– Vi jobber for at all fisk i fremtiden kan bli målt når den kommer på kaia, sier Nofima-forsker Karsten Heia.

Tidligere er teknologien brukt for å lete etter innvollsormen kveis. Nå utvikler forskerne målemetoder for blant annet blodinnhold og holdbarhet – uten å måtte gjøre mer enn å ta bilde av fisken.

Fra 3 til 216

Vanlige fargebilder er sammensatt av tre fargekanaler med rødt, grønt og blått lys, men med et spesiallaget kamera fra Norsk Elektrooptikk kan de ta bilder over hele 216 kanaler.

Kameraet kan også oppdage både synlig og infrarødt lys. Til sammen åpner dette for et spekter av ulike analyser – så lenge man vet hva man ser etter.

– Det kalles avbildende spektroskopi. Teknologien er utviklet for å gjøre målinger på fileter, blant annet finne blodmengde i fiskekjøttet og se etter kveis, sier Heia.

• Les også: Slik virker et hyperspektralt kamera

Tilpasset industrien fra start

Maskineriet er tilpasset en samlebåndsfart på 40 centimeter per sekund. Med andre ord en gjennomsnittlig torsk i sekundet.

– Det er dette som er hastigheten på filetanlegg i dag, og det har vært viktig for oss å ha med reelle arbeidsforhold fra begynnelsen av.

Med informasjonen spektroskopien gir, kan man spare mye unødig sorteringsarbeid helt fra kaikant til prosessering.

– Hvis man kan sortere ut fisk som ikke er egnet for filetproduksjon, kan man utnytte kapasiteten på fileteringsanlegget langt bedre, sier Heia.

Både hvit og rød fisk

Forskningsprosjektet på torsk og laks ble startet opp for ett år siden, med finansiering fra Regionalt forskningsfond Nord.

– I det videre arbeidet skal vi ta det vi har lært om hvit fisk og bruke det på rød fisk, sier Heia.

Det er særlig problematikk relatert til melaninflekker som er av interesse for laksenæringen.

– Enkelte produsenter av røykelaks kjøper inn opp mot 20 prosent mer laks enn nødvendig for å kompensere for fisk som under filetering viser seg å måtte trimmes for blod og melaninflekker. Kan de unngå dette, vil de spare mye penger.

Holdbarhet

Nå jobber Nofima-forskerne med utstyrsleverandøren Marel, som leverer maskiner til blant annet fiskeindustrien. Målet er å utvikle en kommersiell løsning for at sortering av hvitfiskfilet, basert på bilder som avslører kvalitetsfeil som kveis, blod, svarthinne og spalting, kan bli en del av filetproduksjonen.

Det å vurdere fiskens holdbarhet med spektroskopi er en reell mulighet, men var ikke en del av dette prosjektet.

– Men muligheten er der. Gjennom lagringsforløpet endres nemlig formen på proteiner i blodet. Blod oksideres, og sammensetningen av informasjon vi får fra bildene, kan gi forhandlere informasjon om hvor lenge de kan forvente at fisken er holdbar, med nøyaktighet på pluss-minus én dag, sier Heia.

Forrige veke fekk eg vitnemål frå universitetet i Nicosia om gjennomført og bestått kurs i digitale valutaer, eit såkalla Massive Open Online Course.

Det er ikkje noko spesielt med det; det spesielle er at vitnemålet også ligg lagra ein trygg og ope tilgjengeleg stad på nettet, nemleg det som kallast Bitcoin-blokkjeda. Denne bruksmåten er ein forsmak på kva den nye Bitcoin-teknologien kan føre med seg av smarte nyvinningar, også i norsk offentleg sektor.

Bitcoin har så langt fått mest merksemd som ein valuta, eller Internett-pengar om ein vil. Men gradvis veks det fram nye bruksområde for teknologien, på grunn av eit særeige fortrinn som få andre nett-teknologiar kan skilte med.

Dokumentasjon til evig tid

2015 var året då blokk-kjeda og teknologien som ligg til grunn, for alvor vart interessant for mange. Dei fleste større utanlandske bankar og finansaktørar har saman med dei største IT-selskapa sett i gang utprøving av teknologien. Dei har stor tru på blokk-kjeda, men er skeptiske til valutaen Bitcoin.

Men kva er så denne «blokk-kjeda»? Jo, ein stor, open database på nettet der alle gjennomførte transaksjonar er dokumenterte. Som namnet tilseier, er det snakk om ei lang kjede av blokker som inneheld transaksjonar. Nye blokker blir lagt til gjennom ein intrikat prosess der stor reknekraft er nødvendig for å unngå at dei same pengane blir brukte to ganger («double-spending»). Alle kan lesa ut informasjon frå blokk-kjeda, men ein kan ikkje utan vidare leggja til nye transaksjonar. Det er det berre dei med stor reknekraft som kan løysa ei vanskeleg matematisk oppgåve, som kan gjera.

Den store nyvinninga med denne kjeda, er at ho gjer det enkelt å bevisa eigarskap til noko utan bruk av ein tredjepart. Det høyrest kanskje ikkje så imponerande ut, men viss ein tenkjer over kva og kven tiltrudde tredjepartar er, blir det klarare kor store konsekvensar teknologien kan få; bankar og andre finansverksemder er dei vanlegaste eksempla på slike aktørar.

Nytte i  offentleg forvaltning

Også offentlege verksemder har ein viktig funksjon som tiltrudde tredje­partar som går god for eigarskap til ulike ting – pengar, vitnemål, sertifikat, diverse løyve og mykje meir. Bitcoin ber i realiteten bod om ei fullstendig automatisering av omfattande fysiske prosessar og rutinar i dagens samfunn. Blir teknologien teken i bruk i stort omfang, vil det kunna føra til store endringar i mange næringar.

Så langt er det ikkje så mange som har sett på potensialet for bruk av Bitcoin i offentleg sektor, utanom på området regulering. Av vitskaplege artiklar om temaet Bitcoin som er publiserte fram til no, er det så langt ingen som har teke opp potensialet for teknologien i offentleg sektor. Publiseringa av artikkelen denne kronikken byggjer på, er så langt eg har kunna registrera den første.

Bitcoin mot forfalsking

Tilbake til vitnemålet eg fekk frå universitetet i Nicosia. Sidan kurset handlar om digitale valutaer, og spesielt Bitcoin, var det naturleg at universitetet tok eigen medisin. Ved å leggja eit «fingeravtrykk» av vitnemålet (teknologisk blir dette kalla ein «hash») frå kurset på blokk-kjeda, har universitetet elegant gardert seg mot forfalsking. Falske vitnemål er eit stort problem over heile verda, og noko av problemet er at det tek tid å kontrollera om papira er ekte. Det ville difor vera ein stor fordel om nokre tastetrykk var alt som skulle til for å verifisera vitnemål – og eksempelet frå universitetet i Nicosia viser nettopp det.

På CV-en min vil eg føra opp det nemnde kurset i digitale valutaer og inkludera ein enkel instruks om korleis andre kan verifisera at vitnemålet er ekte og samsvarer med kopien universitetet har, og at eg ikkje har endra noko i etterkant. Den viktigaste eigenskapen med ei blokk-kjede som Bitcoin, er at det som blir lagra der etter kort tid (i realiteten ein time) blir umuleg å endra. Etter kvart som nye blokker blir lagt på toppen av dei eksisterande vil blokkene bli tryggare og tryggare dess fleire som blir inkluderte. Det er om lag som når elvar avset sediment på sjøbotnen og avleiringar djupt nede i sedimenta blir vanskelegare å grava fram enn dei som ligg på eller nær overflata.

Norske universitet og høgskular må komma etter

Ein slik bruk av Bitcoin-teknologien ville opna for ei omfattande rasjonalisering av rutinar knytte til å sjekka at vitnemål og andre dokument er autentiske. Bitcoin-teknologien opnar for første gang for å bevisa eigarskap utan bruk av ein tredjepart.

Det er flott at universitetet i Nicosia går føre og viser veg, men norske utdanningsinstitusjonar bør også få auga opp for denne viktige teknologien og starta eksperimentering. Sikker lagring av vitnemål er berre eitt av mange bruksområde.

Referanse:

Svein Ølnes: Beyond Bitcoin – Public Sector Innovation Using the Bitcoin Blockchain Technology. NOKOBIT – Norsk konferanse for organisasjoners bruk av informasjonsteknologi 2015 ;Volum 23. (1). 

Separasjonen skjer ved hjelp av hydrodynamikk. Vann, blod og andre typer væske vil strømme rundt «trilobitten». Den er ellipseformet og har bitte små filterspalter som separerer ut fast stoff.

Målet er å kunne skille partikler fra to mikrometer og oppover. En mikrometer er en tusendels millimeter. Forskere fra Sintef lager strukturen i «trilobitten».

Trilobitter er en utdødd leddyrklasse som levde i havet i oldtiden. Mange trilobitter hadde pigger, enten ut til siden som forlengelser av leddene eller som utvekster oppover fra midten av kroppen.

Plattformteknologi med fordeler

Eirik Bentzen Egeland er oppfinner og gründer av selskapet Trilobite Microsystem. Han forteller at fordelene med den nye enheten er at det kreves lite energi for å pumpe væske gjennom strukturen, og at den ikke tetter seg lik andre filtre. I tillegg er teknologien svært fleksibel og skalerbar.

– Filtreringen vår er en plattformteknologi som kan brukes til mye forskjellig, sier Egeland.

Strukturen i renseenheten må spesialtilpasses til hva som skal renses og til væskevolumet. For blod vil det være en fordel å skille ut de forskjellige bestanddelene i blodet og fjerne «støy», for enklere å stille en diagnose.

Hvite blodlegemer er for eksempel på 5 mikrometer. Skal man klare å rense ut partikler, virus og bakterier, trenger man en dimensjon mellom turbinbladene som er ned mot 1 mikrometer. Det er derfor en stor fordel at teknologien er skalerbar og skal kunne filtrere ut partikler i hele spekteret fra 1 til 100 mikrometer i væsker.

Egeland forteller at bedriften i dag har et foreløpig anlegg installert i Kristiansand.

– I en vaskehall for lastebiler behandler vi store vannmasser og renser ut alt av partikler over 50 mikrometer for så å resirkulere vannet, sier han.

Tøyer grenser

Ved Minalab i Oslo arbeider Sintef-forskere med nanostrukturering.

– Vi etser ut mønsteret for trilobitten i en silisiumskive og må sprenge grenser for å lage en struktur der selve spaltene skal være veldig små – samtidig som de står i kanaler som er flere millimeter store, forteller Michal Mielnik.

Forskerne benytter silisiumskiver som utgangspunkt for å fremstille komponentene og teknologi som stammer fra mikroelektronikk. Men i stedet for å lage ledningsbaner og transistorer, etser de ut bitte små kanaler og spalter med nanometermål.

Mielnik tror de skal klare å levere strukturer som kan rense ut partikler fra 2 mikrometer og oppover i løpet av ettervinteren.

– Dette byr på en todelt utfordring: Kan vi for det første få til de geometriene som Trilobite Microsystem ønsker, og vil geometrien dernest gjøre jobben som de ønsker? Det siste innebærer at bedriften må teste enhetene i etterkant for å se hvordan de virker.

Store mål

Eirik Egeland har planer om at den nye enheten skal kunne rense ballastvann fra skip der det meste går ut i havet i dag. Det endelige, langsiktige målet er imidlertid å rense drikkevann.

– Vår teknologi skiller seg ut ved at det vil være mindre vedlikehold, altså mindre kostnader, ved å rense drikkevann, og vannet vil være helt rent og sikkert å drikke. Men dette ligger langt frem i tid; per i dag er vi på industrielt vann, sier han.

Etter at en pasient har fått operert hjernen må legene følge nøye med. Det kan komme hevelser etter operasjonen, og det kan øke trykket på hjernen.

Nå foreslår en amerikansk forskergruppe en ny type databrikke som kan opereres inn i kroppen, og nå tester de ut en versjon for hjerneopererte pasienter.

Det spesielle med brikken er at den løser seg opp etter en liten stund, i hvert fall i teorien. Studien av sensoren er publisert i Nature.

• Les også: Verdens minste fabrikk

Som et riskorn

Brikkene som ble laget for eksperimentet overvåket trykk og temperatur i hjernen, og ulike typer brikker ble operert inn i rottehjerner. Målet er at signalene fra brikken skal overføres trådløst.

Forskerne argumenter med at brikken kan erstatte andre typer overvåkende elektroniske implantater, som ofte opereres inni områder der det oppstår infeksjoner. Pasienten må også gjennom en ny operasjon for å fjerne det legene har satt inn.

Brikken består av et syltynt silisiumlag. Ifølge forskerne vil silisiummiksen løse seg opp i spinalvæsken, og skal ikke etterlate seg noen skadelige stoffer. De mener at sensoren kan fungere stabilt i tre dager før den begynner å gå i oppløsning.

Selve sensoren er knøttliten, omtrent på størrelse med et riskorn.

Men dette er fortsatt på idéstadiet. Forskerne har gjort noen rotteforsøk for å se hvordan brikken kan fungere i praksis.

Delvis nedbrytbar

De gjorde to forskjellige eksperimenter for å teste brikken. En rotte fikk operert inn en sensor som ikke kunne sende trådløst. Her ble sensoren plassert i selve hjernen, og forskerne mener at de fikk like gode målinger som tilsvarende systemer som finnes i dag.

Sensoren kunne bare delvis oppløses, men de viser at det er mulig å bruke selvoppløsende ledninger og elektronikk i en sånn brikke.

Det andre eksperimentet skulle teste trådløs overføring. En sensor ble operert inn i en annen rotte, men sensoren ble lagt oppå hodeskallen, ikke inne i hjernen.

• Les også: De nye kroppsbyggerne

Samme som i mobilen din

Forskerne brukte en NFC-sensor til å overføre data. NFC står for near-field-communcation, og har blitt en vanlig trådløs-standard som finnes i de fleste mobiltelefoner. De brukes blant annet til musikkoverføring og mobilbetaling.

Sensoren var også delvis nedbrytbar, og forskerne klarte å kommunisere trådløst med databrikken i rotteskallen.

Denne sensoren føyer seg inn i rekken av bittesmå roboter og maskiner som en gang kan fyke rundt i kroppene våre og passe på helsen vår. Noen går så langt som å spå at de kan gi oss evig liv.

Men dette er langt inn i framtiden. Det er også et stykke igjen før de nedbrytbare sensorene blir virkelighet, hvis det noen gang skjer.

Forskerne må sette brikken gjennom omfattende menneskelig utprøving, og brikkene må utvikles slik at de blir mindre og helt nedbrytbare i praksis.

Referanse:

Rogers mfl: Bioresorbable silicon electronic sensors for the brain. Nature, januar 2016. DOI: 10.1038/nature16492. Sammendrag.

Se for deg et stort publikum på en populær messe. Det er massevis av mennesker samlet inne i en messearena med ulike avdelinger. Plutselig går brannalarmen. Røyklukt siver inn. Alle vil ut – samtidig!

Blir det ubehagelig trykk og press på utgangene eller klarer de å gå ut uten trengsel?

Steinar Børve ved Forsvarets forskningsinstitutt (FFI) kan beregne hvor lang tid det tar å evakuere slike lokaler. Til dette har han en simuleringsmodell for å studere menneskemengder numerisk. I en simulert messearena kan han se hvor mye trykk vi må forvente i mengden. Det beste er å ha minst mulig variasjon i fart mellom hver person. Da kommer de raskest ut.

– Modellen er også i stor grad deskriptiv. Jo mer observasjonsdata vi har tilgang til, dess mer nøyaktige modeller kan vi lage. I tillegg baserer jeg koden på data om dimensjonene og yteevnen til menneskekroppen, sier Børve.

Simuleringen under viser en evakuering med middels nivå av panikk, der farta er 4,5 meter per sekund. Det blir trangt ved flaskehalsene, men folk kommer seg ut med kortest mulig evakueringstid. Simuleringen er laget av FFI-forsker Steinar Børve.

Turbulens på bakken

Ulike fenomener er karakteristiske for dynamikken til menneskemengder. Det mest interessante er ifølge Børve den skarpe overgangen vi kan se fra relativt fin flyt av mennesker til en potensielt livsfarlig forstoppelse.

Dette skjer på grunn av turbulens i en mengde. Forskerne kaller det gruppeturbulens.

Når alle strømmer i samme retning i fine rekker, henter de fram enda mer terminologi fra meteorologien og kaller det laminær strøm, det motsatte av turbulens.

– Det vil da være relativt god avstand mellom personene som kan bevege seg med små variasjoner i farta. Ved større og tettere mengder får vi etter hvert såkalte stop-and-go bølger. Som navnet tilsier, er bevegelsene til personene da preget av stadig start og stopp.

– Dette øker variasjonen i tetthet og reduserer den midlere strømraten. Ved enda høyere tetthet, typisk rundt sju personer per kvadratmeter, vil gruppeturbulens inntreffe, sier Børve.

Studerer ulykker

Trykket i mengden øker da raskt, og individene kan i svært liten grad bestemme sin egen dynamikk. Personer kan bli forflyttet bakover eller framover, løftet opp eller trykket ned. Trykket kan i verste fall føre til kvelning eller ribbeinsbrudd. Skadde personer kan bare reddes ut fra lufta.

Under muslimenes årlige pilegrimsvandring Hajj i 2006 ble 363 mennesker klemt i hjel da de skulle utføre ritualet «steining av djevelen», der småstein ble kastet mot tre søyler i byen Mina like utenfor Mekka.

Den hendelsen er mye studert av forskere, og etter mange liknende ulykker bygde saudiarabiske myndigheter i 2009 tre massive vegger istedenfor de tre søylene til småsteinkastingen og et femetasjes brokompleks, for å gjøre ritualet tryggere.

– Studier av slike ulykker med gruppeturbulens gir kunnskap som vi kan bruke til å identifisere potensielt farlige situasjoner og ta forholdsregler.

I dette tilfellet var tiltakene for små. I fjor mistet, ifølge Associated Press, over 2400 mennesker livet da de var på vei til nettopp dette ritualet under Hajj. Det var flere enn noen gang før.

Tyskerne går saktere

Beregninger av gruppedynamikk basert på matematiske formler kan også være problematiske fordi mennesker, også i grupper, reagerer ulikt avhengig av hvordan kulturen er i ulike land. Tenk på køkultur i Tyskland versus Kina, for eksempel. Dessuten er det ulikheter i hvor nært folk liker å stå og gå ved siden av andre.

I et eksperiment i 2009 testet tyske og indiske forskere nettopp dette, ved at en gruppe tyskere og en gruppe indere fikk gå rundt et ellipseformet hinder. Så lenge de gikk en og en, gikk de to nasjonalitetene omtrent like fort, men da gruppa med folk som gikk sammen ble større, gikk den indiske gruppa gjennomgående kjappere enn den tyske.

– I det tysk-indiske eksperimentet er det viktig å få fram at de to gruppene faktisk hadde mange likheter i måtene de endret hastigheten på. Det er likevel all grunn til å tro at kulturelle faktorer spiller en viktig rolle i gruppedynamiske fenomener.

– Derfor bør forskere så langt det lar seg gjøre kalibrere modellene til den gruppa av mennesker de vil studere, sier Børve.

Referanse:

Børve: A new, robust crowd dynamics simulation model. FFI-rapport 2015/01750, 2015.

Datamengdene i både det private næringslivet og det offentlige er nå blitt så store at det ikke lenger nytter å bruke dagens statistiske metoder til å analysere dem på en best mulig måte.

Med Universitetet i Oslo i spissen har Norsk Regnesentral, Oslo universitetssykehus, NAV og Skatteetaten gått sammen med tunge aktører i næringslivet som Telenor, Gjensidige og DnB om å danne senteret for forskningsdrevet innovasjon, Big Insight.

Senteret skal de neste åtte årene utvikle nye statistiske metoder for å effektivisere det offentlige og gjøre næringslivet bedre og mer konkurransedyktig, ikke bare her i Norge, men også internasjonalt.

– Datamengdene er blitt så enorme at vi nå trenger langt mer sofistikerte, statistiske metoder for å kombinere og tolke de mange typene data som finnes. Ellers får vi bare ut søppel, forteller lederen for det nye forskningssenteret, Arnoldo Frigessi. Han er også professor i statistikk ved Det medisinske fakultet på Universitetet i Oslo.

Allmenngyldige statistiske metoder

Det er vanlig å bruke statistiske modeller til å beskrive hypoteser av virkeligheten. Hvis sannsynligheten er svært liten for at dataene stemmer med hypotesen, blir hypotesen forkastet.

– I enormt store datamengder er dataene så detaljerte at det aldri vil være mulig å lage hypoteser som stemmer med alle dataene. Da vil uansett enhver hypotese bli forkastet. Vi må derfor tenke nytt og utvikle helt nye statistiske metoder, forteller Frigessi.

Selv om oppgavene til de ulike samarbeidspartnerne er svært forskjellige, lover han at de nye statistiske metodene vil kunne bli allmenngyldige.

– Det er ikke så stor forskjell på statistiske metoder selv om de skal brukes på så ulike ting som brystkreft, mobiltrafikk og forsikringspoliser.

Frigessi er på jakt etter to typer statistiske løsninger. Den ene skal være en mirakelkur for personaliserte problemstillinger. Den andre skal kunne forutsi når stabile systemer av en eller annen grunn kommer ut av likevekt og begynner å bevege seg i en uvanlig retning.

Persontilpassete løsninger

Ønskene om persontilpassete løsninger er mange:

• Kreftmedisiner: Hvis du får kreft, hadde det vært best om du kunne få en medisinsk cocktail spesialtilpasset sykdomsgenene dine.

Det store problemet er: Sykdomsgenene dine er helt unike. Du er den eneste i verden som har dem. Hvordan er det da mulig å finne en persontilpasset behandling? Da må sykdomsgenene til alle som har fått den samme krefttypen, sammenlignes. Her er det snakk om å kombinere geninformasjonen fra tusenvis av pasienter som ligner på deg.

• Mikrolån i u-land: Telenor har allerede 36 millioner mobilkunder i Pakistan. Mange av dem bor svært landlig til, uten tilgang til banker. Telenor ønsker nå å tilby mobilkundene mikrolån.

– Tenk deg at en fyr ringer deg og ønsker å låne 2000 dollar for å kjøpe en ku. Du vet ikke om han har jobb, hus eller barn. Det eneste du vet, er hvordan han har ringt med mobilen, når og hvor han har vært. Basert på hvordan han bruker telefonen, skal du kunne beslutte om han skal kunne få et lån. Da må du bruke statistikk til å estimere risikoen til den enkelte kunde. Kan du stole på personen? Vil han betale tilbake lånet? Hvis Telenor klarer dette, kan de tilby persontilpassete, finansielle løsninger i bankløse områder i Pakistan, forteller Frigessi.

• Avdekke svindlere: Skatteetaten ønsker å bruke de nye metodene til bedre å finne ut av hvem som betaler den skatten de skal.

– De ønsker altså å finne sannsynligheten for at en skattebetaler sniker seg unna.

NAV deltar i det nye forskningssenteret for å bli i stand til å finne ut av hvem som feilaktig får støtte.

DnB ønsker å bruke de nye metodene til å avdekke hvitvasking av penger.

– Banken må raskt kunne beregne sannsynligheten for at enhver transaksjon over et visst beløp kan være hvitvasking. Løsningen er å finne en algo ritme som automatisk avdekker de få personene som bør sjekkes nærmere manuelt, sier Frigessi.

• Personlig forsikring: Når du tar kontakt med Gjensidige, ønsker de å bruke de nye metodene på de enorme kundedataene sine for å kunne gi deg individuelle produkter og priser. Da får du en unik forsikringsavtale som er tilpasset deg.

Ute av likevekt

Den andre generelle, statistiske metoden skal forutsi overraskende hendelser for ustabile systemer.

Tenk deg at svært mange sensorer overvåker en pasient, minutt for minutt etter en operasjon.

Overvåkingen skal kombinere all mulig informasjon og sammenligne den med pasientjournalen og automatisk si ifra hvis noe kan gå galt.

– Vi må da ha et system som lærer fra tusenvis av andre pasienter om hva som kan skje.

Store skip på havet blir overvåket av hundrevis av sensorer, som kontinuerlig måler slike ting som trykk, temperatur og lyd i kontrollrommet. Her må mange typer data kobles sammen.

Ett eksempel er lyd. Lyden er forskjellig avhengig av om det blåser eller ei og om båten er i havn eller til sjøs. For å unngå falsk alarm, må sensordataene kobles med posisjonen til skipet og meteorologisk informasjon for å slå fast hva lyden kan være. Poenget er å stoppe skipet i tide før det havarerer.

Konkurransefortrinn

Hele ideen er å utvikle så gode statistiske metoder at samarbeidspartnerne i det nye forskningssenteret skal få et konkurransefortrinn foran alle andre.

– De kan da bruke de nye metodene i to til tre år før de blir publisert vitenskapelig og dermed tilgjengelige for alle. Det gir likevel et stort nok forsprang. Etter noen år må metodene uansett forbedres. Hver gang vi får nye typer data, blir det et kappløp om nye metoder.

Til sammen skal senteret knytte til seg over hundre forskere, derav vel tretti stipendiater og ti postdoktorer.

– Det er ikke nok at vi blir best i Norge. Vi skal i tet internasjonalt. Vi valgte samarbeidspartnere som ikke er konkurrenter, er i front internasjonalt og som har spennende og enormt store datamengder som aldri er blitt skikkelig analysert.

Frigessi ønsker likevel å tone ned forventningene og påpeker at risikoen er stor for at problemene de kaster seg over, ikke lar seg løse.

– Innovasjonsdrevet forskning er umåtelig krevende. Vi må med god fantasi koble sammen data fra mange kilder. Hvis alt lar seg løse, har vi valgt for enkle problemstillinger. Vi skal løse supervanskelige ting og kommer til å feile mange ganger. Kanskje halvparten av prosjektene går galt. Vi må lære av disse feilene og hvorfor vi ikke fikk det til. Sånn er det i vitenskapen, poengterer Frigessi.

Testene av prototypen er lovende. 

For å demonstrere mulighetene til kameraet fikk forskerne bygget en ramme som de plasserte på bunnen av Oslofjorden i havvann med betydelig mudder. De tok bilder av dette «målet» med kameraet og sammenlignet resultatene med de fra et vanlig kamera. Det nye kamera ga allerede i første versjon vesentlig klarere bilder enn et vanlig kamera.

Kameraet skal kunne monteres i bunnen av båt eller på undervannsfarkoster og overvåke havbunnen i viktige havområder.

– Det nye kameraet vil gi både bedre overblikk, flere detaljer og et helt annet datagrunnlag enn tidligere, sier prosjektleder Jens Thielemann i SINTEF.

SINTEF-forskere samarbeider nå med andre europeiske aktører for å utvikle sensorer og lasere til undervannskameraet.

Det nye verktøyet skal kunne gjøre det enklere å oppdage forurensning på havbunnen, forvalte marine ressurser og foreta inspeksjoner og vedlikehold under vann, ifølge forskerne.

Hvor mange og hvor store kreps?

Overvåking av marine ressurser avhenger ikke bare av å kunne klassifisere og telle arter som lever i havet, men også av å kunne slå fast størrelsen til individene.

I dag foregår marin forvaltning ved hjelp av å samle inn data med sonar og tradisjonelle videokamera. Sonaren når langt, men gir ingen detaljer, og videokameraene ser dyr på havbunnen, men kan ikke bedømme størrelse og mengde. Kameraene er enten festet på fjernstyrte undervannsfarkoster (ROV’ere), eller er enklere varianter – som slede med kameraer eller kamera i bunnen av båter.

– Den største utfordringen med tradisjonelle kamera er at det særlig i kystnære strøk, er sand og leire i vannet som reduserer sikten betydelig. Dette gjør at vanlige kameraer fort ser veldig lite, sier Thielemann.

Første versjon kommer til sommeren

Den nye kamera-prototypen er basert på eksisterende teknologi satt sammen på en ny måte. Det gjenstår fremdeles flere forbedringer som forskerne skal gjøre de neste to årene.

Thielemann ser for seg fordelene ved kameraet når det tas i bruk.

– Med nye bilder får man bedre data og informasjon, og med god, visuell informasjon er det også lettere å kommunisere eksternt. Om det er døde dyr på havbunnen, skal dette fortelles til offentligheten. Da hjelper det med et bilde, sier han.

Prototypen som forskerne nå har utviklet, vil danne basis for en ny type kommersiell kamerateknologi som Thielemann håper vil bli robust, liten og enkel i bruk. De teknologiske komponentene utvikles nå flere steder i Europa. SINTEF har prosjektledelsen, setter sammen komponentene og analyserer bilder.

I februar skal det gjøres nye tester i København, og sommeren 2016 kommer første versjon av kameraet basert på spesialtilpassede komponenter som er lettere, mindre og kraftigere enn prototypen. 

Fly har et dårlig miljørykte, kanskje dårligere enn fortjent. Riktignok slipper de ut mye mer klimagasser enn konkurrentene per passasjerkilometer, isolert sett.

• Les også: Bil mer miljøvennlig enn tog?

Likevel, ser du på utslippene ved bygging og vedlikehold av infrastruktur, som veier og skinner, er miljøregnskapet penere for flyet. Det trenger jo nesten bare en flyplass i hver ende.

Infrastrukturen til togdrift slipper ut over fire ganger så mye CO2 per setekilometer som infrastrukturen til fly, viser en forskningsrapport fra Vestlandsforskning fra 2010.

Radialt nye teknologier

Det som likevel gjør fly til en miljøversting, er drivstofforbruket den tida det er i lufta. Og dette drivstofforbruket kan reduseres.

Det skjer allerede. Siden rapporten ble skrevet, har fly blitt  litt mer miljøvennlige, takket være mer effektive motorer og endringer i flygemønster.

Men de virkelig store forbedringene kommer først med radikalt nye teknologier, slike som blant annet utvikles gjennom programmene til den amerikanske romfartsorganisasjonen NASA.

Jetforsterkede sideror? Elektriske flymotorer? Bøyelige vinger? Vinger og skrog i ett? Formasjonsflyging i gåseflokk? Komposittskrog? Dette er noen av teknologiene som kan brukes til å lage grønnere fly.

Jetforsterkede sideror

Store sideror gir mer luftmotstand og drivstofforbruk. NASA bruker nå et Boeing 757 passasjerfly for å prøve ut blant annet mer effektive sideror på halefinnen.

Systemet henter varm eksosgass fra den lille jetmotoren som skaffer elektrisk strøm ti flyet. Eksosgassen kjøles ned og sendes ut gjennom mange små dyser i forkant av haleroret.

Dermed kan roret bygges mindre og mer miljøvennlig, men beholde roreffekten.

Elektriske flymotorer

I NASAs prosjekt LEAPTech forskes det på mange små propeller drevet av elektriske motorer. Propellene er fordelt langs forkanten av vingene. Det har flere fordeler.

Den første fordelen er selvfølgelig at energien kommer fra batterier, ikke fossilt drivstoff.

Den andre er at turtallet for hver propell kan styres individuelt. Det gir bedre utnyttelse av effekten ut fra plasseringen på vingen.

• Les også: Rask og grønn

Den tredje fordelen er at elektromotorer gir full kraft også ved lave turtall, noe enhver som er blitt forbikjørt av en Tesla har erfart når lyset skifter til grønt.

Det betyr at propellene kan være større og rotere langsommere. Det gir mye mindre støy.

Mye av støyen fra et vanlig propellfly kommer nemlig fra tuppen av propellen. Den går så fort rundt at den bryter lydmuren og lager en supersonisk sjokkbølge.

Selve elektromotorene går også mer lydløst enn en tilsvarende stempelmotor.

Først på bil, så på fly

I 2015 gjennomførte NASA og samarbeidspartneren Joby Aviation en serie prøver med en ving der 18 slike elektriske motorer med propeller var påmontert.

Vingen ble festet til en lastebil og prøvekjørt for målinger på Edwards Air Force Base i California.

Etter planen skal et småfly prøvefly en forbedret utgave av denne vingen i 2017.

Bøyelige vinger

Når et vanlig fly skal bremse opp og fly langsomt før landing, folder det ut flater i bakkant av vingen, kalt flaps.

Disse flapsene er stive og felles ut med et hengsel. Hvis vingen isteden kunne bøyes gradvis, som på en fugl, ville vekten av vingen og luftmotstanden bli lavere.

En slik bøyelig ving har vært prøvd ut på en forretningsjet i 2014 og 2015 i et samarbeid mellom NASA, US_Air Force Research Laboratory og firmaet FlexSys.

Ifølge FlexSys kan den bøyelige vingen spare rundt ti prosent drivstoff og redusere støyen ved avgang og landing til nær det halve.

Vinger og skrog i ett

På samme måte som flaps kan integreres i vingen, så kan vingen integreres i flykroppen. Gevinsten er den samme: Skarpe kanter langs skroget jevnes ut, luftmotstanden og støyen blir redusert og drivstoff kan spares.

Slike fly har lenge vært utprøvd. Allerede på 1930-tallet var den amerikanske prototypen Burnelli UB-14 på vingene.

• Les også: Grønn bølge i det blå

På begynnelsen av 2000-tallet utviklet NASA en fjernstyrt flygende vinge med over seks meter vingespenn.

Også dronen X-48 bruker denne konstruksjonen. Den er bygget av Boeing  i samarbeid med NASA og fløy for første gang i 2007.

Problemet med slike flygende vinger og andre integrerte vinger og skrog er likevel hvor man skal gjøre av passasjerene.

Formasjonsflyging i gåseflokk

Gjess flyr i plog av samme grunn som syklister drar hverandre i felt: Luftmotstanden blir mindre.

I framtida kan også fly gjøre det samme, styrt av lynraske autopiloter som hindrer sammenstøt.

Nå skal forskere fra West Virginia University og University of Kansas prøve prinsippet med droner, støttet av NASA Leading Edge Aeronautics Research Project.

Beregninger tyder på at rundt en sjuendedel av drivstoffet kan spares på denne måten.

Kanskje vil vi i framtida også oppleve flokker av aluminiumsfugler trekke over verdenshavene.

Komposittskrog

Komposittmaterialer er allerede i bruk i dagens passasjerfly, for eksempel Boeings Dreamliner. I framtida vil de bli enda mer utbredt i skrog og vinger.

Ikke bare er komposittmaterialer lettere, slik at drivstoff spares av den grunn. NASA utvikler nå en ny måte å sette sammen komposittdelene på.

Istedenfor nagler bruker de en sammensying av lag og staver av komposittmateriale.

Dermed tåler materialet skader bedre. Forsøk viser at når materialet bøyes og skades, vil ikke skaden utvide seg videre, som langs naglede plater.

Dessuten kan delene ha mykere former, som i den flygende vingen. Dette reduserer drivstofforbruk ytterligere.

Referanse og lenker:

Transport, energi og miljø. Sluttrapport. Morten Simonsen. Vestlandsforskning 2010.

Om jetforsterkede sideror på NASAs nettsted

NASAs artikkel om LEAPTech, vingen med de mange små elektriske flymotorene

Om LEAPTech på nettsidene til firmaet Joby Aviation, som har bygget vingen med elmotorene

Om bøyelige vinger på NASAs nettsted

Om blant annet formasjonflyging på NASAs nettsted

Om PRSEUS, ny framstillingsmetode for komposittskrog, på NASAs nettsted