digitaalinen materiaali

Video: Näin Newtonistakin tulee digi

Arkistoja muutetaan digitaaliseen muotoon joka puolella maailmaa – myös Suomessa – mutta Cambridgen yliopiston kirjasto on tehnyt tästä työstä kauniin ja runollisen videon. Itse asiassa video on runo: Imtiaz Dharkerin kirjoittama ‘Digital’

 

Video näyttää hyvin kauniisti miten teoksia digitoidaan pieteetillä. Kirjoja ei vain heitetä skanneriin, vaan usein niitä pitää ensin kunnostaa ja sitten digitointi itsessään tehdään tarkasti, huolellisesti ja alkuperäisiä teoksia kunnioittaen. 

Tarkoituksenahan on tehdä kerralla niistä niin hyvä ja tarkka digitaalinen versio, ettei työtä tarvitse tehdä ihan jokaisen teknologisen uudistuksen jälkeen uudelleen, vaan nyt tehdyt tiedostot ovat käyttökelpoisia pitkän aikaa tulevaisuudessakin.

Viime viikolla videolla esitelty Cambridgen yliopiston kirjasto twiittasi, että nyt myös maailmakuvamme ja fysiikan kannalta käänteentekevä teos, Isaac Newtonin Principia, on päässyt mukaan digitoitujen teosten joukkoon.

Principia on luonnollisesti ollut varmaankin yksi ensimmäisistä digitoiduista arkistojen aarteista, mutta tässä onkin kyseessä hieman erikoisempi versio: kirjan alkuperäinen käsikirjoitus, missä on paitsi Newtonin, niin myös Edmond Halleyn merkintöjä.

Käsikirjoitus on nyt kaikkien ihailtavissa myös netissä: joko alla tai osoitteessa Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (MS/69). Teoksen lukemiseen menee vähän aikaa, sillä siinä on sivuja 946.

Arkistojen digitointi on iso työ joka puolella, ja sitä tehdään myös Suomessa. Jo nyt Kansalliskirjaston DIGI-palvelussa on mm. kaikki Suomessa vuosina 1771-1929 ilmestyneet sanomalehdet sekä paljon muuta tuoreempaakin materiaalia.

Ongelmana – jos niin voi sanoa – uudempien julkaisuiden kanssa on se, että niitä on varsin paljon ja mitä tuoreempiin julkaisuihin tullaan, sitä laajemmin ne ovat tekijänoikeuksien alaisia. Tämä rajoittaa ymmärrettävästi niiden vapaata julkaisua netissä.

Cambridgen digikirjaston ja oman Digi-kansalliskirjastomme lisäksi kannattaa tutustua aivan erinomaiseen europeana collections -palveluun.

Enemmän kuin älykäs palapeli

Ma, 12/09/2013 - 16:09 Jari Mäkinen
Digitaalista materiaalia. Kuva: Airbus

Kyse ei ole uudenlaisesta aikuisten palapelistä, vaan siitä, että tietokoneen avulla voidaan suunnitella hyvinkin monimutkaisia rakenteita, joiden rakenneosina ovat yksinkertaiset, erilliset, samanlaiset rakennepalaset. Vaikkapa metallista tai komposiiteista tehtyt palaset napsahtavat kiinni toisiinsa kuin proteiinit aminohapoissa ja niistä voidaan rakentaa suuriakin, kevyitä ja kestäviä kappaleita. Palaset ovat vähän kuin Legoja tai Meccano-rakennussarjan palasia, joista voidaan koota kokonaisia kappaleita.

Tätä lelumaista ideaa on tutkittu tiiviisti Massachusettsin Teknillisessä Instituutissa, legendaarisessa MIT:ssa, missä Bittien ja Atomien keskuksessa työskentelevien tutkijoiden Kenneth Cheungin ja Neil Gershenfeldin artikkeli aiheesta julkaistiin viime viikolla Science-lehdessä.

Kaksikon idea on käyttää paitsi toisiinsa kiinnittyviä rakennuspalasia, niin myös liittää ne toisiinsa erityisellä geometrialla, mitä käyttämällä tuloksena olevat kappaleet ovat 10 kertaa kestävämpiä kuin aiemmat samanmassaiset kevytrakenteet. Koska kappale koostuu osista, on sen kokoaminen ja purkaminen yhtä helppoa kuin Legoilla leikkiminen, minkä lisäksi mahdolliset vauriot voidaan korjata erittäin yksinkertaisesti: vain vauriokohdan kappaleet pitää vaihtaa uusiin.

Tekniikkaa voikin verrata suoraan biologisiin systeemeihin, missä paikalliset vauriot – haavat ja murtumat – korjaantuvat paikalle kasvavilla uusilla soluilla, paitsi että (ainakaan toistaiseksi) rakennuspalikat eivät pysty itse kasvamaan ja tulemaan paikoilleen. On helppo kuitenkin kuvitella korjausrobotti, joka tarkistaisi rakennetta itsekseen ja korjaisi sitä uusilla palasilla tarpeen mukaan.

Kuvassa olevat palaset ovat vielä suurikokoisia, mutta rakennuspalikat voisivat olla myös hyvin pieniä. Materiaaleina voidaan käyttää komposiittien ja metallien lisäksi muoveja sekä vaikkapa biologisia materiaaleja, kenties solujakin.

Niitä voidaan vaikkapa tulostaa 3D-tulostimella, ja palasista on mahdollista koota suurikokoisiakin kappaleita. Tämä tekee mahdolliseksi suuret säästöt rakentamisessa.

Käyttökohteissa vain mielikuvitus on rajana, mutta ensimmäisenä tekniikka tullee käyttöön kohteissa, missä kaivataan kevyitä ja kestäviä, helposti korjattavia rakenteita. Sellaisia ovat mm. ilmailu- ja avaruustekniikka sekä sillat.

Kokoa oma Airbus?

Samaan aikaan Sciencen artikkelin julkaisun kanssa MIT ja lentokoneenvalmistaja Airbus kertoivat allekirjoittaneensa tutkimussopimuksen tämän digitaalisen valmistuksen hyödyntämisestä ilmailussa. Tarkoituksena on arvioida miten tekniikka oikeasti soveltuu lentokoneisiin ja kuinka sitä voidaan hyödyntää teollisessa mittakaavassa.

Tekniikka voi johtaa aivan uudenlaiseen tapaan koota lentokoneita. Perinteisestihän lentokoneet on koottu suurista yksittäisistä osista, jotka on rakennettu erikseen usein, mutta uusi tekniikka voisi tehdä valmistamisesta edullisempaa ja kätevämpää. Monet yksittäiset osat valmistetaan esimerkiksi suuresta metallikappaleesta jyrsimällä, siis metallia siitä irrottamalla, jolloin jäljelle jää vain halutun näköinen kappale. Tämä paitsi rajoittaa muodon sellaiseksi, että se voidaan tehdä jyrsimin, mutta myös on hyvin epätaloudellista, vaikka suuri osa "jätemetallista" voidaankin käyttää uudelleen. Paloista kokoaminen käyttää vain minimimäärän ainetta ja mahdollistaa kokonaan uusia muotoja; tämä keventää lentokoneen rakenteita huomattavasti sekä alentaa rakennus- ja kokoonpanokuluja.

Kaikki lentokoneenvalmistajat etsivät uusia tapoja suunnitella ja valmistaa lentokoneita, ja tähän saakka suurin huomio on ollut materiaalien kehittämisen lisäksi 3D-tulostuksessa. Sitä käytetään jo pienimuotoisesti, mutta sillä on suuret lupaukset tulevaisuudessa, sillä se tekee mahdollisesti suuret säästöt massassa, osien muotoilussa sekä säästää olennaisesti kustannuksissa.

Monenlaisia rakenteita. Kuva: MIT, Kenneth Cheung