Amerikanske forskere har for første gang klart å lage noe som ligner en elektronisk utgave av hjerneceller med en type komponenter som kalles memristorer.

Navnet memristor er laget ved å koble sammen det engelske ordet for minne, nemlig memory, og motstand, resistor.

Elektronikk som husker

En memristor har en helt spesiell egenskap: Den husker hvor mye strøm det har gått gjennom den. Jo mer strøm den har latt passere, desto større elektrisk motstand har den.

Hvordan ligner dette på en hjernecelle? En hjernecelle har mange koblinger til andre hjerneceller. De kalles synapser. Jo flere strømpulser som går fra en kobling eller synapse til en annen, desto lettere leder synapsene strømpulsene.

Både memristoren og synapsen er altså i stand til å endre seg ut fra sin egen fortid, sine egne erfaringer. På godt norsk kalles slikt for læring, om ikke bevisst læring.

Svimlende synapser

Hjernen har en enorm evne til å lære. Den meste læringen i hjernen er også ubevisst. Bare det å lære å gå krever et finstemt samspill mellom nerver, muskler, syn og balanse. Programmeringen tar rundt ett år og varer livet ut.

All denne læreevnen er nedfelt i hjernens rundt en million milliarder synapser. Det er tusen ganger flere synapser i menneskehjernen enn det er stjerner i Melkeveien.

Læringen skjer ved forskjellige kombinasjoner av strømledning i disse synapsene. Hvor mange slike kombinasjoner er mulig?

Svaret er et ettall med en million nuller etter. Til sammenligning: Antall atomer i det kjente universet er beregnet til et ettall med bare 80 nuller etter.

Flaskehals mellom minne og utregning

En vanlig datamaskin er bygget på en helt annen måte enn hjernen. Datamaskinen har en del som husker, og en del som gjør beregninger. Hukommelsen er i dataminnet, for eksempel RAM eller harddisk. Beregningene skjer i mikroprosessoren.

Den store flaskehalsen i dette systemet er koblingene mellom dataminnet og mikroprosessoren. Trafikken i denne flaskehalsen koster både tid og energi.

Små og strømgjerrige

Hjernen slipper denne flaskehalsen. Der er hukommelse og beregninger to sider av samme prosess, i nervecellene og synapsene. Dermed blir hjernen mye mer energigjerrig og rask.

Memristorene har de samme fordelene. De bruker lite strøm og utvikler lite varme. Dessuten klarte forskere i 2007 også å lage dem ørsmå, i nanostørrelse. Derfor kan svært mange pakkes sammen på et lite volum.

Uberegnelige beist

Hvorfor har de da ennå ikke brukt memristorer til å lage elektroniske hjerneceller? De er dessverre uberegnelige små beist. Forskerne har lenge slitt med å temme dem.  

Selv om to memristorer lages helt likt, kan de oppføre seg forskjellig. Den samme strømmengden gir ikke samme økning i motstand.

Forskerne fra University of California Santa Barbara og Stony Brook University har kommet langt i å løse dette problemet.

De har funnet fram til en måte å prøve ut komponentene på som reduserer denne variasjonen.

Nuller ut nedtur og opptur

Et annet problem er at memristorene ikke reagerer likt når strømmen øker som når strømmen avtar. Det skaper også problemer når de skal brukes til læring i omgivelser som endrer seg i alle retninger.

Dette problemet løser forskerne ved å koble sammen to og to memristorer som enkelt sagt virker hver sin vei. Dermed blir den enes opptur den andres nedtur, og disse forskjellene nulles ut.

Liten krets, stor læreevne

Forsøkskretsen til forskerne er ennå også forholdsvis stor, sammenlignet med andre memristorkretser. Den inneholder heller ikke så mange memristorer.

Den består av to lag, hver med tolv ledninger lagt i kryss. I hvert av de 144 krysspunktene ligger en memristor.

Selv med så få synapselignende koblinger lærte kretsen å gjenkjenne forskjellige bokstaver mot en bakgrunn av støy.

Denne videoen forklarer hvordan synapsene i nervecellene virker, og hvordan vi kan måle aktiviteten i hjernen,

Mobiler som hører og ser

Hvis denne teknologien kan skaleres opp til større nevrale nettverk, vil den påvirke framtida til datateknologien, skriver den østerrikske informatikeren Robert Legenstein i en uavhengig kommentar i Nature, der også studien er publisert.

Han ser for seg at nevrale nettverk kan supplere tradisjonelle datakretser i bærbare datamaskiner, mobiltelefoner og roboter.

De ekstremt batterivennlige memristorene kunne da overta oppgaver som nevrale nettverk er spesielt gode til. De kunne tolke bilder, gjenkjenne stemmer og behandle andre sansestimuli, foreslår Legenstein.

– Memristorene kan plasseres rett på toppen av noen typer vanlige databrikker, kommenterer Philipp Häfliger i en e-post til forskning.no. Häfliger er førsteamanuensis ved Institutt for informatikk på Universitetet i Oslo.

De kan plasseres inne i enkelte vanlige databrikker uten å ta ekstra plass. De vanlige databeregningene gjøres av databrikkene, og memristorene tar seg av minnet. Siden de ligger sammen, ligner de mer på hjernen. Dette blir veldig effektivt, ifølge Häfliger.

Evolusjon som kan gi revolusjon

Selv med disse mulighetene er det et godt stykke igjen før memristorene kan etterligne hjernen i større skala.

– Memristorer i seg selv er mer en evolusjon enn en revolusjon, mener Häfliger.

På lengre sikt kan likevel memristoren bli et verktøy som muliggjør en revolusjon. Men da må vi også vite mer om hjernen.

– Vi har fortsatt liten forståelse av hvordan større nettverk i hjernen vår virkelig fungerer. Større kunstige nevrale nettverk som gjør noe meningsfullt, er fortsatt nokså begrensede, skriver Häfliger.

Ikke bare for nevrale nettverk

Häfliger mener også at memristorer kan gjøre nytte for seg i vanlige datamaskiner. De kan kanskje erstatte både harddisker, flashminne og RAM.

RAM er det hurtige minnet i datamaskinen. Det blir borte når maskinen skrus av, som alle bittert har fått erfare hvis de har glemt å lagre og strømmen går.

– Memristorer er veldig kompakte og kan lagre data også når de ikke forsynes med strøm. Variantene som utvikles i dag, bruker ganske lite energi og er akseptabelt raske. De blir sikkert også bedre med tiden, mener Häfliger.

Referanse:

M. Prezioso m.fl.: Training andoperation of an integrated neuromorphic network based on metal-oxide memristors, Nature 7. mai 2015, vol. 521, doi:10.1038/nature14441, sammendrag.

– Kanskje vi rett og slett er blitt for flinke og for ivrige etter å oppdage og behandle sykdommer, sier professor Bjørn Morten Hofmann ved Høgskolen i Gjøvik.

Kirurgisk robot

Han mener at begeistring for teknologi må ta en del av skylden.

Et eksempel er den nye kirurgiske roboten på sykehuset på Hamar, en innretning som tiltrekker seg både kirurgisk ekspertise og pasienter. Men gjør den folk friskere?

– Det er et spørsmål det er grunn til å stille i en verden med rivende teknologisk utvikling, hvor den etiske refleksjonen kanskje ikke henger like fort med i svingene, sier Hofmann.

Han mener det er bekymringsfullt dersom middelet til slutt er målet.

Teknologi og medisin er vevet tett sammen

Teknologi er en integrert del av medisinen.

– Vi har i mange tilfeller gjort oss avhengige av teknologien for å kunne stille diagnoser, og stadig mer raffinert teknisk utstyr gjør at vi kan oppdage og behandle mer, sier Hofmann.

Med bedre metoder for å kunne diagnostisere, kan flere sykdomstilfeller oppdages på et tidligere stadium. Det fører igjen til at flere blir behandlet nå enn tidligere. Går dødeligheten ned av den grunn?

Finner ufarlig sykdom

– Nei, tvert imot fører den teknologiske utviklingen til at man avslører stadig flere sykdomstilfeller som man ellers kanskje aldri ville oppdaget, og som heller ikke ville vært farlig. Det kan lett bli en ond sirkel, påpeker Hofmann og viser til flere eksempler.

Diagnostisk ultralyd kan oppdage forstadier til kreft i skjoldbruskkjertelen. Bedre oppløsning gjør at legene vil se stadig mindre strukturer og oppdage flere tilfeller av kreft. Da kan det plutselig bli fristende å senke terskelen slik at de oppdager og behandler stadig mildere tilfeller.

Et annet eksempel er avdekking av lungeemboli, som økte med 80 prosent fra 1998 til 2006 som følge av bedre diagnoseteknologi. Dødeligheten ble imidlertid lite redusert. Det behandles heller ikke flere.

 «Too much medicine»

Hofmann er interessert i hva som er grunnen til at legene blir overivrige i diagnostisering og behandling, selv i tilfeller hvor behandling ikke har noen nytte, eller til og med gjør mer skade enn gagn.

– Det begynner å bli oppmerksomhet rundt dette både i Norge og internasjonalt. Gjør vi for mye i diagnostikk og behandling av pasienter? Mae Wests berømte sitat «Too much of a good thing can be wonderful!» stemmer ikke nødvendigvis i denne sammenhengen, sier Hofmann.

– Teknologien er en drivende faktor bak denne tendensen, fortsetter han. – Finner vi et sykdomstegn, vil vi behandle det. Med ny og bedre teknologi finner vi mer – og kan gjøre mer. Det kan være problematisk.

Fremstår som suksess

Om du oppdager et forstadium til kreft, vil du sannsynligvis la deg behandle. Men ved å behandle pasienter som egentlig ikke trenger det blir også suksessraten større. Dermed vil det som i realiteten er overdiagnostisering fremstå som en suksess, poengterer Hofmann.

– Vi mennesker har en tendens til automatisk å tro at nytt er bedre enn gammelt, og at mer er bedre enn mindre, sier han.

– Tenker vi slik om teknologien, er det kort vei til at det er teknologien som styrer oss i stedet for at vi styrer den. Når det som er ment å gjøre oss friskere, i stedet gjør flere av oss syke, er det behov for å innta en mer reflektert holdning til teknologien på det medisinske fagfeltet.

Blind tro på teknologien?

Ifølge Hofmann kan mye av denne overiveren forklares med den store troen vi har på teknologisk utvikling. Med stadig mer fininnstilte apparater vil vi kanskje kunne kalles teknologiske kjemper, men vi står samtidig i fare for å bli etiske pygmeer, advarer han.

Hofmann påpeker da hvor viktig det er når vi står overfor teknologiske muligheter og fremskritt, å ta et skritt tilbake og spørre oss selv hva vi egentlig oppnår med teknologien og hva vil vi med den.

• Les også: Helsesjekker gjør oss ikke mindre syke

– Det er ingen tvil om at vi skal ha teknologi og stadig utvikle teknologien på helse- og omsorgsfeltet og i medisinen. Spørsmålet handler om hvordan vi kan sikre at vi bruker teknologien på en ansvarlig og reflektert måte, poengterer Hofmann.

Han ønsker seg et like strengt regelverk for godkjenning av teknologiske apparater som for godkjenning av medikamenter. Han viser til at det ikke er samme krav til dokumentert effekt for apparater i medisinen, selv om apparater kan gjøre like stor skade eller nytte som medikamenter gjør.

Sterkt uenig

Øystein Jensen, analysesjef for medisinsk teknologi ved Oslo universitetssykehus,  er ikke enig med Hofmanns utspill.

– Det er bokstavelig talt kilometervis med standarder og IEC-dokumenter som regulerer godkjenning og omsetning av medisinsk utstyr. Dette er ikke noe dårligere enn standarder for medikamenter, mener Jensen, og fortsetter:

– Dette gjelder sikkerhet og ikke funksjon. Det kan være tilfeller der funksjonen ikke er fullt utprøvd selv om sikkerhet er ivaretatt.

Behandlingen er målet

Jensen er sterkt uenig også i Hofmanns øvrige synspunkter.

– Teknologi er ikke målet i medisin. Det er den ultimate behandlingen som kurerer, som er målet. Teknologi er mulighetene, kunnskap er faget. Det finnes imidlertid opplagte tilfeller i terminal behandling der det behandles «for mye». Det er en annen sak.

– Jeg kjenner rett og slett ikke igjen problemstillingen når Hofmann bruker begrepet «etiske pygmeer» om oss i helsevesenet. Vi gjør det som er mulig, og det som pasientene vil ha – kurativt med mål om helbredelse, påpeker han.

Etiske overveielser

Hofmann mener imidlertid at helsevesenet er nødt til å være klar over denne problemstillingen og tørre å gjøre de etiske refleksjonene som må til.

– Hvis teknologiske fremskritt gjør at man oppdager dobbelt så mange tilfeller av sykdom som tidligere, oppnår man kanskje bare å gjøre dobbelt så mange mennesker syke.

– Det er ikke sikkert at dødeligheten reduseres, men på papiret ser det bra ut. Mange vil synes det at det er greit å bli behandlet «for sikkerhets skyld» og vil da kanskje føle seg «reddet», sier han.

Engstelse

Sykdom berører oss ofte sterkt. Selv milde sykdomstilfeller kan utløse engstelse og minne oss på hvor skjørt livet ofte er. Tankene vil for de aller fleste sentrere rundt egen fremtid og ikke store etiske spørsmål.

– Når du legger i intensivsenga med lungesvikt og hjerte med flere stenoser har du neppe behov for å diskutere etikken i behandlingsalternativene, da har du bare behov for å bli behandlet og bli frisk, påpeker Jensen.

Veldig få tenker «det er ikke sikkert at celleforandringene som de fant, ville ha skadet meg på noen måte og nå har jeg blitt behandlet helt unødvendig». Det bør likevel stadig flere gjøre, mener imidlertid Hofmann.

– Det er mange etiske snubletråder i dette landskapet. Hvor mange er det riktig å overbehandle for å redde ett liv. – 10? 100? 1000? 10000? spør han.

Referanse:

Bjørn Hofmann: Too much technology, BMJ, februar 2015, doi: 10.1136/bmj.h705.

Om lag 90 prosent av alle voksne i Nigeria og Sør-Afrika har nå mobiltelefon.

I Tanzania, Uganda, Kenya, Ghana og Senegal er mobilbruk nesten like vanlig.

Foreløpig er ikke smarttelefoner like utbredt i Afrika som her i Norge. I Sør-Afrika disponerer en av tre voksne telefon med internettforbindelse. I Nigeria har en av fire skaffet seg telefon med nettilgang.

Eksplosiv økning

Mobiltelefon-bruken har eksplodert de siste årene. 

I et land som Ghana var det i 2002 under 10 prosent som eide en mobiltelefon. I dag har over 80 prosent av alle ghanesere sin egen telefon.

Mobiltelefon er omtrent like utbredt blant eldre afrikanere over 35 år som blant yngre.

Hoppet over fasttelefonen

Mobiltelefon i Afrika er et eksempel på hvordan teknologibrukere noen ganger hopper over et stadium i en teknologisk utvikling.

Å dra telefonkabler til alle afrikanske hjem ville ha kostet mye. Signaler som sendes direkte fra master til bærbare telefoner, har gjort det langt enklere for folk i Afrika sør for Sahara å få kontakt med omverdenen.

Mange afrikanske samfunn har på den måten hoppet over fasttelefonen.

Tekstmeldinger og mobilbank

Akkurat som nordmenn bruker afrikanere mobiltelefonene sine til ulike formål.

Å sende tekstmeldinger, ta bilder og videoer er populært også i Afrika.

Mange afrikanere bruker også mobilbank. Om lag 30 prosent av mobileierne i syv undersøkte land forteller at de bruker telefonen sin til å sende eller å ta imot penger.

I land som Kenya, Uganda og Tanzania er mobilbank spesielt populært.

Lite sosiale medier

Mindre vanlig er det å lese nyheter, delta på sosiale medier, eller google seg fram til informasjon om blant annet helse og forbruksvarer. Det viser denne studien som det uavhengige amerikanske forskningsinstituttet Pew Research Center har gjort i Nigeria, Sør-Afrika, Ghana, Senegal, Tanzania, Kenya og Uganda.

Alle data er innhentet våren 2014 gjennom personlige intervjuer med 7000 enkeltpersoner. 

Referanse:

Pew Research Center: «Cell Phones in Africa: Communication Lifeline», 15. april 2015

Sommeren 2014 pep det i mobilen til Trond Kasper Mikkelsen. Det ble en samtale han gjerne skulle vært foruten.

Mikkelsen var i Longyearbyen på Svalbard med vennene og samarbeidspartnerne Jan Dyre Bjerknes og André Gali. Sammen hadde de lagt planer for et kunstprosjekt der ny 3D-teknologi skulle møte gammel fangsthistorie.

Gammel hvalslakt

I Ingebrigtsenbukta sør for Longyearbyen ble nemlig det drevet fangst på hvithval fram til 1920-årene.

– De lot jo alt bare ligge igjen etter at slakten var over. Hele stranden er fortsatt dekket av benrester. Jeg tenkte at det stedet er så sykt, så sprøtt at det må jeg gjøre ett eller annet med, sier Mikkelsen.

Han ville 3D-skanne landskapet med benrestene. Så ville han 3D-printe de digitale modellene og bruke dem til å lage kunst.

Stormen kommer

Men så fikk han altså en telefon som truet med å velte hele prosjektet. Det var kapteinen på seilbåten de hadde chartret, som ringte.

– Har du sett den stormen som kommer? spurte han.

Å komme seg til Ingebrigtsenbukta er ikke enkelt. Den ligger i Sør-Spitsbergen nasjonalpark, rundt 80 kilometer i luftlinje fra Longyearbyen.

– I og med at det er en nasjonalpark, er det ikke lov å fly dit med helikopter. Det er heller ikke mulig å kjøre, for det er ingen veier. Det er for langt å gå. Det ville tatt en uke. Selv med seilbåt tar turen tolv timer, sier Mikkelsen.

I lyset fra fullmånen

Og nå truet altså stormen med å stanse dem. Men etter rådslagning bestemte de seg: Det var ennå tid, så vidt. De ville seile om kapp med stormen.

– Vi hadde planlagt en firedagers tur, med god tid til å jobbe på stedet. Nå måtte vi bare kaste oss i båten, forteller Mikkelsen.

Utstyret ble lastet om bord – to helikopterdroner for luftfotografering, og kameraer.

– Vi kom fram klokka to om natta i lyset fra fullmånen. Etter få timers søvn startet vi grytidlig med jobbingen. Vi måtte seile samme kveld for ikke å bli fanget av stormen, sier Mikkelsen.

Raskere, enklere, billigere

Heldigvis var den nye 3D-teknologien på deres side. Den var lettere, billigere og ikke minst raskere.

– Jeg hadde tidligere prøvd å bruke en profesjonell, mye dyrere 3D-skanner på Svalbard, forteller Mikkelsen.

– Den var lysfølsom og likte ikke dagslys. Dessuten veide den 15 kilo. Du måtte også ha nettspenning og en kraftig PC for å drive den. Det ble krøkkete og vanskelig å få gjort noe, sier han.

Knipset knokkelhaugene

Langs strendene i Ingebrigtsenbukta kunne Mikkelsen klare seg med langt enklere utstyr. Et helt vanlig kamera gjorde nytten.

– Jeg gikk i ring rundt haugene med knokler og tok bilder fra forskjellige høyder. Da får du rundt 25 bilder fra hver høyde med god overlapp, forteller han.

Disse vanlige, todimensjonale bildene kan en datamaskin seinere sette sammen til en 3D-modell. Metoden kalles fotogrammetri.

– Så gjorde jeg det samme med dronen. Jeg fløy i ring rundt en knokkelhaug. Til slutt fløy vi fram og tilbake i et sikksakkmønster over store områder og tok bilder mer rett nedover for å skanne hele landskapet, sier Mikkelsen.

Magisk solnedgang

Dagen gikk mot kveld. De tre kameratene hadde jobbet i timevis. De var både stressede og utslitte.

– Vi landet dronene, skrudde av strømaggregatet og pakket sammen. Da ble vi slått av stillheten. Ingen insekter, selv midt på sommeren. Bare litt vind og bølger.

– Så tittet sola fram under skyene, og vi fikk et øyeblikk da tiden stod stille. Ingenting betød noe. Fortid og framtid var uvesentlig. Det eneste som hadde betydning, var å være til stede akkurat der og da, forteller Mikkelsen.

Og så kom stormen. Men ikke før seilbåten var trygt tilbake i Longyearbyen.

Enda et verktøy i kassa

Jeg møter Mikkelsen noen måneder seinere på Kunsthøgskolen i Oslo. Her er han verksmester på dForm, senter for digital fabrikasjon. Der underviser han studenter i digital kunst, blant annet 3D-modeller.

– Det skjer en voldsom demokratisering av teknologi som hittil har vært utilgjengelig for de fleste, sier han.

– Vi kunstnere får enda et verktøy i kassa. Vi kan jobbe raskere og enklere med prosjekter som tidligere tok mye tid.

Skrive med rottelort

– Vi kan for eksempel forstørre skulpturer. Kunstneren lager en miniatyr av en stor skulptur. Så skanner vi den, og leverer 3D-modellen til et firma som freser ut en isopormodell i full størrelse for å se hvordan den tar seg ut, forklarer han.

Teknologien brukes til mer enn prototyper. Både studentene og Mikkelsen selv lager nye former for ferdige 3D-kunstverk.

– Vi hadde en student som ville lage sin egen 3D-printer som skrev ut med rotteekskrementer. Vi har folk som virkelig tar det helt ut, både teknisk og kunstnerisk, forteller han.

Skanner med spillkontroller

Mikkelsen vil vise meg hvor raskt det er å skanne i 3D. Han sender bud på kollega Tom Trøbråten. Han setter seg på en stol midt i rommet. Mikkelsen går rundt ham med armen rundt en bærbar PC.  

Med den ledige hånden vifter han besvergende over Trøbråten med noe som ligner en forvokst strekkodeskanner. Det er en Kinect; en spillkontroll til en Xbox.

– Microsoft lanserte Kinect for noen år siden. Den gjør det mulig å spille dataspill ved å bevege på armer og ben og bruke kroppen for å styre datamaskinen, forklarer Mikkelsen.

Grov og rask metode

– I Kinect sitter en dybdesensor for å registrere avstanden til den som beveger seg. Og da var det massevis av folk over hele verden som tenkte: Hvis Kinect både registrerer dybden og holder styr på bevegelsene, så kan vi jo bruke den til å lage en 3D-modell, sier han.

Som sagt, så gjort. Etter bare et minutt er hodet til Trøbråten gjenskapt på skjermen til den bærbare pc-en. Riktignok er han helt hvit og noe avrundet i kantene med hull i nakken, men skanningen gikk lynraskt sammenlignet med eldre teknologi i hundretusenkronersklassen.

– Kinectsensoren koster en drøy tusenlapp. Oppløsningen er kanskje litt lav, men du får en direkte visuell tilbakemelding mens du skanner, sier Mikkelsen.

Mange bilder blir en 3D-modell

Hvis resultatet skal bli bedre, tyr han til metoden han brukte i Ingebrigtsenbukta – fotogrammetri.

Mikkelsen tar meg med bort til et råskinn av en stasjonær PC. Den inneholder to av de beste grafikkortene som kan kjøpes for penger.

Nå er den lastet opp med bilder av en hvithvalskalle fra Ingebrigtsenbukta, tatt fra mange forskjellige vinkler.

Det er nesten et mirakel å se hvordan bildene analyseres. Dataprogrammet finner ut hvilken vinkel de er tatt fra, justerer perspektivet og bygger opp en sky av punkter til en 3D-modell. Hva kan en kunstner gjøre med en slik modell?

Svir ut pappstykker

I etasjen under finner jeg noen av svarene. Her står 3D-printerne. Én lager modeller i plast. Den er mest presis, men er også dyrest og egner seg best for mindre modeller.

Så får jeg se printeren som Mikkelsen har brukt til de større formatene. Han løfter opp en svær papplate og legger den flatt ned i en stor maskin.

Snart får jeg se hva maskinen gjør. Den er en laserkutter. En intens lysstråle svir ut stykker av pappen. Hvert stykke er et lag i modellen.

Lever sitt eget liv

Å sette sammen lagene er en manuell jobb. De må limes sammen for hånd. Laserkutteren tegner nummer og registerpunkter på hvert lag, men her gjelder det å ikke skjelve på hendene. Hva skjer hvis et lag havner feil?

– Da skaller jeg hodet i veggen og begynner på nytt, sier Mikkelsen lakonisk. Jeg opplever likevel at denne halvmanuelle teknikken er mest inspirerende for ham.

– De sammenlimte papplagene lever sitt eget liv. De bøyer seg litt. Det er spennende å jobbe med dem, sier Mikkelsen.

Ryggvirvel blir datamus

Denne halvt digitale, halvt manuelle arbeidsmåten gir nye måter å skape kunst på. Mikkelsen viser meg hvordan han utviklet en ryggvirvel fra en hvithval til en modell for en ergonomisk datamus.

– Jeg laget 3D-utskrifter som jeg slipte til og formet om med manuelt verktøy. Så skannet jeg resultatet, skrev det ut på nytt og utviklet formen videre, forteller han.

Denne vekslingen mellom digital og fysisk bearbeiding skapte en elegant form som ligger godt i hånden.

«Reverse engineering»

Et annet prosjekt leker med 3D-programvare som opprinnelig var tiltenkt ingeniører.

– Programmene ble egentlig laget for det som kalles «reverse engineering». Du skanner for eksempel maskindeler som er ødelagt av slitasje. Slik kan ingeniørene lage 3D-modeller og fabrikkere nye erstatninger, forteller Mikkelsen.

– I denne prosessen er det viktig å finne ut hvilken funksjon maskindelen har. Hvilken hensikt har den? Du skal rett og slett perfeksjonere en ødelagt form, fortsetter han.

Hyperfossil

Denne tankegangen har Mikkelsen overført til skallen på en hvithval, skannet i Ingebrigtsenbukta.

– Det som er spennende med skallen til en hvithval, er at den er asymmetrisk. Naturen streber jo stort sett etter symmetri. Derfor lurte jeg på hvordan det ville oppleves hvis jeg brukte tankegangen bak programvaren og ryddet opp i denne brutte symmetrien, sier Mikkelsen.

Resultatet er en glatt, perfekt symmetrisk skalle. Mikkelsen kaller formen for et hyperfossil.

Utstilling på Galleri Svalbard

Dette hyperfossilet og mange andre beinformer fra Ingebrigtsenbukta ble stilt ut på Galleri Svalbard i Longyearbyen tidligere i vår.

– Jeg ble faktisk litt overrasket over hvor godt mottatt den ble, alt fra små barn til gamle damer. De satte pris på å få ta del i denne historien om dette stedet som er så nært, men likevel så utilgjengelig og fjernt. Det er et sted som de aller færreste, selv på Svalbard, noensinne har besøkt, sier Mikkelsen.

Lenker:

dForm – senter for digital fabrikasjon. Nettsider fra Kunsthøgskolen i Oslo

123D Catch – gratisprogram for den som vil leke seg med fotogrammetri

– Det er litt rart å høre seg selv snakke, men jeg blir vel vant til det, sier universitetslektor Laila Oskarsson.

Hun smiler og snakker samtidig som hennes egen stemme kommer ut fra høyttalerne på datamaskinen som står på bordet foran henne. Det er første gangen hun hører det ferdige produktet – snakkeprogrammet som gjør at all nordsamisk tekst som kan vises på en dataskjerm, også kan leses høyt av maskinen.

«Elektrovnnalaš lohkanveahki almmuhuvvo davvi sámegielas dán gaskavahkku», leser maskinen fra nettavisen avvir.no. Det betyr: «Elektronisk lesehjelp publiseres på nordsamisk kommende onsdag.»

Helt fantastisk

Sammen med UiT-lektoren sitter studentene som tar årsstudium i samisk ved UiT – Norges arktiske universitet. I dataprogrammet heter Lærer-Lailas stemme «Elle».

– Da jeg prøvde en tidlig versjon av programmet hjemme, kjente ungene igjen stemmen min med en gang, sier Oskarsson.

Det samme gjør studentene som hører den kunstige lærerstemmen lese hele avisartikkelen om nyheten.

– Det er jo helt fantastisk. Nå kan vi høre hvordan ordene skal uttales, og vi ser hvordan de skrives, sier Therese Alvestad.

– Dette blir veldig nyttig for oss. Nå kan vi lytte mer til samiske tekster, og det blir ekstra kjekt å ha til neste år, når jeg ikke har deg som lærer mer og blir å savne stemmen din, sier Inga Lillevoll.

• Les også: Samisk tastatur gir håp for truede språk

Undervisning

– Dette blir et verdifullt verktøy i språkundervisningen, sier førsteamanuensis Berit Anne Bals Baal ved Institutt for språkvitenskap ved UiT.

Hun har bidratt med språkkunnskap helt ned på minste språklydnivå og har ikke tall på hvor mange timer hun og Oskarsson har vært i lydstudio for å jobbe med korrekt uttale på enkeltlyder.

– Jeg må innrømme at jeg faktisk ikke trodde dette var mulig da jeg hørte om det første gang, sier Baal.

Hun gleder seg til å ta programmet i bruk allerede til høsten, både på skrivekurs for voksne morsmålsbrukere og på en femårig lærermaster for 5.–10. trinn med nordsamisk som fremmedspråk som en integrert del av utdanningen.

Endelig

– Programmet åpner for mange muligheter når det gjelder undervisning, ikke minst for de generasjonene som aldri fikk lese- og skriveopplæring i sitt eget morsmål. Nå kan de endelig få muligheten til å forstå de vanskelige overgangene mellom tekst og tale, sier prosjektleder Sjur Moshagen.

Før undervisning i samisk ble en lovfestet rett på 1990-tallet, gikk tusenvis av samisktalende ut av skolen uten å kunne lese eller skrive morsmålet sitt. Nå kan de få programmet helt gratis via Sametinget eller UiT.

Ved hjelp av et skjermleserprogram kan datamaskinen lese all nordsamisk tekst som er elektronisk; e-poster, nettaviser, informasjon fra kommunen eller sosiale medier.

Stor dag

Også sametingspresident Aili Keskitalo mener tekst-til-tale-programmet vil bli et fantastisk verktøy. Sametinget har finansiert utviklingen av programmet, som har blitt til i samarbeid mellom Sametinget, UiTs språkteknologiske miljø Divvun og Giellatekno, og svenske Acapela Group. Sistnevnte har programmert og digitalisert alle de forskjellige nordsamiske ord- og språklydene.

– Det er en stor dag for oss i dag, og jeg tror at dette kommer til å bety mye for enkeltpersoner, næringslivet og for institusjoner, sier sametingspresidenten.

• Les også: Bygger samisk som forskningsspråk

Og hun tror at dette vil gjøre at samisk kan bli et enda mer levende språk blant ungdom.

– Vi strever med å få ungdom til å skrive samisk i sosiale medier. Med mobiltastatur på samisk og snakkeprogrammet på plass, tror jeg at det vil bli mye enklere å bygge nye typer nettverk og kommunisere på samisk, sier Keskitalo.

Ikke lett

Veien fra tekst til tale har ikke vært bare enkel for språkteknologimiljøet ved UiT.

– Samisk har mange flere lyder enn det norske språket, og også på samisk kan ord få forskjellig betydning avhengig av hvilken sammenheng vi bruker dem eller måten vi uttaler dem på. Derfor har det vært veldig viktig å få programmet til å forstå også sammenhengen ordene står i, sier Ritva Nystad, stipendiat ved Institutt for språkvitenskap.

Hun har jobbet med å få dataprogrammet til å bruke de samiske enkeltlydene i riktig sammenheng – og hun er fornøyd med resultatet. Det er også stemmens opphav, Laila Oskarsson.

– Men det kan jo hende at jeg blir trøtt av å høre min egen stemme i undervisningen, sier Oskarsson. Heldigvis finnes det en løsning på det også.

– Går jeg lei, kan jeg bytte til den mannlige stemmen «Biera», sier hun.

Forskningsprosjektet Norsk Kundebarometer ved Handelshøyskolen BI har siden 2011 målt brukertilfredshet og lojalitet for utvalgte sosiale medier.

Årets undersøkelse omfatter fem ulike tjenester som er populære blant norske forbrukere: videodelingstjenesten YouTube, Facebook, Twitter, karrierenettverket LinkedIn og bildedelingstjenesten Instagram.

• Slik vurderte vi sosiale medier i 2014: Mer og mer hekta

Instagram måles for første gang i 2015, mens de fire øvrige tjenestene har vært målt siden 2011. Hver av tjenestene er vurdert av 100 aktive brukere i Norge.

YouTube på topp

YouTube oppnår 77 av maksimalt 100 oppnåelige poeng for brukertilfredshet. Så fornøyde har ikke brukerne vært med noe sosialt medium i Norge i de tidligere undersøkelsene. Det er en økning på 11 poeng i løpet av fire år.

Brukerne av YouTube gir også klart uttrykk for at de vil fortsette å bruke tjenesten. YouTube kan notere seg for en lojalitets-score på 93 av 100 oppnåelige poeng. Lojaliteten blant de norske YouTube-brukerne har gått opp hvert år siden målingene startet i 2011.

• Slik vurderte vi sosiale medier i 2013: Færre vurderer å logge av

– Høy lojalitet og tilfredshet vil gjøre det lettere for YouTube å introdusere abonnement og betalingstjenester enn for de andre aktørene i bransjen, sier Pål Rasmus Silseth som er prosjektleder for Norsk Kundebarometer ved BI.

Ifølge Silseth seiler YouTube opp til å kunne bli en reell utfordrer til tradisjonelle medier og TV-kanaler.

Bra start for Instagram

Instagram lykkes også godt i å gjøre brukere sine fornøyde. Tjenesten oppnår 74 poeng for brukertilfredshet i sin første måling, som gir dem en andreplass på lista etter YouTube.

• Slik vurderte vi sosiale medier i 2012: Sosiale medier får stryk

Instagram har et solid forsprang til de neste på listen.

Også mange av Instagrams brukere oppgir at de sannsynligvis kommer til å fortsette å ta og dele bilder gjennom Instagram. Tjenesten oppnår en lojalitetsscore på 87 poeng. Også det er nest best i undersøkelsen, i denne kategorien.

Facebook begeistrer ikke

Facebook er klart størst blant de utvalgte sosiale mediene med mer enn tre millioner norske brukere. Høy popularitet og mange brukere er slett ikke noen garanti for tilfredse brukere.

Facebook oppnår en score for brukertilfredshet på 63 poeng i årets undersøkelse – det beste resultatet Facebook har oppnådd i BIs kundebarometer.

– Men det er fortsatt lang vei å gå før vi kan si at brukerne er fornøyd med tjenestene de opplever.

• Slik vurderte vi sosiale medier i 2011: Ingen smilefjes til fjesboka

– Bildet er likevel ikke helt svart for Facebook. Selv om brukerne ikke er spesielt fornøyde, vurderer de likevel ikke å slutte å bruke tjenesten, fremholder Silseth.

Facebook får nesten like mange lojalitetspoeng som Instagram.

LinkedIn sliter enda mer med å gjøre brukerne fornøyde, og får en tilfredshetsscore på 59 poeng. Trøsten får være at også LinkedIn-brukerne vil være trofaste. Tjenesten får 82 lojalitetspoeng. Men lav tilfredshet over tid kan tære på lojaliteten.

Twitter i trøbbel

Twitter-brukerne er heller ikke helt fornøyde. I år oppnår Twitter 61 brukertilfredshetspoeng. Det er det samme som i fjor. Twitter-brukerne er langt fra fornøyd med tjenesten.

– Som om ikke det var urovekkende nok, er det nå flere Twitter-brukere som sier at de ikke kommer til å fortsette å tvitre, opplyser Pål Rasmus Silseth.

Lojaliteten faller med to poeng fra i fjor til 73 poeng i årets undersøkelse. 

– Twitter har den laveste lojaliteten i bransjen for sosiale medier. Det gir grunn til bekymring, advarer han. Synkende lojalitet øker risikoen for at brukerne slutter å bruke tjenesten.

Silseth mener både Facebook, LinkedIn og Twitter må jobbe hardt og bevisst med å gjøre brukerne sine mer fornøyde med tjenestene.

Tabellen viser brukertilfredshet for fem utvalgte sosiale medier målt i antall brukertilfredshetspoeng. Skala fra 0 til 100, der 100 er maksimal score.

Referanse:

Norsk Kundebarometer 2015, Handelshøyskolen BI.

– Når du gjør ting riktig, skal det se slik ut, sier professor Magnus Langseth som er leder ved NTNUs SimLab.

– Jo mer sammenkrølla rekkverket og fronten på bilen er, jo bedre. Da har disse tatt imot støyten fra kollisjonen og forskånet menneskekroppene inni kupeen. Delen av bilen der folkene sitter, skal være like hel.

Bilindustrien jobber mye med å få en kollisjon til å se akkurat slik ut. Med seg på laget har de forskere ved SimLab som arbeider med å lage beskyttende og kollisjonssikre konstruksjoner av aluminium, stål og plast.

– Vi kan egentlig ingenting om bil her, men vi kan mye om aluminium. Derfor har vi samarbeidet med store bilprodusenter som Audi, Toyota, BMW, Honda og Renault, sier Langseth.

All utvikling i bilindustrien i dag foregår ved hjelp av datamaskiner. Til det trenger man modeller som beskriver oppførselen til materialene man bruker i biler. Det er slike modeller SimLab lager.

Tester, tvinger og tyner for å gjøre deg trygg

I én kollisjon kan flere av SimLabs samarbeidspartnere være involvert. For eksempel kan aluminiumsdelene i bilen være formet etter modeller derfra. Boltene i autovernet kan fungere slik forskerne har ment de burde gjøre når de blir utsatt for press.

– Vi er eksperter på materialer og hvordan materialer virker sammen med formen på et produkt, forklarer Langseth.

Han viser frem en bildel laget i aluminium på størrelse med et rektangulært kneippbrød.

– Denne kunne du laget i stål, plast eller kompositt. Men da er det viktig å vite hvordan formen spiller sammen med materialet den er laget av. Hvis du skulle lage den i et annet materiale, ville du kanskje også måtte lage den i en helt annen form for å få den til å krølle seg sammen på rett måte i en kollisjon.

Like former oppfører seg altså ikke likt når de er laget av ulike materialer.

– Du må optimalisere materialet med formen. Det er det du kan gjøre med datasimulering. Du kan teste og teste, men bruker du en datasimulering kan du sette den på om ettermiddagen når du går hjem fra jobb, og så er den ferdig når du kommer tilbake neste morgen.

Siden opprettelsen i 2007 har forskere ved SimLab testet, tynt og torturert alle mulige slags materialer. De har et laboratorium der de sjekker at modellene fungerer, de tester sammensetningen av stoffer i et materiale, og de kan sjekke hvordan en hel konstruksjon tåler press og stress.

– Mange modeller krever at du gjør mange fysiske tester i forkant for å samle sammen nok data som modellen kan jobbe med. Men vi har sagt at vi skal prøve å forstå fysikken i problemet, og så skal vi prøve å lage modeller som industrien kan bruke og som er enkle å justere, forteller Langseth.

Driver materialoppdragelse

På kontoret sitt har Langseth små og store aluminiumskonstruksjoner som har blitt krøllet sammen under press til vakre formasjoner og som nå pryder bokhyllene hans. Han viser frem to former i aluminium som ligner deler fra en bil.

Den ene har sakte blitt presset sammen og ser ut som en perfekt aluminiumskrøll. Den andre har raskt blitt presset sammen, som når en bil krasjer i et autovern. Den fikk aldeles ingen perfekt krøll – den ble helt deformert.

– Vi får én oppførsel når det går veldig sakte, og så får vi en helt annen oppførsel når det går veldig fort. Og det må vi forstå. Den forståelsen må bakes inn i de modellene vi lager og gir industrien. Det er slikt man må simulere på forhånd for å vite hvordan et materiale i en viss form oppfører seg når det blir presset sammen i en viss hastighet.

– Hva er egenskapene til akkurat denne aluminiumslegeringen som gjør at dette skjer? Så kan du endre legeringen slik at den oppfører seg på ønsket måte i visse situasjoner, forklarer Langseth.

Modellene de lager er baserte på fysikken i et problem de ønsker å løse. De fokuserer spesielt på brudd i materialer. Hvis én komponent i en bil ryker, selv om forskerne har forutsett at den skal henge sammen, har de et problem. Da vil nemlig måten resten av bilen oppfører seg på også bli en annen enn forventet.

– Det har noe med hvordan kreftene overføres til resten av konstruksjonen hvis en bildel ryker. Vi jobber derfor mye med å forstå hvordan aluminium oppfører seg når du begynner å nærme deg et brudd, sier han.

Terrorsikring på atomnivå

I åtte år har Langseth og kollegaene forsket på bruken av aluminium i bilindustrien. Nå har de fått midler fra Norges forskningsråd til å opprette et nytt forskningssenter. Der skal de ikke bare jobbe opp mot bilindustrien, men også mot de som bruker lettvektsmaterialer i arbeidet med olje og gass, og terrorsikring.

• Les også: Stålkontroll mot terror

I én kubikkmillimeter aluminium er det like mange korn som på en sandstrand. Helt ned på dette mikroskopiske nivået har forskerne jobbet for å forstå hvordan hele konstruksjoner fungerer. Nå har de funnet ut at det antagelig skjer ett eller annet i mellomrommet mellom disse sandkornstørrelsene som man trenger å vite mer om.

Derfor skal de nå framover grave seg helt ned på atomnivå i materialene for å finne frem til de beste måtene å beskytte våre skjøre menneskekropper på.

Noe av det første du må gjøre når du skal spille World of warcraft, er å velge hvordan spillkarakteren din skal se ut. Du kan velge kjønn, rase, klær og generelt justere på det fysiske utseendet.

Er du en kvinnelig spiller, viser det seg at ved å velge en pen, kvinnelig karakter, får du enklere hjelp fra mannlige spillere.

Velger du derimot en mannlig avatar eller en mindre konvensjonelt pen kvinnelig avatar, må du klare deg selv. Det viser en ny studie publisert i Journal of Broadcasting and electronic media.

For menn er det derimot ikke så farlig hva slags avatar du velger.

Ba om hjelp

– Det har ikke noe å si om du har en stygg avatar eller ikke – er du en mann får du omtrent like mye hjelp uansett, sier Franklin Waddell, én av forskerne bak studien, i en pressemelding.

– Er du derimot en kvinne og bruker en lite attraktiv avatar, får du langt mindre hjelp, fortsetter han.

Forskeren brukte seks ulike avatarer med ulikt utseende og oppsøkte andre spillere med et spørsmål om hjelp. Forespørselen kunne være liten, som å spørre om retninger, eller den kunne være større, som å spørre om spilleren kunne følge forskeren til et bestemt sted. Deretter studerte de forskjellen på reaksjonene til de ulike avatarene.   

Til sammen kartla de reaksjoner de fikk fra 2300 spillere.

Kristine Ask, universitetslektor ved NTNU har selv forsket på online dataspill som World of warcraft. Hun synes resultatet fra den nye studien er spennende. 

– Det at folk gjerne liker å lage pene avatarer er helt klart. Man ser tydelig i spill som World of warcraft at konvensjonelt attraktive avatarer er foretrukket, sier hun til forskning.no.

Veksling av kjønn

Kvinner som velger mannlige avatarer, ble ikke godt mottatt. Det hadde derimot lite å si for mannlige spillere om valgte seg kvinnelige avatarer. 

Kristine Ask forteller at det er mer etablert og akseptert at mannlige spillere spiller med kvinnelige avatarer. 

– Tidligere har forskning foreslått at dette er en måte å leke med identitet på, men noen liker bare kvinnelige karakterer fordi de er penere å se på.

Ask har forsket på hvordan kvinnelige spillere bruker mannlige avatarer for å skjule identiteten sin.

– Jeg så at omtrent halvparten av de kvinnelige spillerne hadde skjult identiteten sin for å unngå trakassering og seksualisert oppmerksomhet, sier hun.

– Det er virkelig en tap-tap-situasjon for kvinner i online-situasjoner, sier Frankling Waddell i pressemeldingen.

Bør minke avatar-utvalget

Waddell og hans kollegaer foreslår at i stedet for å utvide muligheten til å skreddersy avatarer, burde man innskrenke den. 

Ask er usikker på om det vil ha noe for seg, men hun mener at de hadde vært fint å utvikle mindre seksualiserte avatarer til spillene.

– Vi kan heller få et større mangfold, i stedet for at alle karakterer blir til Barbie eller Hulken. Hvorfor kan vi ikke spille med en vaskebjørn som kan karate? Det finnes mange variasjoner der ute som ikke er seksualiserte, men som fortsatt kan være like tøffe, sier Ask til forsknin.no.

Referanse:

Waddell, F. og Ivory, J. It’s Not Easy Trying to be One of the Guys: The Effect of Avatar Attractiveness, Avatar Sex, and User Sex on the Success of Help-Seeking Requests in an Online Game (2015) Journal of Broadcasting & Electronic Media. Oppsummering.

Velferdsteknologi har lenge vært assosiert med hjelp til eldre som skal klare seg hjemme lengst mulig. Nå undersøker forskere ved Sintef om teknologi, som digital kalender og smartklokke, også kan hjelpe barn med autisme eller ADHD.

Det siste året har de prøvd ut ulike teknologiløsninger sammen med tre familier med til sammen fire barn.

– Vi ser at det tar tid å sette opp systemer, og at det er en del plunder i bruk. Men vi kan også slå fast at dette er hjelpemidler som kan være til nytte for disse gruppene, sier Øystein Dale.

Sammen med Sintef-kollega Lisbet Grut har han undersøkt hvordan smarttelefoner, nettbrett, smartklokker og delte kalendersystem kan være en støtte for barna og familiene i hverdagen.

Oppvåkningslys

For barn og ungdom med ADHD kan det være vanskelig å holde avtaler og å huske hva de skal ha med seg ved ulike anledninger. Dette kan bli lettere med en smartklokke eller en kalender på telefon eller nettbrett.

Hjelpemidlene kan for eksempel varsle om avtaler og minne om gjøremål både gjennom bilder, lyd og tekst.

«Lisa» (14) er en av ungdommene i undersøkelsen som har ADHD. Hun syntes det var utfordrende å komme i gang om morgenen og organisere de daglige aktivitetene sine.

Som hjelp med å få sove og å stå opp, prøvde hun en oppvåkningslampe med en tilhørende app. Løsningen simulerte sollys og spilte musikk for å få en myk start på dagen. Hun brukte oppvåkningslampen bare i noen uker fram til skolens sommerferie, men var fornøyd med løsningen, og moren bekreftet at morgenrutinene gikk smidigere med lampen.

Delt kalender

Som støtte i hverdagsaktiviteter prøvde Lisa en delt kalenderapp. Hun ble varslet om ting hun skulle huske å gjøre i løpet av dagen både på telefonen og på en smartklokke som var koblet til telefonen. Moren fikk varsel på sin telefon når Lisa huket av for at aktiviteten var utført.

Men noen av tjenestene på de tekniske hjelpemidlene var ustabile. I tillegg likte ikke Lisa smartklokken. Hun syntes den var for stor for håndleddet hennes, så hun sluttet å bruke den.

Det opprinnelige oppsettet med en delt Google-kalender ble også byttet ut med en innebygd gjøremålsliste med varsling som Apple har på sine Iphoner.

– Denne passet bedre for behovene til Lisa og moren, forteller Lisbet Grut. – Mor la inn gjøremål, og Lisa krysset av på telefonen sin når hun hadde utført dem.

Mye å velge mellom

Det er et hav av teknologiske muligheter på markedet.

– Det er flott med variasjon og mange valgmuligheter. Samtidig gjør det store tilfanget det vanskelig å orientere seg og finne fram til den løsningen som passer best for den enkelte.

– Det er viktig at løsninger som skal støtte barna, ikke består av mange ulike enheter. Å bære med seg mange dingser som alle må håndteres ulikt, skaper vansker, sier Grut. 

I utprøvingene erfarte forskerne også at oppsett som består av mange sammenkoblede enheter, er sårbare for tekniske problemer. Et konkret eksempel er deling av kalender mellom flere personer med varsling av avtaler på mobiltelefon og smartklokke. Det var utfordrende å få dette til å fungere stabilt over tid.

– For å få til dette trenger barna og familiene god veiledning, tilrettelegging og tett oppfølging fra fagfolk over tid. Det fine er jo at barn i dag gjerne har og kan bruke nettbrett og annen teknologi, og de er nysgjerrige og entusiastiske på nye løsninger, sier Dale.

Referanse:

Dale og Grut: Bruk av velferdsteknologi for å støtte barn og unge med ADHD og/eller autisme (PDF), Sintef-rapport, mars 2015.