programmeringsspråk for simuleringsoppgaver, som var velegnet til å beskrive store og komplekse systemer.
Resultatet ble Simula, et språk som introduserte begreper som objekter, klasser og arv. Det betyr at man deler et system i en mengde objekter, hver med gitte egenskaper og gitte måter å interagere med andre objekter på. Programmet definerer de mulige egenskapene til objektene ved hjelp av klasser, og man kan definere subklasser som arver egenskapene fra en gitt klasse.
– Det geniale med Simula er at man organiserer programmer på samme måte som mekanismene fungerer i det virkelige livet, sier Owe.
I for eksempel et reservasjonssystem vil det være reservasjoner, billetter, personer og så videre. Disse vil direkte være representert som objekter.
Klasser definerer egenskaper ved objekter, og gitt klassen av generelle reservasjoner kan man definere spesielle klasser av reservasjoner. For eksempel fly-reservasjoner og tog-reservasjoner, disse arver egenskapene til klassen av reservasjoner.
– Det er mange måter å angripe programvare på. Målet med objektorientering var at det skulle bli mindre feil og større sikkerhet og bedre robusthet – og samtidig enkelt å bruke og vedlikeholde.
Dette tankesettet viste seg å være nyttig ikke bare til simuleringer, men også i andre IT-systemer. Tjenester på Internett bygger i dag på prinsippet om at objekter «bor» på nettet og så kan brukes til å realisere tjenester til alt fra mobiltelefoner til supermaskiner.
Under feiringen 27. september ble det blant annet avduket en plakett med informasjon om arbeidet som ble gjort av Dahl og Nygaard. F.v. adm.dir. Lars Holden (NR), rektor Svein Stølen (UiO) og styrenestleder Kaveh Niayesh (IEEE Norway). (Foto: Eli Berge / UiO Bruk bildet)
Norsk dataspråk ble verdensspråk
Simula versjon 1.0 ble lansert på en konferanse på Lysebu i desember 1967. Det var lite ståhei rundt det.
– Få forsto hva dette var. De var minst 20 år forut for sin tid, påpeker Owe.
Men en av verdens aller ypperste IT-forskere skjønte det, nemlig Donald Knuth fra prestisjetunge Stanford University i Silicon Valley. Han jobbet selv med et simuleringsspråk, men la dette bort da han så Simula. Det var så mye bedre.
Sakte, men sikkert spredte Simula seg. Blant annet til forskningssenteret Xerox Parc, hvor det ble integrert med nye grafiske brukergrensesnitt og objektorienterte databaser. Og i neste runde over i Windows og det nettbaserte programmeringsspråket Java.
Java-oppfinner James Gosling møtte også opp på 50-årsjubileet, som ble markert på UiO 27. september.
Gosling har sagt at Simula totalt endret tankegangen hans rundt programvare. Han mener Simulas modeller for programvare var svært nytenkende og definitivt var i hodet hans da Java ble utviklet.
– Nygaard var et oppkomme av ideer
– Selv ikke i dag, 50 år etter, har noen kommet opp med en bedre måte å strukturere programvare og brukergrensesnitt på, sier Møller-Pedersen.
Dansken møtte Nygaard da han jobbet som gjesteprofessor ved Aarhus Universitet i 1975-1976. Møller-Pedersen var masterstudent og ble i 1977 med Nygaard tilbake til Norsk Regnesentral, hvor de jobbet sammen inntil Nygaard døde i 2002.
– Han var alltid et oppkomme av ideer, tanker som ingen andre tenkte den gang. Erfaringene fra bruken av Simula var at man fikk vel så mye ut av å lage programmene som å kjøre dem på datamaskiner, så Nygaard jobbet allerede i 1974 med et språk for modellering. Mange år senere ble dette en akseptert måte å gjøre tingene på, og mange modelleringsspråk så dagens lys.
Møller-Pedersen påpeker at Nygaard var en sosial person, og det å jobbe sammen med ham involverte gjerne hele familien til alle døgnets tider.
– Han hadde en energi som ikke sto tilbake for oss yngre forskere.
Kristen Nygaard (t.v.) og Ole-Johan Dahl (t.h.) under en workshop på ei hytte på Røros sammen med Algol-utvikler Peter Naur i 1974. (Foto: Petter Håndlykken)
Dahls skarpsynthet og «ørneøyne»
Owe møtte Dahl i 1974 som masterstudent og jobbet med ham til Dahl gikk av i 2000. Owe beskriver Simula-oppfinneren som meget skarpsynt.
– Han kunne se konsekvenser av nye ideer til programmingsbegreper på en måte andre ikke maktet. Han kunne slå ned på uheldige konsekvenser. Det var mange ideer som ikke gikk gjennom nåløyet. Men han var også dyktig til å komme med alternative ideer og løsninger. Mange studenter var redde for hans ørneøyne og følte at han kunne se rett gjennom dem, forteller Owe – og sier at han som person var snill og tålmodig.
Han hadde et lidenskapelig forhold til musikk. Han var en dyktig pianist og vurderte å studere musikk. Men han ønsket heller å være en amatørmusiker enn profesjonell fordi det ga ham mer glede.
– Likevel klarte han å arrangere innkjøp av et piano til instituttet, ved å kalle det for «en analog tonegenerator».
Birger Møller-Pedersen jobbet sammen med Kristen Nygaard i 25 år. (Foto: Gunhild M . Haugnes / UiO)
«Det er to menn som slåss»
Dahl og Nygaard hadde med andre ord ulike personligheter, og Simula hadde neppe sett dagens lys uten dynamikken dem imellom.
Nygaard hadde høytflyvende ideer og visjoner, var kreativ og hadde evnen til å se ting i fugleperspektiv.
Dahl var den virkelighetsnære forskeren som foredlet og videreutviklet Nygaards ideer slik at de fungerte i praksis – rett og slett tok ideene ned på jorda. Gjennom dette samspillet skapte de grensesprengende nyvinninger innen IT.
Felles hadde de lidenskapen for faget. De var ofte uenige, og noen ganger kunne det gå hett for seg. Det blir fortalt at en nyansatt på NR en gang kom forskrekket løpende ned til sentralborddamen:
«Hva skal vi gjøre? Det står to menn og slåss foran tavlen i andre etasje».
Men hun bare smilte og sa:
«Nei, det er ikke farlig. Det er bare Kristen og Ole-Johan som diskuterer Simula.»
Dynamikken minner om andre suksessrike IT-duoer, ikke minst Apple-gründerne – visjonære og karismatiske Steve Jobs og det teknologiske geniet Steve Wozniak.
Verdt å merke seg er at Apples vindusmenyer og appene på dagens dingser er basert på ideene fra Simula. Likevel ble Dahl/Nygaard aldri så rike og berømte som Apple-grunderne.
En av grunnene kan være at Norsk Regnesentral sa nei da Stanford University tilbød samarbeid, et tilbud Dahl og Nygaard kjempet for. Regnesentralen var en privat institusjon og avhengig av lisensinntekter, noe de ikke fikk.
– Med datidens øyne kan man forstå Norsk Regnesentral. Men sett i ettertid var det nok en gal beslutning. Norge kunne fått mye mer ut av Simula hvis det ble håndtert annerledes, mener Owe.
Det kunne gå hett for seg ved denne tavlen. Ved et uhell ble dessverre deres legendariske krittmerker vasket bort. (Foto: Gunhild M. Haugnes / UiO)
Nytt institutt, nytt språk og EU-kamp
Tross uenighetene og ulikhetene i personlighet beholdt Dahl og Nygaard vennskapet og respekten for hverandre livet ut.
Likevel jobbet de ikke like tett sammen etter Simula-oppfinnelsen. De fikk begge annet å gjøre.
Dahl ble sentral i oppbyggingen av UiOs Institutt for informatikk, som ble født i 1977. Det handlet blant annet om å bygge opp programmeringsspråk som fag og en vitenskapelig akseptert disiplin, lage lærebøker med mer.
Sammen med to andre verdensstjerner i faget skrev han boken Structured Programming, en epokegjørende bok som endret fagfeltet da den kom ut i 1972.
Nygaard fortsatte med å arbeide med språk. Sammen med Møller-Pedersen og to andre dansker laget han i perioden 1977–1986 et nytt programmeringsspråk, Beta. Innovative mekanismer i dette språket inspirerer fremdeles folk som lager programmeringsspråk i dag, 30 år senere.
I tillegg til faget sitt engasjerte Nygaard seg også i en rekke andre saker, ikke minst var han i mange år kjent som «Nei ti -EU»-generalen.
Ole-Johan Dahl og Kristen Nygaard har fortsatt ordene i behold: “Simula alltid foran”. (Foto: Hilde Finnseth / Computerworld)
Fikk informatikkens «Nobelpris»
Selv om verken Dahl eller Nygaard ble rike av forskerbragden, haglet det med heder og ære de siste årene de levde – da flere begynte å forstå hva de hadde gjort.
Noen av utmerkelsene:
1998: Rosing-prisen, hederspris (deles ut av Den Norske Dataforening)
2000: Kommandører av St. Olavs Orden
2001: Neumann-medaljen
2001: Turing-prisen
Ikke minst henger sistnevnte pris svært høyt. Turing-prisen regnes som informatikkens nobelpris. Intet mindre.
De to Simula-oppfinnerne er de senere årene hedret på ulikt vis. Blant annet har de fått hvert sitt bygg oppkalt etter seg på UiO og Norsk Regnesentral. Her står Olaf Owe mellom de to byggene. (Foto: Gunhild M. Haugnes / UiO)
Ideene lever videre
Seks statsråder var til stede da Simula Research Center ble åpnet i den gamle terminalbygningen på Fornebu i april 2002.
Dahl var alvorlig syk på det tidspunktet, mens det var meningen at Nygaard skulle bidra i oppbyggingen av senteret. Slik gikk det ikke, han døde brått kort tid etter Dahl – begge i 2002.
Siden har de fått hvert sitt hus på UiO oppkalt etter seg. Bygget som huser Institutt for informatikk heter Ole-Johan Dahls hus, mens bygget ved siden av, som huser Norsk Regnesentral og forskere fra UiO, heter Kristen Nygaards hus.
Så selv om begge oppfinnerne er døde og Simula ikke lenger er i bruk, lever ideene videre i dagens dataspråk og IT-verktøy og setter sitt preg på hverdagen til forskere, studenter og andre IT-brukere.
Alle som bruker ostehøvelen vet den er en norsk oppfinnelse. Folk bruker også binders, men det er en myte at det er en norsk oppfinnelse.
Mange hadde på et tidspunkt et anstrengt forhold til Java på grunn av problemer med nettbanken. De fleste vet til og med at datamaskiner må programmeres for å kunne tilby nettbank til folk, og at Java er et språk for å kunne programmere datamaskiner.
Det som mange imidlertid ikke vet, er at Java som et av de mest brukte programmeringsspråk på verdensbasis, er basert på en norsk oppfinnelse. I år runder denne oppfinnelsen 50 år. Ostehøvelen har ikke overraskende overlevd siden 1925, da egenskapene til brunost er de samme som den gang. Men det er mer bemerkelsesverdig at en oppfinnelse innen databehandling, hvor utviklingen ellers skjer veldig fort, fremdeles er brukbar 50 år etter.
Før fulgte vi datamaskinens premisser
I 1967 så verden for første gang en ny, revolusjonerende måte å programmere datamaskiner på. Inntil da foregikk programmering på datamaskinens premisser. All informasjon måtte representeres ved hjelp av simple ting som tekst og tall som datamaskiner var gode til å håndtere. Programmene var tilsvarende detaljerte for å håndtere disse og det var lett å gjøre feil.
Med programmeringsspråket Simula, som av alle steder i verden så dagens lys i Norge, ble det i 1967 innført en helt ny måtte å programmere på.
Det fantes jo ikke nettbank i 1967, men faktisk er bankautomaten også 50 år i år. Hvis man i 1967 med Simula skulle ha laget en nettbank, da ville man direkte kunne representere ting som konti, bankkunder, transaksjoner og så videre som objekter inne i datamaskinen. Denne måten å programmere på ble derfor kjent som objekt-orientert programmering.
Når vi i dag bruker et reservasjonssystem for å bestille flyreiser, så vil det tilsvarende være objekter som representerer fly, sete, destinasjon og billetter. For første gang kunne de som programmerte datamaskiner få ting direkte representert i datamaskinen i stedet for å måtte forholde seg til ting som datamaskinen var god til.
Grunnmuren for mange av dagens språk
Denne måten å programmere datamaskiner på er så opplagt (når den først var oppfunnet) at flertallet av dagens programmeringsspråk er basert på den. Java var ikke det første, det kom først i 1995 i forbindelse med fremkomsten av internettet. Alan Kay ble inspirert av Simula til å lage Smalltalk, et språk som ble laget for å kunne lage det som vi i dag kjenner som nettbrett.
Dette var tidlig i 70-årene på Xerox PARC i USA. Nettbrett fikk de ikke laget, men grafiske brukergrensesnitt som vi kjenner dem i dag så dagens lys: manipulering av objekter på dataskjermen. En av de største brukere av Simula, Bjarne Stroustrup, så potensialet for vanlig industriell utvikling med denne type programmering. På 80-tallet laget han C++ som en utvidelse av et meget brukt språk, kjent som C. C# er Microsofts svar og minner på mange måter om Java.
Epokegjørende norsk oppfinnelse
Selv om det siden 1967 har blitt laget mange nye programmeringsspråk, så har det ikke blitt laget noe så epokegjørende som den norske oppfinnelsen Simula!
Hvem var det så som i 1967 var så fremsynte? Det var to norske forskere, Ole-Johan Dahl og Kristen Nygaard. Dahl var en av datidens fremste programmerer og Nygaard hadde sett behovet for og hadde visjonen om et språk for å kunne programmere store og komplekse systemer. De møttes på Forsvarets Forskningsinstitutt, Nygaard som sjef for Regnekontoret og Dahl som vernepliktig. Da Nygaard ble ansatt på Norsk Regnesentral ble Dahl med, og de startet da det som skulle føre frem til Simula i 1967.
Nå var det ikke slik at folk stod i kø og oppmuntret to av datidens beste forskere til å gjøre dette. Tvert imot fikk de klar beskjed om at det fantes programmeringsspråk nok og at Norge uansett ikke var stedet for å lage noe nytt.
To sterke personligheter sto bak
Vi som senere fikk anledning til å jobbe sammen med dem vet at dette ikke var nok til å stoppe dem. De var to sterke personligheter. De som opplevde selve utviklingen av Simula på nært hold kan også fortelle om to vidt forskjellige personligheter. Det at de lyktes tilskrives ofte dette. Nygaard var den visjonære og den som fikk det til organisatorisk og økonomisk, mens Dahl var den som fikk ideene realisert på datamaskinene.
Noen ganger kunne det gå hett for seg. En nyansatt på Norsk Regnesentral kom en gang forskrekket ned til sentralbordet. «Hva skal vi gjøre? Det står to menn og slåss foran tavlen i andre etasje». «Nei, det er ikke farlig. Det er bare Kristen og Ole-Johan som diskuterer Simula.»
Dahl ble senere Norges første professor i databehandling og bygget opp Institutt for Informatikk ved Universitetet i Oslo. Nygaard fortsatte på Norsk Regnesentral med å lage en ny type språk, som verden først mange år senere fant ut var en god ide. Nygaard ble også professor og var sentral i oppbygningen av den del av faget som hadde å gjøre med systemutvikling hvor berørte parter ble involvert helt fra starten. Dette regnes også som opplagt i dag.
Ble ingen økonomisk suksess
Dahl og Nygaard var alltid klar på at det hadde vært mange mennesker involvert i arbeidet med Simula og at det ikke hadde blitt noe av uten innsatsen til disse. Verdt å fremheve er Bjørn Myhrhaug. Han var både medforfatter av dokumentet som definerte programmeringsspråket og sentral i implementasjonen av språket.
Økonomisk ble denne norske oppfinnelse ikke noen suksess, men de ble hedret med en lang rekke priser for det arbeide de hadde gjort. I år 2000 ble de begge Kommandører av St Olavs Orden. I årene etter fikk de Turing Award og John von Neumann-medaljen for deres innsats for informatikkfeltet.
Blant disse henger nok Turing Award høyest – den regnes som databehandlingens Nobelpris.
Det kan se ut til at toksoplasmose kan skape større endringer i menneskekroppen enn vi har trodd. Hos mus forandrer parasitten noe så viktig som frykten for katt. Dermed kommer T. gondii seg dit den vil – i magen til et kattedyr. (Foto: Colourbox)
Hvis du ikke er gravid, kjenner du kanskje ikke den lille encellede parasitten Toxoplasma gondii. Men det kan likevel hende det T. gondii kjenner deg.
Antakelig har mellom 10 og 20 prosent av folk i Norge på et eller annet tidspunkt blitt infisert med den. Da har de infeksjonen toksoplasmose i kroppen på livstid. I starten er infeksjonen aktiv og sprer seg i kroppen, etter hvert roer den seg ned og blir det vi kaller latent.
I andre land er toksoplasmose mye vanligere.
Parasitten kommer inn i kroppen gjennom rått kjøtt, uvaskede grønnsaker eller frukt – eller via kattebæsj. Det er nemlig i kattedyrtarmer at den kan formere seg. I avføringen til en infisert katt finnes det millionvis av sporer fra T. gondii.
– Parasitten formerer seg og tar bolig i kroppens celler der den deretter kapsler seg inn og gjemmer seg fra immunforsvaret, sier Øyvind Øverli. Han er biolog ved Veterinærhøgskolen på Ås og leder et forskningsprosjekt om nettopp parasitter og forholdet til den de bor i.
Før trodde forskerne at den gjorde lite der den lå inne i cellene. Men flere studier de siste årene tyder på at det ikke stemmer. Forskere har funnet en sammenheng mellom det å ha parasitten latent i kroppen og en økt risiko for å havne i trafikkulykker. Toksoplasmose kan også se ut til å øke faren for å begå selvmord.
Det har dessuten kommet flere studier som tyder på at infeksjonen kan spille en rolle i utviklingen av ulike forstyrrelser og sykdommer i hjernen, som for eksempel schizofreni.
Nå har forskere i en ny studie funnet ut at genene som parasitten skrur på og aktiverer, er de samme genene som er virksomme i flere nevrologiske forstyrrelser.
Forskerne mener at vi nå må begynne å ta infeksjonssykdommer med i beregningen når vi ser på hvordan lidelser som epilepsi, Alzheimers og Parkinsons oppstår.
Toksoplasmose i livmoren
Hvis du får en toksoplasmose-infeksjon, er det ikke sikkert at du merker noe. Enkelte får en mild infeksjon der og da, og personer med et svekket immunapparat kan bli alvorlig syke. En slik akutt infeksjon kan behandles med medisiner – i motsetning til når parasitten har etablert seg i cellene og infeksjonen har blitt det vi kaller latent.
Hvis en kvinne får en toksoplasmoseinfeksjon mens hun er gravid, får også hun behandling. Det kan nemlig være svært farlig for fosteret dersom parasitten overføres til det ufødte barnet. Det kan føre til spontanabort, eller det kan alvorlige skader i hjernen, på syn og hørsel hos barnet som blir født.
Omtrent 15 millioner mennesker på verdensbasis har medfødt toksoplasmose.
Og det er 246 personer som i 1981 ble født med toksoplasmose etter å ha blitt smittet gjennom mor forskere nå har studert.
Forskerne har tatt for seg gener som de fra før vet at kan øke sårbarheten for visse sykdommer som rammer nervesystemet. Deretter har de funnet ut at de samme genene er virksomme i hjernen til personene med medfødt toksoplasmose. De mener dette tyder på at toksoplasmose har en finger med i spillet i utviklingen av disse sykdommene hos noen mennesker.
– Påvirker grunnleggende mekanismer
Ut ifra den nye studien er det ikke klart om koblingen mellom toksoplasmose og sykdommer i hjernen også gjelder for personer som har latent toksoplasmose, som er opptil flere milliarder mennsker. Studien er gjort av mennesker som fikk infeksjonen mens de lå i magen – altså tidlig i utviklingen sin.
Forskerne undersøkte også hvordan proteinene som parasitten skiller ut kan påvirke kjemien i nervecellene hos mennesker og utløse forandringer i hjernen som kan føre til sykdommer i nervesystemet, ifølge nettstedet Science Alert.
– Vi ville finne ut hvordan denne parasitten som lever i hjernen, kunne bidra til og øke forståelsen av hvordan hjernesykdommer utvikler seg, sier en av forskerne, Rima McLeod fra University of Chicago i en pressemelding fra universitetet.
De understreker at det kan være mange ting, og ikke bare gener, som avgjør om et menneske får en sykdom.
– Vi tror det involverer mange faktorer, sier McLeod.
Forskerne har ikke undersøkt om personene i studien opplevde symptomer på sykdommene.
T. gondii lurer immunsystemet når den gjemmer seg i nervecellen. Det ser ut som den har en klar interesse i å holde cellen i live – og forhindrer den i å dø, mener Øyvind Øverli.
Biolog og parasittforsker Øyvind Øverli tror at toksoplasmose rammer folkehelsen hardere enn vi tror. (Foto: Veterinærhøgskolen, NMBU)
Det ville ikke være så rart sett fra en parasitts ståsted. Parasitter gjør det som gir dem størst mulig sjanse for å overleve og formere seg. Fra før er T. gondii kjent for å lure mus til å bli tiltrukket av kattetiss. Dermed blir de lettere spist av katter, og parasitten havner der den helst vil være: i tarmen på et kattedyr.
– I mennesket skjer det litt andre ting enn det som egentlig er meningen for parasitten, men det som påvirkes, er mekanismer som er helt grunnleggende hos pattedyr, sier Øverli.
I den nye studien skriver forskerne at parasitten kaprer nerveceller.
– Den kaprer de mekanismene som styrer om celler skal dele og utvikle seg eller dø. Dette gjelder ikke bare celler i nervesystemets celler så vidt jeg kan se. Den kan også komme seg inn i stamceller og få dem til å utvikle seg i retning av å bli immunceller når de egentlig skulle bli nerveceller, sier Øverli til forskning.no.
– Det ser ut til at parasitten kan påvirke grunnleggende mekanismer for hvordan kroppens utvikling programmeres. Man skjønner hvorfor det kan bli så alvorlig for et foster å få denne infeksjonen, sier han.
Han under at det er ganske mye ved den nye studien som ikke er helt nytt, men at forskerne nå har funnet ut mer detaljert hvordan T. Gondii kan bidra til hjernesykdommer.
Det er fremdeles mange usikkerheter i studier av hvordan toksoplasmose spiller inn i nevrologiske sykdommer, ifølge en vitenskapelig artikkel i 2015 som tar for seg de ulike studiene av dette.
Det er ifølge denne studien, bekreftet at toksoplasmose er en årsak til schizofreni hos noen mennesker.
Mange andre studier er ikke gode nok til å gi sikre svar, ifølge artikkelen i Current Clinical Microbiological Reports. Og det er dessuten vanskelig å si sikkert om resultatene som viser en sammenheng, bare gjelder for spesifikke grupper mennesker og ikke for alle med latent toksoplasmose.
Men forskeren bak artikkelen konkluderer med at vi trenger å finne en behandlingsform som kan kurere toksoplasmose hos de mange menneskene som har det, i tillegg til å finne måter å forhindre at folk i seg parasitten.
– Et større problem for folkehelsa enn vi har trodd
I mellomtiden kan vi trøste oss med at latent toksoplasmose hos mennesker gir mye snillere utslag enn det gjør for eksempel hos mus, mener Øverli.
– Det er mange ting i samfunnet i dag vi bør frykte mer, sier han.
Samtidig frykter han at effektene av å ha T. gondii i kroppen kan være et større problem for folkehelsa enn vi har trodd. Øverli spekulerer i om denne og andre typer mikroorganismer kan være med å gi tilstander som stress og utbrenthet.
– Immunsystemet setter i gang en svak respons når det oppdager T. gondii. Det kan kanskje gi betennelsestilstander med lav intensitet som kanskje kan påvirke helsa og gi diffuse nevrologiske symptomer som hodepine, utmattelse, depresjon og andre sykdommer, sier Øverli.
Alle som bruker ostehøvelen vet den er en norsk oppfinnelse. Folk bruker også binders, men det er en myte at det er en norsk oppfinnelse.
Mange hadde på et tidspunkt et anstrengt forhold til Java på grunn av problemer med nettbanken. De fleste vet til og med at datamaskiner må programmeres for å kunne tilby nettbank til folk, og at Java er et språk for å kunne programmere datamaskiner.
Det som mange imidlertid ikke vet, er at Java som et av de mest brukte programmeringsspråk på verdensbasis, er basert på en norsk oppfinnelse. I år runder denne oppfinnelsen 50 år. Ostehøvelen har ikke overraskende overlevd siden 1925, da egenskapene til brunost er de samme som den gang. Men det er mer bemerkelsesverdig at en oppfinnelse innen databehandling, hvor utviklingen ellers skjer veldig fort, fremdeles er brukbar 50 år etter.
Før fulgte vi datamaskinens premisser
I 1967 så verden for første gang en ny, revolusjonerende måte å programmere datamaskiner på. Inntil da foregikk programmering på datamaskinens premisser. All informasjon måtte representeres ved hjelp av simple ting som tekst og tall som datamaskiner var gode til å håndtere. Programmene var tilsvarende detaljerte for å håndtere disse og det var lett å gjøre feil.
Med programmeringsspråket Simula, som av alle steder i verden så dagens lys i Norge, ble det i 1967 innført en helt ny måtte å programmere på.
Det fantes jo ikke nettbank i 1967, men faktisk er bankautomaten også 50 år i år. Hvis man i 1967 med Simula skulle ha laget en nettbank, da ville man direkte kunne representere ting som konti, bankkunder, transaksjoner og så videre som objekter inne i datamaskinen. Denne måten å programmere på ble derfor kjent som objekt-orientert programmering.
Når vi i dag bruker et reservasjonssystem for å bestille flyreiser, så vil det tilsvarende være objekter som representerer fly, sete, destinasjon og billetter. For første gang kunne de som programmerte datamaskiner få ting direkte representert i datamaskinen i stedet for å måtte forholde seg til ting som datamaskinen var god til.
Grunnmuren for mange av dagens språk
Denne måten å programmere datamaskiner på er så opplagt (når den først var oppfunnet) at flertallet av dagens programmeringsspråk er basert på den. Java var ikke det første, det kom først i 1995 i forbindelse med fremkomsten av internettet. Alan Kay ble inspirert av Simula til å lage Smalltalk, et språk som ble laget for å kunne lage det som vi i dag kjenner som nettbrett.
Dette var tidlig i 70-årene på Xerox PARC i USA. Nettbrett fikk de ikke laget, men grafiske brukergrensesnitt som vi kjenner dem i dag så dagens lys: manipulering av objekter på dataskjermen. En av de største brukere av Simula, Bjarne Stroustrup, så potensialet for vanlig industriell utvikling med denne type programmering. På 80-tallet laget han C++ som en utvidelse av et meget brukt språk, kjent som C. C# er Microsofts svar og minner på mange måter om Java.
Epokegjørende norsk oppfinnelse
Selv om det siden 1967 har blitt laget mange nye programmeringsspråk, så har det ikke blitt laget noe så epokegjørende som den norske oppfinnelsen Simula!
Hvem var det så som i 1967 var så fremsynte? Det var to norske forskere, Ole-Johan Dahl og Kristen Nygaard. Dahl var en av datidens fremste programmerer og Nygaard hadde sett behovet for og hadde visjonen om et språk for å kunne programmere store og komplekse systemer. De møttes på Forsvarets Forskningsinstitutt, Nygaard som sjef for Regnekontoret og Dahl som vernepliktig. Da Nygaard ble ansatt på Norsk Regnesentral ble Dahl med, og de startet da det som skulle føre frem til Simula i 1967.
Nå var det ikke slik at folk stod i kø og oppmuntret to av datidens beste forskere til å gjøre dette. Tvert imot fikk de klar beskjed om at det fantes programmeringsspråk nok og at Norge uansett ikke var stedet for å lage noe nytt.
To sterke personligheter sto bak
Vi som senere fikk anledning til å jobbe sammen med dem vet at dette ikke var nok til å stoppe dem. De var to sterke personligheter. De som opplevde selve utviklingen av Simula på nært hold kan også fortelle om to vidt forskjellige personligheter. Det at de lyktes tilskrives ofte dette. Nygaard var den visjonære og den som fikk det til organisatorisk og økonomisk, mens Dahl var den som fikk ideene realisert på datamaskinene.
Noen ganger kunne det gå hett for seg. En nyansatt på Norsk Regnesentral kom en gang forskrekket ned til sentralbordet. «Hva skal vi gjøre? Det står to menn og slåss foran tavlen i andre etasje». «Nei, det er ikke farlig. Det er bare Kristen og Ole-Johan som diskuterer Simula.»
Dahl ble senere Norges første professor i databehandling og bygget opp Institutt for Informatikk ved Universitetet i Oslo. Nygaard fortsatte på Norsk Regnesentral med å lage en ny type språk, som verden først mange år senere fant ut var en god ide. Nygaard ble også professor og var sentral i oppbygningen av den del av faget som hadde å gjøre med systemutvikling hvor berørte parter ble involvert helt fra starten. Dette regnes også som opplagt i dag.
Ble ingen økonomisk suksess
Dahl og Nygaard var alltid klar på at det hadde vært mange mennesker involvert i arbeidet med Simula og at det ikke hadde blitt noe av uten innsatsen til disse. Verdt å fremheve er Bjørn Myhrhaug. Han var både medforfatter av dokumentet som definerte programmeringsspråket og sentral i implementasjonen av språket.
Økonomisk ble denne norske oppfinnelse ikke noen suksess, men de ble hedret med en lang rekke priser for det arbeide de hadde gjort. I år 2000 ble de begge Kommandører av St Olavs Orden. I årene etter fikk de Turing Award og John von Neumann-medaljen for deres innsats for informatikkfeltet.
Blant disse henger nok Turing Award høyest – den regnes som databehandlingens Nobelpris.
Flere steder i verden foregår nå forsøk med roboter som lærere.
De mest optimistiske ser for seg at roboter skal kunne demokratisere mye av dagens undervisning.
Robotene vil kunne gi alle elever topp undervisning som alltid er oppdatert med den siste kunnskapen. Og kanskje enda viktigere, maskiner som er lærere vil være utrustet med uendelig mye tålmodighet og vil trolig bedre enn dagens lærere kunne tilpasse undervisningen til hver enkelt elev.
Overtar om ti år?
Kanskje står vi allerede i løpet av de nærmeste ti årene overfor en utdanningsrevolusjon med roboter som lærere.
Robotene kan bli programmert til å vite akkurat hva som inspirerer elevene til å lære.
Undervisningen roboten gir kan hele tiden samordnes med instruksjoner og bilder vist på en elektronisk tavle.
Roboter kan også undervise en enkelt elev om gangen. Slik blir ikke undervisningen verken for enkel eller for vanskelig. Spesielt elever med lærevansker kan nyte godt av dette.
Kamera og programvare som setter roboten i stand til å lese elevens reaksjoner, sørger for at kommunikasjonen flyter mellom menneske og maskin.
Må være menneskelige
At roboter jobber gratis og ikke krever mye annet enn elektrisitet, kan også bidra til å gjøre dem attraktive som lærere. Robotene kan bli oppdatert med det siste av aktuell kunnskap og pedagogiske arbeidsmetoder.
Samtidig ser forskere på området at robotene må ligne på mennesker, om de skulle kunne brukes i skolen. Iallfall om roboter skal undervise de minste barna.
Allerede fra de er helt små, er barn nemlig svært opptatt av sosial interaksjon med andre mennesker. Skal roboter fungere som lærere for barn, må de altså kunne opptre sosialt. Her ligger kanskje den største utfordringen med robot-lærerne akkurat nå.
Her hjelper roboten Nao en smårolling å lære engelsk, i et forsøk utført av forskere ved Tilburg-universitetet i Tyskland. Mye forskning på bruk av roboter ser på muligheter i språkundervisningen. (Foto: Tilburg-universitetet)
Barn vil ha robot som venn
Et studie utført av det amerikanske programvareselskapet Latitude Research og den danske leketøysprodusenten Lego og deres forskningsinstitutt konkluderer med at barn stort sett ikke har problemer med å se for seg en robot som venn, enten det er på skolen eller i livet ellers.
Studien Robots @ School hadde med 350 barn i alderen 8–12 bosatt i seks land.
Barna ble bedt om selv å forestille seg hvordan de kunne samarbeide med en robot. Gjennom ord og tegninger fortalte de forskerne om det .
De fleste av barna så for seg robotene som menneskelignende skapninger.
Barna tenker også på robotene som hjelpere, som ikke straffer dem verken på den ene eller den andre måten om de gjør feil eller noe voksne ikke liker.
Muligens ikke helt uventet, konkluderer den Lego-finansierte studien med at det ligger store pedagogiske muligheter i å la roboter hjelpe til med å bryte ned skillet mellom lek og læring.
Barn med for eksempel autisme har svært ofte behov for en-til-en samarbeid med en lærer, spesielt i språkundervisningen. Men lærere er en begrenset ressurs og slik undervisning koster mye.
Mange barn som sliter med å kommunisere med andre, får dermed ikke den undervisningen de har behov for. I Storbritannia gjelder dette spesielt de barna som ikke har engelsk som morsmål.
Mange av de samme barna sliter med fedme og er lite fysisk aktive. Dette ser også forskerne for seg at robotene skal kunne hjelpe barna med.
Ved Gøteborg Universitet har roboten Nao fått prøve seg som pedagog. Her sammen med forskeren Sofia Serholt. (Foto: Gøteborg Universitet)
Forsøk i Sverige
I Gøteborg har Sofia Serholt i en nytt doktorgradsarbeid undersøkt hvordan barneskoleelever reagerer på å få en menneskelignende robot med kropp, hode og armer bak kateteret i klasserommet.
Samme Nao spiller en viktig rolle i det EU-finansierte forskningsprosjektet Emote, som du kan lese mer her. I Emote handler nå mye om å sette roboten i stand til å lese brukerens reaksjoner, gjennom ansiktsgjenkjennelse.
– Jeg testet ut hvordan barna reagerte på å motta instruksjoner fra enten en robot eller en lærer, når de skulle bygge en Lego-figur, forteller Serholt til Gøteborg Universitet sine nettsider.
– Resultatet viser at barna er villige til å lytte til instruksjoner fra roboten. Men til forskjell fra samspillet med læreren, ber de ikke om hjelp fra roboten til det de ikke forstår.
Studien viste også at barna besvarer robotens sosiale kommunikasjon, at de er mottagelige for ros fra roboten og at de svarer på spørsmål stilt av roboten.
Barna behandlet roboten som en viktig aktør i klasserommet.
Men i situasjoner hvor roboten ikke var i stand til å forstå og tolke barnas intensjoner, så Serholt at mye av samspillet i klasserommet forsvant.
Referanse:
Sofia Serholt: «Child–Robot Interaction in Education», doktorgradsarbeid ved Gøteborg Universitet, 25. august 2017. Lenke til delstudier.
Eksplosiver er et av de vanligste våpnene i terrorangrep. For drøyt seks år siden fikk Norge et grusomt eksempel på dette – en bombe plassert i en bil utenfor regjeringskvartalet. Forskere ved NTNU jobber med å finne løsninger som kan begrense bygningsskader når det verste inntreffer.
En eksplosjon skaper en kraftig trykkbølge. Vanlige vindusglass sprenges lett i småbiter og kan gi alvorlige skader i flere hundre meters omkrets.
Laminert glass begrenser skadene
En tryggere løsning er laminert glass. Det kan redusere skadeomfanget fordi laminert glass består av to eller flere glassplater med et plastlag mellom. Om det smeller, holder plasten fast på de farlige glassbitene.
Laminert glass i et bygg sørger for at trykket fra eksplosjonen ikke slår inn i bygningen. Dette begrenser skadeomfanget.
Se hva som skjer med glassplater når forskeren simulerer en eksplosjon:
Karoline Osnes sprenger vanlig glass og laminert glass i forskningens tjeneste. Så langt har hun utført 80 kontrollerte sprenginger i en såkalt shocktube på Institutt for konstruksjonsteknikk ved NTNU. Hun er også en av universitetets kandidater i Forsker grand prix.
I shocktuben kan Osnes produsere et trykk som er akkurat så voldsomt som trykket som oppstår i eksplosjoner. (Foto: Julie G. Solem / NTNU)
(Foto: Julie G. Solem / NTNU)
Hvorfor må du gjøre så mange forsøk?
– Det høres kanskje rart ut, men glass oppfører seg ulikt hver gang det knuser. Årsaken er at det er bitte små sprekker på overflaten til glass. Og det er alltid i disse sprekkene bruddene skjer, forklarer Osnes.
– Så selv om to glass ser helt like ut, vil de små overflatesprekkene aldri være like. Styrken på glasset vil derfor være forskjellig hver gang.
Ikke lett å simulere glass-sprenging
I forskningen forsøker hun å gjenskape eksplosjonene med datasimuleringer. Men fordi glass har denne spesielle egenskapen med små sprekker her og der, er det ganske så vanskelig å finne ut hvordan glasset knuser.
Så hvordan skal forskningen gå fram for å simulere glassets oppførsel i alle tenkelige situasjoner?
– Veien å gå er å simulere forskjellige utfall – og regne ut sannsynligheten for hva som kan komme til å skje.
Osnes skal også finne minste og største styrke et vindu kan ha og simulere oppførselen til hver av disse.
– Da har vi dekket spekteret og kan være sikker på at en eksplosjon alltid vil havne en plass imellom.
Akkurat nå jobber Osnes med en metode for å regne ut disse ytterpunktene. Men hun trenger fortsatt laboratorietestene hun har gjort, for å dobbeltsjekke om hun har regnet riktig.
Det er ikke lett å simulere laminerte glass. Det har derfor blitt Osnes oppgave å finne ut hvordan det skal gjøres. Og hun er på sporet av en løsning.
Målet hennes er å utvikle en metode som kan forutsi utfallet fra en test – uten å måtte teste det først. Er metoden på plass, kan vindusløsninger designes billigere og enklere, og det kan faktisk redde liv.
Osnes jobber i forskningsgruppen Structural Impact Laboratory (SIMLab) som blant annet studerer hvordan forskjellige materialer oppfører seg ved brutale belastninger.
Samtidig som vi blir avhengige av digitale systemer i energiforsyningen er det derfor betimelig å stille spørsmål om sikkerhet og pålitelighet i disse systemene.
Digitalisering treffer energiforsyningen på mange måter. Digitale sensorer i infrastrukturen gjør det mulig for nettselskapene å overvåke og vedlikeholde systemene sine på en mer effektiv måte. Automatiske digitale strømmålere gir også nettselskapene bedre utgangspunkt for effektiv drift, og strømkundene mulighet for å selge overskuddsstrøm produsert ved for eksempel solceller på eget hustak.
Digitaliseringen gir mulighet for å utvikle løsninger for smarte energiøkonomiske hus. Men, digitalisering og tilknytning av stadig flere komponenter til internett eksponerer oss også for en rekke trusler. Mange av disse har vi liten eller ingen erfaring med.
Næringslivets sikkerhetsråd rapporterte i sin Mørketallsundersøkelse 2016 at 20 prosent av norske virksomheter ble utsatt for virus eller skadevareangrep. For dem som ble angrepet var skadevare blant de uønskede hendelser som var verst for virksomhetene.
Med økt digitalisering av energi-infrastrukturen til automatisk strømmåling, til driftskontroll, vedlikeholds-styring og til sensorer og overvåkning, har bekymringen for at virusangrep og skadevare skal treffe energisektorens systemer økt.
Bekymringen er knyttet til konsekvensene for leveranser av strøm dersom for eksempel cyber-fysiske angrep skulle ramme Norge. Denne typen angrep har funnet sted andre steder i verden.
Strømnettet er allerede blitt angrepet
Skadevaren Stuxnet som ble brukt for å forstyrre og til slutt skade Irans anlegg for anrikning av uran, gjorde verden oppmerksom på at helt vanlige industrikontrollsystemer kan involveres i slike angrep. I 2015 og 2016 ble energiselskaper i Ukraina gjenstand for angrep som hadde betydelige konsekvenser for energiforsyningen, i en politisk tilspisset kontekst.
Så langt er det få hendelser som rammer styringssystemene i norsk energiforsyning. I 2016 fikk Norges vassdrags- og energidirektorat rapportert totalt tre cyberhendelser mot driftskontrollsystemer fra to selskaper.
Ingen av disse hendelsene fikk innvirkning på strømforsyningen til kundene. Men risikoen anses fortsatt som stor, fordi de potensielle konsekvensene er så store, både for kraftsektoren selv og det samfunnet som er avhengig av den.
Vil finne de skjulte truslene
Prosjektet New Strains of Society som ledes av SINTEF fokuserer på framtidige utfordringer knyttet til blant annet cybersikkerhet. Prosjektet setter søkelyset på skjulte, dynamiske og nye typer trusler. Her forsøker vi blant annet å finne gode måter for hvordan virksomheter kan motstå og håndtere cybertrusler.
Dette er trusler som inngår i mer sammensatte trussel-landskap som overskrider etablerte grenser for ansvar og kontroll, i et omfang som utfordrer samfunnets erfaringer, kapasiteter og evner. Prosjektet setter også fokus på motstandsdyktighet og tilpasningsevne i slike trussel-landskap.
Hva skjer hvis strømselskapet mister kontroll?
Ettersom teknologi og infrastruktur knyttes tettere sammen og ikke minst får tilknytningspunkter til internett, vil også nye typer trusler kunne dukke opp. Det vil aktualisere behovet for å adressere andre utfordringer enn vi er vant til å håndtere.
Utpressingsskadevare, også kjent som “ransomware”, treffer allerede samfunnet – hva skjer dersom slik skadevare infiserer energisektorens kritiske styringssystemer?
Nektelsesangrep der tjenester blokkeres av uønsket aktivitet er en annen trussel. Hva om komponentene i bygninger blir kompromittert – og går til angrep på andre systemer i infrastrukturen?
Sist, men ikke minst – hvordan kan avanserte trussel-aktører true norsk energiforsyning, og hvordan kan energiforsyningen motstå slike angrep og påkjenninger? New Strains of Society-prosjektet ser ikke bare på disse truslene, som for så vidt er kjent i dag, men på ulike kombinasjoner av trusler og påkjenninger, og hvordan de kan forplante seg på nye måter.
SINTEF med samarbeidspartnere skal i prosjektet utvikle et rammeverk for å forstå, identifisere og håndtere slike nye påkjenninger innenfor større bilder enn de vi foretrekker å betrakte i dag.
Forskningen, myndighetene og industrien jobber på lag
Vi har allerede starter arbeidet. I juni var Norges vassdrags og energidirektorat vert for en sikkerhetsworkshop, hvor myndighetene, industrien og amerikanske samarbeidspartnere delte innsikt i kjente og relevante cyberangrep.
De ble også orientert om de konkrete trusselbilder mot aktuelle deler av kraftforsyningen, som vindkraft og automatiske strømmålere.
Workshopen ga også innsikt i hvordan cyberøvelser på nasjonalt nivå kan gjennomføres, og hvordan man kan bruke disse erfaringene til å adressere store trussel-landskap og «stress»-teste dem. I tillegg fikk vi verdifulle innspill til hvordan et sammensatt scenario som involverer oljevirksomheten offshore med strømforsyning fra land kan inngå i et trussel-landskap. Forskningsrådet var også bredt representert, og fikk med dette innspill til relevante vinklinger på cyber-sikkerhet, energi-infrastruktur-sikkerhet og samfunnssikkerhet.
Slik sikrer vi strømnettet mot angrep
Mye kan gjøres og blir allerede gjort for å gjøre energisektoren både motstandsdyktig og tilpasningsdyktig til trusselbildet. Angripere kan prøve å få fotfeste i administrative systemer i energiforsyningen gjennom bruk av ulike virkemidler.
Her kan de operere en tid og kartlegge systemene og arkitekturen før de beveger seg videre til driftskontrollsystemer, som igjen gir en kopling til fysiske komponenter som brytere, programmerbare logiske kontrollere, brukergrensesnitt og servere.
Dersom datanettet ikke er segmentert, det er mangelfull tilgangsstyring og systemene ikke er oppdatert, kan angripere fort få tilganger de ikke skulle hatt, og dermed klare å stenge ned anlegg og slå av vern.
Redusert risiko kan oppnås gjennom å systematisk reparere, eller patche, sårbarheter i det administrative systemet, og å seksjonere nettet og ha sterk tilgangsstyring. Dagens beredskapsforskrift har krav som dekker opp for denne type sikkerhetsbehov.
Vanskelig å sikre seg mot alt
Det som derimot er vanskeligere å beskytte seg mot er trusler som oppstår når noen kompromitterer forsyningskjeden. Det kan bety at noen legger til avlyttingsutstyr eller modifisert maskinvare på leverandørens komponenter, før de havner i Norge.
For å kunne oppdage denne type trusler må virksomhetene fysisk åpne opp komponenter og skaffe seg inngående kunnskap om hva som er på innsiden av boksene. Dette krever at vi forstår teknologien i dybden. Vi må forstå funksjonaliteten til elektronikken, programvaren, og fysisk sårbarhet koplet til fysisk utforming og lokalisering. Det finnes i dag ikke noen godkjenningsordning som gjør denne type analyse, eller «reverse engineering», av utstyr i energiforsyningen.
Det finnes heller ikke et norsk forskningsmiljø som spesielt ser på dette problemområdet for ikke-graderte systemer av vital betydning for samfunnssikkerheten. Dette representerer en slags restrisiko sammen med potensielt utro tjenere når det kommer til cyberfysisk systemsikkerhet. Restrisikoen må håndteres gjennom beredskap der menneskelige ressurser, samhandling under krevende omstendigheter, kunnskap og reservedeler inngår.
Energisektoren må være klar over ansvaret
I tillegg til dette bør energisektoren forstå sin sentrale rolle i større risikobilder og trussel-landskap. Sektoren bør ikke minst forberede seg på å være en sentral aktør i et større landskap av samhandlende aktører som er motstandsdyktige på ulike premisser og med ulike prioriteringer.
New Strains prosjektet bidrar til dette med metodikk for å beskrive slike landskap. Prosjektet skal forberede deltakerne til å takle en strøm av “«hva hvis»-spørsmål, som utfordrer deres forestillings- og yteevne.
Du er godt i gang med å lese en litt komplisert artikkel på mobilen, men så plutselig dukker det opp en notifikasjon. Naboen har nettopp blitt far, og du må selvsagt gratulere ham med den gledelige nyheten på Facebook – med en eneste gang.
Det er én åpenbar grunn til at det er vanskeligere å lese på skjerm enn på papir: Alle fristelsene som ligger og lokker. Før vi vet ordet av det er vi inne og sjekker bruktbiler på finn.no, sveiper innom de store nettavisene og sjekker e-post mens vi leverer i barnehagen.
Men det finnes også andre grunner til at det er vanskeligere å lese på skjerm. I et nytt prosjekt skal professor Anne Mangen ved Lesesenteret ved Universitetet i Stavanger finne ut av hva som skiller lesing på skjerm fra lesing på papir. Det skal hun gjøre sammen med forskere fra 33 andre land.
For selv om vi leser mer på skjerm enn noen gang, forstår vi kanskje ikke de digitale ordene like godt som vi liker å tro.
Flere av forskerne som er involvert i prosjektet, har allerede gjennomført studier som sammenligner lesing av ulike typer tekster på skjerm og på papir.
En av dem viser blant annet at vi forstår den samme teksten på forskjellige måter når vi leser den på papir sammenlignet med på en dataskjerm. I denne studien deltok 72 norske tiendeklassinger der elevene ble delt i to grupper. Den ene gruppen leste to tekster på papir, den andre gruppen leste de samme tekstene som PDF-filer på dataskjermen. Etterpå svarte begge grupper på spørsmål om teksten.
– Leseforståelsen var lavere for de som hadde lest på skjerm. I tillegg fant vi at de svakeste leserne slet mest med skjermlesingen, sier Mangen.
Annen mental innstilling
Å lese på skjerm gjør altså noe med lesingen vår. Forskning tyder på at vi har en annen mental innstilling til det vi leser på skjerm.
– Noen studier viser at vi har en tendens til å overvurdere vår egen lesing når vi leser på skjerm sammenlignet med på papir, sier Mangen.
– Dette har veldig viktige implikasjoner, blant annet i undervisningssammenheng, sier hun og legger til at dette ennå er et ferskt forskningstema som trengs å undersøkes nærmere for å kunne si noe med større sikkerhet.
Det som ser ut til å spille aller størst rolle, er lengden på teksten. Er teksten for lang, foretrekker fortsatt mange å lese papirboka. Det gjelder også for unge folk, for eksempel studenter som kanskje har behov for å lese nøye og gjerne notere. Dette til tross for at teksten er tilgjengelig både som e-bok og i elektronisk format, med mange muligheter til å notere, søke og utheve digitalt.
Dette er ikke tilfelle når det er snakk om kortere tekster.
Forskning viser altså at ved lesing av lange, lineære og sammenhengende tekster som krever vedvarende fokus og konsentrasjon, er det mye som tyder på at man har en dypere forståelse og en bedre oversikt dersom lesingen foregår i et trykt medium sammenlignet med digitalt.
– Når vi leser på skjerm, har vi kun et utsnitt tilgjengelig av gangen, og leseflaten er begrenset. Om man leser i et trykt medium som en bok, har man flere tekststeder tilgjengelig på samme tid og det virker enklere å danne seg et overblikk og notere i margene, forklarer Mangen.
Ennå er forskningen i nettverket i startfasen, men interessen for resultatene har tatt av, forklarer hun:
– Det er flere målgrupper som trenger å vite mer om effektene av digitalisering for lesing, fra forlags- og bokbransjen til lesere, biblioteker, utdanningsfeltet og utdanningspolitikere. Også digitaliseringen av leseprøver, både nasjonalt og internasjonalt, har gjort tematikken enormt aktuell i løpet av kort tid.
Så hva skyldes egentlig forskjellene i leseforståelsen?
Anne Mangen er opptatt av det sansemotoriske og haptiske, det vil si berøring, og hvordan vi bruker hender og fingre. Når vi leser en papirbok, bruker vi faktisk fingrene aktivt. Vi blar fra side til side på en annen måte enn med en skjerm og vi kan kjenne tyngden av boken og rent fysisk få en fornemmelse av hvor langt vi er kommet.
– En bok har flere fysiske egenskaper som sier noe om innholdet enn en skjerm. Mens en iPad eller Kindle ser lik ut, enten man leser en roman eller en tegneserie, har en bok ulike fysiske egenskaper som kan sette deg i et spesifikt lesemodus og kan virke inn på lesingen, sier Mangen.
– En tjukk lærebok i fysikk er, også fysisk, veldig forskjellig fra en krim-pocketbok, både når det gjelder størrelse, tyngde og forma. Men slike materielle forskjeller har du ikke når når leser på en iPad eller en Kindle.
Forskning på skriving støtter teorien om at flere sanser spiller inn når det kommer til hvordan hjernen behandler tekst. Anne Mangen samarbeider med nevrofysiologer ved Universitetet i Marseille, som har funnet ut at det er andre områder i hjernen som aktiveres når vi ser bokstaver vi har lært å skrive for hånd, enn når vi ser bokstaver vi har lært å skrive på tastatur.
I tillegg viser en ny amerikansk studie fra 2014 fra Princeton University og University of California at det er mindre effektivt å ta notater på en laptop enn for hånd, selv når PC-en kun brukes til å notere.
– De fleste av oss skriver fortere på et tastatur og ofte noterer vi ordrett. Dermed prosesserer vi ikke nødvendigvis like grundig når vi skriver. Kanskje bearbeider vi informasjonen bedre for hånd, nettopp fordi det tar lengre tid og «koster» mer, sier Mangen.
