Kuvassa on 1970- ja 1980-lukujen klassinen supertietokone Cray, joka oli erikoisesti muotoiltu – kuten Cray-tietokoneet ovat aina olleet ja ovat edelleen.

Ensimmäinen tämänkaltainen kone oli Cray 1, joka esiteltiin vuonna 1976. Koneen suunnittelija oli jo aiemminkin suurten ja tehokkaiden tietokoneiden kanssa työskennellyt Seymour Cray, jonka ideana oli tehdä tietokoneesta hevosenkenkämäinen, missä osat olivat säteittäisesti toistensa ympärillä, koska silloin yhteys koneen osasta toiseen oli lyhyempi ja nopeampi kuin laatikkomaisissa, perinteisissä tietokoneissa.

Alla oleva kuva näyttäää Lausannen teknillisessä yliopistossa olleen koneen sisuskalut.

Siinä missä viimevuotisen maailmanympärilennon aikana hankkeen tiedotusosasto oli toisinaan hyperaktiivinen ja kertoi jopa etukäteen tapahtumista, on nyt tiedotuksessa hieman rauhallisempi tahti. Uutinen Solar Impulse 2:n lentoon palaamisesta tulee varsin myöhässä, sillä ensilento talven ja korjausten jälkeen tapahtui jo viime viikon maanantaina, 14. maaliskuuta.

Silloin kone nousi kolme kertaa lentoon Bertrand Piccardin ohjaamana.

Ensimmäisellä lennollaan Piccard nousi noin 2300 metrin korkeuteen ja testasi koneen hidaslento-ominaisuuksia sekä kertasi mahdollisen moottoririkon tapahtuessa tehtäviä toimia. Toisella ja kolmannella lennolla hän lensi pimeässä ja kävi läpi yöaikaan tehtävien lentoonlähtöjen ja laskeutumisten toimenpiteitä. 

Jotta kone voisi käyttää päiväsaikaan kaiken mahdollisen Auringon valon hyväkseen, se nousee matkaan akut ladattuina aamuvarhaisella ja pyrkii laskeutumaan illalla, mahdollisesti jo pimeän aikaan.

Lentojen tarkoitus on paitsi varmistaa se, että tehdyt korjaukset toimivat odotetusti, mutta myös lentäjälle on tärkeää päästä verestämään lentotuntumaansa. Piccard tulee tekemään koneella sen seuraavan, todennäköisesti kiertueen erään näyttävimmän lennon, sillä hän lentää koneen Havaijilta Yhdysvaltain mantereelle.

Edellisen, itse asiassa maailmanympärilennon kaikkein pisimmän ja vaativimman etapin Japanista Havaijille lensi André Borschberg viime kesä-heinäkuun vaihteessa. Lennon aikana koneen akut ylikuumenivat ja vaurioituivat siinä määrin, ettei lennon jatkaminen ollut turvallista.

Keskimääräiset sääolosuhteet myöhemmin syyskesällä olivat jo lennon jatkamisen kannalta epäedullisia, joten lennon jatkamista lykättiin tähän kevääseen, jolloin tuulet puhaltavat jälleen suotuisasti. Kone sai hyvän majapaikan Havaijin yliopiston käytössä olleesta hangaarista.

Talven aikana akut on vaihdettu, mutta koneeseen on tehty myös muita parannuksia. Esimerkiksi siihen on asennettu 360°-kamerasysteemi, jonka avulla jäljellä olevilta lennoilta saadaan varsin ainutlaatuista kuvaa.

Seuraavan lennon suunniteltua päivää ei ole kerrottu, mutta niin kone kuin mieskin, sekä nähtävästi myös koko tukiverkosto lennon ympärillä, näyttää olevan taas kasassa. Seikkailu saattaa jatkua siis melkein milloin vain.

Amundsen, lentäjät Lincoln Ellsworth ja Hjalmar Riiser-Larsen sekä kolme muuta miestä lähtivät matkaan 21. toukokuuta 1925 Huippuvuorten Ny-Ålesundista kahdella upouudella Dornier Do-J Wal -lentoveneellä ja pääsivät lentämään aina korkeudelle 87° 44'.

Koneet laskeutuivat siellä viitisen kilometriä toisistaan, ja vaikka miehistöjen välillä ei ollut radioyhteyttä, he löysivät toisensa. Kävi ilmi, että toinen koneista oli vaurioitunut, joten kaikkien kuuden piti pakkautua yhteen koneeseen. 

Ja sen ilmaan saamisessa oli vaikeuksia, koska jään pinta ei ollut tarpeeksi tasaista lentoonlähtöön. Siksi miehet tasoittivat sitä kolmen viikon ajan hurjissa olosuhteissa: Amundsenin päiväkirjan mukaan he lapioivat 600 tonnia lunta ja jäätä kolmen viikon aikana, mutta käyttivät samalla tarkasti vain päivittäisen 500 gramman ruoka-annoksen.

Oli selvää, että matkaa ei voitu jatkaa kohti pohjoisnapaa yhdellä ainoalla ylikuormassa olevalla koneella, joten suunta otettiin takaisin kohti etelää. 

Norjassa miesten oletettiin jo jääneen matkalleen, koska heistä ei oltu kuultu mitään lähes kuukauteen, joten luonnollisestikin paluu 21. kesäkuuta oli varsin yllättävä – ja iloinen.

Huonommin Amundsenille kävi pari vuotta myöhemmin, kesällä 1928, jolloin hän lähti lentokoneella pohjoiseen pelastamaan italialaisen Umberto Nobilen pohjoisnavalta palannutta, mutta haaksirikkoon joutunutta retkikuntaa.

Konetta tai sen miehistöä ei koskaan löytynyt, mutta todennäköisesti he syöksyivät sumussa veteen Barentsin merellä.

Norjalaisen Preus Museumin flickr-tililä on hieno kuvasarja matkasta. Päivän kuva on myös napattu niistä.

Eipä aikaakaan, kun nykyinen tyyli omistaa auto tuntuu antiikkiselta. Tulevaisuudessa tilaat itsellesi automaattisesti liikkuvan robottiauton, kun sellaista kaipaat, ja ajat sillä joko baarista kotiin tai lomamatkalle Keski-Eurooppaan. Rajat taksien, omien autojen ja vuokra-autojen välillä muuttuu häilyväksi, ja pian saattaa olla jopa niin, etteivät ihmiset pääse rattiin ilman erityistä lupaa.

Kaduilla liikkuu paljon nykyistä vähemmän autoja ja tienvarret ovat tilavia, kun pysäköintipaikkoja tarvitaan vähemmän. Liikenne soljuu eteenpäin sujuvasti, kun robottiautot etsivät automaattisesti parhaat reitit, eivätkä pidä härkäpäisesti kiinni kuvitelluista oikeuksistaan. 

Tämä on ollut jo jonkin aikaa tulevaisuudenkuva, mutta pian se on muuttumassa teoriasta todeksi. 

Taksiyhtiö Über, joka on jo pitkään hehkuttanut mielikuvaa kaupungeilla risteilevistä autoistaan, jotka saa paikalle älypuhelimen hipaisulla, on ottamassa radikaalin askeleen, sillä se neuvottelee nähtävästi jättimäisestä robottiautotilauksesta.

Viime viikon Manager Magazin kertoo huhusta, jonka mukaan Daimlerin johtaja Dieter Zetsche ja Überin toimitusjohtaja Travis Kalanick ovat viimeistelemässä sopimusta 100 000 S-luokan robottiauton tilauksesta. Kyseessä olisi nykytasolla jotakuinkin yhden vuoden S-Mersujen tuotantomäärä ja rahassa lähes kymmenen miljardia euroa. 

Toistaiseksi autonomiset autot ovat vielä kehitettävänä ja niiden saaminen liikenteeseen vaatii suuria rukkauksia tielainsäädäntöön, mutta teknisesti suurimmat esteet alkavat olla jo raivattu. Käytännössä kaikki autonvalmistajat tekevät tällä haavaa paljon työtä tällä saralla, mutta viime aikoina etenkin Mercedes on panostanut asiaan paljon: se on palkannut suuren määrän autonomisen autoilun ja sen vaatimien tekniikoiden osaajia ja on esitellyt konseptiaan autonomisesta autosta. 

Auto on nähtävästi myös jo siinä määrin toteuttamiskelpoinen, että Über-autojen toimitusten huhutaan alkavan jo vuonna 2020.

Se neljän vuoden kuluttua. Ja aivan kuten internetin ja tietokoneiden kanssa, on varsin todennäköistä, että kehitys on sen jälkeen nopeaa.

Kenties jo vuosikymmenen kuluttua sen jälkeen kysymme kuinka liikenne sujuikaan ylipäänsä ennen robottiautoja...

Parikymmentä vuotta sitten tietokone päihitti ensimmäistä kertaa ihmisen huipputurnauksen sääntöjen puitteissa. Silloinen hallitseva maailmanmestari Garri Kasparov joutui tunnustamaan Deep Bluen paremmaksi ruutulaudan ääressä.

Siinä missä supertietokone pystyi käymään läpi 200 miljoonaa mahdollista siirtoa sekunnissa, Kasparov kykeni korkeintaan viiteen siirtoon sekunnissa. Mutta silti ottelusarja oli varsin tiukka.  

Sen jälkeen tietokoneet ovat kehittyneet entistä nopeammiksi, mutta niiden shakkistrategia on pysynyt samana: voittoon on tähdätty raa’alla laskentavoimalla. Siksi Deep Bluen ylivoimainen kapasiteetti ei tehnyt siitä totaalisen ylivoimaista, sillä ihminen kykenee tekemään arvioita ja rajaamaan mahdollisista vaihtoehdoista järkevimmät.

Lontoon Imperial Collegen tutkija Matthew Lai on kehittänyt tekoälyn, joka pelaa shakkia samalla periaatteella. Giraffe-niminen tietokone toimii samaan tapaan kuin ihmisaivot, mikä tekee siitä täysin toisenlaisen verrattuna aikaisempiin ”shakkirobotteihin”.

Giraggen keskeinen ominaisuus on, että se opettaa itse itseään. Sen toiminta perustuu neuroverkkoon, jonka toiminta muuttuu oppimisprosessin aikana. Tällaisten verkkojen teho on kasvanut huimasti viime vuosina, sillä samalla kun tietokoneet ovat käyneet yhä nopeammiksi, käytettävissä on yhä suurempia tietokantoja, joiden avulla oppiminen tapahtuu. 

Lain kehittämä tekoäly tarkastelee shakkilaudan kulloistakin tilannetta neljällä eri tasolla kolmella eri tavalla: pelin kokonaistilannetta eli kummankin puolen pelinappuloiden määrää ja ominaisuuksia, kunkin nappulan sijaintia pelilaudalla ja kunkin nappulan mahdollisia hyökkäys- ja puolustusvaihtoehtoja.

Giraffen opettamiseen käytettiin tietoja todellisista shakkiotteluista, sillä vain reaalisista tilanteista saadaan järkevää oppimateriaalia. Muuten tietokone alkaa jauhaa vaihtoehtoja, joita ei käytännössä koskaan tule vastaan. 

Lai kokosi tietokannan, jossa on viisi miljoonaa satunnaista pelitilannetta. Sitten hän lisäsi tiedot sääntöjen mukaisista siirroista, jolloin vaihtoehtojen kokonaismäärä kasvoi 175 miljoonaan.

Yleensä shakkitietokoneita opetetaan käymällä vaihtoehdot läpi yksi kerrallaan ja kertomalla, mitkä niistä ovat suositeltavia ja mitkä eivät. 175 miljoonan vaihtoehdon läpikäynti olisi valtava urakka. 

Siksi Lai laittoi Giraffen pelaamaan itseään vastaan siten, että se tarkasteli jatkuvasti, miten hyvin se pystyi arvioimaan tekemiensä siirtojen seuraukset. Lai kokeili tekoälynsä toimivuutta testitietokannalla, jossa on 1 500 eri pelitilannetta. 

Testin paras pistemäärä on 15 000. Kun Giraffe alkoi opetella shakin hienouksia, se pääsi pian 6 000 pisteeseen ja kolmen vuorokauden kuluttua tulos oli jo 9 700. Se vastaa maailman parhaiden shakkitietokoneiden tasoa.

"Tulos on merkittävä, sillä niiden arviointifunktiot ovat satojen parametrien muodostamia jättiläisiä, jotka on vuosien varrella hienosäädetty sekä käsin että automaattisesti, ja monia niistä ovat työstäneet suurmestarit", Lai toteaa.

Vastaavanlaisen koneoppimisen avulla määrittyy todennäköisyys, jolla tiettyyn siirtoon kannattaa tähdätä. Näin Giraffe sai karsittua suuren määrän eri vaihtoehtojen turhia tarkasteluja, mikä paransi suuresti laskentatehoa.

Tällä tavalla Giraffe kykenee määrittämään parhaan mahdollisen siirron 46 prosentin todennäköisyydellä ja onnistuu sijoittamaan sen kolmen parhaan joukkoon 70-prosenttisesti. Silloin koneen ei tarvitse piitata muista mahdollisista siirroista.

Uudessa lähestymistavassa on myös haittapuolensa. Neuroverkko toimii selkeästi hitaammin kuin perinteinen tietojenkäsittely. Giraffelta vie kymmenen kertaa kauemmin käydä läpi sama määrä mahdollisia vaihtoehtoja kuin tavalliselta shakkitietokoneelta. Silti Giraffe on merkittävä edistysaskel.

"Toisin kuin useimpien nykyisten shakkitietokoneiden, Giraffen teho ei perustu siihen, että se pystyy tekemään pitkälle meneviä arvioita, vaan siihen, että se kykenee punnitsemaan hankalia tilanteita tarkasti ja ymmärtämään mutkikkaita vaihtoehtoja, mikä ihmiselle on intuitiivista, mutta on tähän saakka ollut shakkitietokoneiden saavuttamattomissa", Lai kehuu.

Giraffe-tekoälystä kerrottiin MIT:n teknologiakatsauksessa.

Kuva: CC BY-SA 3.0

Heti ensimmäiseksi vastaus viimeiseen kysymykseen: kyllä, hanke on täysin mahdollinen. 

Tänään aamulla MTV3:n Huomenta Suomi -ohjelmassa vierailleen tulevaisuudentutkija Risto Linturin mukaan esimerkiksi Helsingin ja Turun tai Tampereen välille tehty hyperloop maksaisi itsensä takaisin noin kuudessa vuodessa, pessimistisestikin arvioiden 12 vuodessa.

"Kun otetaan huomioon se, että tällainen yhteys parantaisi tuottavuutta ja aktiivisuutta kaupungeissa mahdollisesti jopa 15%, olisi hyperloopin kustannukset katettu jopa kuudessa kuukaudessa", laskee Linturi.

"Meren alle tehtävä putki sen sijaan on sen verran kalliimpi ja riskialttiimpi, että suhtaudun siihen epäillen ainakin toistaiseksi."

Maan päälle rakennettuna hyperloop-radan tekeminen on edullisempaa kuin tavallisen rautatien tekeminen, eikä sää – kuten lumisateet – vaikuta sen toimintaan lainkaan.

"Hyperloop ei olisi siis vain mahdollinen, vaan jopa niin kannattava, että sen tekemisen tarkempi suunnittelu kannattaisi aloittaa saman tien", sanoo Linturi ja toteaa, että juuri tällaista etunojaa tulevaisuuden tekniikkaan Suomessa nyt tarvittaisiin.

Tästä ei voi olla enempää yhtä mieltä: hyperloop olisi täydellinen hanke Suomeen. 

Uusvanha ajatus

Hyperloop on Space X -avaruusyhtiön ja Tesla-sähköautojen taustalla olevan Elon Muskin ehdottama todella nopea, futuristiselta tuntuva liikenneväline, jota hän itse on esimerkiksi hahmotellut rakennettavaksi Kaliforniaan Los Angelesin ja San Franciscon välille.

Periaate on hyvin yksinkertainen. Kyseessä on pitkä ilmasta lähes tyhjäksi pumpattu putki, jonka sisällä liikkuisi pieniä kapseleita. Ihmiset ja rahti olisivat näiden noin parin sentin korkeudella leijuvien kapseleiden, "podien" sisällä. Kun kapselit leijuvat ilmassa, ei kitka hidasta niiden kulkua, ja kun putkessa on hyvin vähän ilmaa, ei ilmanvastuskaan ole hidastamassa menoa.

Niinpä putken reunassa olevat magneetit riittävät puskemaan kapselin vauhtiin, joka voisi olla parhaimmillaan jopa noin 1200 km/h. 

Idea putken sisällä kulkevasta junasta ei ole mitenkään uusi, sillä jo 1800-luvun puolivälissä Englannissa suunniteltiin ja tehtiinkin ns. pneumaattisia junia, joissa ilmanpainetta käytettiin junan liikuttamiseen. Kyseessä olivat kuin suuret putkipostit, mutta ne eivät olleet lainkaan käyttökelpoisia – etenkin kun tuolloin käytettävissä ei ollut tervalla käsiteltyjä nahkakappaleita parempia tiivisteitä.

Noin 80 vuotta sitten amerikkalainen rakettipioneeri Robert Goddard pohdiskeli vakuumijunaa, eli laitetta, missä rakettimoottorin työntämä juna liikkuisi täysin tyhjäksi ilmasta pumpatussa pitkässä putkessa. Suurin ongelma oli tuolloinkin se, miten putki saataisiin tyhjäksi ja pidettyä tyhjänä.

Nykytekniikallakin satoja kilometrejä pitkän, noin 2,5 metriä halkaisijaltaan olevan putken pitäminen täysin ilmasta tyhjänä olisi erittäin haastavaa, joten hyperloop tekee tässä kompromissin ja ajatuksena on käyttää noin sadasosaa Maan normaalipaineesta putken sisällä. Silloin ilmanvastus on jo erittäin pieni, mutta tiiviydestä voi vähän tinkiä. 

Se, että putken sisällä on vähän ilmaa, on itse asiassa hyvä ajatus siksi, että kapselin pitämiseen leijumassa voisi käyttää ilmatyynytekniikkaa. Jo nyt raskaiden lastien siirtämiseen halleissa käytetään pieniä ilmatyynyjä, ja tekniikka toimii oikein hyvin. 

Suurella nopeudella liikkuva kapseli ahmisi sisäänsä putkessa olevaa ohutta ilmaa suuren turbiinin avulla ja puhaltaisi ilman kapselin alla oleviin kiskomaisiin ilmatyynyihin. Näin se voisi leijua puolentoista sentin korkeudella.

Vaihtoehtoisesti leijumiseen voisi käyttää magneetteja. Esimerkiksi sopivia kestomagneetteja käyttämällä leijuminen olisi helppo toteuttaa. Tämä tekisi kapselien tekemisestä myös helpompaa, koska ahdinta, putkia ja ilmatyynyjä ei tarvittaisi.

Kun magneettien hinta putoaa koko ajan, olisi tämä kenties taloudellisesti myös mahdollista. Suprajohtavat, esimerkiksi hiukkaskiihdyttimistä tutut voimakkaat magneetit ovat tarpeettoman hankalia ja kalliita hypeloopissa käytettäväksi.

Ei ihme, sillä aikoinaan sellaisia autoja olikin. RAK 1 oli ensimmäinen Opelin kehittämistä rakettikäyttöisistä autoista. Se esiteltiin lehdistölle 11. huhtikuuta 1928 autotehtaan omalla koeradalla Rüsselsheimissa.  

Menopelin vauhdittajana oli 12 Sander-rakettia, joissa oli yhteensä 40 kiloa dynamiittia. Näytösajossa raketti-Opelin kuskina oli Kurt Volkhart, joka onnistui sytyttämään – kaasupoljinta painamalla – raketeista ainoastaan seitsemän, sillä osa sähkösytyttimien johdoista oli kärähtänyt. 

Vajavaisesta työntövoimasta huolimatta auton nopeus kiihtyi kahdeksassa sekunnissa sataan kilometriin tunnissa. Seuraava malli, RAK 2, esiteltiin jo puolitoista kuukautta myöhemmin. Sillä saavutettiin liki 240 kilometrin tuntinopeus. 

Tempausten saaman julkisuuden myötä kohistiin rakettiautoista tulevaisuuden kulkuneuvoina, mutta ymmärrettävistä syistä ne eivät yleistyneet.

Kuva: Opel Archive

Paitsi teollisuus, niin myös liikkuminen tapahtui pian höyryvoimalla! Ja niinpä nykyaikaisuus ja tekninen tulevaisuus olivat sama asia kuin höyrymoottorit.

Muutosta myös kritisoitiin, kuten aina uusia asioita, ja päivän kuvassa on tunnetun karikatyristin Shilsterin vuonna 1800 tekemä pilapiirros parranajosta höyryvoimalla. Piirros on tehty ikään kuin "Shavograph"-nimisen laiteen patenttihakemukseksi.

Pilapiirtäjän mielessä tällä mahtavalla laitteella pystyi ajamaan parrat nopeasti ja tehokkaasti ikään kuin liukuhihnatyönä, paitsi että pika-ajo nappasi asiakkailta myös neniä ja korvia.

Piirros on esillä Science Museumissa, Lontoossa, alla se on myös kokonaisuudessaan (otsikkokuvassa on vain itse piirrososa).

Illinois’n yliopistossa on otettu iso askel kohti käyttökelpoista biologista robottia eli biobottia. Sen liikkuminen perustuu geneettisesti manipuloituihin lihassoluihin ja sitä ohjataan valolla.

"Valo on lempeä tapa ohjata näitä koneita", tutkimusta johtanut Rashid Bashir toteaa. "Se mahdollistaa joustavuuden sekä suunnittelussa että liikkumisessa. Pohjimmiltaan yritämme kehittää biologisten järjestelmien perusrakennetta ja mielestämme valo-ohjaus on merkittävä askel siihen suuntaan."

Bashirin ryhmä on aiemmin onnistunut kehittämään biobotteja, joita ohjataan sähkökentän avulla, mutta sähköllä on bioympäristössä erilaisia haittavaikutuksia. Sillä ei myöskään pystytä stimuloimaan tiettyä aluetta lihaskudoksessa, mitä biobotin ohjaaminen edellyttää. 

Tutkijoiden kasvattaman lihaskudoksen solut ovat peräisin hiiristä. Niihin on lisätty geeni, joka saa lihaksen supistumaan, kun siihen kohdistuu tietyn aallonpituista sinistä valoa. Tällaista tekniikkaa kutsutaan optogenetiikaksi.

Lihaskudoksen muodostamat renkaat kiinnitetään 3D-tulostettuun joustavaan "selkärankaan", jolla voi olla pituutta seitsemästä millimetristä kahteen senttimetriin. 

Moni hieraisee silmiään Israelissa, missä monet hissit ovat "sapattikontrolloituja" – kuten otsikkokuvassa. Ulkonäöltään se on täysin tavallinen hissi, mutta siinä on pieni varoitusteksti.

Samoin monissa muissa laitteissa on oma ohjelmansa lauantaina käytettäviksi: uunit, mikroaaltouunit, lamput, hissit ja muut sellaiset, joiden käyttäminen tulkitaan sapattia rikkovaksi toiminnaksi.

Hissin tapauksessa kyse on siitä, että nappien painaminen on työtä. Siksi sapattikontrolloitu hissi toimii lauantaina täysin automaattisesti, mutta hitaasti: se liikkuu koko ajan ylös ja alas pysähtyen jokaisessa kerroksessa vähäksi aikaa. Juuri ennen oven sulkeutumista soi summeri varoituksena.

Näin sapattimielinen henkilö voi vain odottaa, astua sisään ja poistua sitten oikeassa kerroksessa. Haittapuolena on luonnollisesti se, että ylimpään kerrokseen mennessä matka kestää pitkään, kun hissi pysähtyy monta kertaa matkalla.

Mutta toisaalta, hänellä tuskin on sapattina kiire.

Uuneissa on sapattiohjelma puolestaan siksi, että sapattina ei saa kypsentää raakaa ruokaa. Sen sijaan ennen sapattia kypsennetty ruoka voidaan pitää lämpimänä siihen saakka, kun se syödään nyt lauantaina. Tosinaan taas ruokaa saa kyllä kypsentää, mutta uunin laittaminen päälle tulkitaan kielletyksi työnteoksi.

Siinä missä monimutkaisemmat ohjelmat kontrolloivat uunin kypsennystoimintaa koko sapatin ajan, on yksinkertaisimmillaan kyse vain uunin normaalin automaattisen päältä katkaisun poistamisesta: uunit menevät paloturvallisuussyistä automaattisesti pois päältä jonkin ajan kuluttua, jolloin niitä ei voi pitää esim. vuorokautta ruoan lämpimänä pitämiseen.