Ekstremværet Dagmar i desember 2011 viste at Norges strømforsyning- og telekommunikasjonssystemer var sårbare for ekstreme naturhendelser.

Én million personer ble strømløse, ca. 31.500 abonnenter var uten fasttelefon under uværet og mer enn 700 basestasjoner for mobiltelefoni falt ut.

I ettertid ble det innført tiltak for å gjøre systemene mer robuste mot ekstremvær. Spørsmålet er imidlertid om vi kan unngå uventet nedetid i komplekse IKT-systemer ved bare å gjøre systemene mer robuste mot kjente ekstreme hendelser?

Blir tøffere av å bli behandlet røft

I boken Antifragility: Things that Gain from Disorder påpeker Nassim N. Taleb at det motsatte av et sårbart system faktisk er et system som blir mer motstandsdyktig ved røff behandling.

I motsetning til robuste systemer, lærer anti-sårbare systemer hvordan de skal bli sterkere i en verden som er i stadig forandring. Menneskets immunforsvar er et eksempel på et anti-sårbart system som reparerer seg selv og utvikler motstandsdyktighet mot nye sykdommer.

I bøkene Drift into Failure og Safety Differently redegjør Sidney Dekker inngående for vår begrensede evne til å forutsi ekstreme hendelser i komplekse systemer.

Ifølge Dekker og Taleb er det umulig å forutsi alle mulige ekstreme hendelser i dagens IKT-systemer. Vi må derfor utvikle og drifte anti-sårbare IKT-systemer som begrenser skaden av hendelser vi ikke kan forutsi, og som lar oss lære av disse hendelsene hvordan systemene kan forbedres over tid.

Det er fire viktige prinsipper for designet av anti-sårbare IKT-systemer, og ett operasjonelt prinsipp for driften av slike systemer.

Gjør delene av systemet mer uavhengige

Et IKT-system består av en rekke enheter eller moduler som kommuniserer seg i mellom. Det første steget på veien mot et anti-sårbart system er en modularisering av systemet slik at avhengighetene mellom modulene begrenses.

En modul A er sterkt avhengig av en modul B dersom funksjonaliteten til A reduseres kraftig når B helt eller delvis slutter å fungere korrekt.

Dersom tilstanden til modul B har liten innvirkning på funksjonaliteten til modul A så er A er svakt avhengig av B.

Når modul A er svakt avhengig av modul B er det mulig å endre B uten at A må endres så lenge modulene kommuniserer over veldefinerte grensesnitt og  grensesnittene ikke endres.

Isolering av problematiske deler

Det neste steget på veien mot et anti-sårbart system er isolering av moduler som utvikler problemer eller som oppfører seg på uventede måter.

Vi isolerer en problematisk modul ved å ta ned alle dens forbindelser til andre moduler i en periode slik at problemet kan undersøkes og forhåpentligvis korrigeres.

Forbindelser som tas ned og opp kan sammenlignes med automatsikringer. En automatsikring benytter seg av mekaniske og elektromagnetiske reaksjoner til å koble ut en strømkrets ved overbelastning eller elektrisk kortslutning. Sikringen har en av/på bryter som gjør at strømkretsen kan kobles opp igjen når årsaken til utkoblingen er utbedret.

Isolering krever at et system er i stand til å oppdage uregelmessigheter og feil i moduler. Det er mye enklere å isolere moduler uten at det oppstår store negative konsekvenser når det er svake avhengigheter mellom modulene. Sammen hindrer modularisering og isolering at lokale problemer propagerer og tar ned hele systemet.

Flere deler som gjør samme jobb

Målet for et anti-sårbart system er ikke å oppnå høyest mulig effektivitet ved å bruke minst mulig ressurser, men å sikre motstandsdyktighet og riktig utvikling i et tøft miljø med store belastninger på systemet.

Alle anti-sårbare systemer har innebygget redundans for å håndtere uventede hendelser. IKT-systemer kan øke evnen til å motstå uforutsette hendelser ved å benytte flere moduler som utfører samme oppgave.

Dersom en modul utvikler et problem kan en annen modul ta over oppgaven.

Deler som gjør det samme, men er ulike

Et modulært system med diversitet består av moduler med samme funksjonalitet, men med forskjellig design og/eller implementasjon.

Diversitet blant moduler gjør det mindre sannsynlig at flere moduler vil feile av samme grunn til samme tid. Bare et system med diversitet er motstandsdyktig mot at lokale feil og problemer sprer seg. Selv om den enkelte modul i et system med diversitet fremdeles vil være sårbar, slutter ikke hele systemet å fungere.

De fire designprinsippene modularisering, isolering, redundans og diversitet gjør et system robust mot uønskede hendelser. Prinsippene medfører ikke at alle negative hendelser unngås, men sørger for at det er mulig å redusere konsekvensene av hendelsene.

Kunstige feil kan være et læreverktøy

For at et robust system skal bli anti-sårbart er det nødvendig at systemet selv (eller dets operatører) lærer av inntrufne hendelser hvordan systemet kan forbedres for å møte fremtidige negative hendelser.

Når et system tar i bruk designprinsippene, kan vi med viten og vilje introdusere kunstige feil i systemet uten at konsekvensene blir utålelige. Kunstige feil flytter fokuset fra å forutsi fremtidige hendelser til rask testing av endringer like etter at de er innført.

Det er langt ned til bakken for ettåringen i barnesetet bak ryggen til pappa. Utsikten er ikke all verden ut over rørleggersprekken ti centimeter foran nesa. Hvis noe skulle skje, vil den lille neppe oppdage det i tide, og hun har heller ikke reflekser eller fysikk til å reagere raskt nok.

Her ligger nok noe av forklaringen på funnene til de australske forskerne som har undersøkt skader på barn som er innblandet i uhell med sykler. Tallene har de hentet fra akuttmottak og sykehus i den australske delstaten Victoria.

Statistikken forteller ikke om barna var passasjerer eller om de syklet på egen hånd, men forskerne regner ikke med at det er så mange barn under tre år som sykler selv.

«Vårt fokus var på de minste barna som mest sannsynlig var passasjerer», skriver Jennifer Oxley og kollegaene hennes.

Hodeskader

Fra 1999 til 2014 ble over 20 000 barn under ti år utsatt for sykkelskader i Victoria. De minste barna, altså de som er tre år eller yngre, hadde større risiko for hodeskader enn litt større barn.

• Les også: Fotgjengere er farlige for syklister

For hele aldersgruppa under ett gikk antallet skader ned i løpet av de 15 årene.

Men ikke for de minste. De lå stabilt på samme nivå, og godt over halvparten av disse ble skadet i hodet.

For de eldre barna, de fra sju til ti år, er det hender, armer og skuldre som er mest utsatt.

Vanskelig å sammenligne

Delstaten Victoria har omtrent like mange innbyggere som Norge.

– Men vi skal være veldig forsiktig med å overføre disse funnene til norske forhold, sier forskningsleder Alena Høye ved Transportøkonomisk institutt (TØI).

For eksempel finnes det ikke tall å sammenligne med. Statistisk sentralbyrås oversikt over veitrafikkulykker med personskade baserer seg på hva politiet rapporterer inn. Disse utgjør bare en brøkdel av det som ble funnet på akuttmottak og sykehus i Australia.

• Les også: – Må tenke annerledes om syklister

– Det kan også være forskjeller på sykkelkulturen i Norge og Australia, sier Høye til forskning.no.

Tallene fra den australske undersøkelsen sier nemlig ikke noe om hvor mange av barna som brukte hjelm, hva slags seter de eventuelt satt på eller hva som var årsaken til ulykkene.

Men ved bruk at hjelm, belte og høy seterygg tyder testresultater på at man unngår brudd på hodeskallen dersom uhellet skulle være ute, skriver Høye og TØI-kollega Michael W.J. Sørensen i Trafikksikkerhatshåndboken.

Referanse:

Jennifer Oxley mfl: How safe are children when transported bybicycle? Traffic Injury Prevention, september 2016, doi: 10.1080/15389588.2016.1199866. Sammendrag

Forsøkene ble gjort på Eberg Trafikkgård i Trondheim, som er et vegsystem i miniversjon hvor barn kan øve på å ferdes i trafikken, men i trygge omgivelser. 

Der utstyrte forskerne 59 barn i alderen åtte til tolv år med spesialbriller før de fikk ulike oppgaver på sykkel. Spesialbrillene registrerer øyebevegelsene og oppmerksomheten til barna. I tillegg har brillene HD-kamera som filmer omgivelsene.

– På filmen ser vi hvor i omgivelsene forsøkspersonen fester blikket. Det ga oss en rådatafil med cirka 1,7 millioner blikkpunkter som vi nå skal analysere og se dem i sammenheng med testoppgavene som elevene fikk, forklarer seniorforsker Dagfinn Moe i Sintef. 

Målet er å finne ut hvor flinke barna er til bevisst å følge en plan og styre oppmerksomheten. Til syvende og sist vil det gi en pekepinn på hva sykkelopplæringen i skolen bør fokusere på og gi ny kunnskap om når det er trygt for barn å sykle alene i trafikken.

Hjerneforskning og atferd

Barna fikk i oppgave å sykle en bestemt rute på 350 meter, og som inneholdt distraksjoner i form av tre kraftig blinkende lamper.

Først syklet barna to runder med instruks om å se på de blinkende lampene (Go-fasen). Deretter fikk ungene en kort pause og ny beskjed om å ikke se på de blinkende lampene (NoGo-fasen).

Moe, som ledet forskningsprosjektet, har jobbet i flere år med å forene kunnskap fra hjerneforskning med folks prestasjoner og atferd i trafikken.

Sentrale temaer for forskningen hans er blant annet risikovillighet, læring, barns- og ungdoms utvikling og prestasjonsevne.

– Det er hele tiden et samspill mellom nevrobiologien og det miljøet man lever i. Barnehjernen er i stadig endring med en gradvis utvikling av mange funksjoner som eksempelvis oppmerksomhetskontroll. Og det er den vi ville undersøke i denne studien, forklarer Dagfinn Moe:

– Sykling i trafikk krever mer enn å holde balansen på sykkelen. Ungene skal oppfatte og tolke trafikkbildet, ta beslutninger og iverksette handlinger innen varierende tids- og avstandsrammer. Med andre ord: Den perfekte oppgave for denne typen forskning.

• Les også: – Må tenke annerledes om syklister

Oppgave: Ikke se på dette

Utfordringen for elevene var å planlegge å ikke skulle se på lampene.

– Dette er en krevende oppgave for barn, fordi de nevrale nettverkene i den prefrontale delen av hjernen enda ikke har den nødvendige robustheten og kvaliteten som voksne etter hvert utvikler, sier forskeren.

Med andre ord: ungenes evne til selvregulering, eller selvkontroll, ble satt på prøve. Det viste seg å være en svært utfordrende sak for mange av barna. 

Resultatene viste at alle barna hadde festet blikket på lampene i løpet av de to første rundene. Men under de to siste rundene, der de ikke skulle se på lysene, hadde hele 40 prosent likevel sett på lampene.

Ingen forskjell på jenter og gutter

Forskerne fant også ut at det var små eller ingen forskjeller mellom jenter og gutter når det gjaldt evnen til å holde på oppmerksomheten.

Det var heller ingen særlig forskjell mellom deltakerne når det gjaldt alder. Derimot var det store individuelle forskjeller på tvers av både kjønn og alder når det gjaldt evnen til å ikke la seg distrahere.

– Dette var et forsøk som var relativt enkelt for barna og som ble gjennomført i en trygg, forutsigbar og lite stressende situasjon, sier Moe.  

– Når de kommer ut i virkelig trafikk med annen trafikk, vil stressfaktorene bli flere og påvirke barnas oppmerksomhetskontroll i mye sterkere grad enn i dette forsøket.

• Les også: To av tre går eller sykler til skolen

Tryggere i trafikken

Bård Morten Johansen i Trygg Trafikk mener at funnene er svært interessante og viktige.

– Det er en økende interesse for sykling i samfunnet generelt, og myndighetene har også et mål om at det skal sykles mer, men også at det skal sykles tidligere, sier Johansen.

Vi har mange generelle teorier om modning av hjernen vår. På bakgrunn av det har vi en anbefaling om at barn kan sykle til skolen når de er tolv år, men foreldrene kan selv bestemme når de mener det er trygt for sitt barn å sykle.

Han mener at de nye funnene som viser at det er svært store individuelle forskjeller og det faktisk er en ganske stor andel av barna mellom åtte og tolv år som ikke klarer å være nok fokuserte i trafikken, vil få stor betydning.

– Det blir viktig å Informere foreldrene om dette, men vi skal også jobbe med å få den nye kunnskapen inn i sykkelopplæringen i barneskolen, sier Johansen.

• Les også: Bysykling styrker folkehelsen

Med lærere som støttespillere

Forskerne har med seg flere lærere i prosjektet. De skal bidra med å implementere funnene fra dette forsøket i nye opplæringsmetoder for sykling. Når det er ferdig, vil opplegget bli testet i samarbeid med både lærer og barn. 

– Her planlegges før og etter-tester for å sikre at vi får et pedagogisk opplegg som faktisk fungerer.