Det finnes et vell av Facebook-grupper for ulike sykdommer. Der kan folk med samme diagnose lære av hverandre og dele tips om forskning, kosthold og medisiner.

– Fagmiljøet innen helse er svært lite til stede på sosiale medier. Det tror jeg er feil prioritering, sier Elia Gabarron, forsker ved Nasjonalt senter for e-helseforskning.

Hun er redaktør for en ny fagbok som har samlet kunnskap fra hele verden om helse gjennom sosiale medier.

Hun tror det kan være mye å hente, spesielt for helsemyndighetene, om de la til rette for mer informasjon og faglig veiledning om sykdom på sosiale medier.

– Spesielt gjelder dette kroniske lidelser og sjeldne tilstander, sier Gabarron, som opprinnelig er psykolog.

Sover i timen

Gaborron er bekymret for at både medisinsk helsepersonell og helsemyndighetene sover i timen, mens sosiale medier stadig oftere blir tatt i bruk i helsespørsmål.

Hun var i 2013 med å etablere nettsiden sjekkdeg.no, som ga ungdom informasjon om seksuelt overførbare sykdommer. 

– Vi så at sosiale medier og spesielt Facebook, ga en god del besøk til nettsiden, selv om vår Facebook-side ikke hadde så mange likes, sier hun. 

– Det har nok en naturlig forklaring i at det ikke er slike sider du ønsker å promotere om du er venn med  mamma på Facebook. Men ungdommene brukte tydelig siden for å komme seg videre til mer informasjon.

• Les også: Pasientar utvikla ny helseteneste via nettbrett

Nesten alle er på Facebook

I Norge er over tre millioner innbyggere på Facebook. Det betyr at nesten alle har en slik konto.

– Det er en strålende mulighet. Og foreløpig ser det ut til at det meste som deles i helsegruppene, er ordentlig informasjon. Gruppene har ofte sitt utspring i en interesseorganisasjon.

Hun ser risikoen, men er ikke redd for at sosiale medier skal spre feilinformasjon om sykdomsbehandling.

– Det er noe som heter kollektiv intelligens. Om ikke du selv lukter lunta ved påstått forskning eller dårlig funderte helseråd, vil noen andre i gruppen gjøre det. Men det aller beste hadde vært om også helsepersonell deltok med faglig og relevant informasjon i slike grupper.

Googler og spør etter legebesøk

En pasient med kronisk sykdom møter i gjennomsnitt legen sin én eller to ganger i året for å diskutere sykdomsutviklingen, ifølge Gabarron.

I de minuttene møtet pågår, er det kanskje vanskelig å huske å stille alle spørsmål, og ikke minst forstå og huske de svarene man får.

– Svært mange tyr til Google når de kommer hjem for å bedre forstå det legen har sagt. Det å ha tilgang til et nettverk på Facebook med mennesker i samme situasjon, gjør at du kan få svar av folk med erfaring og dermed bli tryggere og flinkere til å mestre din egen sykdom.

Forskeren tror ikke det blir mer tid sammen med legen framover. Det handler heller om hvordan vi ved hjelp av teknologi kan gjøre folk i stand til å ta flere kloke valg om helsa si uten å kontakte legen.

• Les også: Kan Facebook gi deg et lengre liv?

Leker seg til kunnskap

På sjekkdeg.no kunne ungdommene spille seg fram til økt kunnskap. Det gjorde at ungdommene brukte mye tid på nettsiden og dermed trolig plukket opp litt kunnskap om kjønnssykdommer og hvordan unngå å bli smittet.

– Behovet for å få ut mer informasjon er enorm. Klamydia-forekomsten er dobbelt så høy i Troms og Finnmark som i resten av Norge. Resultatene fra Nord-Norge er faktisk blant de høyeste i hele verden, og ungdom er mest utsatt, sier forskeren. 

– Sykdommen er skummel fordi den kan gjøre deg steril om den ikke behandles, og jenter har spesielt stor risiko for dette. Stadig flere av parene som må oppsøke fertilitetsklinikker for å få hjelp til å få barn, er der fordi de har blitt sterile av uoppdaget klamydia, forteller forskeren.

I sjeldne tilfeller kan kjønnssykdommen også lede til kreft.

• Les også: Kan jeg få klamydia fra toalettsetet?

Kan varsle epidemier

I den nye boken om helse på sosiale medier tar 21 internasjonale eksperter for seg ulike tema. Den handler om alt fra hvordan sosiale medier kan gi pasienter mer makt, hvordan sykehus bruker sosiale media, til hvordan sosiale media kan varsle epidemier før de bryter ut.

– Ved hjelp av søkeord og ulike algoritmer er det nå mulig å finne ut hva folk snakker om helse på sosiale medier. Du kan finne ut om de uttrykker glede eller bekymring for ulike tema.

Gabarron ønsker nå å bruke disse algoritmene til å kartlegge hva diabetespasienter søker hjelp til via sosiale medier, basert på hvordan de ordlegger seg.

– I sjekkdeg-prosjektet forutsatte vi at årsaken til høy klamydiaforekomst var for lite og for dårlig informasjon. Nå vil vi kartlegge hva diabetespasienten trenger hjelp til, slik at det deretter går an å utvikle nye verktøy for hjelp og veiledning, sier Gabarron.

Referanse:

Elia Gabarron mfl: Lessons learnt from MOOCs about how social media can improve Digital Health Literacy. Engineering in Medicine and Biology Conference (2016) Sammendrag

I fremtiden skal den elektroniske pasientjournalen hjelpe legen på en helt annen måte enn i dag.

– Dagens elektroniske pasientjournal er egentlig bare det gamle papirsystemet flyttet over på data, sier forsker Rune Pedersen ved Nasjonalt senter for e-helseforskning.

– Fremtidens journalsystem skal finne frem til veiledninger og gi støtte til beslutninger, minne legen om alle vurderinger hun skal gjøre og hvilke lover og regelverk som slår inn i ulike saker.

Tanken er at systemet skal anbefale legen de beste metodene som passer til akkurat denne pasienten.

• Les også: Kjenner fastlegen deg – som person?

Skal huke av istedenfor å skrive

– Det er allerede mye spennende i utvikling. Firmaer er nå i ferd med å utvikle en ny elektronisk pasientjournal, med funksjonalitet vi aldri har sett før. Noe funksjonalitet er allerede tatt i bruk og viser konturene av hva fremtidens løsninger kan inneholde, sier Pedersen.

– For eksempel strukturering av helsedata.

Strukturering av helsedata betyr at informasjon om pasienter blir lagt inn i journalen i en forhåndsdefinert struktur, som er lik for alle. Dette gjør informasjonen både søkbar og sammenliknbar.

Motstykket til dette vil være data registrert i fritekst, der foreløpig bare et menneske, og ikke et dataprogram, kan forstå teksten.

Når den elektroniske pasientjournalen blir strukturert, kan klinisk helsepersonell raskt og enkelt hente ut relevant informasjon, samtidig som de får støtte til videre behandling. 

Informasjonen blir delt inn i ulike typer

Nye datasystemer blir laget i åpne kildekoder og er basert på noe som kalles arketyper.

– Arketyper er forhåndsdefinerte modeller som gjør det mulig å strukturere helsedata. Et klinisk konsept er for eksempel blodtrykk. Det nasjonale arketypeutvalget, som består av klinikere og teknologer, blir enige om hva som inngår i et blodtrykk, som for eksempel hvilket apparat, størrelse på mansjett, hvilken stilling pasienten befinner seg i og så videre, som kan være med å påvirke en blodtrykksmåling.

– Når systemene bruker samme arketyper, blir dataene forstått av systemene. Dette skjer ikke i dag, der vi foreløpig utveksler fritekst som må leses av et annet menneske for å bli forstått. Vi kan ved bruk av arketyper søke og gjenbruke data i samme system. 

• Les også: E-meldingar styrkar stemma til heimesjukepleiaren

Pasienten bidrar også

Til jul i 2015 fikk alle sykehuspasienter i Helse Nord mulighet til å logge seg inn og lese egen journal. Dette er nå også i ferd med å bli innført i Helse Vest.

Pedersen mener at fremtidens elektroniske pasientjournal gir større muligheter for at pasienten selv kan registrere helsedata på samme måte som legene kan gjøre det i Kjernejournal i dag.

Kjernejournal er et elektronisk journalsystem der leger samler viktige helseopplysninger om deg som pasient og skal fungere som et varslingssystem på tvers av regioner og sykehus. I kjernejournal finnes ikke dokumenter, bare kritisk informasjon, personalia, medisiner og besøkshistorikk.

Pasientjournalen er dokumentasjon på all helsehjelp du har fått, som epikriser, blodprøvesvar, notater og så videre.

I tillegg til at pasienter selv kan registrere helseinformasjon i den nye pasientjournalen, blir det å hente ut informasjonen også enklere. Det vil si at å hente ut data til kvalitetsregistre og andre som krever dokumentasjon og rapportering skal kunne skje automatisk.

– I dag registrerer helsepersonell som regel den samme informasjonen på en pasient to, tre og fire ganger, sier Pedersen.

Sunn skepsis

– Når vi nå ser at vi har en mulighet til å tilby strukturerte data, kommer diskusjonen om hvor mye vi skal strukturere, sier Rune Pedersen.

Han mener mange er redde for en hverdag hvor de tvinges til å huke av for forskjellig informasjon i bokser.

– Vi må være kritiske til hva som skal struktureres og hvorfor. Det er en skikkelig vanskelig jobb, samtidig som utviklingen i prosjekter har gitt noen smakebiter på hvordan strukturerte data kan brukes, sier forskeren.

– Vi er kommet betydelig lenger nå enn da elektronisk pasientjournal første gang ble innført, men mye er fortsatt visjoner ennå.

• Les også: Halvparten av oss forstår ikke helseinformasjon

Referanse

Rune Pedersen: The Value of Clinical Information Models and Terminology for Sharing Clinical Information. eTELEMED 2016, The Eighth International Conference on eHealth, Telemedicine and Social Medicine. 2016. ISBN 978-1-61208-470-1.

Gro-Hilde Ulriksen: Consensus on Norwegian archetypes. Studies in Health Technology and Informatics 2016 ;Volum 221. s. 131-131.
 

Nå har forskere blitt inspirert til å vurdere å gjenskape denne effekten som ett av mulige tiltak i klimakampen.

Mye drøftet teknologi

Alternative teknologier for å avkjøle klimaet, såkalt solar geoengineering – eller klimafiksing, har vært mye drøftet de siste årene. Den mest omtalte metoden er altså basert på å  etterligne vulkanutbrudd ved å slippe tonnevis av svovel ut i stratosfæren fra fly for å danne et reflekterende lag i luften og dempe mengden av innkommende sollys. Det er i år ti år siden nobelprisvinneren Paul Crutzen skrev artikkelen som virkelig fikk fart på denne idéen om å pumpe svovel opp i stratosfæren.

Det kanskje tyngste motargumentet mot slik tukling med naturen handler om moralsk risiko – altså faren for at solar geoengineering blir en unnskyldning til å fortsette gamle synder. Hvorfor ikke fortsette med klimagassutslippene når vi allikevel kan kjøle ned kloden med klimahacking om vi vil?

Parisavtalens høytstående ambisjoner om å begrense den globale oppvarmingen til to grader celsius, om ikke en og en halv grad, har ledet til økende fokus på slike alternative teknologier. Institutt for Geofag ved Universitetet i Oslo har bidratt både til nyskapende vitenskapelig forskning på området, inkludert gjennom ett forskningsprosjekt støttet av Forskningsrådet (EXPECT), og også nå nylig til en artikkel om klimakonsekvensene av solar geoengineering. Her påpeker vi blant annet gapende kunnskapsmangler innen fagfeltet.

Vet for lite om miljøkonsekvensene

Den internasjonale solare geoengineering debatten er tverrfaglig og mangfoldig og dekker sosiale, etiske, juridiske, økonomiske og politiske aspekter. Men så langt mangler dessverre engasjement fra klimakonsekvensforskerne. Hittil har en betydelig del av forskningen vært forbeholdt jordsystemmodellstudier.

Dermed har vi fått økt innsikt i hvordan klimaresponsen til kunne komme til å være – med iberegnet usikkerhet som det er med alle slags modellstudier. Men så langt har det knapt vært noen studier på hvordan klima- og miljøkonsekvensene av klimafiksing vil kunne utspille seg.  Før vi har mer kunnskap om dette kan vi ikke avskrive solar geoengineering som en av de potensielle redskapene vi har i bakhånd i kampen mot menneskeskapte klimaendringer.

Til tross for den voksende forskningslitteraturen om de forventede klimaeffektene av klimafiksing, i form av for eksempel havis, temperatur- og nedbørendringer, har vi foreløpig ikke noe klart bilde av de påfølgende konsekvensene av et slikt modifisert klima for naturlige og menneskelige systemer som landbruk, helse, vannressurser og økosystemer. En grundig utredning av klimakonsekvenser er nødvendig for å gi en god vurdering av mulige følger, både positive og negative.  

Effektene av klimaendringer vil ikke bli reversert av at vi hindrer solstråler fra å nå jordoverflaten, men vi kan begrense enkelte miljøendringer, som stigende havnivå. Andre, som havforsuring, vil forbli upåvirket, i tillegg vil nye forandringer kunne skje. Klimafiksing i form av stratosfæriske svovelinjeksjoner er derfor ikke noen erstatning for kutt i klimagassutslipp.

Forbedret forståelse for eventuelle bivirkninger av solar geoengineering vil være en viktig del av en bredere vurdering av fordeler og risikoer. Dette krever at klimakonsekvensmiljøet, både i Norge og internasjonalt, engasjerer seg seriøst i dette utfordrende emnet.

Forskerne vet foreløpig ikke hvilke konkrete teknologiske løsninger de kommer til å utvikle.

Skal de jobbe med dør- eller sengesensorer?

Eller hva med sensorer som registrerer folks tilstedeværelse i et rom, og GPS-baserte løsninger?

Først skal forskerne derfor lytte til hva slags utfordringer potensielle brukere møter i hverdagen. Den teknologiske rammen er smarte og selvlærende sensorbaserte løsninger innenfor kategorien teknologisk assistanse i hjemmet.

Dette for å hjelpe mennesker med kognitiv svikt.

• Les også: Dataspill skal avsløre demens

Ansvarlig forskning

Å starte med brukernes faktiske behov er en viktig side ved den ansvarlige tilnærmingsmåten, men langt fra den eneste.

Prosjektet er lagt opp som en brukerinvolvert prosess.

Forskerne vil for eksempel benytte spørreundersøkelser, intervju og workshop med eldre deltakere.

Det tilrettelegges også for kontinuerlige og kritiske diskusjoner og vurderinger av forskernes og prosjektets underliggende verdier. For hele veien blir forskerne selv utfordret av eksterne rådgivere.

Alt dette er typiske kjennetegn for ansvarlig forskning og innovasjon, eller “responsible research and innovation” (RRI), som har blitt et viktig begrep innen europeisk og norsk forskning.

Samtidig som de selv utfører RRI i praksis, skal forskerne ved Høgskolen i Oslo og Akershus (HiOA) forske mye på selve RRI-tilnærmingen.

Dette gjøres parallelt med utviklingen av de teknologiske løsningene.

Planen er å bygge opp en egen modell for RRI innen helseteknologi og utvikle en tilnærming for å vurdere RRI-inspirert teknologi.

– Samme tilnærming skal vi bruke for å vurdere om innovasjon blir bedre på denne måten, sier Ellen-Marie Forsberg,  prosjektleder og seniorforsker ved Arbeidsforskningsinstituttet på HiOA.

• Les også: Vil diskutere ansvarlig forskning og innovasjon

Boligkompleks

Én av prosjektets samarbeidspartnerne er Oslo kommune ved bydel Ullern, nærmere bestemt et boligkompleks med eldre beboere.

Hvordan de eldre ser for seg en enklere tilværelse, etter at alderen setter spor, er noe forskerne skal se på.

Forskerne skal også gjøre intervjuer med pårørende og ansatte.

Rundt 300 eldre skal i tillegg besvare en spørreundersøkelse om teknologivaner og syn på teknologi.

Noen av løsningene som blir laget på bakgrunn av dette, skal installeres i leilighetene på Ullern.

– En del velferdsteknologi blir i dag lite brukt. Noe av forklaringen kan være at innovatører har ny teknologi de ofte prøver å finne anvendelser til og i en viss grad prakker på eldre, sier Forsberg.

Førsteamanuensis og ergoterapeut Anne Lund er forsker i prosjektet.

– Det utføres ikke alltid gode nok behovsvurderinger før nye tekniske hjelpemidler introduseres. Det kan være at trygghetsalarmen ikke brukes, eller at nettbrettet havner i en skuff. Det er heller ikke alltid teknologien som er den beste løsningen, sier hun.

Kanskje behøves ikke mer enn en gul huskelapp på veggen.

– Jeg har sett mange tilfeller hvor det tilbys én form for teknologi til alle over en viss alder. Men ikke alle i samme alder har felles behov. Dessuten skorter det ofte på opplæring, oppfølging og evaluering, sier Lund.

• Les også: Mange eldre risikerer å bli underernærte

Rådgivende gruppe

Forskerne har også etablert en ekstern rådgivningsgruppe som utfordrer forskernes antagelser og oppfatninger.

Gruppen består av 14 mennesker fra ulike fagfelt og interessegrupper, blant annet fra kommunen, demensforeningen og profesjonene.

– De har allerede utfordret oss til å avklare hvorvidt prosjektet skal løse noe for helsetjenesten, eller om det heller omhandler det å gjøre eldre til selvstendige brukere av velferdsteknologi som hverdagsteknologi, sier Forsberg.

Forskerne skal ikke nødvendigvis gjøre alt gruppen anbefaler, men i tråd med RRI-tankegangen har de forpliktet seg til å lytte til informasjonen som fremkommer og rapportere tilbake om en eventuell videre prosess.

– Vi ønsker å være transparente og samtidig få kritiske spørsmål utenfra, sier Lund.

Alt dette gjør arbeidet mer tidkrevende, men det må til for å teste RRI-tilnærmingen i praksis. Såkalt fremsyn er et viktig aspekt og innebærer at forskerne og prosjektdeltakerne hele tiden tenker på konsekvenser i et større perspektiv.

– Det innebærer også å tenke gjennom hvilke verdier som ligger til grunn og hele tiden påvirker valgene som tas, forklarer prosjektleder Forsberg.

Så langt finnes det ikke mange studier av hvordan RRI-tankegangen blir brukt i et forskningsprosjekt fra start til slutt.

Prosjektets protokoll for å vurdere om RRI-tilnærmingen har tilført noe viktig, innebærer blant annet intervjuer, fokusgrupper og dokumentanalyse.

For å kartlegge forskjellene skal prosjektet sammenliknes med et avsluttet teknologiprosjekt som ikke har brukt RRI-tilnærmingen.

En svært tverrfaglig arbeidsprosess er en forutsetning for å få til de mange ulike elementene i prosjektet. Fra HiOA deltar forskere fra fire ulike fakulteter og institutter, med ekspertise som spenner fra etikk og filosofi via helsefag til teknologi.

• Les også: Pårørende betyr trygghet for eldre pasienter

Byane har alltid vore den viktigaste motoren i økonomisk utvikling, og i aukande grad er det i byar ein finn avansert forsking og undervisning. Men ein må legge vekt på «motor». For det finst mange ulike typar av by. Dei fleste vil kanskje vere av typen einsidige industristader som til dømes sete for religiøs makt, som sete for administrativ ekspertise eller som sete for storskala industri.

Men innimellom dei mange spesialiserte tettstadene finn vi byar der mangfaldet er det vesentlege, der kunnskapsutvikling og spesialisering er det mest karakteristiske.

Kva gjer byen til motor i økonomien?

Eg vil freiste forklare kvifor transportinfrastrukturen er det primære. Byen si rolle i økonomien kan vi skjøne ved å tenke etter den dynamiske koplinga mellom tre karakteristikkar ved byar, nemleg tettleiken av busetnaden, storleiken av befolkninga, og graden av arbeidsdeling.

Arbeidsdeling er kjernen for alle slags samfunn

Graden av arbeidsdeling er eit kjernepunkt for sivilisasjonen og økonomien vår. Ein kan sjølvsagt tenke seg eit samfunn der kvar person må vere «a jack of all trades». I slike samfunn vil ingen ha tid og krefter til å bli skikkeleg god i den typen aktivitet som krev øving og praktisering jamt og trutt.

Ein ser da også at det ikkje skal så mange naboar til før dei hjelper kvarandre med det dei er best til. Spesialisering og bytte av tenester er ikkje ei urban oppfinning. Men dyktige spesialistar har funne fram til byen som ei samfunnsform som lettar og utviklar spesialiseringar. Spesialisering har alltid vore sentralt for urbane økonomiar og vil framover i aukande grad vere eit sjølvforsterkande element i skaping av nye arbeidsplassar.

Tettleik i busetnaden lettar samarbeid mellom spesialistar

Graden av arbeidsdeling er nært knytt til både storleiken av befolkninga og kor tett folk bur. For at bedriftene som organiserer den spesialiserte arbeidskrafta skal fungere må folk bu slik til at dei kan møte kvarandre regelmessig og personleg.

Moderne kommunikasjonsmetodar kan ikkje erstatte ein stor prosent av tradisjonelle andlet-til-andlet møte. Medarbeidarar, særleg der ein driv med innovasjon, må ha tid saman, ikkje berre til formelle møte og diskusjonar, men enno meir for dei litt meir tilfeldige og uformelle møta. Til tettare folk bur til lettare er det å få til denne slags bedrifter.

Det er også viktig å hugse at i framtida vil ei aukande mengd arbeidsplassar vere knytt til personleg tenesteyting, ikkje produksjon av varer. Desse arbeidsplassane krev sjølvsagt at produsent og konsument kan møtast.

Befolkningsstorleik gjer levekår for fleire spesialitetar

I urbane samfunn vil arbeidsdelinga stå i eit visst høve til befolkningsstorleiken. Til større befolkning, til fleire ulike spesialistar vil kunne livnære seg. Over tid ser ein at teknologien påverkar kva typar av spesialisering som trengst. Teknologi og kunnskap vil ofte føre til at færre og færre trengst for å produsere det same som før.

Samtidig fører teknologi og kunnskap til at stendig fleire nye spesialitetar må vere til stades for at økonomien skal fungere godt. Utviklinga har ført til etterspurnad etter fleire folk i byane. Det er trong for fleire spesialistar, både spesialistar som ikkje har funnest og fleire av dei etablerte spesialitetane. Etterspurnad etter spesialisert arbeidskraft fører til befolkningsauke, byvekst.

Transportinfrastruktur er nøkkelen

Nøkkelen til ein velfungerande by ligg i transportinfrastrukturen. Bysamfunn er ikkje berre ei abstrakt arbeidsdeling. Byar er også fysiske strukturar med bustader, arbeidsplassar og transportinfrastruktur som bind saman bustader og arbeidsplassar. Dei ulike spesialistane må komme seg frå bustaden til arbeidsplassen, og ikkje minst må det vere mogeleg å skifte arbeidsplass utan å skifte bustad.

Den funksjonelle byen er definert gjennom arbeidsmarknaden til det området der folk kan både bu og komme seg til arbeidsplassen på rimeleg tid og til overkommeleg kostnad. Men kva er rimeleg tid?

Rimeleg reisetid er mindre enn 30 minutt

Byplanen som romarane brukte den tida hest eller gange var dei einaste transportmidla la opp til ei maksimal befolkning på ca. 50.000 fordelt på 1600-2400 da. Ein sirkel med radius 800 meter gjer oss ca. 2000 da. Å krysse ein slik by vil dreie seg om å gå ca. ein og ein halv kilometer i rett line, eller kanskje to kilometer om ein reknar med omvegar. Folk flest gjer dette på 20 til 30 minutt. La oss seie at rimeleg reisetid mellom to ytterpunkt i byen ikkje bør gå ut over 30 minutt.

Pendlarane må ofte bruke meir tid på reising

Studerer vi situasjonen i Oslo ser vi i den siste reisevanegranskinga at den gjennomsnittlege reisetida for dei som arbeider i sentrum er på 40 minutt, varierande frå 21 minutt for dei som bur i indre Oslo til 54 minutt for dei i Østfold og Follo, og 74 minutt for Buskerud, Vestfold og Telemark.

Det er verdt å merke seg at alle område i Oslo har gjennomsnittleg reisetid på under 30 minutt.

Tilfeldige hindringar fører til etterspørsel etter meir sentrale bustader

Ein vanleg familie med to velutdanna vaksne som begge skal arbeide og med barn som skal til barnehage eller skole, vil på ulik vis måtte vurdere og vektlegge reisetid til arbeidsplass for begge, avstand til skole eller barnehage og kva alternative arbeidsplassar som kan vere innan rekkevidde om ein ikkje trivst der ein først kjem.

Alle som arbeider i Oslo har i dag funne tilpassingar dei kan leve med. Men med dagens overbelasta transportinfrastruktur kjem «tilfeldige» hindringar inn som eit variabelt tillegg i reisetida.

Ein konsekvens kan vere aukande etterspurnad etter bustad nærmare sentrum og dermed aukande pris på bustader innan Oslo sine grenser.

Store konsekvensar av små feil

Transportinfrastrukturen i Oslo-regionen er i dag overbelasta. Når deler av den treng reparasjon eller når små bitar bryt saman av mangel på reparasjon skaper det forseinkingar med klare negative konsekvensar for økonomien. Men dei viktige konsekvensane er truleg ikkje lette å rekne på. Over tid vil dei mange utsette eller avlyste møta bremse innovasjonen og drive opp levekostnadene.

Transportinfrastrukturen vil i veksande byar alltid vere under press. Men for å motverke verknadene av planlagde eller tilfeldige stopp i systemet bør ein i aukande grad legge inn «redundancy». Det er truleg ikkje nok med eitt transportnett. Ein bør ha to som verkar uavhengig av kvarandre. Med litt ønsketenking kan vi sjå konturane av noko slikt der T-banenettet og jernbanenettet har, eller kunne ha, stasjonar nær kvarandre.

Mangelen på transportinfrastruktur er alvorleg

Med dagens overbelasta system ser vi ikkje noko til dei familiane som ikkje fann ei tilpassing dei kunne leve med og kva det fekk å seie for utviklinga av ei eller anna bedrift. Enno vanskelegare er det å vurdera om den overbelasta transportinfrastrukturen vi i dag har hemmar nyskapande bedrifter i utviklinga si eller endåtil hindrar at dei ser dagens lys.

For samfunnet Noreg si framtid er det den siste verknaden av befolkningsvekst (les etterspurnad etter spesialistar) og mangelen på transportinfrastruktur som er alvorlegast. Det nyttar heller ikkje å seie at veksten i befolkninga må komme andre stader. For arbeidslivet i framtida vil krevje ein aukande grad av spesialisering.

Dei sjeldne spesialistane som treng ei befolkning på ein million og oppover for å skaffe seg eit levebrød vil det bli fleire av og dersom desse i tillegg må samarbeide med fem eller seks andre spesialistar av same type trengst det ein større urban busetnad og meir effektiv transportinfrastruktur enn det Oslo har i dag.

Det hastar med å bygge denne.

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.

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?

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.

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