Du har sett saus eller majones som skiller seg, eller opplevd at et klissent lag med olje legger seg på toppen av hudkremen. Her er det olje og vannet som skiller seg fra hverandre. Det er nemlig hardt arbeid å holde vanndråper eller oljedråper stabile, noe som gjør at olje og vann ikke er fullstendig løselige med hverandre. 

Når to væsker ikke løser seg opp i hverandre, kalles det emulsjon.

For å hindre at stoffene skiller seg, bruker kjemikere hjelpestoffer som emulgatorer, for å stabilisere de urolige dråpene. Både i mat, medisin og i forbindelse med oljeutvinning er dette vanlig utfordringer.

I oljebransjen har de også den motsatte utfordringen – når den produserte oljen effektivt skal skilles fra vannet.

• Les også: Leire kan brukes i karbonfangst

Elektrisitet – nå leire og salt

I et tidligere prosjekt studerte fysiker Jon Otto Fossum ved NTNU hvordan dråper i olje oppfører seg ved hjelp av elektrisitet.

Nå har han fordypet seg i leire og salt – også denne gangen helt ned på nanonivå. Fossum ledet et prosjekt som var et samarbeid mellom norske og brasilianske forskere.

De har studert overgangen mellom forskjellige typer strukturer av leire rundt en oljedråpe i vann. Dette gjorde de ved å finjustere saltinnholdet i vannet rundt dråpen.

Med salt dannes leiregel

Funnet bygger på to kjente egenskaper til leire i vann:

Leirpartikler frastøter hverandre i vann som ikke inneholder salt. Dette gjør at i vann uten salt danner veldig små leirede strukturer, kalt nanostrukturer, der leirpartiklene strukturerer seg som i glassmaterialer.

Men hvis det er salt i vannet, oppfører leiren seg annerledes. I saltvann danner ikke leirpartiklene glasslignende strukturer, men de tiltrekkes av hverandre og danner i stedet en slags gelé, såkalte geler, som består av leirepartikler som er slått sammen.

• Les også: Kapsler gjør verden mykere

– Det er mulig å designe en tynn leiregel på en oljedråpe i vann ved å finjustere saltinnholdet i vannet rundt oljedråpen, sier Jon Otto Fossum. 

Dette er det ingen som har observert direkte før. Det er dermed mulig å kontrollere hvor sterk gelen er rundt en oljedråpe.

Dette kan for eksempel brukes til å øke mengden av olje som blir utvinnet fra oljereservoarer. Det kan også forbedre levetiden for spesifikke matvarer, eller for eksempel for bruk i medisiner eller kosmetikk.

Referanse: 

A. Gholamipour-Shirazi m.fl: Transition from glass- to gel-like states in clay at a liquid interface. Scientific reports. November 2016. Doi:10.1038/srep37239.

Hvis denne motoren fungerer, betyr det kanskje at vi må se nytt på kjente naturlover.

Ved første blikk er det ingenting som tilsier at dette er en motor i det hele tatt. Den ser ut som en metallbøtte laget av kobber.

Dette er et tomt kammer. Det sendes mikrobølger inn i metallkammeret. Mikrobølgene spretter rundt inne i dette kammeret, og på en eller annen måte skal dette føre til framdrift.

Men det virker helt umulig. Det kommer ingenting ut av motoren, og den har ingen bevegelige deler. 

Dette er i strid med Newtons tredje lov som sier at for enhver kraft finnes det en motsatt rettet og like stor motkraft.

En rakettmotor er et av de klareste eksemplene på dette. Rakettens akselerasjon skjer på grunn av eksos som skytes ut i motsatt retning. Dette generer skyvekraft, og raketten blir dyttet framover.

Dette kalles også prinsippet om bevaring av bevegelsesmengde. Når noe beveger seg, betyr dette at tingen har bevegelsesenergi i en retning. Hvis det ikke er en kraft som også virker i motsatt retning, «skapes» det energi ut av ingenting.

– Vi har aldri sett noen ting i naturen som bryter dette prinsippet, sier Bjørn Samset til forskning.no. Han er fysiker og forskningsleder ved CICERO – norsk senter for klimaforskning.

– Det er ikke dermed sagt at den aldri kommer til å bli utfordret, men det krever en enorm bevisbyrde.

Nå har det dukket opp en ny forskningsartikkel som beskriver en ny mikrobølgemotor-test, og vi har tatt en prat med Samset om hva dette egentlig er for noe.

Denne artikkelen har akkurat blitt publisert i Journal of propulsion and power. Dermed er dette den første forskningsartikkelen om denne motoren som blir publisert i et vitenskapelig tidsskrift.  

Spørsmålet er om motoren egentlig fungerer. Og hvis den faktisk gjør det, hvorfor?

• Les også: – Planen til Elon Musk oppleves nesten umulig

Kontrovers i mange år

I 2014 publiserte vi denne saken om en lignende motor, som ser litt annerledes ut, men som er basert på noe av det samme prinsippet.

Den gangen viste testene det samme som nå: Denne typen motor kan kanskje produsere en svært liten skyvekraft.

Det er de samme forskerne som står bak begge testene. De er tilknyttet NASA gjennom Advanced Propulsion Physics Laboratory, også kalt Eagleworks. Dette er en forskergruppe som undersøker rare og uortodokse teorier og teknologier.

Motoren det er snakk om kalles en EMdrive, kort for Electromagnetic drive, og ble først oppfunnet av den britiske ingeniøren Roger Shawyer.

En artikkel om Shawyer og motoren hans i magasinet New Scientist skapte massevis av oppstyr i 2006. Flere fysikere hevdet etterpå at motoren ble altfor snilt framstilt av magasinet, siden det åpenbart virker som om motoren bryter med Newtons tredje lov.

Bitteliten skyvekraft

Selv hvis EM-motoren produserer litt skyvekraft, er det snakk om mye mindre enn andre, elektriske motorvarianter som finnes i dag.

I det nye forsøket har forskerne målt en skyvekraft på 1,2 millinewton for hver kilowatt med energi som brukes. Dette tilsvarer omtrent 0,1 gram med skyvekraft, så det er ikke snakk om en dyttende muskelbunt.

Den mest kjente elektriske er ionemotoren, som har blitt brukt som manøvreringsmotorer på satellitter, men også som hoveddrivkraft på romsonder. Disse motorene har blitt brukt i mange år, for eksempel på romsonden Dawn, som besøkte dvergplaneten Ceres i fjor.

Disse ionemotorene sender ut ioner for å generere skyvekraft, men de trenger drivstoff. De sender ut ioner av for eksempel argon. Dermed må sonden også ha en argon-tank med seg.

EM-motoren trenger bare elektrisitet. Selv om skyvekraften er liten, kan den teoretisk sett fortsette å akselerere i det uendelige, siden sonden ikke må ha med brennstoff. Selv om det tar en stund, betyr dette at en sonde kan oppnå svært høye hastigheter.

Dette kan høres for godt ut til å være sant.

– Ekstremt vanskelig oppsett

Den nye artikkelen beskriver en serie tester hvor motoren har blitt testet under forskjellige forhold, blant annet i vakuum.

Ifølge forskerne oppfører motoren seg ganske likt under forskjellige forhold, og den produserer en liten skyvekraft.

Motoren er satt opp på en testrigg som skal måle ekstremt små utslag av skyvekraft. Du kan se et bilde av den i artikkelen til forskerne.

– Det er et ekstremt vanskelig oppsett de har laget, sier Bjørn Samset etter å ha lest artikkelen.

– De har kraftig strøm som beveger seg, og det er temperaturforskjeller som oppstår i riggen. Det er mye som skjer inne i testkammeret.

Forskerne understreker selv at det kan være potensielle feilkilder når de måler skyvekraften. For eksempel kan strømmen varme opp deler av riggen, metall kan ekspandere og dermed kanskje påvirke testresultatet.

– Det kan godt være at de har målt en effekt, men de kommer med et ekstraordinært utsagn, og det må testes ganske grundig av flere grupper, mener Samset.

Fotoner som spretter

NASA-forskergruppen som tester disse motorene prøver foreløpig bare å se om de faktisk produserer skyvekraft. Hvis motoren faktisk fungerer, er det ingen som vet hvorfor. 

Roger Shawyer mener at motoren fungerer på grunn av kjente fysiske prinsipper.

Mikrobølgene som sendes inn i kobberboksen er elektromagnetisk stråling, og består av fotoner.

Disse fotonene beveger seg i lysets hastighet, som er universets fartsgrense. Ingenting kan bevege seg raskere enn dette, ifølge relativitetsteorien og moderne fysikk.

Fotonene som spretter rundt inne i motoren lager trykk mot innsiden av veggene i motoren. Dette kalles strålingsstrykk, og all elektromagnetisk stråling danner denne typen trykk.

Det er derfor stråler fra solen kan skape skyvekraft inne i et solseil – et stort stykke materiale som reflekterer fotoner. Sawyer mener at motorens form skaper en forskjell i strålingstrykk som produserer skyvekraft, men det er uklart hvorfor dette skulle fungere.

New Scientist har sammenlignet det med å bevege en bil ved å dytte den fra innsiden.

Hvis du vil lese mer om Shawyers tanker, kan du sjekke ut den kontroversielle New Scientist-artikkelen fra 2006 (krever innlogging).

– Dette er ikke sånn det fungerer i det virkelige livet. Fotonene treffer atomer i veggene, og det skjer interaksjoner med hvert enkelt atom, sier Samset.

– Utregningene kan i første omgang se greie ut, men de er en forenkling av det som egentlig skjer. Da blir også resultatet feil.

Samset sier at han ikke helt skjønner hvordan Shawyer har tenkt, og at det trengs mye mer tid for å sette seg inn i regnestykkene.

Forskerne ved Eagleworks-laboratoriet spekulerer i om partiklene i mikrobølgene blir påvirket av ikke-beviste kvantefysiske fenomener, som så kan skape skyvekraft.

• Les også: Vil legge Mars- astronauter i dvale

I verdensrommet

Selv om ingen kan forklare akkurat hva som skjer inne i motoren, utelukker ikke det at den faktisk fungerer.

Selskapet Cannea Inc, som står bak en annen variant av en mikrobølgemotor, og som vi skrev om i 2014, har de sagt at de skal teste motoren i verdensrommet på en liten satellitt.

– Dette er veldig interessant. Da kan de få testet motoren under ekte forhold, og det finnes massevis av andre satellitter som de kan sammenligne bevegelsene med.

– Hvis denne satellitten beveger seg slik de sier, da har de faktisk oppdaget noe, tror Samset.

Det kommer ikke fram når disse testene skal skje, men testen skal pågå i minst seks måneder.

Samset tror selv at Newtons tredje lov ikke kommer til å falle med det første, men at det er viktig med eksperimenter som utfordrer aksepterte sannheter.

– Jeg ønsker dem hell og lykke, og jeg håper at de fortsetter helt til teknologien er undersøkt nøye.

– Det er denne typen pågangsmot som driver verden framover.

Mikrobølgemotorene har i hvert fall skapt mye entusiasme over hele verden, og folk går så langt som å bygge sine egne varianter. Et lite søk på nettet gir deg massevis av forumsider og reddit-tråder som er dedikert til denne teknologien.

Denne Youtube-brukeren har laget sin egen variant av EM-motoren. Han utfører også en test hvor han påstår at den produserer en liten skyvekraft.

Men det er mange ubesvarte spørsmål. I New Scientist-artikkelen fra 2006 påstår Shawyer at motoren hans ville spare romindustrien for 15 milliarder dollar i løpet av de neste ti årene.

Nå er det ti år senere, og vi vet fortsatt ikke sikkert om hverken den ene eller den andre mikrobølge-motoren fungerer. Spørsmålet er om motoren kommer til å ta steget ut av obskure internettforum og drømmende vitenskapsnyheter og inn i den virkelige verden.

Referanse:

White mfl: Measurement of Impulsive Thrust from a Closed Radio-Frequency Cavity in Vacuum. Journal of propulsion and power, DOI: 10.2514/1.B36120.

Det er den tiden på året igjen. Butikkene skal tømme lagerhyllene, og den ene kampanjen sortere enn den andre skyller inn over innbokser, sosiale medier, nettaviser og postkasser.  Endelig er tiden kommet. Endelig kan vi gjøre et kupp. Men kan vi egentlig det?

Black Friday er, som så mye annet, importert fra USA. Enkelte hevder at dette er dagen da handelsstanden endelig går i svart, altså får overskudd i regnskapet. Andre viser til stillstand i trafikken når alle skal hjem etter høstfesten Thanksgiving. Dagen regnes som starten på julehandelen, selv om julemarsipanen har vært her siden oktober (eller var det september i år?)

Uansett opphav, dagen er kommet for å bli, og er et godt eksempel på hvordan teknologi, og spesielt IT, bidrar til å gjøre det meste av galskap enda litt mer galt.

Black Friday har vært et fenomen helt tilbake til 1930-tallet, men tross køer i butikkene og kranglende shoppere var dagen neppe like allestedsnærværende da som nå. De siste årene har vi fått Black Weekend, Black Week, og snart får vi vel også Black Month og Black Year. Alt i konsumerismens og det tankeløse forbrukets navn.

Et kjøpepress vi aldri har sett maken til

Muliggjøreren heter IT. Facebook og Instagram revner i sømmene av alle annonsene for Black Friday. Innboksen renner over av nyhetsbrev fra alle bedriftene man noen gang har hatt kontakt med. Og nettavisene bidrar med sitt. I tillegg har vi nå også innholdsmarkedsføring, som gjør at handelsnæringen kan reklamere også på plassen som før var forbeholdt redaksjonelt innhold.

Netthandelen vokser stadig, og vil selvfølgelig ha sin del av kaka. Tjenester som prisjakt og prisguide girer også opp, og lar deg sette opp overvåking av varer du er interessert i, i tilfelle de skal komme på tilbud. Egne Black Friday-sider har de selvfølgelig også. Til sammen blir dette et kjøpepress av dimensjoner, som vi aldri har sett maken til. Det er ikke sikkert alle tilbudene er like gode heller. Gjør man et nyhetssøk på Black Friday dukker det opp flere historier om prismanipulering, hvor varer settes opp i pris i dagene før, slik at de kan annonseres som salgsvarer senere.

Overvåker klikkene dine

Handelsnæringen kan selvfølgelig le hele veien til banken. Ikke bare blir de kvitt varer de har på lager, så de kan frigjøre plass til neste sesongs varelager. De får i tillegg, takket være linkene vi klikker i alle nyhetsbrevene og digitale annonser, også en super profil på hva den enkelte av oss er interessert i som konsumenter.

Det som starter som et nysgjerrig klikk i et nyhetsbrev, og ender som en reise rundt i nettbutikkens fristelser, blir til data som kartlegger våre interesser og i neste omgang bidrar til enda flere fristende tilbud. Som lokker oss til å kjøpe enda flere ting som vi neppe har bruk for, slik at næringen kan få enda bedre oversikt over vanene våre. Og slik fortsetter karusellen å snurre.

Teknologien brukes på måter som speiler samfunnet

IT er muliggjøreren for både press og overvåking, men det betyr ikke at teknologien i seg selv er hverken det ene eller det andre. Sentralt for oss som forsker på dette området er nettopp samspillet mellom teknologi og samfunn. Selv om teknologien ofte får skylden for samfunnsendringer, så er det heller slik at teknologien brukes på måter som gjenspeiler den rådende samfunnstrenden.

I dag truer Uber og Airbnb taxi- og hotellnæringen, men begge tjenestene har sitt opphav i den mer uskyldige delingsøkonomien, hvor filosofien ikke er rå kapitalisme, men å dele på de godene man har, sånn at man skal slippe å drive rovdrift på kloden. Airbnb springer for eksempel ut av konseptet Couchsurfing, hvor man låner til seg og låner bort en overnattingsplass. Slik får reisende en annerledes opplevelse og blir kjent med mennesker og kultur i landet man reiser til.

Kunne fått oss til å bytte og dele

Den samme teknologien som gjør at Black Friday har blitt den nye bulkedagen på landets parkeringsplasser kunne også gjort helt andre ting, hvis vi som samfunn hadde ønsket det. Nyhetsbrev, sosiale medier og innholdsmarkedsføring kunne like gjerne vært rettet mot bytte- og deledager, naturdager eller den store plystredagen, om man heller vil det. Og noen prøver å gå mot strømmen. Problemet er bare at sammfunnstrendene virker så sterkt, så vi velger å bruke teknologien til helt andre ting.

Black Friday er et symptom på det samfunnet vi er en del av, og energien som brukes på dette kunne vært brukt på helt andre ting. På samme måte kunne de varslede masseoppsigelsene som følge av den neste bølgen automatisering, delingsøkonomi med mer, like gjerne vært presentert som en mulighet. Endelig finnes det teknologi som gjør at vi slipper å arbeide. Som lar oss leve ut våre kreative sider. Gå hjemme og bygge på huset, stå i atelieret og lage kunst, eller følge barna på tur i skogen. Dette var visjonen til mange av de tidlige teknologene, ingeniørene og IT-folkene som fant opp mye av den teknologien som i dag brukes til helt andre formål.

Teknologi er viktigere enn noensinne, og kunnskap om samspillet mellom teknologien og samfunnet den er en del av blir stadig mer viktig. Vi trenger politikere som forstår at teknologien ikke nødvendigvis fører til hverken det ene eller det andre, som i stedet tør å tenke nytt om hvordan vi bruker den. Vi trenger medier som er kritiske og reflekterte, og som slutter å fortelle oss at konsekvensen av den teknologiske utvikling er slik eller sånn. Så neste gang du får et nyhetsbrev om Black Friday-salget, bruk et lite minutt på å tenke over hva som heller kunne stått i det nyhetsbrevet. Kanskje nettopp den tanken blir et første lite steg mot et alternativt blikk på hva teknologien kan brukes til?

Sjokoladepulver er en av mange matvarer som blir tørket før de havner i butikkene. 

I dag går det meste av varmen som blir igjen fra tørkeprosesser i mat- og fôrindustrien til kråka. Den har rett og slett for lav temperatur til at den kan brukes i industrien.

Nå har forskere klart å øke temperaturen i damp fra 100 til 125 grader ved hjelp av en bildel. Målet er å nå 150 grader. Først da kan dampen brukes. 

– I prosjektet HeatUp har vi utviklet ulike metoder som gjør det mulig å oppgradere og gjenbruke denne varmen, sier forsker Michael Bantle ved Sintef, som leder arbeidet.

• Les også: Denne varmepumpa kan vare i 10 000 år

Fem ganger så effektiv

Fra før har forskerne brukt varmepumpeteknologi til å øke temperaturen på det vannet som blir til overs fra 20 til 90 grader. Vann som blir til overs fra industrien kalles spillvann. Varme som blir til overs kalles spillvarme. 

Nå har de også klart å oppgradere varmen i damp på en billig og svært effektiv måte. Til det har de brukt en turbokompressor som til vanlig sitter under panseret i nesten alle dieselbiler:

Opprinnelig er turbokompressoren laget for å presse mer luft inn i sylindrene på bilene. Det gjør at mer diesel kommer inn i motoren, og kraften øker. Ideen til forskerne var å justere den, slik at den også kan fungere for damp.

Turbokompressoren trykker sammen dampen. Det gjør at dampen kondenserer på enda høyere temperatur enn den hadde før den ble komprimert.

Det viste seg å fungere: Etter ombygging ble den elektrisk drevne turbokompressoren fire til fem ganger så effektiv som den konvensjonelle teknologien med fossile brensler eller direkte elektrisk oppvarming, som brukes til tørking av matvarer.

Den nye teknologien er så langt testet ut i samarbeid med sjokoladekonsernet Mars, som produserer både sjokolade og dyrefor. Begge produktene er resultat av svært energikrevende prosesser, fordi de må tørkes.

Må være lønnsomt

For at spillvarmen skal lønne seg for industrien, må løsningen være så kostnadseffektiv at investeringen betaler seg allerede etter noen måneder.

– Her er vi på riktig vei. Løsningen har blitt langt billigere enn de konvensjonelle kompressorene som i dag blir brukt, både i drift og som investering, sier Bantle. 

– Vi forventer at denne teknologien vil bli en tiendedel billigere enn vanlige kompresjonsteknologier. Derfor vil den ha stort potensial i land hvor elektrisk energi er såpass dyr at varmepumper vanligvis ikke lønner seg.

Og han får støtte fra industripartner Siegfried Schmidt, som har utviklet damptørkeprosesser for dyrefor fra Mars.

– Vi forventer en tilbakebetalingstids på to år, selv om elektrisk energi skulle bli fire ganger så dyrt som fossil energi. I tillegg til å gi oss god økonomi bidrar dette med at Mars-konsernet når null-utslippsmålet sitt, sier Schmid.

Et liknende prosjekt er på gang i Tyskland, der en industriell prototype er under bygging.

• Les også: Når strøm gir varme – og omvendt

Mindre utslipp av klimagasser

Her hjemme er Tine med som industripartner i prosjektet. De ønsker å bruke kompressorteknologien til produksjon av blant annet sjokolademelk.

Tine har mål om å redusere sine klimagassutslipp med 30 prosent innen 2020. Mer energieffektiv produksjon av for eksempel melkepulver, er en viktig del av arbeidet for å nå målet.

Kan også bruke forurenset damp

Forsøkene er foreløpig kun gjennomført med ren damp. Nå skal prosessen videreforedles slik at forurenset damp også kan brukes. Det betyr at dampen inneholder mer enn vann, for eksempel små partikler eller andre gasser.

– Dette er svært viktig, fordi mange industrielle prosesser vil ende i kondemnert damp. Denne kan igjen forurense den videre prosessen, og i verste fall ødelegge deler av utstyret. Et sandkorn som blir med i en kompressor og møter en rotor med 90 000 omdreininger i minuttet kan gjøre svært stor skade, forklarer forsker Michael Bantle.

– Det må vi tar hensyn til.

Forskerne forventer å ha den første industrielle prototypen klar om to år.

En selvstyrt flydrone kan lete etter mennesker som er savnet i enorme og uframkommelige fjellandskap.

Den kan fly mat og medisiner til isolerte områder der redningsmannskaper ikke klarer å ta seg inn. Den kan fly når tåka er tett som en vegg, og den kan overvåke arktiske områder der digre isfjell truer folk og fartøy.

En flydrone kan løse oppgaver som er vanskelige eller farlige for mennesker. Den kan fly lenger, høyere og bære tyngre enn en helikopterdrone.

Men der helikopterdronen kan lande loddrett på en liten flekk, trenger flydronen en lang rullebane for å komme seg velberget tilbake på bakken.

Det problemet skal doktorgradsstipendiat ved NTNU, Siri Holthe Mathisen, løse gjennom å mikse en god dose matematikk med litt aerodynamikk, flyteknikk og programmering.

• Les også: Dronen som starter med et blunk

Vil lande på torget

Holthe Mathisen er doktorgradskandidat ved Institutt for teknisk kybernetikk ved NTNU og en del av Senter for autonome marine operasjoner og systemer (AMOS).

Hun forsker på hvordan matematikk kan brukes til å styre droner.

Løsningen hun forsøker å komme fram til vil kunne brukes til å lande flydroner trygt på små båtdekk i Arktis, på en ødelagt veistubb i ei bygd som er rammet av ras, eller midt på et folksomt bytorg.

– Fra en båt i Arktis vil du kunne sende opp en flydrone som slipper ned en GPS-søker på et isfjell langt unna. Dermed kan andre fartøy vite hvor isfjellet er til enhver tid.

Dronen kan også overvåke issmelting og samle inn data fra enorme, utilgjengelige områder. Deretter kan den lande trygt på båtdekket igjen, uten at verdifullt utstyr blir ødelagt eller dyrebare målinger går tapt, forklarer forskeren.

I dag er det vanskelig å lande dronen med høy presisjon på en bestemt plass. Det har vært gjort forsøk på å lande en flydrone i spiral eller i et nett, men hvis man ikke reduserer hastigheten, er risikoen for å miste både utstyr og målinger høy.

– I en leteaksjon vil en flydrone kunne søke i et mye større område enn en helikopterdrone. Dette vil være veldig nyttig når det gjelder saue- og reinsanking i fjellet, eller hvis man skal få oversikt over et rasområde, sier Holthe Mathisen.

• Les også: Droner kan forenkle saueletinga

Sakte, i bratt vinkel

Et fly, eller en flydrone, klarer å holde seg i lufta på grunn av oppdrift. Når flyet beveger seg vannrett gjennom lufta, glir lufta fint over vingene.

Da peker nesen til flyet i samme retning som flyet flyr, og angrepsvinkelen, altså vinkelen mellom nesen til flyet og flyretningen, er null. Hvis dette ikke stemmer og flyet flyr framover mens nesen peker oppover, har vi en høy angrepsvinkel.

Luften vil da rulle over vingene og slutte å dra flyet oppover. Dermed begynner det å falle, og ved riktig angrepsvinkel vil også luftmotstanden på flyet øke.  

Et fly eller en flydrone må i dag lande med en innfallsvinkel på cirka tre grader. Holthe Mathisen ønsker å få flydronen til å lande med en mye brattere innfallsvinkel, på så mye som 60 grader.  

– I stedet for en 200 meter lang rullebane trenger vi da bare akkurat den plassen som dronen bruker til landingen. Dermed kan dronen lande på et lite båtdekk eller i en lysning i et skogholt, forklarer hun.

Holthe Mathisen ønsker å lande så sakte og så nært et gitt punkt som mulig. For å klare det lager hun et utkast til hvordan landingspunktet ser ut og bruker ulike matematiske ligninger som beskriver både flyet og målet.

– Jeg vil fly i en bane mot landingspunktet og treffe så nøyaktig som mulig. Dette må skje samtidig som dronen lander veldig sakte. For å få det til, bruker jeg en høy innfallsvinkel. Den matematiske metoden balanserer de ulike ønskene mine, og jeg kan gi flydronen beskjed om hvordan den må fly for å klare å lande på landingsplassen, forklarer hun.

Hele tiden mens dronen er i luften, oppdateres modellen som viser den planlagte banen, slik at den også tar hensyn til vind og andre uplanlagte forstyrrelser.

• Les også: Droner og roboter hjelper bonden på åkeren

Testes i simulator

Når Holthe Mathisen har funnet fram til en matematisk modell hun vil bruke, må informasjonen programmeres på en PC.

Hun bruker deretter en simulator, altså et dataprogram, for å teste om kontrollsignalene hun ville sendt til flydronen, fungerer på simulatoren.

Når alt ser ut til å virke, programmeres det hele i en liten PC, av typen som finnes i mobiltelefoner. Deretter er det tid for å teste oppskriften på en ekte flydrone.

Med et batteri som drivkraft kan en liten flydrone på bare fire kilo fly opptil 60 minutter og legge bak seg rundt fire og en halv mil. Samtidig kan den ha inntil ett kilo med ekstra utstyr inne i flykroppen.

En større og tyngre flydrone kan veie ti kilo, fly opptil 20 timer og tilbakelegge svimlende 150 mil. Med fullt utstyr som veier opp mot ti kilo, blir denne avstanden noe kortere, men dette gjør uansett slike flydroner godt egnet for oppdrag der man må fly langt og samle mye data.

– Matematikken skal finne riktig landingsplass og lavest mulig fart. Når vi lager denne matematikken, har vi det flytekniske i bakhodet. Dronen som vi bruker i testene, er lett og billig – for vi må prøve og feile litt og krasjer derfor av og til. En større og kraftigere drone kan fly lenger, høyere og fortere, opplyser Holthe Mathisen.

Hun legger til at større flydroner kan brukes sammen med undervannsdroner til overvåkning i Arktis, og undervannsdronen kan da sende signaler til flydronen, slik at kommunikasjonen ikke blir hindret av skjær eller isfjell.

– Hvis vi klarer å få flydronen til å lande trygt på et lite område, vil det åpne opp for mange nye måter å bruke droner på, sier hun.

• Les også: Fire av ti strøk i matematikk

I budsjettforslaget for 2017 foreslår regjeringen å redusere det norske bidraget til European Space Agency (ESA) sine frivillige program med 75 prosent fra og med 2018. For det blotte øyet virker kanskje ikke dette så veldig dramatisk, siden det tross alt heter frivillige program. I realiteten er dette kroken på døren for norsk romfart og å ødelegge fremtiden for alle unge som ønsker å satse på romfart i Norge.

Dette kan ikke tolkes som en varig nedprioritering av romfart i Norge, ifølge EØS og EU-minister Elisabeth Aspaker. Det kom frem i en spontanhøring i Stortinget 19. oktober.

En slik uttalelse viser at det eksisterer en manglende forståelse for hva de frivillige programmene i ESA betyr for norsk romindustri. Det er nemlig gjennom kontrakter og ringvirkninger fra de frivillige programmene at denne industrien har sin hovedomsetning, og mulighet til å drive med nyvinnende teknologisk utvikling. Et kutt i disse midlene vil i ESA-sammenheng bety at norske bedrifter blir utestengt fra dette markedet.

Vil føre til en kraftig nedbygging

Hver dag våkner vi med et brennende ønske om å bygge morgendagens Norge til et mer høyteknologisk, mer realfagsvennlig, og mer ambisiøst land enn det vi fant. Som studenter eller unge yrkesaktive er vi med på å skape fremtidens samfunn ved hjelp av satellittdata og romteknologi, både nasjonalt og internasjonalt.

Regjeringens planlagte nedbygging vil da tvinge oss, og alle andre som deler vårt ønske om å være en del av romfartsindustrien i fremtiden, til å flytte vår interesse og kompetanse ut av Norge.

Romteknologiprosjekter er langsiktige, og strekker seg gjerne over ett eller flere tiår. De er svært omfattende og konkurransen er beinhard. Romteknologi opererer i ekstreme miljøer og setter høye krav til kvalitetssikring av ny teknologi, noe som er kostbart og ressurskrevende. En kontinuerlig satsing er derfor nødvendig for å holde tritt med den internasjonale utviklingen og å få frem morgendagens teknologer. Dersom du mister første mulighet til å bli med i et teknologisk program er det ikke sikkert det kommer en neste buss.

Regjeringens forslag vil uten tvil føre til en kraftig nedbygging av norsk romrelatert industri. Dette betyr videre at høyteknologiske arbeidsplasser går tapt. Skulle så regjeringen på et senere tidspunkt ønske å rette opp i feilen og gjenreise norsk romfart, er det ikke sikkert det lenger finnes noen industri og konkurransedyktig teknologi å prioritere frem.

Dette er god næringspolitikk, fordi det nå er viktigere å bidra med omstillingsmidler til petroleumsindustrien på Vestlandet, ifølge næringsminister Monica Mælands svar under spørretime i Stortinget onsdag 26. oktober.

De velger derfor å kutte i midlene til romfart, en fremtidsrettet industri som ikke er olje- og gassorientert. I resten av verden er romteknologi en bransje i sterk vekst. Hvorfor kan ikke romfart være en del av vår omstilling? For hva skal vi egentlig med romfart og romteknologi?

Romteknologi er overalt

Romteknologi leverer sentrale tjenester i vårt moderne samfunn, men siden de opererer i bakgrunnen er de lette å overse. Banktjenester, klimaforskning, navigasjonstjenester, ressurs- og miljøovervåking er et fåtall av tjenester som alle er avhengige av romteknologi. Har du noen gang spilt Pokémon Go? Bestilt en Uber-bil for å komme deg hjem? Tatt ut penger i minibank? Diskutert værmeldingene? Da har du også brukt romteknologi. Tjenestene får vi via satellitter i bane rundt jorden. Skal en kunne bygge og skyte opp satellittene for å opprettholde eller lage nye tjenester må det satses på nyvinnende teknologiske løsninger.

Norge blir sjeldent anerkjent som noen utpreget romfartsnasjon, men sannheten er at vi faktisk har en god del å være stolte av. Norge står for hele 1,9 prosent av verdens samlede romøkonomi, ifølge Norsk Romsenter. Det er ganske mye når du tenker på at vi bare står for 2,3 prosent av verdens olje- og gassproduksjon.

Romrelatert virksomhet i Norge omsetter for 7,5 milliarder kroner fordelt på rundt 1200 ansatte, noe som resulterer i langt over 6 millioner per ansatt i gjennomsnitt. Arbeidsplassene innenfor romfart er svært lønnsomme. Romfartsindustri er i dag sentral i deler av innlandsnorge og sysselsetter arbeidskraft i distriktene, spesielt i nordområdene. Å satse på denne industrien vil derfor være både god fremtidsrettet næringspolitikk og distriktspolitikk.

Regjeringen har tatt en katastrofal beslutning

I norsk politikk blir ordet «månelanding» brukt om store og eksepsjonelle bragder. For mange er det dette romfart dreier seg om. Fra historien kan vi se at vi har tøyd grenser, nådd mål som kunne virke umulige, og vår fremtid byr på intet mindre. For mange unge er romteknologi og verdensrommet en kilde til inspirasjon, og spiller en viktig rolle i realfagsrekruttering. Romrelatert industri og forskning er svært tverrfaglige områder og mulighetene dette representerer for unge studenter er mange. For å kunne følge opp sine interesser for romfart må mange unge rette seg mot internasjonale organisasjoner og universiteter. Gjennom sine engasjement får de viktige erfaringer og et nettverk som de kan dra med seg inn i en internasjonalt rettet norsk romindustri.

Regjeringens katastrofale beslutning er derfor ikke bare en nedbygging av industrien. Det er også en sterk nedprioritering av de som ønsker at Norge som nasjon skal kunne komme seg opp av oljesirupen og inn i en ny teknologisk og bærekraftig fremtid.

Norsk romindustri er verdensledende på flere områder. Romfart betyr omfattende høyteknologiske prosjekter som krever internasjonalt samarbeid. For å bli sterke nasjonalt må vi satse internasjonalt gjennom ESA. Regjeringen gir i dag signal om at vi som nasjon ikke ønsker å satse på høyteknologiske løsninger og en levedyktig industri. Denne holdningen vil hindre de mange unge som ønsker å videreføre norsk romteknologi som verdensledende i fremtiden. Er dette fremtiden vi ønsker oss?

Nå skjer ting fort innen genteknologien.

Det er bare noen få år siden forskere utviklet en helt ny måte å forandre DNAet vårt – den såkalt CRISPR Cas9-metoden.

Den gjør at forskerne kan endre genene lettere og mer presist enn før. Mulige bruksområder for slik gen-redigering med CRISPR-teknologien spenner fra bedre landbruksplanter til behandling av uhelbredelige sykdommer.

I løpet av de siste fire åra har forskningen på og med CRISPR Cas9 eksplodert. Og nå er altså en stor milepæl passert, melder Nature News.

Kinesiske forskere har tatt ut hvite blodceller fra en pasient med aggressiv lungekreft, endret genene i dem, og sprøytet dem inn igjen i pasientens kropp. Forsøket er beskrevet i databasen Clinical Trials. 

Håpet er at endringen skal få cellene til å angripe kreften.

Redigerte gen

Forskerne fra Sichuan-universitetet brukte gen-redigering for å forstyrre de genetiske kodene som skal til for å lage proteinet PD-1. Det demper immunreaksjoner i kroppen. Og det er en fordel for kreftceller.

Ved å endre genet slik at PD-1-genet ikke virker, tror forskerne at de hvite blodcellene vil gå til angrep på kreftcellene.

Men de vet ikke sikkert hva som kommer til å skje.

Foreløpig har de kinesiske forskerne ikke kommet ut med noe resultat, ut over at innsprøytningen så ut til å ha gått bra og at pasienten skal få en til. Forskernes plan er å behandle til sammen ti kreftpasienter i forsøket.

Flere forsøk på vei

Dette er først og fremst en test for å undersøke om behandlingen er trygg, skriver Nature News.

Det er et vanlig mål for de første studiene av nye behandlingsopplegg på mennesker. Forskerne skal følge pasientene i et halvt år for å se om de opplever noen farlige virkninger av innsprøytningene.

Teamet vil likevel så klart også følge med på om behandlingen hjelper mot kreften. Men det er viktig å huske at mye kan skje i en slik eksperimentell behandling. Det er slett ikke sikkert den har den ønskede effekten.

I så fall får vi håpe på bedre resultater av andre CRISPR-eksperimenter. Nature News melder om at flere tester på mennesker er i emning, både i USA og i Kina.

Her er det bare å holde på hatten. For dette er nok bare forsmaken på et internasjonalt race innen genteknologien, antydet Sigrid Bratlie Thoresen fra Bioteknologirådet i et blogginnlegg tidligere i år.

- Utviklingen på CRISPR-feltet har gått svært raskt, tatt i betraktning at det bare er fire år siden metoden ble utviklet. Og når flere og flere aktører melder seg på i kappløpet, vil snøballen rulle stadig raskere, skrev hun.

Du lukker øynene og setter på deg et briller som er koblet til hodetelefoner. De skal tolke omgivelsene for deg. Når du beveger hodet fra side til side, fanger ørene opp, via hodetelefonene, lyder med forskjellig frekvens. De ulike lydene tilsvarer forskjellige farger. 

Dette er Colorophone, et bærbart sensorsystem som kan hjelpe blinde med å orientere seg i hverdagen.

Systemet består av et par briller med innebygd kamera, en avstandssensor, hodetelefoner og en prosesseringsenhet.

Dominik Osinski, som til daglig jobber som universitetslektor ved Institutt for elektrofag og fornybar energi på NTNU, har sammen med fire studenter utviklet Colorphone.

– Ideen kom til meg på bussen. Jeg satt og så ut av vinduet og tenkte på alle de flotte fargene som fòr forbi. Så tenkte jeg på at blinde ikke kan se dette, og da begynte det nærmest å koke i hodet mitt. To døgn senere hadde jeg prototypen klar, forteller Dominik Osinski.

Skal bli mobilapp

Prototypen så riktignok verken særlig kul eller brukervennlig ut.

Osinski lanserte derfor ideen om produktutvikling for sine bachelorstudenter, og ett av student-teamene tente på oppgaven.

Førsteutgaven av Colorophone er laget på bakgrunn av billig forbrukerelektronikk. Men planen er at alt skal kunne styres fra en enkel applikasjon på mobilen.

Neste trinn blir derfor å utvikle ny design av brillene med integrert blunkekontroll, samt en mobilapp.

– Vi ønsker å utvikle et system som ikke bare er brukervennlig og forbedrer livskvalitet, men som sømløst integreres i brukerens hverdag. Det kan sammenliknes med lesebrillene som henger rundt halsen etter at man har lest, sier Osinski.

Samarbeider med Blindeforbundet

Foreløpig har de i samarbeid med Norges Blindeforbund videreutviklet teknologien og laget et nytt design på utstyret til Colorphone.

– Studentenes oppgave har vært å designe og bygge hardware-delen av systemet, og de har programmert prosesseringsenheten myRIO, som forvandler lys og farge til lydbølger, forteller han.

Prosjektet er nå blant seks finalister i en nordeuropeisk designkonkurranse. 

Studentene har kvalifisert seg til finalen i skarp konkurranse med studentprosjekter fra 30 andre europeiske land. Vinneren kåres på et arrangement i London den 29. november.

• Les også: Hvorfor blir katter blinde av vegetarmat?

Over 100 år uten god løsning

Å omsette farger til lyd har mange forskere brynt seg på.

Sir Isaac Newton var blant dem som utarbeidet en teori om sammenhengen mellom farger og lyd. Den historiske vitenskapsmannen definerte syv primærfarger: rød, gul, grønn, blå, indigo, oransje og fiolett.

De syv fargene koblet han sammen med syv noter. Problemet med denne metoden var bare at den kun fungerte for folk med absolutt gehør, og at den verken kunne kode eller gjengi nyansefarger.

– Det første elektroniske hjelpemiddelet for blinde kom rundt 1898. Mer enn 100 år senere, finnes det i dag ikke et eneste anerkjent e-hjelpemiddel for blinde. Det er stor kontrast mellom utvikling av forbrukerelektronikk for folk flest, og elektroniske hjelpemidler for de med særskilte behov, understreker Osinski.

Av eksisterende løsninger, er øyeimplantater hvor en matrise av elektroder kobles direkte til synsnerven.

En slik protese er imidlertid svært dyr og krever kirurgiske inngrep.

Og med tanke på at 90 prosent av verdens blinde bor i fattige land, får i realiteten svært få tilgang på et slikt hjelpemiddel.

Billig alternativ 

Systemer for sensorisk substitusjon, som Colorphone, kan være et billig alternativ.

Sensorisk substitusjon betyr å sende informasjon til hjernen gjennom en alternativ sensorisk kanal. I dette tilfellet via ørene i stedet for øynene.

– Nye forskningsresultater innen nevrovitenskap viser at hjernen er oppgaveorientert, heller enn en sensorisk maskin. Hjernen er mer fleksibel enn tidligere antatt. Den er på sett og vis vår «plug & play-enhet», som kan tilpasses til å utføre informasjonsanalyse fra ulike sanser. Vi kan aktivere synssentret i hjernen, visual cortex, ved å sende visuell informasjon omkodet som lyd, forklarer Osinski.

Den største utfordringen med systemer for sensorisk substitusjon som skal omkode bilder til lyd, er forskjellen på informasjonsmengde som blir overført gjennom syn og hørsel.

– Hjernen får rundt hundre ganger mer informasjon gjennom øynene enn gjennom ørene. Derfor må vi kode det viktigste, nemlig fargene, sier Osinski.

• Les også: Lager kart for fargeblinde

Lyd blir til farger

Fargene vi ser rundt oss tar alle utgangspunkt i de tre primærfargene grønt, rødt og blått. Også kalt RGB.

I apparatet, Colorphone, er blått en lav tone, grønt mellomtone og rødt en høy tone. I tillegg brukes hvit farge for lavmælt støy.

Briller er koblet til hodetelefonene, der et kamera tar bilde og kommuniserer de digitale RGB-verdiene videre. Fargeverdiene blir brukt til å lage en lydbølgeform.

Når man beveger hodet fra side til side, fanger i tillegg hodetelefonene opp lyder med forskjellig frekvens. De ulike lydene tilsvarer forskjellige farger.

Ganske raskt dannes et omtrentlig indre bilde av omgivelsene.

– Vår fargeoppfattelse kommer fra sammenligning av responsene til forskjellige fargefølsomme celler kalt kjegler. Vi er utstyrt med tre forskjellige kjegletyper som har høy sensitivitet knyttet til lysbølgelengdene rød, grønn og blå, sier Osinski.

Kodingsmetoden er utviklet basert på en psykologisk analyse av intuitive assosiasjoner mellom farge og lyd.

– Dette er en ny måte å oppleve farger på. Med dette systemet er vi i stand til å lytte til et stort spekter av farger, uten at brukeren trenger å lære et stort spekter av frekvenser, sier Osinski.

Nyvinningen har dessuten fått innlagt tikkelyd som gjør det mulig å bedømme avstander, ikke ulikt parkeringssystemet til en bil.

Under testingen av metoden og utstyret greide 98 prosent av testpersonene å identifisere 14 farger etter 5 minutter av opplæringstid.

• Les også: To kvinner ble blinde av telefonen

Overkommelig i fattige land

Verdens helseorganisasjon hadde i 2014 et estimat på 285 millioner synshemmede mennesker i verden. Av disse er nærmere 40 millioner blinde, og mange av dem lever i fattige land.

– Vi håper at Colorophone-prosjektet vil bidra i utviklingen av en rimelig teknologi, som vil være tilgjengelig og overkommelig for mange, også for mennesker i fattige land, sier Sindre Bjørvik, en av studentene i Colorophone-teamet.

Oppfinneren håper på å skape et tverrfaglig prosjekt ved NTNU tilknyttet den nye teknologien, både med tanke på design, brukervennlighet og forskning. Dette for å forstå mer av hva som skjer inne i hodet ved omdanning av farger til lyd.

Han har allerede etablert samarbeid med psykologiforskere fra Storbritannia og Polen som har bygd opp et laboratorium for å forske på Colorophone.

– Forskningsmessig blir det veldig interessant å se om man kan forbedre kognisjon ved langtidsbruk av systemet, avslutter han.

• Les også: Hvordan dempe lyd vi ikke hører?

For noen år siden fikk moren til Richard Chan slag og nedsatt funksjonsevne. Hun bodde i England, og han i Norge. Etter slaget ble det vanskelig å kommunisere på telefon.

En gang falt hun og ble liggende hjelpesløs i flere timer, uten mulighet til å tilkalle hjelp.

Chan, som er ingeniør i telekommunikasjon, begynte derfor å fantasere om en type telefon som kunne gjøre kommunikasjonen lettere og samtidig gi bedre trygghet. Siden han ikke fant noe på markedet, begynte han å utvikle et nytt produkt. Sommeren 2015 tok han kontakt med Sintef for å høre om de kunne tenke seg å bli med på en brukerstudie.

– Chans forslag fanget raskt vår interesse, dette var en god løsning innen velferdsteknologi, sier forsker Hanne Opsahl Austad i Sintef IKT. Prosjektet fikk navnet EziSmart og støtte fra Regionale forskningsfond.

Etui med taster

Ett år etter sitter prosjektleder Austad med en ny løsning som er testet av flere brukere, flest eldre, men også blinde og folk med Parkinson.

Austad viser fram EziSmart som i praksis er et telefonetui utstyrt med fysiske taster. Planen er at etuiet skal passe til ulike androide smarttelefoner, men foreløpig er det tilgjengelig for Samsung S6, A3 og S4.

Tastene er ergonomisk utformet som små skåler som gjør det enkelt å bruke, selv for de som strever med skjelvinger og dårlig finmotorikk.

– En i brukergruppa har Parkinson og synes EziSmart er veldig grei å skrive på, sier Austad.

Austad forteller at en av brukerne som har brukt vanlig smarttelefon, var svært fornøyd med bytte til EziSmart fordi han ikke lenger ble utestengt av mobilbanken etter feiltasting av passord.

Liker fysiske taster

Reidun Gully (70) har testet ut EziSmart i to måneder nå. Hun har invitert Austad og oppfinner Chan hjem til seg på Roa.

– Før jeg begynte med denne, hadde jeg en vanlig mobiltelefon. Når en begynner med smarttelefon i høy alder så er en nok litt mer klossete. Å kunne bruke et fysisk tastatur føltes både mer kjent og enklere, sier Gully, som sitter i sofaen og skriver en tekstmelding til ei venninne

Gully er fysioterapeut og har jobbet mye med slagpasienter og de med nevrologiske sykdommer. Hun vet hvor vanskelig det er for dem å bruke smarttelefoner. Et touchtastatur passer ikke for alle.

GPSen finner deg

Selv er Gully veldig glad i den utvidete GPS-funksjonaliteten. Den har Chan utviklet til EziSmart.

Hun forteller at dersom hun er ute på tur, så kan mannen hennes sende en tekstmelding og vil få automatisk svar med en lenke som viser hvor hun er på kartet.

Hun kan også selv enkelt sende sin posisjon via melding. Eller hun kan utløse en SOS-alarm som både sender posisjonen til forhåndsvalgte kontakter og ringer dem opp med aktivert høyttaler.

– Jeg liker godt å gå alene i ulendt terreng, og disse funksjonene gir meg en ekstra sikkerhet og frihet, sier Gully.

I nødstilfeller

ICE, som står for «In Case of Emergency», er også en applikasjon Chan har utviklet.

I ICE kan en enkelt legge inn viktig informasjon, som forsikringer, hvilke medisiner du bruker. Du kan ta bilde av medisinene, som blir lagt inn. Både SOS og ICE er enkelt tilgjengelig med store knapper.

Vi ser også at alle brukerne i prosjektet har hatt stor glede av de nye mulighetene en smarttelefon gir og har begynt å bruke flere applikasjoner, som kamera, værmelding, kart, aviser og spill, sier Austad.

Teknologien henger etter

Hun har også sett på hva som finnes av spesialutviklede smarttelefoner for eldre fra før.

– Problemet er at disse telefonene ofte ligger etter i teknologien.

– Fordi det er et produkt tilpasset til en mindre gruppe, har de som regel dårligere tekniske spesifikasjoner, og man får lite for pengene sammenlignet med standardtelefoner. Det gjelder for eksempel kamera og skjerm, som er funksjoner vi ser er viktige for våre testbrukere.

Eget taleprogram for blinde

Austad forteller om erfaringen med EziSmart til ei i brukergruppen som er blind.

– Hun liker tastaturet, og kombinerer det med en tekst til tale-program for å høre hva hun har skrevet. Spesielt liker hun muligheten til å navigere i teksten med tastaturet.

«Jeg sitter og smiler hver gang jeg bruker den funksjonaliteten», siterer Austad henne.

Chan kontaktet Blindeforbundets Hurdal syn- og mestringssenter for å høre deres mening.

De mente EziSmart har mange fordeler for blinde og svaksynte. Chan har planer om en videreutvikling som er mer tilpasset denne brukergruppen.

Ikke kommersielt interessante

– Mange mennesker med lettere funksjonshemminger er akterutseilte med henhold til teknologi. I en kommersiell verden så er denne gruppen ikke interessant nok og det er ikke satset på å utvikle ting for dem. Dette trigget meg, sier Chan.

– Det er noe med å være på de samme plattformene som alle andre. En smarttelefon gjør det enklere å kommunisere med omverdenen og det hever livskvaliteten, legger Austad til.

Tenk hvis vi kunne få en operasjon som gjør oss smartere. Hvis vi kunne ta en snarvei til høyere intelligens ved å forsterke hjernen med en liten, innebygget datamaskin.

Jørgen Jæger Johannesen, en videnskab.dk-leser, spør: «Er det mulig å operere inn en chip i hjernen for å bli mer intelligent?»

Spørsmålet sendes videre til professor Lars Kai Hansen fra Institut for Matematik og Computer Science ved Danmarks Tekniske Universitet (DTU Compute). Han er leder av seksjonen Kognitive Systemer, der forskerne prøver å forstå hvordan mennesker og datamaskiner behandler informasjon.

Hjerneelektronikk hjelper pasienter

– Det korte svaret er nei – det er ikke mulig i dag, svarer Hansen.

Men teknologien kan være på vei, for det finnes elektronikk som påvirker hjernen i forskjellige sammenhenger.

For eksempel kan Parkinsons-pasienter få implantert elektroder som stimulerer hjerneceller og dermed demper symptomene.

– Det påvirker kanskje ikke intelligensen, men det påvirker i hvert fall livskvaliteten, sier Hansen.

– Et annet kjent eksempel er cochlear-implantater som brukes av døve og sterkt hørselshemmede. Det er et apparat som sender lydsignaler fra omgivelsene rett til hjernen. Et slikt implantat er ikke bygget til å påvirke intelligensen, men det er ikke langt unna. Intelligens er blant annet å forstå omgivelsene, og her er lyden viktig.

Hjernechiper brukes dessuten til å fange opp signaler fra hjerneceller, og det kan være nyttig for lamme personer. Forsøk viser at pasienter kan bruke en hjernechip til å styre en robotarm eller en lam arm med tankene.

USAs militære på sporet

En mikrochip som skal implanteres i hjernen for å erstatte eller supplere deler av den, har vi tross alt ikke sett enda. Men det er på vei.

Blant de mest omdiskuterte prosjektene foregår i forskningsavdelingen av det amerikanske forsvaret, DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency).

Prosjektet heter Restoring Active Memory, og formålet er å utvikle og teste en chip til personer med hjerneskade. Det gir ofte problemer med hukommelsen – det blir vanskelig både å lagre og finne fram til minner.

Programmet er spesielt rettet mot pasienter med traumatiske hjerneskader, altså de som oppstår på grunn av slag eller andre former for voldelig påvirkning av hjernen.

Hundretusenvis av soldater kommer tilbake fra krigssoner som Irak og Afghanistan med skader på hjernen. Men DARPA har kanskje andre motiver, sier Lars Kai Hansen:

– De vil gi behandling til krigsveteraner med hjerneskader, men de vil nok også gjøre soldatene bedre.

• Les også: Star Wars-hjelm påviser hjernerystelse

Strøm virker kanskje

En hjerneoperasjon er et ganske drastisk inngrep, men det finnes kanskje andre metoder. I hvert fall er det noe som tyder på at såkalt transkranial elektrisk stimulering, strøm gjennom elektroder plassert på hodebunnen, kan ha en virkning.

– Legene setter kontaktene fra et batteri på utsiden av hodet. Det er uklart om det virker, og i så fall hvordan, men amerikanske forskere har en teori om at det er mulig å lure hjernen til å tro at den mer aktiv enn den er, og dermed forbedre læringsevnen, forteller Hansen.

– I så fall er metoden kanskje enda mer effektiv hvis elektrodene ble satt rett inn i hjernen. Da er vi på vei mot det leseren spør om.

– Men det er uhyre kontroversielt. Forsøk utført på et lik viser at det er veldig lite strøm som kommer inn i hjernen. Da konkluderte forskerne med at transkranial elektrisk stimulering ikke kan virke – det blir rett og slett ikke nok effekt i hjernen. Kanskje er det bare en placeboeffekt, sier han.

• Les også: Personlig hjerne-stimulering trolig snart til salgs

En forlengelse av hjernen

Men kanskje har vi ikke behov for en chip i hjernen for å bli smartere. Det er kanskje nok at vi har teknologiske hjelpemidler som kan overta og forbedre hjernefunksjoner. Det er et fenomen som kalles kognitiv offloading.

– Vi trenger ikke å operere noe fysisk inn i hjernen. I stedet overlater hjernen en del av aktiviteten til instrumenter, som når vi bruker mobiltelefonens GPS til å finne veien, sier Lars Kai Hansen.

Gjennom smarttelefonen har vi adgang til internett og en form for kunstig intelligens, for eksempel Apples Siri-funksjon. Kanskje kan vi si at vi på den måte forbedrer vår egen intelligens.

– Så kan man diskutere hvilke hjernefunksjoner det er en god idé å offloade. Men faktum er at det skjer, avslutter Hansen.

• Les også: Hjerneboosting kan gi overbelastning

Teknologien er underveis

Så svaret på Jørgen Jæger Johannesens spørsmål er kanskje at prosessen med å forbedre hjernen med teknologi har vært i gang en stund allerede – men den befinner seg fortsatt på utsiden.

Lars Kai Hansen er ikke i tvil om at vi er på vei mot homo technologicus, det teknologisk forbedrede menneske, der hjernen er forsterket elektronisk. Men vi er ikke der enda.

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