Verden trenger mer grønn energi fra sola og vinden.

For å nå målet om å begrense global oppvarming til to grader satt av FNs klimapanel er det behov for å bygge ut mer fornybar energi.

Vindturbiner kan stå på land eller ute på havet. Til havs vil det bli færre konflikter med lokalbefolkningen, mindre inngrep i naturen og færre fugler som ørn som dør på grunn av kollisjoner med rotorbladene. Vinden ute på havet er også sterkere og mer stabil.

• Les også: – Legg vindturbiner minst fem kilometer unna ørnereder 

Må tåle storm og bølger i 25 år

Det er med andre ord mye som taler for å bygge vindturbiner ute i havet. Og det er nettopp det som skjer mange steder i verden.

Langs kysten utenfor både Danmark, England, Tyskland og Nederland finnes det nå store vindturbinparker. Verdens aller første vindturbinpark til havs så dagens lys for 24 år siden i Danmark.

Forskere verden over jobber for å forbedre design og teknologiske løsninger for vindturbiner. Det gjelder å lage så sterke vindturbiner at de tåler storm og bølger i 25 år, og så billige at de kan erstatte mest mulig av fossil energi fra kull, olje og gass.

Prøver å gjøre vindturbiner billigere

– Det koster i dag om lag dobbelt så mye å utvinne energi fra vind til havs som på land. Men prisen for utbygging av fornybar energi bør ikke bare vurderes ut fra bedriftsøkonomiske prinsipper. En bør også ta inn kostnadene forbundet med global oppvarming, sier professor Gudmund Eiksund ved NTNU.

Norske ingeniører har skaffet seg mye kunnskap om bygging til havs etter over 40 år med olje- og gassutbygging. Mye av denne kunnskapen er direkte overførbar til utbygging av vindenergi, men det er også behov for å utvikle av ny kunnskap.

• Les også: Vindmøller på havet kan knekke som fyrstikker

Sammenlignet med annen industri er oljebransjen svært lønnsom. Investeringene for å bygge ut et oljefelt kan tjenes inn etter tre til fire år. En vindpark til havs tjenes i beste fall inn først etter 20–25 år.

Oljebransjen kan dermed ta seg råd til dyre løsninger. Når kostbare løsninger fra olje- og gassindustrien overføres direkte til fornybar energi, kan lønnsomheten bli for lav.

– Det prøver vi å gjøre noe med, sier Eiksund.

Metoder utviklet gjennom oljeindustrien

Hos professor Gudmund Eiksund ved Institutt for bygg anlegg og transport jobber nå seks doktorgradsstipendiater med ulike problemstillinger knyttet til fundamentering av vindturbiner til havs.

– Dagens vindturbiner til havs er laget etter modell fra vindturbiner på land, men fundamentert etter prinsipper utviklet for offshore olje- og gassindustrien, sier Eiksund.

De fleste vindturbiner til havs blir i dag fundamentert på monopeler. Det vil si et store stålrør som er hamret 25–35 meter ned i havbunnen. Det er store kostnader å spare i å redusere lengden på stålrøret, og mange faggrupper jobber med å få til det. Da er det avgjørende å vite hvordan havbunnen er.

Omfattende grunnundersøkelser

– Det kan være stor variasjon i styrken i materialet i havbunnen. I områder som er aktuelle for utbygging kan havbunnen bestå av bløt til fast leire, løs til fast sand eller kalkstein som kan variere fra forvitret kritt til hard kalk.

– En vindpark på havet består gjerne av 50 til 100 turbiner og kan dekke et område på 30–50 km². Det er gjerne 500 meter mellom hver turbin, sier Eiksund.

En grunnundersøkelsesrapport kan ofte være på flere tusen sider. Denne type informasjon er oftest bare tilgjengelig for utbyggingsprosjektet og dermed ikke tilgjengelig for bruk i forskingsmiljø ved universiteter.

Kan brukes for bedre utforming

Gjennom samarbeidet med Statoil og Statkraft har teamet til Eiksund fått tilgang på data fra grunnundersøkelsen for vindparken Sheringham Shoal som ligger cirka 20 kilometer fra land nord for Norwich i England.

• Les også: Vind kan dekke Norges energibehov 20 ganger

De har laget et bearbeidet sammendrag av grunnundersøkelsen som er publisert i tidsskriftet Engineering Geology. Dermed er denne kunnskapen lettere tilgjengelig enn før og kan brukes aktivt til å designe nye vindturbiner.

Norsk sokkel lite egnet for bunnfaste vindturbiner

Bunnfaste vindturbiner blir i dag bygd ut på relativt flat sjøbunn ned til cirka 35 meters havdyp.

– Det er få områder langs Norskekysten som har slike forhold, og norsk sokkel er lite egnet for bunnfaste turbiner. Et av de mest lovende områdene ligger sør for Lista, sier Eiksund.

Norsk kontinentalsokkel har derimot stort potensial for utbygging av vindenergi med mye vind. Havdyp og bunnforhold gjør flytende vindturbiner mest aktuelt.

– I en rekke land er det politisk støtte til å utvikle vindprosjekter til havs. Som en oljenasjon med stor kunnskap om bygging i havet, bør Norge ha kunnskap om etablering av bølgekraftverk og vindturbiner til havs. Vi må sørge for å være så dyktige at vi kan selge kunnskapen til andre land som skal bygge, sier Eiksund.

Forskningsleder John Olav Giæver Tande ved Sintef Energi bemerker at markedet og teknologien for offshore vindkraft bare er i startfasen med stort potensial for kostnadsreduksjoner. Målet er å halvere kostnaden per kilowattime for nye offshore vindkraftverk innen 2030. 

Gjenbruk av kompetanse

– Det er viktig at kompetansen som er bygget opp i løpet av «oljealderen» kommer til gjenbruk ved utvikling av bærekraftig energiforsyning, sier professor Olav Bjarte Fosso ved NTNU.

Han mener det er potensial for gjenbruk av kompetanse innenfor mange områder.

– Vurdering av bunnforhold er viktig i denne sammenheng. Prisen må ned på vindmøller til havs for at energien skal være konkurransedyktig. En riktigere prissetting av miljøkostnader vil også bidra til at fornybar energi blir konkurransedyktig, sier Fosso.

Referanse:

Le, Eiksund, Strøm og Saue: Geological and geotechnical characterisation for offshore wind turbine foundations: A case study of the Sheringham Shoal wind farm. Engineering Geology, juli 2014, doi: 10.1016/j.enggeo.2014.05.005. Sammendrag

Se for deg følgende:

Noen hacker seg inn hos nettselskapene som distribuerer kraft og stenger systemene. Det vil slå ut strømmen i hele området nettselskapet leverer til; som Lyse Elnett i Rogaland, Agder Energi Nett i Agder-fylkene, eller Hafslund Nett som leverer strøm til 1,5 millioner mennesker rundt Oslo-området.

Ved å angripe flere nettselskaper samtidig kan store deler av landet rammes. Tog stopper, fly kan ikke lande, strømmen blir borte, vannet forsvinner og kloakksystemet bryter sammen. Sykehusene har nødaggregater og klarer seg en stund, men over lengre tid vil det være kritisk for liv og helse.

Legg til kald vinter, og det skal ikke mye fantasi til før omfanget av angrepet er klart.

Katastrofefilm

– Dette er det verste som kan skje, et såkalt «worst-case scenario». Konsekvensene for samfunnet vil være enorme, sier Ruth Østgaard Skotnes.

Hun er forsker ved International Research Institute of Stavanger (IRIS) og Senter for risikostyring og samfunnssikkerhet ved Universitetet i Stavanger. Hun har nylig tatt doktorgraden på sikkerhetsstyring av kraftnett.

Du synes kanskje det høres ut som et scenario i en urealistisk katastrofefilm. Den gang ei, ifølge Skotnes.

– Vi må forberede oss på at det usannsynlige kan skje, og trusselbildet mot norske kraftdistributører er i høyeste grad reelt.

Det viser rapporter fra blant andre Nasjonal sikkerhetsmyndighet, fra Politiets sikkerhetstjeneste og regjeringens Nasjonal strategi for informasjonssikkerhet fra 2012.

– Alt tyder på at vi må forvente flere angrep mot driftskontrollsystemer som styrer industrielle prosesser og kritisk infrastruktur framover, sier Skotnes.

• Les også: Kraftselskapene trener ikke på dataangrep

Sårbart for angrep

Bruken av informasjons- og kommunikasjonsteknologi (IKT) i distribusjonen av kraft har økt betydelig de siste tiårene. Mens det tidligere var ansatte på hvert større kraftforsyningsanlegg som overvåket og betjente installasjonene, fjernstyres nå anleggene fra et fåtall driftssentraler.

 Tidligere var dette lukkede systemer som var blokkert fra omverdenen, men i dag er systemene også tilknyttet kontorstøtteverktøy og internett. Det gjør systemene sårbare for angrep i tillegg til teknisk svikt.

Skotnes ble derfor overrasket da hun fant ut at nettselskapene selv opplever trusselen mot egne systemer som relativt lav. Dette til tross for at mange av selskapene hadde opplevd forsøk på inntrengning i sine driftskontrollsystem. Noen kunne faktisk fortelle om daglige angrep utenfra.

– Mange har en overdreven tro på eget system og tar for gitt at angrepene ikke kan trenge gjennom. Det står i sterk kontrast til hva forskning og myndighetenes egne rapporter forteller om, sier Skotnes.

Dataorm mot atomprogram

En annen årsak kan være at det er vanskelig å se for seg noe som ikke har skjedd. I Norge har vi hittil vært forskånet for cyberangrep som har gjort skade på kritisk infrastruktur. Men det finnes flere eksempler internasjonalt.

Det mest kjente, Stuxnet, ble oppdaget i 2010. Det er den første kjente dataormen som spionerer på og omprogrammerer industrielle systemer. Stuxnet skal blant annet ha blitt satt inn mot det iranske atomprogrammet og gjort skade der.

Både flyangrepene mot tvillingtårnene i New York og bomben mot regjeringskvartalet og det påfølgende angrepet på Utøya 22. juli 2011 har lært oss at det utenkelige kan skje.

– Vi bør være mer forberedt på angrep på infrastruktur enn det vi er i Norge i dag, sier Skotnes.

Engasjert ledelse

Så hvordan kan nettselskapene sikre seg mot cyberangrep? Oppdatering av systemer og virusprogrammer er viktige elementer, men årvåkne ansatte og engasjert ledelse er vel så viktig, ifølge Skotnes. 

Da 50 selskaper i olje- og energibransjen i fjor ble utsatt for det største hackerangrepet mot norske interesser noensinne, var det for Statnetts del nettopp en årvåken ansatt som oppdaget forsøket. Det førte til at selskapet klarte å hindre at skadelig programvare ble installert eller kjørt på datamaskiner inne i bedriften.

– Min studie viser en sterk sammenheng mellom ledelsesengasjement og innføring av bevisstgjørings- og opplæringstiltak for å øke sikkerheten i nettselskapene. Jeg fikk høre at det var vanskelig å gjennomføre tiltak hvis ikke ledelsen var engasjert, sier Skotnes.

Ansatte som blir involvert i utvikling eller innføring av sikkerhetsstyringssystemer, får bedre forståelse av hvor viktig dette er. Dermed er det lettere å godta at man må forholde seg til sikkerhetstiltak som kan være i konflikt med jobben som skal utføres.

Subkultur

Avhandlingen viser nemlig at man kan snakke om minst to ulike subkulturer i dagens nettselskap; de med bakgrunn fra IKT-bransjen og de som kommer fra elbransjen. Sistnevnte gruppe er mer opptatt av forsyningssikkerhet enn IKT-sikkerhet. Nedetid er ikke akseptert og det viktigste for denne gruppen er konstant levering.

– Forsyningssikkerhet er viktig, men tankegangen må endres slik at alle forstår hvor avgjørende IKT-sikkerhet er, sier Skotnes.

Kritisk punkt

Produksjonen av strøm i Norge er vanskeligere å ramme. Skotnes valgte å konsentrere seg om distribusjonen av strøm fordi den anses å være mest kritisk for samfunnssikkerheten.

Hun samlet inn data til avhandlingen ved å sende ut en spørreundersøkelse til de rundt 137 nettselskapene i drift i Norge i 2012. Skotnes har dessuten gjennomført intervjuer med myndighetene, ved beredskapsavdelingen i Norges vassdrags- og energidirektorat (NVE) som er tilsynsmyndighet for nettselskapene.

Alle norske hjem får i årene fram mot 2019 innført smarte strømmålere, kalt AMS. Strømmålerne skal gi forbrukerne flere fordeler, men slike tiltak øker også sårbarheten for hackerangrep. 

– Sårbarheten i samfunnet vil øke fordi angrepspunktene stadig blir flere. Derfor er vi som samfunn nødt til å ta trusselen på alvor, sier Skotnes.

Referanse:

R. Ø. Skotnes: Challenges for safety and security management of network companies due to increased use of ICT in the electric power supply sector. Doktoravhandling, Universitetet i Stavanger 2015.

Antall personer som får allergi og astma, øker både blant barn og voksne. For å komme seg gjennom hverdagen må de ta ulike pustemedisiner.

For alvorlige allergier finnes vaksiner, men denne behandlingen tar i dag mye tid. Livet ville blitt mye lettere for mange allergikere og astmatikere dersom det fantes en effektiv vaksine. Ny forskning gir håp om at dette er mulig.

Trenger inn i kroppen

Men først litt om hva som skjer i kroppen ved allergi og astma. 

Det som utløser allergi og astma, er når et stoff – det fagfolk kaller allergener – setter i gang en reaksjon i bestemte celler i kroppen. Allergenene kommer inn i kroppen gjennom luftveiene, for eksempel som pollen eller husstøv, de kan komme gjennom maten eller inn gjennom huden.

Vel inne i kroppen fanges allergenet opp av kroppens immunceller. Disse forsøker å uskadeliggjøre inntrengeren. Kroppen prøver altså å kjempe mot allergenene selv når de ikke utgjør noen fare. Hvorfor enkelte mennesker setter i gang et slikt immunsvar mot allergener er ikke avklart, men det er kjent at genetiske faktorer spiller en betydelig rolle.

Hvis begge foreldrene er allergiske, har barnet en høyere sannsynlighet for selv å bli allergiker. Andre faktorer er eksponering for bakterier og andre mikroorganismer. Barn som vokser opp på en gård, er for eksempel mindre utsatt for allergi.

Fra kreft til allergi

I Oslo jobber en gruppe forskere for å finne en vaksine som kan bremse molekylene som setter i gang immunsvaret. I dette arbeidet bruker de erfaringer fra vaksineutvikling mot infeksjonssykdommer og kreft. 

– Ved å målstyre vaksinen vår til bestemte immunceller får vi et sterkere immunsvar, sier professor Bjarne Bogen ved K.G. Jebsen Senter for forskning på influensavaksiner ved Universitetet i Oslo.

Skal teste mot katteallergi

Forskerne er allerede i gang med forsøk på mus. På dette stadiet bruker forskerne det samme oppsettet for allergi og astma som de gjør i musemodeller for kreft og infeksjonssykdommer. Vaksinen sprøytes inn i huden på musen. Der blir vaksinemolekylene fanget opp av cellene som igjen setter i gang immunresponsen, de såkalte dendrittiske cellene. De er det mange av i huden.

– Forsøkene så langt viser at vi får immunsvar som kan fungere positivt i en astma- og allergibehandling, sier forsker Even Fossum ved Universitetet i Oslo, som jobber med prosjektet sammen med postdoktor Sonja Bobic.

Hvor godt vaksinen virker, får de et klarere svar på neste år når vaksinene skal testes mot katteallergener.

– For renslig i oppveksten

Det finnes allergivaksiner mot gress og trepollen på markedet. Problemet med dagens vaksiner er at pasienten trenger ti til tolv vaksineringer i starten og deretter annenhver uke i tre til fem år for at de skal være effektive.

– Hvis vi klarer å dytte immunsvaret i den retningen vi ønsker, kan vi skape en mye mer effektiv behandling der vi med færre vaksinasjoner kan oppnå samme effekten som vi i dag gjør over tre til fem år, sier Bogen.

Grunnlaget for at den nye vaksinen skal virke, ligger i hygienehypotesen. Ifølge denne hypotesen skyldes den økende forekomsten av allergier i dagens samfunn skyldes at vi har for renslige forhold under oppveksten. Det gjør at immunapparatet takler allergener på en gal måte, noe som resulterer i symptomer forbundet med astma og allergi.

– Hvis du har flere naturlige infeksjoner tidlig i oppveksten, får du derimot en type immunsvar som demper allergiske reaksjoner. Vi er rett og slett blitt for renslige i vårt samfunn. Vår måte å vaksinere på gjør at du får en type immunsvar som ligner på den du får ved infeksjoner. Den ligner på den skitne formen for immunsvar, sier Bogen.

Skyte plasmider inn i huden

Forskerne ved Universitetet i Oslo leverer vaksinen i form av DNA-biter. Når DNA kommer inn i cellene i huden, starter cellene produksjon av proteinene som hemmer immunsvaret. Vaksinen kunne også vært gitt som proteiner direkte, men de er dyrere å lage enn DNA og er mindre stabile. Da er det mer effektivt å la kroppens celler lage proteinene. 

Universitetet Oslo samarbeider med forskningsmiljøer flere steder i Europa for å utvikle allergivaksine. Dette bidrar til utprøving av ulike måter å ta vaksinen på. 

Svenske forskere utvikler for eksempel nanopartikler som er transportmiddelet når vaksinemolekylene skal bringes frem til mottakercellene.

En alternativ metode til sprøyte som blant annet brukes i kreftvaksineforsøk i Tyskland, er å skyte plasmider inn i huden med trykk. Det er smertefritt.

En gruppe franske vaksineforskere bruker laserstråler til å lage en rekke små hull i huden på et frimerkestort område. Vaksinen blir deretter påført i hullene. Dette er også en smertefri behandling.

Referanser:

Gunnveig Grødeland, mfl. Polarizing T and B cell responses by APC-targeted subunit vaccines, i Frontiers in Immunology, juli 2015. Sammendrag.

Agnete B. Fredriksen, mfl. Targeted DNA vaccines for enhanced induction of idiotype-specific B and T cells, i Frontiers in Oncology, oktober 2012. Sammendrag.

Forsker Elisabeth Staksrud på Institutt for medier og kommunikasjon ved UiO har samarbeidet med forskere over hele Europa om å finne ut hva barn og foreldre synes er mest ubehagelig på nett.

40 prosent av barna svarer at de er mest redde for vold og porno, men mange av barna svarer at de er bekymret for porno fordi de har hørt av voksne at det ikke er bra.

Over halvparten av dem er derimot redde for noe annet enn det foreldrene er mest bekymret for.

– Noe av det som skremmer barna aller mest, er nyhetsrelatert innhold, forteller førsteamanuensis Staksrud.

Gjennom prosjektet EU Kids Online i 2010 ble 25 000 barn mellom 9 og 16 år og like mange foresatte intervjuet av forskere i 25 europeiske land. Barna og foreldrene ble intervjuet hver for seg.

Nære nyheter, lidelse og terrorbilder

Barna nevner i særlig grad videoene på videodelingskanalen YouTube, og de synes det er problematisk med videoer av trafikkulykker, lidende mennesker og dyr, samt terrorhandlinger der folk blir halshogd.

Bare svært få foreldre vet at barna ser mye på nyheter, ifølge Elisabeth Staksrud.

– Barn og unge er generelt interessert i det som foregår rundt seg.

Nære nyheter oppfattes som mest skremmende for barna.

– Barna lurer på om krigen kan komme hit, om det kan hende at de også må flykte og kanskje må klatre gjennom piggtrådgjerder, slik de syriske flyktningene må gjøre på vei inn i Europa i dag.

Et annet eksempel er videoinnslaget av de to kaprete flyene som fløy inn i Twin Towers i New York. Selv om det er 14 år siden terrorangrepet, blir det stadig vist på ny.

– Hvis voksne ikke forklarer at dette er en reprisesending, kan de yngste barna tro at katastrofen skjer igjen og igjen.

Fiksjonsvold skremmer lite

Det er offentlig akseptert at fiksjonsvold er noe av det farligste som kan vises for barn. Helt siden 1980-tallet har det vært store offentlige diskusjoner om fiksjonsvold, noe som har ført til et strengt regelverk med aldersgrenser og sensur på videoer med grov vold.

– Fiksjonsvideoer ligger nederst på listen over hva barna er redde for. Den offentlige samtalen om risikoen som barna møter på nett, er i hovedsak styrt av voksne. Barna blir ofte betraktet som passive, potensielle ofre som må beskyttes, men det er lite i samtalene som handler om hva barna selv opplever som problematisk.

Svarene fra den europeiske undersøkelsen om internettbruk stemmer overens med Medietilsynets årlige undersøkelser om medieinnhold.

– Likevel har vi aldri tatt debatten om hvordan foreldre skal forholde seg til mediebruken og om det skal lages et regelverk for dette. I dag er det ingen som sier noe om at nyhetsmediene bør innholdsreguleres og det med god grunn. Men samtidig snakker vi voksne ikke nok med barna om hvorfor nyhetene blir som de blir. Få nyheter er tilrettelagt for barn.

Lytt mer!

Staksrud mener vi må lytte mer til barna.

– Vi må lytte til erfaringene til barn og unge, selv om det kan være ubehagelig for oss som ikke er vokst opp med internett. Vi er dessverre mer opptatt av våre egne ideer om hva barna trenger, enn å hjelpe, tilrettelegge og beskytte dem ut ifra barnas egne erfaringer.

Hun mener samfunnet må ta de tøffe, offentlige debattene om mediestyring og innholdslevering for å vite hvordan barn best kan beskyttes.

Norske barn ser mye

EU Kids Online-undersøkelsen har gjort det mulig å finne nasjonale og kulturelle forskjeller i barns bruk av nett, og hvordan foreldre oppdrar barn digitalt.

– Vi lurte på om det var en sammenheng mellom graden av bredbåndsdekning, det politiske systemet og hva barna gjør på nett, og om det var nordiske forskjeller.

Norske barn er, sammen med tsjekkiske barn, på verstinglisten blant dem som har vært inne på sider med skadelig, brukergenerert innhold, slik som nettsteder som promoterer anoreksia, selvmord, rasisme, vold og narkotika.

Det er dessuten en sammenheng mellom bruken av skadelige sider og digital mobbing. Dette gjelder både for mobbere og dem som blir mobbet.

– Vi fant ut at norske barn har foreldre som i stor grad er villige til å la dem utforske internettet. Men selv om norske barn opplever mer risiko enn mange andre europeiske barn, er mange av de norske barna gode til å håndtere dette.

– Samtidig ser vi også at barna som klarer seg bra, er de som har interesserte foreldre, som jevnlig snakker med dem om nettbruken og ikke bare når barna har lyst til å snakke om dette. Starter foreldrene tidlig, er barna mer villige til å høre på foreldrene. Det er vanskelig å begynne med en trettenåring.

Ønsker ny undersøkelse

Tallmaterialet fra undersøkelsen i 2010 er enormt. Staksrud sier at de har data nok til mange års forskning. Sammen med 150 forskere fra hele Europa ønsker Staksrud likevel å gjennomføre den samme undersøkelsen én gang til for å kunne studere utviklingen av internettbruken over tid. Foreløpig er det ingen penger til det.

– Med en slik undersøkelse kan vi sammenligne tallene over tid og få muligheten til å avdekke nye problemer.

Kinesiske forskere har klart å bøye ark av grafénholdig materiale med lys og varme. Arkene krabbet av gårde som målerlarver, og kunne til og med svinge i en annen retning.

Et ark formet som en hånd krummet seg rundt en gjenstand og holdt tak i den, selv om gjenstanden veide fem ganger så mye som hånden.

Teknologien kan brukes til sansing, kunstige muskler og ørsmå roboter, foreslår forskerne i studien, som publiseres i tidsskriftet Science Advances.

Video fra Donghua University (satt sammen av forskning.no) som viser hvordan grafénark bøyer seg når det utsettes for lys og varme.

– Dette er banebrytende, i den forstand at de kan programmere grafénarket. Grafénark har blitt forsket på for sine mulige mekaniske fordeler, skriver Zhiliang Zhang i en e-post til forskning.no. 

Zhang er professor ved Institutt for konstruksjonsteknikk ved NTNU, og har ikke deltatt i studien.

Smarte materialer

Slike materialer som bøyer seg under fjernpåvirkning av lys, varme eller elektrisk strøm kalles smarte materialer.

• Les også: Tenkende, følende og selvformende materialer

Når påvirkningen forsvinner, går de tilbake til sin gamle form. Derfor kalles slike materialer også for hukommelsesmaterialer.

Fram til nå har smarte materialer ofte vært laget av polymerer. Det er plaststoffer som består av store molekyler der mindre, like molekyler er hektet sammen i kjeder.

Ark av grafittoksid

Nå har altså de kinesiske forskerne klart å bruke grafénark til det samme. Dette er papirlignende ark med noen av egenskapene til superstoffet grafén – blant annet styrken.

Grafénarkene er likevel ikke rent grafén. De er laget av små grafittflak. Grafitt er en form for kull eller karbon. Grafitt finnes i spissen på en blyant.

Grafitt består riktignok av riktignok grafén, men bare i ørsmå flak. Hvert av disse grafénflakene er karbonatomer i hønsenettingmønster.

Grafénark kalles også noen ganger for grafittoksid. Her er nemlig grafitten sammen med oksygen og hydrogen.

• Les også: Framtida i en blyantstrek

Sveller og strekkes av vann

Grafénark er heller ingen ny oppfinnelse. Allerede i 1859 laget den britiske kjemikeren Benjamin Brodie papirlignende flak av grafitt som ble behandlet kjemisk.

Det nye er at de kinesiske forskerne har klart å utnytte en egenskap ved grafénpapir – det sveller i vann.

To lag av forskjellige typer grafénoksid ble lagt oppå hverandre. Lagene ble utsatt for fuktigheten i lufta. Det ene laget svellet mer i denne fuktigheten enn det andre. Det ga spenninger i arkene, slik at de strakk seg.

Så ble lyset satt på. Lyset kom fra en laser med infrarøde stråler. Grafénarket ble varmet opp av strålene. Vannet fordampet. Dermed krøllet det seg tilbake til sin opprinnelige form.

Flere fordeler

Forskerne hevder at det er flere fordeler ved å bruke grafénark framfor polymerer. De er kort og godt mer praktiske i bruk, ifølge forskerne bak studien.

For det første bøyer de seg raskere og mer kontrollerbart. For det andre kan grafénark brukes ved romtemperatur under vanlige forhold. For det tredje er det et sterkt materiale. For det fjerde tåler arket mange hundre bøyinger.

Flere retninger

Og for det femte – bøyingen kan styres i flere retninger. Dette siste blir tydelig i forsøket med grafénarket som beveger seg som en målelarve og gjør en sving på underlaget. Bøyingen i vertikal retning og sideretning kan styres uavhengig av hverandre.

Sterkere enn muskler

Denne bøyningen har en kraft som er rundt hundre ganger sterkere enn hvor kraftig muskelen i et pattedyr kan spennes.

• Les også: Følsomme kunstige fingre

Dette er sammenlignbart med materialspenningen i den konkurrerende og eldre teknologien basert på polymerer, ifølge studien.

Referanse:

Jiuke Mu mfl.: Origami-inspired active graphene-based paper for programmable instant self-folding  walking devices, Science Advances 6. november 2015, sammendrag.

Angrepene på World Trade Center i New York 11. september 2001 gjorde enormt inntrykk på hele verden. Ikke i vår villeste fantasi hadde vi sett for oss bruken av fly som våpen for å utføre terrorhandlinger.

Terroristene gjorde det klart for alle at sikkerheten på flyplassene ikke var god nok.

Resultatet ble en drastisk endring av sikkerhetsrutinene. EU innførte et massivt og detaljert regelverk, og som EØS-medlem fulgte Norge etter.

Fra Båtsfjord til Heathrow

– Regelverket var konstruert for store internasjonale flyplasser, som Heathrow og Charles de Gaulle sier Elise Anonby Olsvik ved Senter for risikostyring og samfunnssikkerhet ved Universitetet i Stavanger.

– Utfordringene var store når samme regelverk ble innført på lufthavner som Båtsfjord og Berlevåg, sier Olsvik.

I sin ferske doktoravhandling har hun sett på hvilke konsekvenser det hadde for norsk luftfart å innføre det omfattende regelverket.

One-stop-security kalles systemet som sier at når man er sikkerhetsjekket, så trenger man ikke kontrolleres noe annet sted i Europa. Det betyr at hvis du går på et fly i Sandnessjøen, så kan du reise videre til London og Paris uten at du skal kontrolleres igjen.

Alle lufthavner er porter inn i systemet, og sikkerhetssjekken må være like god overalt, uavhengig av antall passasjerer, avganger og ansatte.

Ny hverdag

Som passasjerer merket vi de nye sikkerhetstiltakene over natten. Men hva med de ansatte på flyplassene?

Olsvik gjennomførte feltarbeid på tre norske lufthavner av ulik størrelse. Hun så hvordan innføringen av et rigid og detaljert regelverk som langt fra var tilpasset lokale forhold, snudde opp-ned på de ansattes arbeidsdag. Oppgavene var i større grad forhåndsbestemt og detaljert beskrevet, og de ansattes lokale ekspertise og erfaring ble satt til side.

– De skulle håndheve regler og rutiner som var lite tilpasset og til tider virket malplassert. Flere fortalte meg at jobben til tider oppleves meningsløs og den eneste måten å «overleve», er å slutte å tenke. Hva gjør det med sikkerheten i luftfarten?

– En av de viktigste sikkerhetsventilene vi har, er våkne operatører som ser meningen med jobben sin, sier Olsvik. 

Utfordringene var størst på de minste flyplassene. Gardermoen  var den eneste flyplassen som var konstruert, både med tanke på bygninger og antall ansatte, for å ta imot regelverket.

I 2009 var det 12 000 ansatte med spesialiserte arbeidsoppgaver på Gardermoen. Jo mindre flyplassen er, jo flere oppgaver faller på hver enkelt ansatt. Av 46 norske lufthavner er over halvparten av dem regnet som små. Det vil si tre–fire avganger om dagen og 20–30 ansatte.

Gammeldags regulering

Adresserer vi den type risiko som norsk luftfart er sårbar og utsatt for? Nei, ifølge Olsvik.

– Vi har ingen bevis på om de 1,2 milliardene kroner brukes riktig.

Det er mangel på studier som belyser temaet og få som stiller spørsmål ved effektiviteten og kostnadsbruken. Debatten er den samme nå som da Olsvik begynte arbeidet med doktorgraden i 2008.

Hun kritiserer en utdatert og retrospektiv måte å regulere sikkerhet i luftfarten på. Mens man i andre bransjer jobber mot mindre detaljstyring der tiltakenes effektivitet skal dokumenteres, går man bakover i tid når det gjelder terror. Nye regler blir innført etter hvert som det skjer en hendelse.

Olsvik karakteriserer regelverket som gammeldags og rigid, og det minner mer om norsk regulering på 1960-tallet. Symbolikken i terror er så sterk at terrorsikkerhet trumfer alt. Samfunnet krever håndtering og godtar tiltak som man ikke nødvendigvis kan dokumentere effektiviteten av.

– Vi må våge å ta diskusjonen om vi kan ha overdrevet sikkerhetsregimet og hvor effektivt det er i norsk sammenheng, sier Olsvik.

Herre i eget hus

Ikke alle EØS-land valgte samme løsning som Norge. Island valgte å dele mellom nasjonal og internasjonal luftfart med to lufthavner med flere mils avstand mellom. Olsvik har sammenliknet de ulike valgene Island og Norge tok.

– For Island var det viktig å tilpasse sikkerhetstiltakene til sine egne forhold. De søkte om fritak fra EU-regelverkene på sine nasjonale flyplasser – og fikk det, sier Olsvik.

Keflavík lufthavn i Reykjavik håndterer all internasjonal trafikk og har innført fullt EU-regelverk. De nasjonale flyplassene har mindre omfattende sikkerhetstiltak.

Det islandske politiet er ansvarlige for risikovurderinger og setter i gang tiltak når det er nødvendig. Islandske passasjerer må for eksempel ikke gjennom sikkerhetskontroll før de går om bord på fly.

– Islandske myndigheter mener at Island er et lite attraktivt terrormål og har vurdert EU-regelverket som for omfattende for deres innenriks flygninger, sier Olsvik.

Fritaket oppleves som så verdifullt at Island tar sjansen på å forbli herre i eget hus.

Økseangrep

På Island vurderes psykisk ustabile mennesker som en større trussel enn organiserte terrorhandlinger. Nettopp dette skjedde i Norge i 2004. En mann som hadde fått avslag på asylsøknaden, gikk til angrep på pilotene i Kato Air med øks og forårsaket nesten en styrt.

Olsvik sammenlikner med en hendelse på New Zealand, der en asylsøker angrep pilotene med kniv. Myndighetene tok kontakt med Norge for å få deres erfaringer etter Kato Air. Heller ikke New Zealand så nødvendigheten av å innføre et regelverk som samsvarer med EU-regelverket. De nøyde seg med sikkerhetstiltak rettet mot slike hendelser, som blant annet forsterkede cockpitdører.

Savner begrunnelse

Sikkerheten i norsk luftfart er blitt betydelig bedre siden 11. september 2001. Olsvik ser helt klart fordelen ved metalldetektorer, væskeforbud og bagasje som tas av flyet hvis ikke eieren dukker opp. Hun stiller likevel spørsmål ved hvorfor Norge valgte å innføre hele EUs modell, uten diskusjoner.

Olsvik har også intervjuet nøkkelpersoner i norsk luftfart fra Samferdselsdepartementet, Luftfartstilsynet, Avinor og fagforeninger for luftfartspersonell.

Hun synes ikke begrunnelsene for innføring av regelverket er gode nok. Norske myndigheter argumenterer med at det er fordelaktig å være en del av one-stop-security, og at alle passasjerer skal ha rett til den samme sikkerheten når de reiser.

– Jeg stiller spørsmål ved det som virker som en enten-eller-holdning: enten ikke noen sikkerhetstiltak eller full EU-pakke. Norske argumenter holder ikke når vi ser hvordan New Zealand og Island løser dette, sier Olsvik.

Referanse:

Elise Anonby Olsvik: Challenges of Aviation Security regulation in Norway post 9/11. Doktorgradsavhandling, Det samfunnsvitenskapelige fakultet ved Universitetet i Stavanger, 2015.

Appen har fått navnet Ducky, og med denne kan du loggføre en rekke aktiviteter: sykling, kjøring, matinnkjøp og så videre. Du kan også følge andre brukere som logger sine aktiviteter. Sammen kan dere konkurrere om hvem som sparer mest CO₂.

– Med Ducky kan du enkelt se miljøeffekten av handlinger du gjør i hverdagen og lære om hvorfor de er viktige, sier Silje Strøm Solberg, medgründer i selskapet Ducky AS, som ble startet høsten 2014.

Men hvordan kan denne appen fortelle deg om du er en klimaversting eller et klimaforbilde? Eller noe midt imellom? Svaret ligger i matematiske beregninger. 

Ut fra norsk forbruks- og vanemønster regner forskere ved Institutt for industriell økologi ved NTNU ut miljøpåvirkninger og tiltak. 

– Vanene du kan endre, er positive, effektive og enkle å sette i gang med. Samtidig gagner de helsen din, nærmiljøet og fellesskapet. Å etablere nye vaner vil redusere utslipp av CO₂, og det vil være ditt viktige bidrag i arbeidet med å motvirke klimaendringer, sier Solberg.

Appen er for tiden under utvikling og vil komme i løpet av 2016. Men så langt finnes det en utgave som skal fungere på alle nettlesere.

Vil motvirke apati

Ideen ble ifølge Solberg til som en reaksjon på all den negative vinklingen på klimaendringene.

– Det kunne oppleves som vanskelig å bidra til å motvirke endringene som enkeltperson. Vi var flere som kjente på en større klimafrustrasjon og hvor vanskelig det var å ta miljøvennlige valg i hverdagen, sier hun.

Hvilke produkter som har minst påvirkning på miljøet, og hvilke bedrifter som bryr seg om fremtiden, var svært vanskelig å finne, ifølge den tidligere NTNU-studenten.

– Det virket som politikere ventet på at velgerne skulle etterspørre endring, og velgerne ventet på at politikerne skulle gjøre noe. Vi ønsket å motvirke mekanismene som bidrar til apati – som er en stor utfordring i vår tid.

Solberg har tro på at folk ønsker å ta klimavennlige valg. 

– Mennesker er gjerne av natur laget slik at vi oppriktig ønsker å ta det beste valget. Forskning har vist at når vi tilrettelegger omgivelsene eller samfunnet slik at det er enkelt å ta et sunnere matvalg eller velge et mer bærekraftig transportmiddel, så gjør gjerne folk det.

– Men slik er det ikke i dag. Frem til det blir enkelt å ta hverdagsvalg basert på det beste for både sosiale, økonomiske og miljøhensyn, er det behov for tjenester som bevisstgjør og motiverer til endring av hverdagsvaner. Både for enkeltpersoner og bedrifter, sier Solberg.

Akselerasjon av «det grønne skiftet» i bedriftsmarkedet

Bedriften har i løpet av året testet ut appen, blant annet blant frivillige under Pstereofestivalen i Trondheim. Nå jobbes det videre med å kartlegge behov i bedrifter.

– Det er viktig å engasjere ansatte i spørsmål om miljøbesparelser, sier Solberg, som mener de har lært mye om folks klimavaner og uvaner. 

– Mange ønsker å gjøre mer, men vet ikke hva de skal bidra med og om det monner. Vi har også sett at veldig mange tar mange gode og miljøvennlige valg allerede. For eksempel i Trondheim har det samlet sett blitt flere som sykler til jobben. Miljøpakken har bidratt til dette gjennom å gjøre det enklere å velge sykkelen.

– Ved å ta sykkelen til jobben i stedet for bilen i to dager, sparer du i gjennomsnitt ti kilo CO₂-utslipp, noe som tilsvarer ett tre sitt opptak av CO₂ i ett år, sier Solberg.

Det er en god sjanse for at du først de siste par årene har begynt å bruke 4G-nettet på mobiltelefonene din. Det gjør at du kan laste ned apper på få sekunder og se på TV når du er på farten.

Men blant de som bygger mobilnettverk, er 4G allerede en gammel teknologi. De har for lengst begynte å jobbe med den femte generasjonen: 5G.

Målet er å legge til rette for det såkalte Internet of Things. «Tingenes internett» er allerede i gang: All verden gjenstander blir koblet på nettet.

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

– 5G handler om kommunikasjon mellom mennesker, akkurat som 2G, 3G og 4G. Dessuten handler det om kommunikasjon mellom apparater som gjør ting på vegne av mennesker. Det kan være alt fra små apparater som styrer elektrisitet eller varme i hjemmet, helt til ting så store som biler.

Det sier Rahim Tafazolli, som er professor og direktør for Institute of Communication Systems ved University of Surrey i England.

– Det gjør at hjem, fabrikker, biler, sykehus blir mer forbundet, og dermed samfunnet som helhet, sier han. 

Mer effektivt

Rahim Tafazolli mener at 5G kan gjøre oss mer effektive og produktive.

– Du kommer til å bruke tiden din bedre. Jeg bruker to timer om dagen i bilen. Den kommunikasjonen jeg har på kontoret eller hjemme, vil jeg også kunne ha i bilen. Hvis du arbeider på en fabrikk og gjør det samme dag ut og inn dag, vil roboter og maskiner kunne ta over arbeidet, fordi de blir forbundet trådløst. Så kan du bruke tiden på viktigere ting, sier Tafazolli.

Tafazolli var nylig ordstyrer for en paneldebatt ved konferansen 5G Huddle i Industriens Hus i København, hvor forskere, industrifolk og andre interesserte fra hele verden møttes for å diskutere hva 5G skal kunne gjøre når det blir tilgjengelig fra år 2020.

Paraplyen lyser når regnet er på vei

I takt med utbredelsen av Internet of Things vil en rekke nye muligheter oppstå. Den utviklingen vil bli styrket når 5G-nettverket blir lansert.

– Det vil bli utviklet smarte hjem og smarte byer. Du vil kunne bruke mobiltelefonen til å se når bussen kommer, hvilke interessante filmer det er på kino, og hvor det er åpent, sier Knud Erik Skouby, som er professor ved institutt for elektroniske systemer ved Aalborg Universitet.

I bygninger koblet til nettet er det allerede mulig å fjernstyre og automatisere en lang rekke funksjoner, slik at man blant annet sparer strøm og får et bedre inneklima.

Varmen kan for eksempel slås av når man er ute på reise, og når man er på vei hjem, kan man skru opp varmen via mobilen. Et annet eksempel er smarte vinduer. De kan lukkes og åpnes ved hjelp av mobiltelefonen.

Vi mennesker vil også bli mer og mer forbundet med sensorer i for eksempel klokker eller klær. De kan overvåke geografisk posisjon, aktivitet, puls, pust og søvnmønster. I Sverige har et telefonselskap testet en helsepakke som gjør det mulig å måle alt fra blodtrykk til lungekapasitet. Deretter kan man velge å sende informasjon til legen eller andre.

Dessuten vil et hav av vanlige gjenstander få nytt liv ved å bli forbundet til internett. Et klassisk eksempel er en paraply som selv sjekker værvarselet. Så kan håndtaket blinke hvis det blir regn, slik at du husker å ta den med på vei ut av døren.

Biler skal snakke sammen

Noen av de nye apparatene setter krav til at fremtidens 5G-nettverk kan levere informasjon med en forsinkelse på under et millisekund. Til sammenligning er svartiden på 4G-nettverket typisk over 100 millisekunder, og man skal være heldig for å oppleve svartider på ned til 25 millisekunder.

Den lille forsinkelsen vil bli viktig for augmented reality-briller, som kan legge inn et lag av informasjon over det man ser på. Hvis man for eksempel snur hodet mot en butikk, kan tekst om utvalg og åpningstidene dukke opp i brillen.

– Med slike briller kreves utrolig lave svartider for at det skal bli komfortablet, sier Preben Mogensen, som er professor ved institutt for elektroniske systemer ved Aalborg universitet og en del av Nokias forskningsavdeling.

Selvkjørende biler vil også kreve lave svartider, og forbindelsen må være ekstremt pålitelig. Bilene vil trenge å kunne kommunisere med hverandre, med trafikklys, skilt og selve veien – i tillegg til kameraer og radar.

– På en motorvei med seks spor, hvor noen vil passere og skifte fil, er det en utrolig stor kompleksitet i å holde avstand til hverandre, så den minste forsinkelsen i kommunikasjonen gjør at det blir et ustabilt system, forklarer Mogensen.

Når flere og flere biler blir koblet til nettet, vil det også bli mulig å lete etter ledige parkeringsplasser, finne stjålne biler, basere forsikringspremien på kjøremønster og tilkalle hjelp ved en ulykke.

100 ganger raskere 

Nedlastingfarten vil også bli markant bedre med 5G. Utviklerne snakker om hastighet på opp mot 20 Gbit per sekund, noe som svarer til å hente en hel film i HD-format på et par sekunder.

Siden brukerne må dele på båndbredden, vil de i praksis ikke oppleve den farten. Trolig vil brukeren oppleve 100–1000 Mbit per sekund, noe som er 10–100 ganger raskere enn med 4G.

Likevel er det ikke farten den mest merkbare forskjellen.

– Den store opplevelsen vil være at man brer ut tjenesteflaten til en hel masse nye ting, sier Knud Erik Skouby.

Hackere kan komme tett på

Mange av eksemplene på ting som blir koblet til nettet, finnes allerede, og med 5G blir de bare mer utbredt. Men det vil også bli skapt helt nye dingser som ingen tenker på.

– De viktigste applikasjonene er faktisk alt det vi ikke vet om ennå. Jeg tror vi er naive hvis vi tror at vi kan forutsi fremtidens applikasjoner. Da ville vi ha vært i gang med å starte opp en ny bedrift, sier Erik Dahlman, som er seniorekspert hos Ericsson Research.

Til gjengjeld kan utviklerne forutsi at sikkerheten i 5G-nettverket er avgjørende. Siden mange av de forbundne tingene går tett på folks privatliv, og noen av dem kan påvirke oss rent fysisk, kan det gjøre stor skade hvis de blir hacket.

– Jo mer som kommer ut, jo mer vanskelig blir det. Hvis dette skal fungere effektivt, må sikkerhet og privatliv være under kontroll. Det blir en stor utfordring, sier Skouby.

Må bli enige

I det hele tatt må utviklerne av nettverket håndtere en del utfordringer før 5G blir en realitet. Først skal de bli enige om standardene for hva 5G skal kunne gjøre, og så må selve teknikken og infrastrukturen utvikles.

Blant annet må prosessorkraften i hvert apparat økes for å kunne håndtere større datamengder. Strømforbruket må senkes, og mobilselskapenes kjernenettverk må flyttes nærmere brukerne for å gjøre responstiden lavere.

Dessuten må politikerne bestemme hvilke frekvenser 5G skal operere i. Siden det er rift om plassen i det lave frekvensområdet, som blant andre TV- og radiostasjoner bruker, skal 5G ligge i høye frekvensbånd. Det gjør de enklere å levere store mengder data på et lite område, men det gjør det vanskeligere å dekke et stort område og trenge gjennom vegger.

Kappløpet er i gang

Mens det blir forhandlet om spesifikasjoner og frekvenser, er firmaer som Nokia, Ericsson, Samsung og Huawei allerede i gang med et kappløp om å utvikle teknologien som blir ryggraden i 5G-nettverket.

Her i Danmark har Nokia slått seg sammen med Aalborg Universitet, hvor forskerne blant annet undersøker fordeler og ulemper ved å bruke de høye frekvensene, hvor godt signalet er innendørs, hvordan biler i høy fart kan bevare en stabil forbindelse, og hvordan Internet of Things kan håndteres smartere enn på 4G-nettverket.

Gradvis overgang

Nokia har som mål å tilby et 5G-nett i Europa til EM-sluttspillet i juni 2020. Det er noen få uker før sommer-OL i Tokyo, og da vil naturligvis japanerne kunne tilby det samme. Men Sør-Korea har som mål å vise frem teknologien allerede under vinter-OL i Pyeong Chang i 2018.

– Alle sier at 5G vil komme i 2020. Det er bare et spørsmål om hvem som kommer først, sier Skouby.

Det nåværende 4G-nettet bli oppgradert, så man vil ikke oppleve en revolusjon fra den ene dagen til den andre, mener forskerne fra Aalborg Universitet.

– Utviklingen skjer dag for dag og er allerede i gang. Når vi når til 2020, har vi noen nye ting. Men det er bare starten, og da fortsetter bare utviklingen. Se det som en eksponetiell utvikling, hvor du får 30 prosent mer i året, sier Preben Mogensen.

I videoen under kan du se hva deltakerne på konferansen peker på som det viktigste for at 5G-nettverket blir en suksess.

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

All verdens ting blir koblet på internett, som en gang var forbeholdt store datamaskiner med mennesker bak tastaturet.

Alt fra klær til biler får innebygget elektronikk, programvare, sensorer og antenner som gjør dem i stand til å sanse verden omkring seg og kommunisere med hverandre.

Tendensen har blitt døpt Internet of Things (IoT). På norsk kan vi kalle det tingenes internett.

Gjenstander ser, hører og føler

Internet of Things er allerede omkring deg, og du vil merke langt mer til utviklingen i de kommende årene.

Du har kanskje allerede en smartklokke som kan måle posisjon eller puls og sende informasjon til mobiltelefonen. Klær vil snart kunne gjøre det samme. Smarte vinduer kan åpne og lukke seg selv, og du kan skru opp varmen i hjemmet via mobiltelefonen når du er på vei hjem fra en reise.

Bilen kan kommunisere med andre biler og selve veien, slik at den automatisk holder en passende avstand til andre biler, mottar advarsler om trafikkorker og kan finne ledige parkeringsplasser. Smarte byer innebærer også at strømforbruket, vannkvaliteten og luftforurensningen kan måles overalt.

Arbeidsplassen din vil også bli påvirket. Bønder vil kunne overvåke klimaet i drivhus, og de vil hele tiden kunne følge med på hvor kuene gresser. I fabrikker vil maskiner og roboter bli forbundet, slik at de kan arbeide mer effektivt sammen. Produktenes posisjon og omgivelser vil bli overvåket i transportleddet hele veien ut til butikkhyllene.

Enda flere ting, som vi ikke kan forestille oss ennå, vil bli forbundet til internett, i takt med at teknologien blir mer avansert.

– Internet of Things-systemer kommer til å ha stemmestyring, kunne behandle video og håndtere alle former for sensorinput. Med andre ord vil de kunne se, høre og føle. De vil forstå deg på et helt annet nivå enn vi er vant til i dag, sier Sven Karlsson, som er førsteamanuensis ved institutt for matematikk og informatikk ved Danmarks Tekniske Universitet (DTU).

Han er en av forskerne som i forrige uke møtte eksperter fra bedrifter for å diskutere fremtidens forbundne systemer på konferansen Embedded everywhere i Ingeniørhuset i København.

Et laboratorium i lommen

En av de andre forskerne, Jan Madsen fra DTU, holdt et foredrag om hvordan teknologien fra biokjemiske laboratorier kan bygges i så liten skala at alle kan ha sitt helt eget analyselaboratorium i lommen.

Sensorer kan overvåke kroppen eller naturen omkring oss og kobles til mobiltelefonen – prøver fra blod, spytt eller elver kan bli analysert raskt, uansett hvor man er.

– Det blir mulig å fange opp sykdommer veldig tidlig. Det vil gjøre behandlingen mye enklere, sier Madsen, som er professor og visedirektør ved institutt for matematikk og informatikk.

Han forestiller seg at helsen vil bli overvåket av et system han kaller en digital skytsengel. Systemet vil ikke bare levere data om puls og søvnmønster, som folk må analysere selv, slik vi kjenner det fra dagens smartklokker. «Skytsengelen» vil holde øye med helsen uten vi legger merke til det, og bare advare oss hvis vi viser tegn på sykdom, eller hvis det er noe i luften som kan skape en allergisk reaksjon.

Mange bransjer blir revolusjonert

Helse er bare ett av de områdene som vil utnytte at det blir mulig å samle inn data om nærmest hva som helst, hvor som helst, ifølge Rasmus Larsen. Han er professor og direktør på det samme instituttet.

– Vi har en eksponentiell utvikling i antallet ting som er forbundet til internett. Det resulterer også i en eksponentiell vekst i mengden digitale data. Mange av disse apparatene kan samle opp data og stille dem til rådighet for oss. Det innebærer at vi kan måle og reagere på data på en helt annen måte enn før, sier Larsen.

Utviklingen vil også påvirke undervisningsbransjen og dermed forskernes egen arbeidsplass. Hittil har e-læring ved universiteter bestått av å ta opp videoer av forelesninger og legge dem ut på en hjemmeside. Fremover blir det mye mer avansert.

– Vi kan samle opp data for hver eneste students tastetrykk. Når de løser en oppgave, kan se hvor de leser i læreboken. Hvis de gjør feil, kan vi gripe inn. Vi kan også overvåke hvor raskt de løser de enkelte oppgavene. Dermed kan vi se hvor det er usikkerhet, og det kan vi bruke til å tilrettelegge undervisningen, forteller Larsen.

En del av de elementene brukes allerede i kurs fra Coursera og ulike toppuniversiteter. Private firmaer som Google og Facebook har også begynt å tilby avanserte, interaktive kurs på hjemmesiden Udacity, hvor de konkurrerer direkte med universitetene.

– Digitaliseringen og adgangen til data vil revolusjonere mange bransjer og utfordre mange klassiske forretningsmodeller – også i undervisningsbransjen, sier Larsen.

Forsikringer er et annet forretningsområde som Internet of Things vil kunne snu opp-ned på. Når biler blir koblet til nettet, vil premien på forsikring være avhengig av kjørestil. En livsforsikring kan bli billigere eller dyrere hvis dingsene sladrer til selskapene forteller dem om du røyker eller trener.

Må være ekstremt pålitelig

Alle de forbundne dingsene stiller store krav til de systemene som skal håndtere dem.

Blant annet må nettverket kunne håndtere at det er så mange av dem. Derfor har forskere og mobilindustrien gått i gang med å utvikle neste generasjon av mobilnettverk, 5G.

5G skal kunne sende data frem og tilbake ekstremt raskt, og det skal være ekstremt pålitelig – slik at for eksempel biler skal kommunisere med hverandre mens de bremser eller passerer.

Det stiller også krav til programvaren på dingsene. De skal kommunisere med hverandre etter de samme reglene – kalt protokoller. Disse protokollene må være godt gjennomtenkt, slik at ikke dingsene forstyrrer hverandre.

I Nederland har store auksjonshaller, hvor det blir solgt tulipaner, forsøkt å skape overblikk over plasseringen av 150 handlevogner. Men protokollen var ikke god nok, og nettverket brøt sammen.

– Det er kanskje ikke så farlig med handlevogner, men det samme bør ikke skje med for eksempel bagasjesortering på flyplasser, forteller Kim Guldstrand Larsen, som er professor ved institutt for informatikk ved Aalborg Universitet.

Han forteller at det er en stor utfordring å få alle tingene til å snakke godt sammen. En av kollegene hans har installert sensorer på en fjellside i Sveits for å holde øye med stykker av fjellet som sto i fare for å rase ut. Det viste seg å være vanskelig å skape et alarmsystem som kunne advare beboerne raskt nok. Også i medisinsk utstyr har det vært problemer med protokollene.

– Faren er at ting ikke fungerer helt som de skal, og det har vi sett eksempler på. Når det gjelder sensorer som skal overvåke helsa, må vi ha kontroll på at det virker, sier Larsen.

Skal høste sin egen energi

Noen av apparatene som bruker videosystemer til å «se», vil også kreve kraftige prosessorer.

– Det går ikke å sende all data opp i skyen. Det koster for mye. Vi må forbehandler data i enhetene. Derfor blir de mye mer kraftigere. Det som ble betraktet som superdatamaskiner i går, blir normalen i Internet of Things i morgen, sier Sven Karlsson.

Mange av apparatene får energi fra batterier, og det blir et problem å skifte ut batteriene, som i dag er laget av giftige materialer. En løsning vil være å bygge inn bitte små energi-innhøstere i apparatene.

– Det kan baseres på lys, vibrasjoner, temperaturforskjeller, elektromagnetiske felter og så videre. De disse små apparatene kan bli selvforsynte, slik at vi ikke trenger å skifte dem, sier Jan Madsen.

Sikkerhet og privatliv

Når vi blir omgitt av så mange nye apparater som vil kunne overvåke oss og påvirke oss fysisk, vil vi bli sårbare hvis ondsinnede hackere klarer å skaffe seg adgang til dem. Det er en av de store utfordringene forskerne og industrifolkene diskuterte på konferansen.

– Alle de problemene vi har i dag med å beskytte data på internett, blir enda viktigere i Internet of Things. Hvis ikke man tenker på å få med all sikkerheten fra starten av, blir det veldig problematisk, sier Jan Madsen.

Noen apparater vil kreve større sikkerhet enn andre, og det vil være smart å senke kravene i noen av de mer harmløse tingene fordi kryptering av data krever strøm og tar tid.

Men det prinsippet har noen fallgruver, forklarer Madsen. For når ting er tett forbundet, vil hackere kanskje kunne komme inn via bakveier i de mindre sikre delene. Det prinsippet har hackere brukt ved å skaffe seg adgang til underholdningssystemet i en bil og derfra fått kontroll over bremser og styring.

Dessuten handler ikke sikkerhet bare om å kryptere, understreker han. Hackere kan nemlig gjøre skade ved å blokkere datastrømmen til og fra livsviktige ting. Forskere har for eksempel vist at det er mulig å hacke pacemakere.

Sven Karlsson forventer at det vil bli stilt mange spørsmål til beskyttelsen av privatlivet.

– Internet of Things-enhetene vil være koblet til skyen, og det blir nok ikke mulig å koble dem fra. Kommer vi til å akseptere at Google kan se oss gå rundt der hjemme? spør Karlsson.

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

Zerokonferansen 2015 var stedet for å se og bli sett i det grønne Norge. Her minglet ungdommen –  miljøhipstere, byråkratbroilere og næringstopper i smarte antrekk. Det var langt mellom de pensjonerte hippiene.

Levende lys og protestviser var ute. Eggende jingler og storskjerm var in. En brunstig reklamestemme tordnet ut over salen: «Gi en varm applaus til Marius Holm!»

Grønne spydspisser

Og Zeros daglige leder Marius Holm åpnet showet som den reneste Steve Jobs. De grønne spydspissene skulle fram. Suksesshistoriene.

– Markedskrefter og teknologi og nye måter, sa han. – Optimisme og framtidstro.

Grønne powerpunkter vekslet med videosnutter der næringslivstopper gav sine vitnesbyrd. De hadde også sett det grønne lyset.

• Les også: Kan markedskreftene redde naturen?

Fra yoghurtbegre til strømlinjer

Grønt skyter fart som en Tesla. Grønt er gøy. Grønt er trendy. Grønt er lønnsomt. Og hvorfor ikke?

Den grønne investoren Øystein Stray Spetalen parkerte miljøsnerpene på denne måten: «For tre år siden så alle elbiler ut som yoghurtbegre. Nå ser de ut som normale biler. Det hjelper jo også.»

Folket hus AS

På konferansens andre dag økte kjendisfaktoren ytterligere. Da kunne du folde ut Macbooken ved samme bord som Rasmus Hansson. Eller stå i garderobekø med Trine Skei Grande. Eller ta selfie med Jonas Gahr Støre.

De – og partitopper fra de andre største partiene – avsluttet det grønne gildet i Folkets hus på Youngstorget.

Jonas Gahr Støre hadde grunn til å føle seg hjemme, selv om Folkets Hus nå symptomatisk heter Oslo Kongressenter Folkets Hus AS.

Fargeforvirring

Støre tok oppstilling temmelig midt i den håndplukkede forsamlingen på podiet, midt mellom blått til høyre med Ketil Solvik-Olsen fra Frp og rødt til venstre med Audun Lysbakken fra SV. Sett fra podiet.

Men snart tiltok fargeforvirringen. Trine Skei Grande stod riktignok til høyre for SV. Men grønne Grande var plassert til venstre for gule Kjell Ingolf Ropstad fra KrF. Og aller ytterst ulmet Rasmus Hansson fra MDG i purpur.

Snart ble det klart: Spektralsurret ble blendet av intenst grønnskjær. De var grønne alle sammen.

14 grønne milliarder

– Lavutslippsbiler skal bli billigere, sa Solvik-Olsen.
– Fossilmotorens tid er forbi, sa Lysbakken.
– Nye verdier og grønne arbeidsplasser, sa Nikolai Astrup fra Høyre.
– Biodrivstoff og elbiler, sa Marit Arnstad fra Senterpartiet.
– Bygge ut kollektivtrafikken, sa Støre.
– Det skal lønne seg å velge grønt, sa Ropstad.
– Øke fossilavgifter, sa Hansson.
Og Skei Grande toppet det hele.

– Jeg er partileder, så jeg kan lekke fra vårt alternative statsbudsjett uten å spørre noen, sa hun til lun latter fra salen.

– Vi legger opp til et grønt skatteskifte på 14 milliarder. Det monner, sa hun.

• Les også: Forskningsbudsjett uten grønt skifte

Penger snakker

Var det munnhell? Tomme løfter, grønne brikker i et svart spill om makt? Ulmet de mangefargede politiske glørne videre, under et grønt dekke av enighet?

Eller ser vi starten på en ny politisk retning, vinkelrett ut fra den gamle politiske aksen? Jeg tror begge deler.

Tomme ord? Nei. Penger snakker, som amerikaneren sier, og det med store bokstaver. Oljeindustrien skranter. Statoil flasser medarbeidere. Arbeidsløsheten stiger.

Og på den andre siden: Fornybar energi vokser eksplosivt. Stray Spetalen malte framtida med bred pensel på konferansens første dag: Om 10–15 år er alle hus dekket av solpaneler, og den eneste elkabelen du trenger, er den du får fra nettleverandøren.

Den perfekte politiske stormen

Jeg tror det blåser opp til den perfekte politiske stormen. Klimatrusselen, finanskrisen, fallende oljepriser og arbeidsledige ingeniører, voksende u-landsøkonomier som hungrer etter fornybar energi, smarte biler, smarte kollektivløsninger, smarte hus, smarte byer. Smarte folk.

Smarte, unge folk, som lengter etter mer enn å råne rundt i utkanten. De vil til kjernen av problemene og kjernen av løsningene. Og de har små barn. De vil at barna skal leve godt, nå og om femti år.

Elbuss eller elbil?

Samtidig: De politiske motsetningene er der fortsatt. Alle vil ut i det grønne, men venstresida vil kjøre elbuss, høyresida elbil.

Høyresida vil at bedriftene skal få kjøre sine egne grønne løp, uten sterke statlige føringer.

– Næringslivet ser muligheter til å skape grønne arbeidsplasser. Den tendensen må vi forsterke, uten å si at den teknologien er bedre enn den teknologien, sa Nikolai Astrup fra Høyre.

Venstresida vil være bussjåfør på den grønne veien. Myndighetene skal styre produksjonen i grønn retning med avgifter og offentlige innkjøp.

– Vi myndigheter må stille krav som innkjøpere. Vi har makt, sa Støre.
– Statsbudsjettet viser at det grønne skiftet er i det blå. Vi mangler avgiftsdreiningene, sa Lysbakken.

Men alle var enige om at infrastrukturen må bygges ut – les stål og sviller og asfalt i ulike blandingsforhold, samt hurtigladestasjoner.

• Les også: Bil mer miljøvennlig enn tog?

Mål eller målløs

Rasmus Hansson hadde – kanskje ikke uventet – sin egen vri på den smale grønne sti. Han ville ha klarere, konkrete mål å gå etter.

– Problemet med enkelttiltak er at de ikke er koblet til mål. Enkelttiltak virker ikke, sa han.

– Målene til Rasmus er helt meningsløse, kontret Astrup fra Høyre. Han brukte Tesla som eksempel på at det er teknologien og markedet som driver den grønne utviklingen framover, ikke politisk detaljstyring.

– Denne utviklingen kommer ikke til å være lineær. Den vil gå i rykk og napp. Vi står på terskelen til noe helt nytt, sa Astrup.

Grønnere by

Så var det slutt. På gata utenfor Folkets hus slo virkeligheten kaldt mot meg. Fossilbiler stanget støtfanger mot støtfanger i de trange gatene.

Skjønt – om få år skal disse gatene være tilnærmet biltomme, hvis Oslos nye byregjering får det som den vil.

– 70 prosent statlig bidrag til miljøtiltak i byene, sa Gahr Støre, og mente ikke bare Oslo, Bergen, Trondheim og Tromsø, men også Ålesund og andre mindre byer.

– Jeg tror på teknologiutviklingen i dette feltet, understreket han.

Og inn fra sidegata svingte en smekker Tesla og skjøt fart langs Ring 1.