Lysende baller virvler gjennom det halvmørke rommet. En mann tar imot og kaster dem opp igjen. 

Ballene skifter farge, først ut fra hvilket mønster de kastes i, så ut fra hvor høyt de er. De lager en regnbue over de raske hendene. Men mannen er ikke sirkusartist. 

Jan Dyre Bjerknes arbeider fire dager i uka som ingeniør i Kongsberg Defence&Aerospace – med prosjektiler som flyr adskillig høyere enn disse selvlysende sjonglørballene.

Nye triks

Men den femte ukedagen har han helt andre oppgaver. Her på Høgskolen i Sørøst-Norge i Kongsberg gir han ingeniørstudenter faglige raketter i baken. De får sjansen til å tenne på uvanlige utfordringer.

For eksempel: Hvordan se mønsteret til sjonglørballer? Hvordan hjelpe en sjonglør til å kaste ballene riktig? 

Det kan være lærerikt, både for den nysgjerrige tilskuer, for nybegynneren og den garvede artist som skal innarbeide nye triks – nye mønstre som aldri tidligere har vært prøvd i sjongleringens 4000 år lange historie.

Her viser Jan Dyre Bjerknes et vanlig sjongleringsmønster med tre baller i sakte film. Alle ballene lyser hvitt. Det betyr at sjongløren gjør øvelsen riktig. 

Light-Swappers

Fire ingeniørstudenter på elektrolinjen fikk oppgaven i fanget. Resultatet har blitt det gryende firmaet Stochastical Dynamics – og en drøm om det som kanskje kan bli et kommersielt produkt – kalt Light-Swappers. 

Håkon Landmark, Johannes Wågen, Johan Rønbeck og Jakob Pein hadde dårlig tid. På seks måneder skulle de lage prototypen av lysende baller som vet hvor de er og hva de gjør. 

Deler fra mobiltelefon

Johannes Wågen åpner en av Light-Swapper-ballene. Han skrur de to halvdelene av 3D-printet plast fra hverandre. Hva er inni?

Blant annet samme type elektronikk som skrittelleren i en mobiltelefon. Akselerometeret måler – som navnet sier – akselerasjon.

Når sjongløren kaster ballen opp i lufta, skyter den fart. Den akselererer brått. Det merker akselerometeret.

Så glir ballen i en bue gjennom lufta. Den faller fritt, vektløs gjennom rommet. Akselerometeret måler null, helt til ballen tas imot og kastes opp på nytt.

Johannes Wågen viser fram de viktigste delene inne i ballene.

Snakker sammen over radio

Men vent – akselerometeret merker bare hva denne ene ballen gjør. Hva gjør de andre ballene? 

Ballene må vite om hverandre. De snakker sammen over radio. De forteller hverandre om akselerasjon, om hvilke baner de har i rommet. 

Små radiosendere og mottakere gjør jobben. Det begynner å bli trangt der inne under plasten. Men enda mer må presses inn.

Gyroskop mot snurrefeil

Ballene skal ligge godt i hånden også. De må være gode å kaste. De må ha tyngdepunktet i midten. 

Den tyngste delen er batteriene. Derfor må akselerometeret flyttes litt ut til siden.

Hva da hvis ballen roterer? Akselerometeret snurrer også rundt, som i en sentrifuge. Den slynges ut. Det gir feil måling av akselerasjonen.

Ballen må vite om rotasjonen og trekke fra feilen i målingene. Et gyroskop gjør jobben. Men her må gjøres plass til enda mer. 

Ballene som tenker selv

Åtte LED-lys kan lage over 16 millioner forskjellige fargenyanser. Og enda er ikke ballen fullstappet. Den trenger enda mer for å virke.

Det er ikke nok at ballene snakker om målingene over radio med de andre ballene. De må også skjønne hva de snakker om – hva målingene betyr. 

Hvilket kastemønster har ballene? De må skjønne hva som skjer, mens det skjer.

Inn i ballene må en mikrokontroller – en bitte liten datamaskin. Studentene har laget dataprogrammet som gjør jobben.

– Alle utregninger gjøres inne i ballene. Vi trenger ikke å koble til PC-er eller andre støttesystemer utenfor. Det er vi alene om, forteller Johan Rønbeck.

Sjonglering og matte

Dataprogrammet bruker akselerometeret for å måle tida mellom hver gang en ball kastes opp i lufta – og hvor lenge den faller vektløs før den tas imot igjen.

Uten annet enn disse målingene kan dataprogrammet finne ut hvordan ballene beveger seg. Hvordan?

Til unnsetning kommer Claude Shannon, informasjonsteoriens far. Han sjonglerte selv, kunne holde fire baller i lufta og laget teorien for jonglering på 1980-tallet.

Han viste sammenhengen mellom antall baller, antall hender og tidsrommet som ballene var i lufta eller i hendene eller som hendene var ledige.

Ikke nettopp noe for folk flest – med matteangst?

Sjonglering, roboter og menneskekroppen

Jo, mener Jan Dyre Bjerknes. Han holder foredrag for folk flest også. De lysende ballene skal brukes til folkeopplysning. Teoriene bak kastemønstrene kan gi gode aha-opplevelser om matte.

– Jeg synes det er viktig å fortelle at matte handler om noe mye finere og mer nobelt enn pluss og minus, gange og dele. Det handler om sannhet og abstraksjon, forteller Bjerknes til forskning.no.

Abstraksjon lar deg se at det som tilsynelatende ikke har noe med hverandre å gjøre, henger sammen på et dypere plan.

For eksempel – bevegelsene til sjonglørballene og Claude Shannons teorier. De kan også brukes til å finne ut hvordan roboter kan få bedre kontroll over armer og bein – eller det samme for mennesket.

Jan Dyre Bjerknes sitt foredrag Hva er egentlig matematikk? Her forklarer han mer av teoriene som også ligger bak de lysende sjongleringsballene.

Sjonglering mot matteangst

Shannons teorier peker også mot ren matte – for eksempel tallteorier.

– Jeg finner det utrolig spennende og attraktivt, og den fascinasjonen liker jeg å dele, sier Bjerknes.

Han sjonglerer og forteller i forsamlingssaler for å vise hvordan matte kan være både spennende og gi dyp forståelse. 

Nå kan de selvlysende jonglørballene gjøre disse foredragene enda mer selvinnlysende.

– Gutta i Stochastical Dynamics har laget et sett med baller til meg, og jeg har fått et nytt verktøy for å dele idéer jeg synes fortjener oppmerksomhet, sier Bjerknes.

Sjokklæring

– Det har vært mange bekymringer underveis for fire stakkars elektroingeniører, sier Johan Rønbeck.

– Men vi klarte å løse det meste, understreker Jakob Pein.

Eksamensoppgaven deres bekrefter dette. Her er 413 sider med tung produktutvikling – sjokklæring på seks måneder.

Her er prosjekt- og økonomistyring, egen organisering og rollefordeling, risikoanalyse, justeringer underveis, alt slikt som ingeniøren møter ute i industrien.

Så har også studentene nylig vunnet årets pris for beste tekniske løsning på høyskolen.

Sjonglerte i pausene

Der det buttet med egen fagkunnskap, hentet de inn hjelp utenfra. 3D-tegning og printing av ballen ble gjort i samarbeid med blant andre Bård Rønbeck, Teknologigarasjen i Kongsberg, Canon og Adlab ved NTNU.

Den profesjonelle sjongløren Brian Opedal stilte også opp for de fire studentene.

– Han kunne sjonglere jevnt over tid i de mønstrene vi ba om, sier Rønbeck. Slik kunne studentene analysere mønstrene blant annet med videoopptak.

Etter hvert som prosjektet ballet på seg, lærte de også noen sjongleringstriks selv.

– Det har vært en ypperlig pauseaktivitet, sier Rønbeck.

Lenker:

Nettsiden til Stochastical Dynamics 

Facebooksiden til Stochastical Dynamics

Striden om hvor den sørlige iskanten i Arktis går, skaper overskrifter. Mens regjeringen vil oppdatere forvaltningsplanen for Lofoten-Barentshavet med nye tall for isutbredelse, vil opposisjonen og miljøbevegelsen holde seg til avgrensningen fra 2011. Bruk av nye tall vil åpne opp for oljeboring lengre nord og øst.

– Det er helt legitimt at norske politikere vil bore i Barentshavet. Det som ikke er legitimt, er å si at det er i tråd med best tilgjengelig kunnskap når statens eget rådgivende fagorgan, Polarinstituttet, anbefaler å legge til grunn en annen definisjon av iskanten enn regjeringen, sier Erlend Hermansen.

Han er forsker ved TIK Senter for teknologi, innovasjon og kultur på Universitetet i Oslo og ved CICERO Senter for klimaforskning.  

Sammen med kolleger har han sett nærmere på ulike definisjoner og tallgrunnlag for å fastsette iskanten.

Han mener at iskantsaken er et eksempel på såkalt «cherry picking», der beslutningstakere plukker de tallene som passer til deres politiske ønsker.

Skal kunnskap kunne brukes på en bedre måte bør forholdet mellom kunnskap og politikk vies langt mer oppmerksomhet enn i dag, sier Hermansen som i sin doktoravhandling ser nærmere på bruken av kunnskap i politiske prosesser.

Må snakke sammen

De aller fleste er enige i at beslutninger bør være kunnskapsbaserte, men folk tenker høyst ulikt om hvordan kontaktflaten mellom forskere og beslutningstakere bør være.

I forskningsmiljøene er det to leire: Den ene mener at forskere ikke skal ha noe form for samarbeid med beslutningstakere før de endelige resultatene er klare.

Den andre leiren mener at kunnskap best utvikles i samarbeid: at forskere gjerne kan snakke med beslutningstakere, både tidlig og seint i forskningsprosessen, fordi dette vil styrke forskningen og gjøre resultatene mer anvendbare. 

– Dette er en debatt som går igjen og igjen, og ofte blir det et spørsmål om enten eller. Det er umulig å si at det ene er riktig og det andre galt.

– Jeg ønsker å vise at det finnes mange muligheter for samhandling. Men hvis kunnskap skal brukes til å løse et samfunnsproblem, må det være kontaktflater mellom de ulike partene, sier Hermansen. 

Et klimaråd i Norge?

En måte å håndtere problemer som iskantsaken på, kan være å etablere et klimaråd som kommer med en innstilling eller uttalelse i kontroversielle saker, foreslår Hermansen. Storbritannia, USA og Tyskland har i dag slike vitenskapelige råd.

– I dag skal Polarinstituttet ha en rolle som et rådgivende ekspertorgan i polarsaker, men de er også litt bundet av det faktum at de er både er forvaltningsorgan og en forskningsinstitusjon. De er underlagt Klima- og miljødepartementet, og det legger begrensninger på hvor hardt de går ut offentlig i politiske debatter, sier Hermansen.

Han er ikke overbevist om at Norge bør ha et slikt råd, men mener at det bør utredes nærmere.

Etterlyser bredere debatt

Resultatene fra doktorgradsarbeidet hans tyder på at det ikke finnes enkle, universelle løsninger på hvordan forskning og politikk best knyttes sammen. Her er det ikke svart-hvitt, men mange nyanser av grått, ifølge Hermansen.

– Det jeg etterlyser, er en mye bredere debatt. Dette er et felt der det må tas mer bevisste valg enn i dag. Forsker man på en snøpartikkel i Sibir kan forskerne trolig sitte atskilt fra beslutningstakerne, men forsker de på klimaomstilling i kommuner er samarbeid med politikkutformere et suksesskriterium for at kunnskapen skal bli relevant. At forskningen skal brukes er et mantra som går igjen og igjen, og noe de fleste er enige om.

Hermansen ønsker seg en bredere debatt om hva bruk av forskning faktisk innebærer.

– Dette er et felt der det må tas mer bevisste valg enn i dag, konkluderer han.

Transportøkonomisk institutt anslår at det skjer rundt 5000 sykkelulykker i Norge hvert år. De fleste av disse skjer uten at andre trafikanter er involvert.

Det er armer og ben som er mest utsatt for skader i disse ulykkene. Men det de fleste frykter, er nok slag mot hodet.

Nå har svenske Statens väg- och transportforskningsinstitut undersøkt om sykkel- og ulykkestype har noe å si for hvor hardt du eventuelt slår hodet.

• Les også: Hvem tar ansvar for syklistenes sikkerhet?

Lavt tyngdepunkt

Forsker Anna Niska og kollegaene hennes sendte testdukker av gårde på fire ulike sykler og utsatte dem for forskjellige ulykker i to ulike hastigheter.

– Det som overrasket oss mest, var elsykkelen, sier Niska til SVT Nyheter Öst.

– Ettersom den er tyngre og har et annet tyngdepunkt, oppførte den seg annerledes, sier hun.

Det merket de særlig i ulykkene som er de skumleste for hodet, nemlig bråbremsing med forhjulet. Da risikerer syklisten å fly over styret, men det tunge batteriet på elsykkelen reduserer faren for at det skal skje.

• Les også: Fotgjengere er farlige for syklister

I et hodeskadeperspektiv var den vanlige herresykkelen/hybridsykkelen den skumleste. «Der sitter syklisten mer framoverlent over styret og tenderer mot å gi flere fall der hodet treffer bakken først, særlig når farten øker», skriver forskerne i en pressemelding.

Brå stopp verre enn brå sving

Hofter og skuldre var mest utsatt på den klassiske damesykkelen med åpen ramme. Særlig i lav hastighet.

Ikke så veldig overraskende, kanskje, viste det seg også at en bråstopp generelt økte risikoen for harde slag til hodet når forskerne sammenlignet med et fall som skyldes en brå sving med forhjulet.

• Les også: Hva er tryggest – barnesete eller tilhenger?

De testet også en liggesykkel der syklisten sitter nesten på bakkenivå og tråkker. Disse førte stort sett bare til beskjedne velt. «Men ved plutselig stopp i stor fart viste den en risikabel tendens til å slenge syklisten i en bane over styret som gir et like kraftig slag mot hodet som for de andre sykkeltypene», heter det i pressemeldingen.

Referanser:

Niska og Wenäll: Cykelfaktorer som påverkar huvudskador. Statens väg- och transportforskningsinstitut, rapport 931, mai 2017.

Sørensen og Høye: Sykler, sykkelutstyr og barnetransport på sykkel, i Trafikksikkerhetshåndboken, TØI, 2013.

Er du en ihuga ølentusiast, har du muligens kommentert ett og annet innlegg i ølfora på Facebook.

Slike kommentarer blir saumfart når nye gode ideer skal spores opp med hjelp av kunstig intelligens.

Allerede i dag brukes sosiale medier til å spore opp ideer, men det tar særdeles lang tid å gjøre dette manuelt. Stipendiat Kasper Christensen i matforskningsinstituttet Nofima stilte seg spørsmålet om kunstig intelligens kan gjøre en like god jobb.

Han har utviklet en metode som lærer opp en robot til å finne fram til ideer i kommentarfelt på for eksempel Facebook. Dette kan bli et viktig verktøy for innovasjon.

– Målet er mer treffsikker produktutvikling. Jakten på den neste store innovasjonen er svært kostbar.

–  Mange nye produkter mislykkes etter markedsintroduksjonen, og det skyldes hovedsakelig at mange bedrifter ennå ikke har lært å identifisere de beste ideene fra starten, sier Christensen.

Brukte øl for å lære opp robot

Øl engasjerer mange, også på sosiale medier, derfor var det et passende tema for å teste ut om det er mulig å lære en robot å finne fram til gode ideer.

Christensen fikk hjelp av to øleksperter til å vurdere 200 ideer om øl. Ideene var i forkant plukket ut av roboten, og ekspertene skulle bedømme hvor gode ideene var utfra om de var nyskapende, verdiskapende og gjennomførbare. Begge ekspertene ble imponert over kvaliteten på ideene.

Et eksempel på en idé som roboten fant var «glutenfritt øl». I dag virker ikke dette spesielt nyskapende, men i 2004 var situasjonen en ganske annen. Allerede da kom ideen opp i et nettsamfunn. Som ølprodusent hadde du vært godt rustet til å møte trenden med glutenfrie produkter, om du hadde fanget opp denne ideen på et så tidlig stadium.

Roboten blir stadig klokere

Nettsamfunn kan være gode kilder til ideer, men for å kunne bruke de enorme datamengdene fornuftig, må de behandles systematisk og intelligent.

I sitt doktorgradsarbeid har Christensen utviklet et system som automatisk kjenner igjen idéer.

– Det er her den kunstige intelligensen kommer inn. Jeg har lært opp en robot til å skille ut ideer i kommentartekster i nettsamfunn, ved stadig å fôre den med nye fakta. Slik blir den klokere og klokere.

– Dette er mulig fordi folk bruker bestemte ord og uttrykk når de snakker om ideer. Det er disse roboten lærer å gjenkjenne, forteller Christensen. 

Han påpeker at hva som blir ansett som gode ideer er subjektivt. Det kan variere mye fra bedrift til bedrift og fra person til person.

Kilde: 

Kasper Christensen: Identifisering av ideer i nettsamfunn. Utnyttelse av maskinlæring og tekstmining til å finne ideer i nettsamfunn. Doktoravhandling ved Norges miljø- og biovitenskapelige universitet (NMBU), april 2017.

Nå er reiser i Europa en enkel sak. Vil du ta en helgetur til Paris? To timer i fly. Kjøre bil over 1400 kilometer fra Paris til Roma? Det tar bare 14 timer.

Romerriket er et av de største rikene som noen gang har eksistert, og romerne var de første som knyttet sammen store deler av Europa og Asia. De bygde veier på kryss og tvers og hadde organiserte skipsruter. Romerne hadde bygget rundt 100 000 kilometer med vei da de var på høyden.

Dermed var mye av Europa og Midtøsten knyttet sammen, og en romer hadde muligheten til å reise over store avstander. Men det var selvfølgelig noe ganske annet å reise fra London til Roma den gangen enn nå.

Men hvor lange og kompliserte reiser er det egentlig snakk om? Det kan du finne ut av ved hjelp av Orbis, en Google Maps-aktig nettside som er laget av Stanford-forskere.

Bare velg eller skriv inn reisemål og –utgangspunkt, så forteller kartet deg akkurat hvor lang tid det vil ta og hvor mye det ville omtrentlig kostet.

Den ble først lansert i 2012, men den har blitt oppdatert gjennom årene.

Så hvordan ser en reise gjennom Romerriket ut?

• Les også: Romerne var plaget av lus, lopper og parasitter

Paris til Roma

Vi har testet ut reisen mellom Lutetia og Roma. Lutetia var den romerske forløperen til dagens Paris, og modellen bruker bare romerske navn, så det er greit å dra opp en wikipedia-side for å orientere seg.

Du kan velge mellom mange forskjellige varianter når du plotter inn reiseruta. Skjedde reisen om vinteren eller om sommeren? Dette vil ha konsekvenser for sjøveiene og værforholdene.

Du kan også velge mellom den billigste, raskeste eller korteste ruten. Det er mange forskjellige valgmuligheter, for eksempel om du eller frakten din vil reise med en rask eller treg seilbåt, eller om du foretrekker esel eller dine egne føtter. Du kan også legge inn hvor mange dager det eventuelt ville tatt å bytte fra skip til esel og så videre.

Den billigste ruta viser seg å være sjøveien rundt Spania og gjennom Gibraltar-stredet. Det ville tatt hele 45 dager å reise den 5400 kilometer lange turen.

Prisen ville blitt 1232 denarer for en passasjer, mens hvete ville kostet omtrent fem denarer per kilo. Denaren var den romerske hovedvalutaen i flere århundrer.

Den raskeste veien går gjennom dagens Frankrike, for så å krysse Liguriahavet med båt, også vogn gjennom Italia til Roma. Denne turen tar bare 19 dager, og koster 1328 denarer.

Det virker som om det er helt umulig å si hva en denar er verdt i dagens penger, men det finnes noen sammenligningstall. Kostnadene i modellen er grove anslag og  er blant annet basert på en velbevart kostnadsliste for diverse varer og tjenester som stammer fra rundt 301 e.Kr.

Rundt denne tiden tjente en vanlig dagsarbeider omtrent 25 denarer per dag. En romersk legionær tjente omtrent 15 400 denarer i året. Dermed hadde selv den billigste turen vært en diger investering for en vanlig arbeider.

Du kan gå inn på Orbis selv og leke med forskjellige ruter. Forskerne har lagt inn tusenvis av steder, veier og sjøruter som kan brukes for å navigere Romerriket.

Men hva er denne digre modellen basert på?

• Les også:  Ta en tur i Roma – slik det var i antikken

Atlas over Romerriket

Kartets hovedgrunnlag er et komplett atlas over Romerriket som ble gitt ut i 2000. Forskerne har også hentet inn massevis av informasjon om for eksempel havstrømmer og værforhold på denne tiden.

De har også lagt inn hva som var de viktigste knutepunktene, og dermed naturlige stoppesteder.

Kartet er forenklet, fordi det finnes mange småveier og småbyer som ikke er med på kartet.

Men, hvis du noen gang har lurt på reiser inni romerriket, for eksempel hvor lang tid det tok å reise fra London til Jerusalem, er det bare å gyve løs på Orbis.

For litt over en uke siden publiserte det anerkjente vitenskapelige tidsskriftet Nature Methods resultatene fra en studie om CRISPR, et nytt redskap for å redigere gener i levende skapninger.

Her konkluderte forskeren Vinit B. Mahajan og kollegaer med at den revolusjonerende teknikken kunne føre til helt uventede og utilsiktede endringer i genene.

Nyheten spredte seg som den berømmelige ilden i gresset. En av konsekvensene var at aksjekursen til firmaer som har investert i teknologien falt med hele 15 prosent.

Men det varte ikke lenge før kritikerne meldte seg. Andre forskere på feltet begynte å kommentere studien på nettsteder og i vitenskapelige databaser som PubMed og PubPeer.

Nå har flere forskere skrevet offisielle brev til redaktøren av Nature Methods. De mener at Mahajans forskning ikke holder mål.

Kan være naturlige variasjoner

– Metodene de bruker er utdaterte og uvanlige. Og resultatene er basert på analyser av bare to mus, sier Sigrid Bratlie, seniorrådgiver i Bioteknologirådet, som mener det er tydelige metodiske svakheter ved studien.

Det er heller ikke mulig å si om endringene i genene skyltes CRISPR, eller om de rett og slett var naturlige variasjoner som fantes i DNA-et fra før. Det er flere ting som kan peke mot det siste, ifølge flere av kritikerne.

For eksempel var mange av forandringene helt like i de to musene. I noen tilfeller fantes endringene i begge allelene av genet – altså både i varianten musa hadde arvet fra faren og den som kom fra mora. I andre tilfeller var det endringer i bare den ene varianten – men altså likt hos begge musene.

– Det er svært lite sannsynlig at en utilsiktet effekt av CRISPR skulle føre til så like forandringer, sier Bratlie.

– Forfatterne av studien hadde heller ikke gode nok kontroller til å kunne si noe sikkert om opphavet til forandringene.

Ingen feil der de burde være

Et annet punkt er at Mahajan og kollegaene ikke hadde funnet noen utilsiktede endringer i de områdene av DNA-et hvor man kunne forvente seg dette.

Lær hvordan CRISPR virker her: 

CRISPR fungerer ved å kjenne igjen en viss sekvens av DNA-et, og klippe det av der. Men DNA-et inneholder mange sekvenser som er ganske like, og det er sannsynlig at CRISPR også kan klippe i disse lignende områdene. Derfor er det vanlig å lete etter utilsiktede feil i nettopp slike sekvenser.

Det gjorde også Mahajan og kollegaene. Men her fantes altså ikke en eneste feil. Det fant de altså derimot på steder der ingenting skulle tilsi at det skulle oppstå.

Det er litt merkelig, selv om vi ikke kan utelukke muligheten for at teknologien kan ha effekter som vi ennå ikke forstår.

Komplisert helhet

Bratlie fra Bioteknologirådet mener det er uheldig at Mahajan antyder at andre forskere ikke leter etter feil i hele genomet.

– Det er ikke sant at dette sjelden blir gjort. Mange har søkt etter slike feil, men de har funnet få, sier hun.

Bratlie mener det er viktig å gjøre slike undersøkelser for å forstå hvordan CRISPR virker. For det er fortsatt mye vi ikke vet, og konsekvensene av utilsiktede virkninger kan bli svært alvorlige.

– Men vi skal være forsiktig med å legge for mye vekt på én studie som peker i motsatt retning av alle de andre, spesielt når den er liten og ikke særlig robust sier hun.

– Vi må se på helheten.

Den er imidlertid komplisert.

CRISPR-teknologien er allerede omspunnet av mye krangel og uenighet, for eksempel over patenter og rettigheter. Her handler det om ære og potensielle Nobel-priser, men også om penger.

Det er for eksempel verdt å merke seg at flesteparten av forskerne som har skrevet klagebrevet til Nature Methods selv er tilknyttet Editas Medicine og Intellia Therapeutics, legemiddelfirmaer som ikke er uberørt av nedgangen i aksjekursen i kjølvannet av Mahajans studie.

Denne sagaen er nok ikke over, sier Bratlie.

– Men vi må huske at stordata også lett kan misbrukes, sier professor i biostatistikk Solve Sæbø.

Som statistikkprofessor er han over gjennomsnittet interessert i muligheter og fallgruver som ligger i stordata.

– Veien fra statistikk til stordata er ikke lang: for hva er statistikk annet enn å analysere store mengder informasjon og trekke ut enkelte sammenhenger eller regnestykker?

Det som er nytt er at datamengden er så stor, og regnemaskinene er blitt så mye bedre. Stordata har gitt et kvantesprang i nesten all forskning, sier Sæbø.

Skreddersydd undervisning

Selv forsker Sæbø på læring og på hvordan de ulike personlighetstypene blant oss lærer best. Han samarbeider med psykolog dr. Helge Brovold i å analysere resultatene fra utdanningstesten til Nasjonal senter for realfagsrekruttering, hvor så langt om lag 50 000 unge mennesker frivillig har besvart spørsmål knyttet til realfagsutdanning.

Spørsmålene går på yrkesinteresse, personlighet, ønske om læringsmetode og preferanser for realfag. Sæbø har brukt den samme testen på studentene som tar grunnkurset i statistikk ved NMBU.

En del av forskningen baseres på standardverktøyet Femfaktormodellen, som grupperer mennesker i fem kategorier etter hvor emosjonell, åpen, pliktoppfyllende, utadvendt og omsorgsfull du er.

Hensikten er å finne ut hvordan vanlige forelesninger fungerer for ulike personligheter, sammenlignet med mer aktive undervisningsformer, som det såkalte omvendte klasserommet. Her lærer studentene faget gjennom relevante oppgaver, gruppearbeid og samtaler, altså gjennom seg selv på et vis. I forkant har studentene sett forelesninger i ro og mak på skjerm.

Jazz eller korps

Resultatene så langt tyder på at personlighetstyper som samarbeider og prater seg til kunnskap, kan ha stort utbytte av omvendte klasserom. Det har også mer kreative typer, det Sæbø kaller jazzmusikere.

Personlighetstyper som ikke liker å jenke seg mot midten, de som liker bedre å jobbe individuelt ved å lese og regne oppgaver og de som foretrekker et fast strukturert kursopplegg, kan like godt følge tradisjonelle forelesninger. Disse er mer som korpsmusikanter.

Slik kan denne forskningen, basert på stordata, avdekke hvordan flere av typen jazzmusikere kan lokkes inn i realfag, ikke bare korpsmusikerne som det tradisjonelt har vært flest av.

Kan gå galt

Stordata er informasjon med høyt volum, hastighet og variasjon.

Analysen av mengdene med data er selvfølgelig veldig mye enklere når en maskin kan gjøre jobben og lete etter mønstre for oss. Vi kan jo tenke oss hvilken kjempejobb det ville vært å telle, notere og sammenstille de ulike svarene fra 50 000 personer som i realfagsundersøkelsen.

– Slik er det i veldig mange forskningsprosjekter om dagen. Dataene kan samles inn på utrolig lettvinte måter og analyseres på ymse vis. Og det her er kunnskap om statistikk kommer inn, for slike analyser kan også føre helt vilt av sted, understreker Sæbø.

Årsaken til gikt

Det er viktig å vite forskjellen på om noe forårsaker noe annet (kausalitet) eller om to ting eksisterer side om side (korrelasjon). Det kan komme mange falske nyheter ut av å misforstå dette.

Begrenset økonomi i et forskningsprosjekt kan være nok til å gi falske årsaksforhold. Forskere er ofte avhengig av mange testobjekter eller personer.

Sæbø nevner som eksempel et forskningsteam som vil undersøke om årsaken til reumatisme er å finne i genmaterialet til personene som får sykdommen.

De genetiske analysemetodene er nå blitt så avanserte at forskerne kan teste for si 500 000 ulike gen-variasjoner i en vevsprøve. Forskerne tar vevsprøve av 20 personer, ti friske og ti syke. Det er tid- og arbeidskrevende, og de har ikke økonomisk ramme til å teste flere.

De analyserer prøvene for 500 000 forskjellige markører og finner typisk at flere slike genetiske markører samsvarer med det å ha gikt. Her er det lett å gå i fella dersom man ikke tar høyde for et statistisk problem kjent som multippel testing, sier Sæbø:

– Fordi de tester så mange variabler er det stor sannsynlighet for at en eller flere helt tilfeldige markører har målinger som går opp på de syke og ned på de friske. Forskerne tror dermed at de tilfeldige markørene er en indikasjon eller i verste fall årsaken til sykdommen.

– Dette kan enkelt avsløres ved å hente inn data fra 20 nye personer for å sjekke akkurat disse markørene, men svært ofte blir dessverre ikke en slik oppfølgende studie gjort som en del av hovedstudien.

Farvel til privatlivet?

Stordata gjør det mulig å lage ekstremt komplekse systemer som intet menneske ville kunne gjøre uten digital kraft. Kombinasjonen av stordata og kunstig intelligens gir oss stadig flere hjelpemidler i hverdagen, fra selvkjørende biler og automatiserte jordbruksmaskiner til avanserte proteser og automatisk ansiktsgjenkjenning på mobilen. Mulighetene er nærmest ubegrensede.

Dessverre kan disse redskapene brukes med mindre edle hensikter enn å skape god undervisning eller å bringe ny og nyttig kunnskap til torgs gjennom forskning, innvender Sæbø.

– Tenk for eksempel på all informasjon om oss selv vi legger ut i sosiale medier. Facebook selv analyserer våre preferanser og gir oss reklame for ting vi har vist oss interessert i.

Oversikt over hva vi liker på Facebook og søker på Google kan gi avslørende personlighetsprofiler helt ned på individnivå, såfremt statistikkekspertisen er på plass. Dette kan brukes til ekstremt spisset markedsføring mot enkeltpersoner.

Kunnskap er makt

Hvis analytikerne har veldig mange objekter, si alle Facebook-brukerne i USA, og veldig mange variabler i form av likes, klikkmønster og meningsytringer, kan stordata ha en skremmende treffsikkerhet.

Analyser av våre Facebook og Twitter-kontoer avdekker avslørende kunnskap av hvem vi er eller i hvert fall de delene av oss vi velger å legge ut på nett – og noen legger ut veldig mye.

Det ligger enorme muligheter i stordata: Innen forskning, undervisning, innovasjon og – manipulasjon. Vi må forbli skeptiske og årvåkne – og det hjelper veldig å kunne litt statistikk.

Solve Sæbø avslutter lakonisk:

– Det er i dag fremdeles som Francis Bacon sa det på 1500-tallet: «Kunnskap er makt».

Antagelig har alle mennesker erfaring med å skynde seg.

Beina går raskere og raskere, og gangarten blir mer og mer anstrengt, helt til beina plutselig går over til å løpe.

Det er en brå overgang fra den ene formen for bevegelse til den andre, og forskere har lenge undret seg over hva som får oss til å skifte over.

En ny studie om dette er nå publisert i Scientific Reports.

Forskningen peker på et optimalt tempo for både gange og løp.

– Det skjer en hel masse ting når vi skifter fra å gå til å løpe. Andre muskler blir aktivert, koordinasjonen blir annerledes. Det må justeres for at bevegelsen skal bli effektiv. Vi viser når kroppen gjennomfører den justeringen. Vi har også en teori om hvorfor det skjer, forteller en av forskerne bak den nye studien, førsteamanuensis Ernst Albin Hansen fra institutt for medisin og helseteknologi ved Aalborg universitet.

Kan brukes av soldater

Ifølge Ernst Albin Hansen kan dette hjelpe folk med alvorlige skader i ryggmargen eller de som vil skape bedre soldater.

For eksempel arbeider hæren i mange land med å utvikle eksoskjeletter til soldatene. Det vil si at de forsøker å lage mekaniske løsninger som skal hjelpe soldatene under lange marsjer.

Det er en slags robotbein spent utenpå dine egne. De gjør at du kan løfte tyngre og holde ut lenger.

Personer med ryggmargsskader og lammelser i beina trenger også robotbein.

Men alt dette krever at de som designer robotbeina, kjenner til kroppens naturlige måte å bevege seg på.

– Den typen bein er styrt av programvare, som skal styre overgangen mellom gange og løp på riktig tidspunkt. Det er den overgangen vi har funnet, sier Ernst Albin Hansen.

• Les også: Telefonen varsler når den gamle faller

Skifter når skrittfrekvensen blir høy

Hansens forskning viser at overgangen mellom gange og løp er avhengig av skrittfrekvensen.

Et avslappet tempo er på rundt 60 skritt i minuttet. Når den samme personen løper, er skrittfrekvensen omkring 80.

Det nye forskningsresultatet indikerer at nervesystemet gjenkjenner skrittfrekvensen automatisk går over til løping ved omkring 70 skritt i minuttet.

– Tidligere har man trodd at det var styrt av energiforbruket. Det var det ikke, forklarer Hansen.

• Les også: Denne vaskeroboten holder solceller rene

Ryggmargen holder beina gående

Den nye forskningen dreier seg om noen nettverk av nerveceller i ryggmargen.

De kalles Central Pattern Generators – CPG (sentrale mønstergeneratorer), og de er ansvarlige for en stor del av de rytmiske bevegelsene kroppen foretar seg helt automatisk.

De koordinerer de rytmiske muskelsammentrekningene som skal til for å sette den ene foten foran den andre.

CPG-ene spiller en helt sentral rolle i den motoriske hukommelsen, og de er også ansvarlige for at for eksempel en høne kan løpe rundt uten hode. Signalene fortsetter å bli sendt fra ryggmargen til musklene, og beina fortsetter å bevege seg.

– Før i tiden var det en utbredt oppfatning at bevegelser som gange og løping var styret av reflekser, men nyere forskning viser at CPG-ene spiller en avgjørende rolle. Hjernen sender et signal om å sette i gang, og deretter kan CPG-ene holde bevegelsen i gang, forteller Hansen.

Han har tidligere forsket på hvordan CPG-ene opprettholder tråkking hos syklister.

• Les også: Denne kan holde deg på beina

Vi foretrekker et behagelig tempo

Overgangen mellom gange og løp er også koblet til et fenomen som kalles atferdsmessig tiltrekning.

Det er den opplevelsen av at en rytmisk bevegelse føles naturlig.

Når vi går, foregår det som regel med samme skrittfrekvens. Alle har en skrittfrekvens som føles bra, og CPG-ene opprettholder denne.

Det samme gjelder løping, som også har en foretrukket skrittfrekvens.

• Les også: Vil utvikle byer med virtuell virkelighet

Mer presist skifte enn ved energiforbruk

Når vi skifter fra å gå til å løpe, beveger vi oss fra en atferdsmessig tiltrekning til en annen.

Gange har en skrittfrekvens på omkring 60, mens løping helst foregår med en frekvens på omkring 80.

Når vi går raskere og raskere, vil skrittfrekvensen etter hvert nå 70. Dermed ligger den nærmere en atferdsmessig tiltrekning for løping.

Dermed stimuleres vi til å løpe.

– Det gir et mye mer presist bilde enn hva som er mest gunstig energimessig, sier Hansen.

• Les også: Digitalisert skog viser hvor kvalitetstrærne står

Kan si noe om spedbarns utvikling av bevegelse

Peter C. Raffalt er postdoktor ved Julius Wolff Institute for Biomechanics and Musculoskeletal Regeneration i Tyskland og forsker på menneskers gange.

Han har ikke deltatt i den nye studien, men han har lest den og synes den er veldig spennende.

Raffalt forteller at spørsmålet om overgangen fra gang til løp er forsøkt besvart mange ganger, men at forskere aldri har funnet noen konsensus.

– Forskernes vinkel er veldig interessant. Det begynner også å komme fram en del som tyder for at det nok forholder seg slik, sier han.

Peter C. Raffalt påpeker at selv om det dreier seg om grunnforskning, kan den brukes til noe i praksis.

– Det kan for eksempel gi oss en bedre forståelse av når barn utvikler gangmønsteret. Vi kan si noe om når og hvordan barn lærer å gå og løpe, og hva som skjer når de gjør det. Det kan også brukes til å lære mer om hva som skjer når noen barn har en forsinket utvikling, sier Raffalt.

Referanse:

Ernst Albin Hansen mfl: The role of stride frequency for walk-to-run transition in humans, Scientific Reports 2017, doi: 10.1038/s41598-017-01972-1

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

Rett før jul i 1994 blir professor i organisk kjemi ved UiT, John Sigurd Svendsen, og professor i biokjemi, Øystein Rekdal, kontaktet av to leger.

En vitenskapelig artikkel har fanget oppmerksomheten deres: Japanske forskere har oppdaget stoffer i melk som har antibakteriell virkning.

Legene, Tore J. Gutteberg og Lars Vorland, som da jobbet ved RiTø, nå Universitetssykehuset Nord-Norge, blir nysgjerrige. De spør derfor Svendsen og Rekdal om de kan framstille disse stoffene syntetisk.

Stoffet de er mest interessert i heter lactoferricin. Dette er et såkalt peptid, en av bestanddelene av proteinet lactoferrin.

Svendsen og Rekdal kastet seg på ideen.

– Vi fant ut at det lot seg gjøre å fremstille det syntetisk, men at det var altfor omfattende å lage hele molekylet. Vi nøyde oss derfor med å lage halvparten. Siden halve molekylet manglet, forventet vi en mindre antibakteriell effekt, men det viste seg å være motsatt. Det var mye mer aktivt. Vi syntes det var kjempeartig, minnes Svendsen.

Peptidet dreper bakterien

Det lille peptidet fra råmelk skal vise seg å bli et lovende hjelpemiddel i kampen mot antibiotikaresistente bakterier. Peptidet virker nemlig annerledes enn vanlige antibiotika.

For mens antibiotika trenger inn i bakterier og dreper dem innenfra, virker peptidet på utsiden – på membranen som holder bakteriens innhold samlet. Peptidet sprenger rett og slett membranen slik at bakterien dør, noe den gjør svært effektivt.

En annen stor fordel med dette er at bakteriene ikke vil overleve lenge nok til å danne en såkalt biofilm – som er en stor bakteriekoloni. Biofilmer finnes nesten overalt, for eksempel på mobilen, der det lever svært mange bakterier. Og når du renser sluket i dusjen og kjenner at det føles slimete, er dette også biofilm.

– Biofilm er et stort medisinsk problem og nesten umulig å kvitte seg med. Men ved å bruke vårt peptid vil ikke bakteriene klare å feste seg på noen overflater. Gjør de likevel et forsøk på å etablere seg der, vil peptidet sprenge hull i bakteriens membran. Peptidet skaper på den måten et ulevelig miljø for bakterien. Eller du kan si at den gjør overflaten selvsteriliserende, forteller Svendsen.

Utrivelige omgivelser for bakteriene

Selv om de ikke var de første som fant ut at stoffet lactoferricin hadde antibakteriell effekt, var oppdagelsen deres ny, forteller Svendsen. Et lite peptid som var nok til å holde bakterier i sjakk.

Kanskje kan melkepeptider bli en effektiv stopper av multiresistente bakterier. Faren for resistens er også mye mindre ved bruk av slike peptider. Blant annet fordi bakterier ikke ser ut til å endre på den ytre membranen sin like ofte som den endrer på det de har inni.

– Ved å sette peptider på overflater ønsker vi først og fremst å beskytte oss mot bakteriene, ikke å drepe dem. Dersom det blir liggende en haug med døde bakterier på overflaten, så lager det bare grobunn for nye bakterier. Derfor ønsker vi kun at peptidet skal lage så utrivelige omgivelser som mulig for bakteriene – slik at de holder seg langt unna, forklarer Svendsen.

Målet er at peptidet skal virke forebyggende på infeksjoner, heller enn å fungere som en medisin når noen har blitt syke. Det vil i så fall bidra til å få ned den massive bruken av antibiotika på verdensbasis.

Dreper kreftceller

Oppglødd av sitt nye funn, forsker Svendsen og Rekdal videre. Og snart gjør de nye forbløffende funn: melkepeptidet viser seg å drepe kreftceller i mus. På bare 20 minutter blir det ytterste laget på kreftceller sprengt i fillebiter.

Måten de gjør det på skaper en betennelsesreaksjon i musenes kropp, og immunforsvaret blir aktivert. Immunforsvaret lærer på denne måten å kjenne igjen kreftceller som fiender, og det bygges opp en immunitet mot akkurat disse cellene. Det gjør det vanskeligere for nye kreftceller å utvikle seg.

Forskerne kommer i kontakt med et større legemiddelfirma som satser økonomisk på deres oppfinnelse. Dessverre for de to professorene får firmaet finansielle problemer og må selge unna. Hele peptideventyret står i fare for å ende. Redningen blir Universitetet i Tromsø, som tar hånd om prosjektet og kjøper tilbake alle patenter for én amerikansk dollar.

Universitetet forplikter seg samtidig til å kommersialisere prosjektet, og aksjeselskapet Lytix Biopharma blir formelt etablert i 2003. I dag har UiT for lengst solgt seg ut, og private aktører har overtatt. I tillegg har Lytix opprettet et eget datterselskap, Amicoat, som skal satse videre på de antibakterielle egenskapene ved melkepeptidet.

Utvikler peptidplaster

I første omgang vil de bruke peptidet i sykehussammenheng. Pasienter som har gjennomgått kirurgiske inngrep eller har åpne sår er utsatte for bakterier. Kroppen vår har et eget forsvar, men bakterier trives godt i våte og fuktige miljø, noe de finner i plaster. Her kan de finne god grobunn og derfor skifter vi plaster ofte. Likevel er det i enkelte situasjoner ikke ønskelig å skifte plaster for ofte, for eksempel ved diabetes- eller liggesår.

– Vi utvikler et plaster som inneholder antibakterielle peptider. De dreper bakterier som forsøker å kolonisere plasteret, slik at såret ikke blir infisert. Våre forsøk, med og uten peptid, viser at såret med peptidplasteret har færre bakterier. Og at det ikke er bakterier i selve plasteret, sier John Sigurd Svendsen.

I motsetning til andre antibakterielle virkemidler i plaster som finnes i dag, for eksempel sølv, vil peptidet ikke være til skade for naturen.

– Sølv er et metall, og det er ikke nedbrytbart. Ved å bruke sølv i plaster vil metallet kunne spre seg til uønskede steder. Peptidene er derimot nedbrytbare.

I tillegg jobber Amicoat videre med utvikle måter å bruke peptidet i selvsterilisering av sykehusutstyr. Ved å feste peptidet på intuberingsutstyr til premature, eller kateterne som plasseres i en vene hos langtidssyke pasienter, håper Amicoat og Svendsen å spare disse sårbare pasientene for infeksjoner.

Kortvarig effekt

Forskere har også gjort flere andre kliniske forsøk med peptidet. Blant annet et forsøk på å fjerne gule stafylokokker fra folk som er bærere av disse. Om lag en tredjedel av oss alle er bærere av gule stafylokokker i nesen. Det innebærer en smitterisiko, både for bæreren og for andre.

Spesielt er gule stafylokokker et problem på sykehus, og de kan være livstruende for nyopererte og kreftpasienter.

– Vi undersøkte om vi kunne fjerne disse fra nesene til bærerne. Klarte vi det, kunne vi kanskje få ned antall infeksjoner. Forsøkene var positive, selv om effekten ikke varte så lenge. Problemet var imidlertid å bevise at det hadde noen økonomisk verdi. For et selskap som skal leve av dette, må det være en viss inntjening for å få det til å bli lønnsomt.

Selv om ikke alle forsøk har vist like lovende resultater, så forskes det videre. Lytix og Amicoat er to eksempler på at forskning på peptider kan være verdifullt. Flere andre forskningsmiljø ved UiT jobber også med dette, blant annet på marine peptider, forteller John Sigurd Svendsen.

Denne artikkelen er fjerde kapittel fra UiTs kunnskapsmagasin Labyrint sin artikkelserie Kampen. Du kan lese hele serien her.