Seniorforsker Robbie Andrew har sett nærmere på rapporten fra organisasjonen Oil Change International som ble offentliggjort for et par uker siden. Her er konklusjonen at FNs klimamål kan ryke selv om det ikke blir funnet ett eneste nytt olje-, gass- eller kullfelt i hele verden.

– Dette viser hvor nær vi er ved å slippe ut så mye klimagasser at målene brytes, sier Andrew til NTB.

Utgangspunktet for analysen er klimaforskernes beregninger av den totale mengden klimagasser som kan slippes ut i atmosfæren hvis den globale oppvarmingen skal holdes under 2 grader.

Ifølge rapporten overskrides denne mengden hvis vi forbrenner kullet, oljen og gassen som er lett tilgjengelig i feltene som allerede er bygget ut.

Bred enighet

Målet om å holde den globale oppvarmingen under 2 grader ble vedtatt av nesten alle verdens land i 2010.

På klimatoppmøtet i Paris i fjor ble det i tillegg vedtatt at økningen helst skal holdes under 1,5 grader. Svært omfattende tiltak må imidlertid iverksettes hvis vi skal ha en rimelig sjanse til å oppnå dette.

Selv om all bruk av kull på mirakuløst vis skulle ta slutt, ville oppgaven vært formidabel. Ifølge Oil Change International er innholdet i verdens utbygde olje- og gassfelt tilstrekkelig til å bryte 1,5-gradersmålet – også hvis kull holdes utenfor regnestykket.

– Gjør vi ikke noe for å bremse utslippene vil vi ha sluppet ut for mye til å oppnå 1,5-gradersmålet allerede om fem år, sier Andrew.

Felt må stenges

Han mener forfatterne av rapporten har trukket rimelige konklusjoner.

Analysen utelukker riktignok muligheten for fangst og lagring av CO2 fra kraftverk og andre store utslippskilder. Grunnen er at denne kostnadskrevende teknologien fortsatt er svært lite brukt.

Oil Change International kommer også med en politisk oppfordring: Ingen nye olje-, gass- eller kullfelter bør bygges ut. Skal klimamålene nås, må noen av de eksisterende feltene stenges før alle reservene er hentet ut.

Andrew sier han ikke er overrasket over konklusjonene i rapporten.

– Den viser at ingen nye olje-, gass- og kullfelter bør bygges ut hvis vi, det globale samfunnet, bestemmer oss for å holde togradersmålet.

Leter videre i Norge

Rapporten baserer seg på beregninger av verdens olje- og gassreserver gjort av det norske selskapet Rystad Energy.

Analysen omfatter oljen, gassen og kullet som trolig eller høyst sannsynlig vil bli hentet opp fra utbygde felt – så sant utvinningen ikke stanses.

Også Norge har sluttet seg til både togradersmålet og ambisjonen om å unngå oppvarming på mer enn 1,5 grader. Samtidig har norske regjeringer fortsatt å legge til rette for leting etter mer olje og gass.

I slutten av august ble oljeselskapene invitert til å foreslå nye leteområder som ledd i 24. konsesjonsrunde.

– Et hovedelement i petroleumspolitikken er å holde et høyt tempo i tildelingen av attraktivt leteareal til selskapene, sa statsminister Erna Solberg (H) da invitasjonen ble sendt ut. 

Forskere ved Oslo universitetssykehus (OUS) har utviklet dataverktøy som åpner helt nye muligheter i cellebiologiforskningen. 

I en artikkel publisert i det vitenskapelige tidsskriftet Nature Methods viser forskerne hvordan de enkelt kan bruke Excel til å samle resultater fra mange ulike studier og få et klarere bilde av hvordan celler er skrudd sammen. 

Mister oversikten

Det som før var utilgjengelig, blir plutselig enkelt, ifølge forskerne. Nå kan de bare kopiere store datasett og lime dem inn ved siden av hverandre for å sammenlikne dem og trekke sikrere konklusjoner. 

Prosjektleder og forsker Fridtjof Lund-Johansen ved OUS forklarer at moderne cellebiologisk forskning gir så store datamengder at mange mister oversikten.

• Les også: Utvikler harddisker som kan lagre ekstremt store mengder data

– Det siste tiåret har vi fått instrumenter som gjør det mulig å studere tusenvis av molekyler i ett og samme eksperiment. Nå er vi kommet til et punkt hvor laboratorieforskere må spørre informatikere om hjelp til å forstå resultatene sine. Da er det fare for at viktig informasjon blir «lost in translation», sier han.

Lund-Johansen forklarer at problemet ble åpenbart da forskningsgruppen gikk igjennom 90 artikler publisert i vitenskapelige tidsskrift i perioden 2012 til 2014.

Til tross for at alle studiene var innenfor samme område, var det ingen som hadde sammenliknet resultatene med de som andre hadde publisert før. Men da forskerne satte datasettene ved siden av hverandre, fikk de et helt annet og klarere bilde, og det ble klart at mange hadde trukket feil konklusjon.

– Poenget med publisering er å sammenlikne

– Hele poenget med å publisere forskningsresultater forsvinner om vi ikke kan sammenlikne dem. Vi har investert hundretalls millioner i nettskyer for å lagre data, men det hjelper lite om ingen laster dem ned og bruker dem, sier Lund-Johansen.

Selv er han lege og karakteriserer sin egen datakyndighet som hakket over gjennonsnittet.

– Jeg satt i årevis og laget kompliserte regneark i Excel, men de var først og fremst for husbruk, forteller Lund-Johansen.

• Les også: Spår influensa med store data

Nytt syn på cellebiologi

Forskningsgruppen er del av KG Jebsen senter for Immunterapi av kreft. Det neste prosjektet de skal i gang med, er å gjøre selve målingene enklere og mer tilgjengelige.

– Når alle kan måle tusener av molekyler hver dag, vil vi få et helt nytt perspektiv i cellebiologi og langt flere kan bidra til å forstå hva som går galt under sykdom, sier han.

Referanse: 

Fridtjof Lund-Johansen, mfl. MetaMass, a tool for meta-analysis of subcellular proteomics data i Nature Methods nr. 13, august 2016. doi:10.1038/nmeth.3967. Sammendrag.  

3G, 4G, WiFi og Bluetooth er alle verktøy for informasjonsdeling, og de støtter ulike mengder dataoverføring.

Neste generasjon 5G forventes å kunne håndtere tusen ganger mer data enn 4G. Samtidig kan tingenes internett, også kalt Internet of Things (IoT), knytte komponenter til hverandre for å samle inn og utveksle informasjon. Derfor vil behovet for effektiv datahåndtering vokse.

– Veksten innen trådløs kommunikasjon og IoT krever energieffektive løsninger. Mobiltelefoner, mobilnettverk, mikroprosessorer i kjøleskap og ulike smart-duppeditter er avhengig av effektiv dataoverføring via internett, sier Lakshmikanth Guntupalli.

Han har nylig disputert for doktorgraden der han har analysert modeller for strømsparing for eksempel når trådløse sensorer sender data til sentralen – eller når kjøleskapet kommuniserer med en app på mobilen din. Budskapet er at jo mer effektivt dataoverføringen er, jo mer strøm blir spart.

• Les også: Hva skjer når alle tingene dine kobles til internett

Aktuell for oljeindustri og brannvesen

Professor Frank Li ved UiA har vært hovedveileder og medforfatter på Guntupallis doktorgradsartikler. Han viser til at det ofte er en ressurskrevende prosess å skifte sensorene, også kalt sensornoder (se bildet til høyre) når batteriene i mikroprosessorene er utgått.

I tillegg er det lite miljøvennlig å bytte hele sensornoden hvis bare noen av batteriene er svake.

– Med Guntupallis løsninger kan sensornodene og nettverk leve lenger. Du sparer derfor utgifter til batterier, sier Li.

Han påpeker at den største kostnaden vil for eksempel være å sende ingeniører ut på olje- og gassplattformer i Nordsjøen eller andre steder for å skifte sensornodene.

– Samtidig har denne løsningen et sikkerhetsaspekt for aktører som oljeindustri og brannvesen. Sensornoden fortsetter nemlig å sende viktig overvåkingsinformasjon selv om noen av mikroprosessorene har dårlig batteri, sier Li.

Mindre batterikapasitet

Smarttelefoner, smartradioer og andre småkomponenter med kapasitet til å samle inn data er viktige deler av 5G og IoT. Alle slike løsninger har en sensornode med flere mikroprosessorer som kommuniserer med hverandre. Data sendes fra prosessor til prosessor og videre til internett hvor informasjon leses av og eventuelle avvik oppdages.

– Et eksempel er en sensornode som overvåker et skoglandskap og varsler brannvesenet om ekstreme temperatursvingninger slik at eventuelle tiltak kan settes inn for å hindre branntilløp, sier Guntupalli.

• Les også: Slik kan 5G-nettet endre livet ditt

Haken ved disse mikroprosessorene er at de går på batterier med begrenset varighet.

– Løsningen er å programmere sensorene slik at de gjennomfører målinger, men sender informasjonen i så få sendinger eller såkalte pakker som mulig, og dermed sparer batterikapasitet. I tillegg kan de programmeres slik at to sensorer sender data samtidig hvis en tredje sensor har dårlig batterikapasitet, sier Guntupalli.

På den måten blir energinettverket blant sensornodene mer balansert, og dermed får nettverket økt levetid. Batterier med begrenset kapasitet trenger da ikke å byttes ut umiddelbart. Med Guntupallis løsninger blir det brukt mindre batterikapasitet og mikroprosessorene samarbeider bedre. 

Referanse: 

Lakshmikanth Guntupalli, Energy Efficiency in Wireless Sensor Networks: Transmission Protocols and Performance Evaluation, doktorgradsavhandling, Universitetet i Agder, september 2016. Sammendrag.

Onsdag formiddag, 8. juni 2016. Jord og stein i femti meters bredde drønnet ned over Europavei 16. Skredet traff et vogntog vest for Bolstadøyri. Sjåføren berget livet med liten margin.

Nesten sju uker seinere og rundt 75 kilometer lengre øst, like ved Gudvangen i storslåtte Nærøydalen, skjedde det igjen.

Steinblokker strødd utover samme strekning, som fra en kjempehånd. Det var ettermiddag, tirsdag 26. juli. Heller ikke her var biler på feil sted til feil tid.

Ikke mer enn seks uker seinere og ti kilometer lengre vest – enda en kjempeblokk går gjennom rassperringen og dundrer ned i veien ved inngangen til Sivletunnelen.

Også denne tidlige høstnatta 4. september ble mennesker spart. Men verken Veivesenet eller trafikantene kan i lengden stole på forsynet.

«Kanskje» – et upopulært ord

Eller – kan de? For hva er forsynet i denne sammenheng? For-syn – å se på forhånd at raset kommer?

Skredvarsling ble førstesidestoff da fjellet Veslemannen – rundt ti kilometer sør for Åndalsnes – begynte å røre på seg høsten 2014.

Opptil seks centimeter i døgnet målte instrumentene til Norges vassdrags- og energidirektorat (NVE). Folk som bodde under Veslemannen, ble evakuert.

– Slik det ser ut nå, kan vi kanskje forvente at raset går sent i kveld eller ved midnatt, sa sjefgeolog Lars Harald Blikra til VG 28. oktober 2014.

Det viktigste ordet her var kanskje – «kanskje». Et upopulært ord for media og for de som trenger visshet for hus og hjem, vei og bane.

Dette «kanskje» er likevel nødvendig for skredvarslerne. For hvor sikre kan geologene egentlig være?

Steinskur og regnskur

Veslemannen roet seg igjen. Og rørte seg på nytt fredag 18. september 2015. Og roet seg dagen etter. Og ble atter farlig tirsdag 9. august 2016 – etter kraftig regn.

– Vi anser det som sannsynlig at det kan komme et skred, muligens i løpet av det neste døgnet, sa Blikra da til VG.

«Sannsynlig». «Muligens». Veslemannen henger der fortsatt. Kan skredvarslene hjelpe oss?

Sannsynlighet er statistikk. De er nyttige for langsiktig planlegging. Meteorologene kan si at det er lurt å kjøpe paraply hvis du skal til Bergen.

Men får du en meteorolog til å si at du helt sikkert bør ta med deg paraply hvis du skal opp på Fløyfjellet neste mandag klokka 17? Neppe.

Seigmannen

På samme måte – kan geologene virkelig forutse akkurat når Veslemannen vil rase – eller akkurat når og hvor bilistene bør skygge veibanen fordi steinblokker vil falle over E16?

– Vi kan varsle hvor, men ikke akkurat når, sa Blikra fra NVE til forskning.no på en konferanse i Bergen.

Konferansen handlet blant annet om overvåking av skredområder. NVE har det overordnede ansvaret for overvåking og varsling i Norge.

Store skred kan være vanskelige nok, som tilfellet Mannen viser. Det uberegnelige fjellet har etter hvert fått tilnavnet Seigmannen.

Videoen fra NVE viser et mindre steinras i Veslemannen, juli 2016. Før dette raset registrerte instrumentene bevegelse lokalt i berget.

Steinsprang umulige å forutsi nøyaktig

De mindre steinsprangene er enda vanskeligere å varsle. Skjønt, mindre – selv en forholdsvis liten steinblokk kan være livsfarlig hvis den faller ned på en trafikkert vei.

Med mange biler i stor fart er det ikke vanskelig å se for seg en tragedie. Er det overhodet mulig å forutsi hvor og når slike steinblokker vil ramme?

– Enkeltsteiner i steinsprang er umulige å forutsi nøyaktig, sier Regula Frauenfelder til forskning.no.

Hun er fagansvarlig for fjernanalyse i Avdeling for geokartlegging på Norges Geotekniske Institutt (NGI). NGI overvåker seks risikoområder langs E16 på oppdrag fra Statens vegvesen.

Den uforutsigbare klippen

Flere enn Frauenfelder har sett hvor vanskelige det er å forutse slike steinsprang. Den britiske forskeren Nick Rosser hadde rettet laserskanner mot en 50 meter høy klippe av løse bergarter som skifer, sandstein og leire.

Etter ni måneders overvåkning av East Cliff i feriebyen Whitby hadde Rosser sett mange steinsprang. Bare svært få av dem ga forvarsler i form av bevegelse, fortalte han på konferansen i Bergen – 2nd Virtual Geoscience Conference, arrangert av UNI Research.

Droner og crowdsourcing

Ordet «virtual» peker mot ny teknologi. Og geologene får virkelig nye avanserte redskaper i verktøykassa når de skal overvåke farlige fjell.

Noen verktøy er kostbare og krever internasjonalt samarbeid – som satellittene i det europeiske Copernicus-programmet.

Andre kan kjøpes i hobbysjappa og mekkes til av forskeren selv, som droner og actionkamera.

– En geolog kan nå få tak i en drone og fly den ganske lett. Det er en revolusjon for geovitenskapen, sa veteranen John Howell fra University of Aberdeen på konferansen.

Howell har blant annet fløyet dronehelikopter gjennom askeskyer fra vulkanen på øya Stromboli nord for Sicilia og kartlagt krateret i tre dimensjoner.

Han har også tatt imot bilder fra vanlige folk for å kartlegge flom langs elva Aboyne i sitt hjemlige Skottland – et eksempel på det som kalles crowdsourcing, kollektiv datainnsamling.

Tre spørsmål

Nettopp rikelig tilgang til data er viktig for geologene. Hva slags data vil de ha, og hvordan kan de bruke de nye verktøyene til å skaffe dem? Svaret på det spørsmålet er – grovt forenklet – tre nye spørsmål.

Hvor mye vann er det i berget? Jo mer vann, desto større fare for at berget blir løst og glir ut, særlig når frostsprengning setter inn om høsten.

Hvor mye rører berget på seg? Bevegelse betyr forskyvninger av likevekt. Da kan det være like før skredet går.

Hvordan er berggrunnen? Dette er det første og mest grunnleggende spørsmålet som geologene må finne ut av.

Føre var – i 3D

De vil nemlig helst være føre var. Det gjelder å finne stedene med størst risiko. Noen av dem kan være notoriske rassteder som Loen og Tafjord, der det gikk store ras i 1905 og 1934.

Blikra og kollegene hans vil likevel helst kartlegge fareområdene før skredene går. De kan begynne på overflaten av fjellet og jobbe seg innover.

Her kan droner og billige actionkameraer gjøre en viktig jobb. Hvis du tar mange bilder av et fjellområde fra forskjellige synsvinkler, kan et dataprogram sette dem sammen til en 3D-modell av bergveggen.

Tidligere måtte kostbare og tunge laserskannere brukes til slik kartlegging.

• 3D-skanning fra drone er også brukt av norsk kunstner. Se video her: 3D-kunstner i knokkelhaugen.

En slik 3D-modell kan for eksempel vise hvor det er farlige framspring eller hvor det er bruddflater i berget som kan gi utglidninger.

Laserblink og satellittradar

Også målinger med LIDAR fra bakken eller fra fly kan gi slike 3D-bilder av fjellet. LIDAR er en slags radar som bruker lys istedenfor radarbølger.

Korte lysblink fra en laserstråle sendes mot berget og reflekteres tilbake.

Tida fra blink til refleks sier hvor langt unna berget er i akkurat det punktet. Mange blink mot mange punkter på berget bygger opp 3D-bildet.

Slike LIDAR-målinger har pågått siden begynnelsen av 2000-tallet. Sakte, men sikkert bygges en 3D-modell av hele Norge opp.

Nå skal også radarer på de europeiske Sentinel-satellittene gi geologene det de trenger av detaljerte overflatekart i tre dimensjoner.

VR-briller for geologer

Nytt på konferansen var at geologene kunne se 3D-modellene med VR-briller. Brasilianske forskere fra Advanced Visualization Laboratory på Vale do Rio dos Sinos-universitetet hadde laget programmet som gjorde det mulig.

Geologene stod i kø for å prøve brillene fra produsenten HTC Vive. Med håndkontroller kunne de bruke noe som lignet et lyssverd fra Star Wars til å tegne inn linjer på modellen der de ville framheve – for eksempel en bruddflate.

Hvordan ser skredet ut inni?

Likevel – 3D, LIDAR og droner kan ikke alltid erstatte en geolog på stedet. 

– Vi trenger også feltarbeid, å kunne gå ute i skredområdet og kartlegge geologiske formasjoner. Ikke alt kan sees på avstand, sa Blikra på konferansen.

Geologene vil helst også gå i dybden. Hvordan går bruddsonene under overflaten? Hvor høyt er trykket fra grunnvannet?

– Hvordan ser skredet ut inni? Vi vil lage en geologisk modell. Vi trenger å se det som styrer og driver bevegelsene i fjellet, sa Blikra på konferansen.

Tøffe forhold

For å få svaret på slike spørsmål trenger geologene tyngre utstyr på stedet. Det er både kostbart og krevende.

– Vi trenger strøm og samband. Utstyret må tåle snøskred, regn og torden. Dette er en stor utfordring. Vi trenger data og kunnskap kontinuerlig, sa Blikra.

Og geologene jobber med å skaffe data fra dypet i risikoområdene. De kan skyte sjokkbølger nedover i berget og fange opp ekko, omtrent som ultralydundersøkelser inni menneskekroppen.

Driller etter kunnskap

Eller de kan bore hull ned til to hundre meters dyp. Ned i dette hullet kan geologene senke et kamera.

Det skanner rundt hele omkretsen av veggen i borehullet. Slik kan det se bruddflater og knusningssoner der utglidninger lettest kan skje.

Blikra og kollegene hans har også senket et instrument som ligner en lang slange ned i borehullet. Til slangen er festet mange inklinometre.

Det er instrumenter som oppdager selv ørsmå bevegelser i fjellet og hvilken retning de går. Slangen har også sensorer som måler vannivå og temperatur.

– Den er nesten som et laboratorium inne i fjellet, kommenterer Blikra.

GPS og strekkstag

Nå er vi over fra kartlegging til overvåkning. Hvordan kan geologene følge forandringer i risikoområdene hele tida?

Inklinometerslangen er ett svar. Et annet er nøyaktige GPS-målere i fjellsida. De vil merke bevegelser i akkurat det punktet der de er plassert.

Geologene kan også legge ut strekkstag mellom sprekker i fjellet. Disse stengene måler hvordan sprekker beveger seg mot hverandre eller fra hverandre.

De kan også skyte radarstråler mot reflektorer og måle tida det tar før ekkoet kommer tilbake. Jo lengre tid, desto større avstand.

Hvis berget flytter på seg der reflektoren står, oppdager radaren dette.

Radar langs E16

Men den aller beste overvåkningen av bevegelser får geologene fra radarmålinger av hele fjellsider.

Slike radarer kan plasseres foran bergvegger som står i fare for å rase ut. Flere slike radarer er nå plassert ut de seks rasutsatte stedene langs E16.

Sammenligner radarbølger

Radarene kan måle bevegelser helt ned til en millimeter. Radarstrålen skanner over fjellveggen med jevne mellomrom. Hvis fjellet har beveget seg, oppdager radaren dette.

Ekkoet av radarbølgen vil nemlig komme ørlite seinere eller tidligere tilbake, avhengig av hvor mye fjellet har beveget seg mellom to skann.

– Vi utfører to målekampanjer per år på hvert av områdene, en om våren og en om høsten, opplyser Frauenfelder.

Trær lager trøbbel

Bakkeradarene virker best mot nakent fjell. Trær og annen vegetasjon gir problemer.

– Vegetasjon er dårlig nytt for radar, sa Frauenfelder på konferansen. Og vegetasjon gjør ikke fjellet tryggere.

– Også i områder med vegetasjon kan skred utløses, særlig jordskred, utdyper Frauenfelder for forskning.no.

Satellittradar hvert femte døgn

Radar brukes også av de europeiske Sentinel-satellittene.  Satellittene kan likevel ikke erstatte lokale radarer fullt ut. De går fra pol til pol og skanner forskjellige lengdegrader på jorda for hvert omløp.

Selv når systemet er fullt utbygget, kan det bare kartlegge ett bestemt sted rundt hvert sjette døgn.

Bakkeradarer kan derimot oppdatere bildet av bevegelser i berggrunnen i under tjue minutter om nødvendig.

• Les mer: Slik skal satellittene sjekke helsa til jorda

«Big data» kan hjelpe

Ny teknologi gir altså mer data. Mer data gir til slutt – «big data». Kunstig intelligens klarer nå å skumme enorme mengder data for å lete etter mønstre som mennesker har vanskelig for å se.

Tidligere har forskning.no fortalt om hvordan automatisk bildegjenkjenning fant flere fortidsminner i terrengmodeller enn erfarne arkeologer.

Kan kunstig intelligens også læres opp til å gjenkjenne subtile mønstre, forvarsler av skred som intet menneske kan oppdage?

Data – men ennå ikke «big»

– Hvis vi har gode data, så kan mønstergjenkjenning hjelpe mye, bekrefter Thomas Bernard i en e-post til forskning.no.

Bernard er fysiker ved det tyske Fraunhofer-instituttet og har blant annet arbeidet med et varslingssystem for skred, ELDEWAS.

– Dessverre er skredhendelser sjeldne, så det er vanskelig å bygge opp en slik stor database, fortsetter han.

– Det som trengs først er flere og bedre observasjoner, bekrefter Ari Tryggvason, forsker ved Uppsala universitet, i en e-post til forskning.no.

Forskjellige data – forskjellige bergarter

Flere forskere på konferansen i Bergen hadde også håp til «big data». Problemet var at hver forsker ofte satt på sin lille datatue.

– Vi trenger bedre samordning av data, sa en deltaker under diskusjonen på konferansen i Bergen.

Et annet problem er at data fra ett land ikke alltid kan brukes i et annet. Fjellgrunnen er forskjellig fra sted til sted.

– Noen steder i Europa har for eksempel kalkrike bergarter. Der virker delvis andre mekanismer enn i norsk grunnfjell og omdannede bergarter, presiserer Frauenfelder fra NGI.

Gjøre data synlige

– Geologiske «big data» handler ikke bare om store mengder data, men også om stor variasjon, sa Helwig Hauser fra Universitetet i Bergen på konferansen.

Han leder en gruppe som forsker på visualisering av data for å gjøre dem lettere å tolke.

• Mer om forskningsgruppa til Hauser: Fri sikt på infobahn

– Maskinlæring sammen med interaktive presentasjoner er et vekstfelt, sa Hauser.

Han viste blant annet til GeoVISTA-senteret til PennState University i USA. GeoVISTA utvikler visualisering av geografiske data, både for natur og samfunn.

Regn betyr rasfare

Mens dette leses, strømmer data inn til NVE fra instrumenter i rasfarlige områder. Mannen og andre rasfarlige fjell overvåkes med radar, strekkstag, gps, instrument i borehull, webkamera og meteorologiske stasjoner.

Bevegelser i berget øker med vannmengden. Økt nedbør betyr økt rasfare. Geologene samarbeider med meteorologene.

Pøser vann over Mannen

Og hvis ikke vannet ovenfra er nok til å utløse skredet i Veslemannen neste gang farevarselet går, er Blikra og kollegene hans nå klare til å hjelpe mor natur.

Planen la han fram på den nasjonale skredkonferansen på Stranda i Møre og Romsdal den 6. september 2016. 

Ved neste store nedbørsperiode planlegger NVE å slippe vann fra tre store tanker ned til området som er i bevegelse.

Burde overvåket mer

Heller ikke rasene og steinsprangene over E16 oppfører seg helt etter boka. Skredene i juni, juli og september 2016 skjedde på andre steder enn de seks områdene langs veien som NGI nå overvåker.

– Seks områder er lite. Teoretisk sett burde vi overvåket hele området fra Bergen til Voss, men dette er jo ikke praktisk gjennomførbart med bakkebasert teknologi, kommenterer Frauenfelder.

Lenker:

Flaum og skred – opplysningssider fra NVE: https://www.nve.no/flaum-og-skred/

Fare- og risikoklassifisering av ustabile fjellparti. Faresoner, arealhåndtering og tiltak. Rapport fra NVE, september 2016 (pdf): http://publikasjoner.nve.no/rapport/2016/rapport2016_77.pdf

Kartlegging med bakkebasert radar E16 Bergen-Voss-Gudvangen, informasjonsside fra Norges Geotekniske Institutt (NGI): https://www.ngi.no/Prosjekter/Kartlegging-med-bakkebasert-radar-E16-Bergen-Voss-Gudvangen

ELDEWAS – Early Landslide Detection and Warning System, informasjonssider fra Fraunhofer Institute of Optronics and Image Exploitation. (Prosjektet er avsluttet): http://www.iosb.fraunhofer.de/servlet/is/44405/

GeoVISTA Center, PennState University: http://www.geovista.psu.edu/

The Whitby Coastal Monitoring project, nettsidene til prosjektet som overvåker East Cliff i feriebyen Whitby: http://whitbycoastal.wpengine.com/

Visualiseringsgruppen ved Universitetet i Bergen: http://www.ii.uib.no/vis/

Forskerne undersøkte alle kroppens gener og kom fram til at vitamin D-reseptoren i tarmen styrer mye mer enn det vi tradisjonelt har forbundet med vitamin D.

Tarmfloraen din består av en helt egen liten verden av bakterier som ikke egentlig er en del av kroppen din. Det er like mange bakterier der som det er celler i kroppen vår. Og de hjelper til med produksjon av en rekke stoffer som menneskekroppen ikke er i stand til å produsere selv.

Mange tenker på bakterier som årsak til sykdom og blir dermed overrasket over at vi er helt avhengige av milliarder av disse ørsmå bakteriene for at kroppen vår skal fungere normalt. Så langt vet vi derimot lite om hvordan samspillet mellom tarm og kropp fungerer.

– Dette er et utrolig spennende funn som gjør at alle som forsker på tarmen kan jobbe mer målrettet videre, sier Tom Hemming Karlsen. Han er professor ved Institutt for Klinisk medisin ved Universitetet i Oslo og forskningsleder i Klinikk for kirurgi, inflammasjonsmedisin og transplantasjon ved Oslo Universitetssykehus, og er en av forskerne bak studien.

Studien publiseres nå i tidsskriftet Nature Genetics.

• Les også: Vil få antibiotika til å virke igjen

Vitamin D-reseptor aktiveres av omega 3

For å forstå hva som gjør oss syke må vi først vite hvordan kroppen fungerer hos friske mennesker. Forskerne ved Norsk senter for primær skleroserende cholangitt (PSC) og Institutt for Indremedisinsk forskning har gitt seg i kast med å kartlegge hvordan kropp og tarmflora normalt kommuniserer.

Forskerne trodde i utgangspunktet de visste om de viktigste signalveiene mellom tarmfloraens bakterier og kroppen. Overraskelsen var derfor stor da de oppdaget at menneskets vitamin D-reseptorgen viser ser å være sentralt for regulering av hele bakteriesamfunnet vi har i tarmen vår.

– For oss som arbeider med galleveissykdommer, er det også interessant at vitamin D-reseptoren kan bli aktivert av spesielle gallesyrer som har vært innom bakteriene i tarmen. Denne reseptoren blir aktivert av fettsyrer som vi tradisjonelt ser på som sunne, slik som omega 3 og 6, sier Karlsen.

– Resultatene er ikke noe bevis på at omega 3 og 6 er sunt, men det viser at de har en effekt i tarmen. Dette er et viktig og nytt utgangspunkt for å finne ut detaljene i hvordan disse fettsyrene påvirker kroppen vår, sier Karlsen.

Gener like viktige som ernæring

Det er likevel ikke bare hva vi spiser som påvirker tarmen og helsa. Et viktig mål for forskerne bak studien var å finne ut hvor mye genene våre har å si for tarmfloraens sammensetning.

– Forskning har de siste årene gitt oss mye kunnskap om hvordan ernæring påvirker tarmfloraen, men vi har lite kunnskap om hvordan genene våre påvirker den, forteller Martin Kummen. Han er stipendiat ved Institutt for Klinisk medisin og Institutt for Indremedisinsk forskning, og har utført mye av forskningen som studien baserer seg på i forbindelse med sitt doktorgradsarbeid.

Også på dette feltet har prosjektet resultert i helt ny kunnskap, nemlig at genene våre har like mye å si for sammensetningen av tarmfloraen som maten vi spiser. I denne studien ser de at både ernæring og genene bestemmer omtrent ti prosent hver av variasjonen i bakteriesammensetningen i tarmfloraen.

I tillegg til vitamin D-reseptoren fant forskerne også flere andre gener, deriblant gener som tidligere har vist seg å øke risikoen for betennelsessykdommer, såkalte sykdomsgener. Studien viser for første gang at sykdomseffekten fra disse genene kan komme via effekter på tarmfloraen.

– For oss som jobber med genetiske sykdommer, er dette viktig kunnskap på veien mot å forstå sykdommene vi jobber med og på sikt utvikle god behandling, konkluderer Kummen.

I motsetning til genene våre er nemlig tarmfloraen lett å påvirke.

• Les også: Gjennombrudd for behandling av lammelser

Referanse

Jun Wan m.fl: Genome-wide host-microbiota association analysis of 812 individuals 1 identifies vitamin D receptor genetic variation and other host factors shaping the gut microbiota. Nature Genetics, oktober 2016. Sammendrag. 

Olje- og energiminister Tord Lien kom med denne «oljelekkasjen» få dager før statsbudsjettet blir lagt frem torsdag denne uken.

Bedrifter med innovasjoner som kan gjøre oljenæringen mer energieffektiv og senke produksjonskostnadene, vil ligge godt an i søknadsprosessen. Formålet er også å redusere klimautslipp, sikre norske arbeidsplasser og opprettholde kompetansen i bransjen.

Ekstramidlene deles ut via Forskningsrådets DEMO 2000, som er et program for eksperimentell utvikling og kommersialisering av ny teknologi til bruk på norsk sokkel.

Størst nytteverdi

Det er primært leverandørindustrien som kan søke om disse pengene, men også teknologiske og petroleumsrelaterte forskningsinstitutter kan søke.

– Midlene brukes til å kommersialisere innovasjoner som allerede er utviklet, men ikke klare for markedet ennå, sier spesialrådgiver Anders Steensen i Forskningsrådet til forskning.no.

– Dette programmet ble startet i 1999 etter forrige oljeprisnedgang, og er et spleiselag mellom staten, oljeselskapene og leverandørindustrien, forklarer han.

Bedriftene kan søke om 25 prosent av det prosjektet koster, og resten må de finansiere selv.

Oljeselskaper som Statoil kan ikke selv få prosjektmidler. Men oljeselskapene vurderer søknadene som kommer inn. Et av kriteriene er hvilke prosjekter som har størst nytteverdi for oljebransjen.  

Mest til Sør-Vestlandet

Prosjekter som reduserer klimagassutslipp og gir billigere produksjon vil bli prioritert ved utlysningen. Hvilke miljøer som får pengene, om forslaget går gjennom i stortinget, er foreløpig uvisst.

Men så langt har 103 millioner som så langt er delt ut av årets pott på 270 millioner, gått til leverandør-bedrifter på Sør-Vestlandet. Også i årets statsbudsjett og i revidert i år fikk nemlig Forskningsrådet 150 ekstra millioner til dette formålet, fra tiltakspakken som svar på krisen i oljesektoren.

• Les også: Regjeringen vil bruke 100 millioner ekstra på oljeforskning

Avsalting

En metode for å avsalte sjøvann på havbunnen som er utviklet av firmaet Seabox, er et av prosjektene som har fått penger.

– Når man pumper olje ut, pumper man sjøvann inn i reservoaret for å opprettholde trykket. Ved å ta ut saltet blir trykket bedre, og man får tatt ut mer olje, forklarer Steensen.

Dette kan føre til at man tjener flere milliarder mer på oljen som pumpes opp fra hullet. Nå utføres rensing på oljeplattformene. Dette tar mye plass og er mindre effektivt, skriver Teknisk Ukeblad. 

Elektrifisering er et annet tiltak som har fått midler. Dette er en teknologi som kan få ned klimautslippene, ved at det overføres kraft fra land eller fra fornybar energi produsert offshore, som havvind.

– Metoden er et tiltak som kan medvirke til at regjeringen når klimaforpliktelsene, sier Steensen.

Undervannskamera

Et undervannskamera som kan bli det nye ekkoloddet, er et annet eksempel på et prosjekt som har fått støtte fra DEMO 2000.

Kameraet som har fått navnet Ecotone brukes til havbunnskartlegging for oljeselskaper i forbindelse med leting og boring – både før, underveis og i etterkant, inspeksjon av rørledninger og kartlegging av lakselus, ifølge Teknisk Ukeblad.

Bedriften Aquaplan-nivå er nok en bedrift som har fått støtte. Den Tromsøbaserte bedriften utvikler miljøoptimale tekniske løsninger. 

IRIS og SINTEF

Forskningsinstituttet IRIS i Stavanger er den forskningsinstitusjonen som hittil i år har fått mest av årets ekstra petroleumspott, med 20 millioner, ifølge Anders Steensen i Forskningsrådet.

Også SINTEF har fått en del av kaken.

Forskningsrådet vil utlyse pengene med frist 15. februar 2017.

Pengene vil komme i tillegg til foreslått budsjett på 70 millioner til dette programmet, ifølge Forskningsrådets nettsider.

– Det er stor interesse i markedet for å søke om disse pengene, sier Steensen.

Anta at en dårlig trent mosjonist setter seg som mål å vinne Birkebeinerrennet. Men uten å endre sitt treningsopplegg vesentlig. Han vil bli ledd ut. Innen klimapolitikk foregår dessverre noe tilsvarende, men uten at noen ler av det. Det er en voldsom forskjell på målsetninger og praktisk handling. Togradersmålet har eksistert lenge. Samtidig har utslippene av drivhusgasser vokst eksponentielt, og hele tiden pekt mot en oppvarming i dette århundret på fire grader.

I denne situasjonen burde man vente at man innen klimapolitikken ville se realitetene i øynene og sette en mindre ambisiøs målsetning. Isteden skjedde det motsatte på klimatoppmøtet i Paris. Der ble man enige om en enda mer ambisiøs målsetning, nemlig å tilstrebe å holde den globale temperaturøkningen under 1,5 grader. Dette uten at det ble vedtatt forpliktende krav til utslippskutt.

Behov for mer realistiske holdninger

Ingen har noe å tjene på å opprettholde troen på at de urealistiske målsetningene skal bli nådd, så lenge det ikke er vilje til å sette inn den innsatsen som er nødvendig for å nå dem. Det skaper en illusjon om at problemene i ferd med å løses, mens det motsatte faktisk skjer.

På bakgrunn av en slik holdning er det naturlig å vende oppmerksomheten mot andre tiltak, selv om de ikke er ideelle.

Solstrålemanipulasjon

”Solar Radiation Management” er den engelske betegnelsen på en type teknologi som går ut på å redusere solstrålingen som treffer jorda. Den gjør at jorda vil ta opp mindre strålingsenergi og man får en avkjøling. I mangel av et innarbeidet norsk ord vil jeg bruke betegnelsen solstrålemanipulasjon.

De metodene innen solstrålemanipulasjon som er mest aktuelle å bruke, er:

• Utslipp av aerosoler til stratosfæren. Aerosoler består av ørsmå partikler av fast stoff eller væske, fordelt i en gass. De sprer eller absorberer solstråler. Man kan slippe ut aerosolene til stratosfæren på flere måter, herunder fra fly.
• Økning av skyers evne til å reflektere sollys. Kan blant annet oppnås ved å spraye skyer over hav med saltvann-spray. Dette vil gi et øket antall ”kondenskjerner” i skyene. Det vil igjen resultere i mindre dråpestørrelse i skyene. Resultatet vil være at mer solstråling blir reflektert.
•  Økning av deler av jordoverflatens evne til å reflektere sollys. Kan oppnås ved blant annet å dekke landområder eller hustak med reflekterende materiale, eller ved å dyrke genmodifisert korn og gress som er hvitt, og derfor reflekterer godt.
•  Refleksjon/absorbsjon av sollys i verdensrommet. Det kan utplasseres solspeil eller andre objekter i verdensrommet, mellom sola og jorda. På denne måten kan sollys forhindres fra å nå frem til jorda.

Egentlig ikke noe nytt

I de fleste omtaler av solstrålemanipulasjon fremstilles dette som noe nytt og uprøvd. Det er det ikke hvis vi inkluderer hva mennesker har gjort ubevisst. Mange av de gassene som mennesker slipper ut i atmosfæren i dag inneholder aerosoler. De gir en avkjølende effekt. FNs klimapanel estimerer den globale avkjølingen av dette til å være noen få tiendeler av en grad.

Hva kan oppnås ved solstrålemanipulasjon?

Foreløpig er det gjort så lite forskning på saken at det er umulig å si noe detaljert og sikkert om dette. Publikasjoner om hva som kan oppnås spriker så mye at det ville være misvisende å trekke frem noen av dem enkeltvis. Isteden vil jeg oppsummere hva som er skrevet om dette i siste rapport fra FNs klimapanel, basert på et tverrsnitt av hva som er publisert:

Det å slippe ut aerosoler er den det er minst tvil om effektiviteten av. Det anses som nokså sannsynlig at man ved denne metoden i hvert fall vil kunne oppveie oppvarmingen ved en fordobling av CO₂-innholdet i atmosfæren. Denne oppvarmingen estimeres til å ligge mellom 1,5 og 4,5 grader. Det er sprikende oppfatninger om like mye kan oppnås ved å øke skyenes evne til å reflektere sollys. Hvis vi vil øke jordoverflatens evne til å reflektere sollys vil det kreve store arealer, og det vil vanskelig kunne gi en betydelig global avkjøling. For tanken å stoppe sollyset i verdensrommet foreligger det ikke tilstrekkelig med publikasjoner til at klimapanelet har gjort en vurdering.

Teknologisk status

United States Government Accountability Office har, på grunnlag av et stort antall publiserte arbeider, gjort en evaluering av modenheten til de enkelte metodene.

På en skala fra 1 til 9, der 1 er laveste modenhet, har de konkludert med at å bruke aerosoler for å stoppe oppvarmingen har en modenhet på 1, mens de tre andre metodene har en modenhet på 2. Det er altså langt igjen før teknologien er klar til bruk.

Ulemper

Bruk av solstrålemanipulasjon gir store ulemper. Her ligger tungtveiende argumenter mot å ta den i bruk. Men også her er det store usikkerheter. Aerosoler skader ozonlaget. Både med denne metoden og når man endrer skyene må man stadig foreta en fornying for å holde effekten ved like.

Ulemper som gjelder alle metodene er at de vil gi andre klimaendringer en de man prøver å unngå, at de ikke stopper den forsuringen av havene som CO₂ forårsaker, og at effekten vil være annerledes fordelt geografisk enn effekten som skyldes utslipp av drivhusgasser.

Vi vet for lite til å ta det i bruk

Foreløpig vet vi for lite til å kunne ta solstrålemanipulasjon i bruk i stor skala. Det er behov for mye mer forskning. Både rundt å effektivisere metodene, å begrense ulempene og å kunne forutsi konsekvenser mer nøyaktig.

Selv om det er langt igjen før vi vet nok til å kunne ta en beslutning om bruk i stor skala, bør det komme i gang en debatt allerede nå. Primært om sakens prinsipielle sider.

Kan føre til konflikter

En eventuell fremtidig beslutning om bruk av solstrålemanipulasjon i stor skala bør tas i forhandlinger mellom nasjonene. Slike forhandlinger blir ikke lette. Her vil det ikke bare være et spørsmål om man skal ta teknologien i bruk, men om hvordan den skal innrettes.

Solstrålemanipulasjon gir muligheter til å manipulere klimaet lokalt. Slikt vil det være vanskelig å oppnå enighet om. Hva om en nasjon tar i bruk solstrålemanipulasjon på egen hånd, på en måte som er til egen fordel, men til skade for andre? Slikt vil gi opphav til konflikter. I verste fall krig.

Løser ikke problemet, men demper skadevirkningene

Noen omtaler solstrålemanipulasjon som en «plan B». Her må det understrekes at plan B ikke kan være noe som kommer istedenfor, men i tillegg til plan A, som er å kutte i utslippene av drivhusgasser. Solstrålemanipulasjon løser ikke problemet.

Det bare demper skadevirkningene, noe som vil bli vanskeligere og vanskeligere jo mer drivhusgasser det er i atmosfæren. En forutsetning for at resultatene skal bli gunstige er at viljen til kutt i utslippene av drivhusgasser ikke reduseres; noe det er en reell fare for.

Det ligger store muligheter i bruk av solstrålemanipulasjon. Men det er ukjent farvann med mange skjær i sjøen.

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