tekniikka

Katot viheralueiksi!

Pe, 08/15/2014 - 07:32 Toimitus
Nagoya

Kaupungeissamme on paljon hukkatilaa: rakennusten katot ovat useimmiten autiota tilaa, joka voitaisiin ottaa käyttöön.

Eräs ympäristöystävällisimmistä ja kaupunkien asuttavuuden kannalta erinomaisimmista ratkaisuista olisi muuttaa kattoja viheralueiksi. Myös Suomessa on nyt kiinnostuttu viherkatoista, ja Helsingin yliopiston johdolla toteutettu Viides ulottuvuus -tutkimusohjelma on paneutunut niiden toteuttamiseen pohjoisissa olosuhteissa.

Tutkijat ovat selvittäneet, miten kaupungit voisivat sopeutua ilmastonmuutokseen luonnonelementtien avulla. Esimerkiksi rankkasateet ovat jo lisääntyneet. Ne aiheuttavat päällystetyille pinnoille tulvia, joista voi pahimmillaan seurata miljoonien eurojen vahinkoja. Viherkatot ja muut viherrakenteet voisivat auttaa veden imeyttämisessä.

"Varsinkin kesällä viherkatot pitelevät hyvin sateita, kertoo hankkeessa mukana oleva Marja Mesimäki.

Hankkeen tarkoituksena on kerätä tutkimustietoa viherkatoista ja pyrkiä jakamaan sitä käytännönläheisesti kaavoittajille, rakennuttajille ja muille toimijoille.

Viherkatot lisäävät luonnon monimuotoisuutta kaupungeissa, millä on todettu olevan myönteisiä vaikutuksia myös ihmisten hyvinvointiin. Mesimäki on sosiologi, joka tutkii ihmisten suhdetta viherkattoihin.

"Vihreä ympäristö alentaa stressiä ja parantaa tarkkaavaisuutta", sanoo Mesimäki. Tästä hyvä esimerkki on otsikkokuvassa oleva Nagoyassa, Japanissa, oleva sairaalan katolle toteutettu puutarha.

Tiedonpuutetta ja pelkoja

Vielä nyt viherkattoja on Suomessa vähän.

"Tietoa on ollut vähän saatavilla ja se on ollut vieraskielistä. Ihmisillä on erilaisia pelkoja vesivahingoista ja homeesta, vaikka nykyisin on olemassa tekniikkaa, jolla ongelmat voidaan välttää", jatkaa Mesimäki.

Kun viherkattohanke aloitettiin kolme ja puoli vuotta sitten, saatettiin tutkijoilta kysyä, onko kyseessä katto, joka on maalattu vihreäksi. Nykyisin tiedetään jo enemmän ja viherkatot kiinnostavat kaupunkeja, Mesimäki kertoo.

Tietoa tarvitaan silti vielä paljon. Jos viherkattosuunnittelua ei hallita, uhkana on vieraslajien leviäminen tai lannoitteiden pääsy vesistöihin. Lisäksi saatetaan käyttää materiaaleja, jotka kuormittavat ympäristöä.

Virheiden välttämiseksi hankkeen tutkijoilla onkin tällä hetkellä tuhannen taalan paikka vaikuttaa viherkattojen rakentamiseen: innostus ja tiedonjano viherkatoista on juuri nyt kova.

Perustietoa viherkattoja koskevien ohjauskeinojen kehittämiseksi tarjoava raportti julkaistaan 19.8. Sen tiimoilta järjestetään seminaari Kohti kestävää kaupunkia – optimaalinen viherkatto suomalaisiin olosuhteisiin.

Juttu perustuu Heta Muurimäen kirjoittamaan Helsingin yliopiston tiedotteeseen Viherkatot auttavat kaupunkeja sopeutumaan ilmastonmuutokseen.

Raskaan sarjan lento

Ma, 08/04/2014 - 17:01 Jari Mäkinen
Team Hakkakubeya lentokoneessa

Tänäänkin noin kahdeksan miljoonaa ihmistä lentää paikasta toiseen. Vaikka näin kesäaikaan monissa lentokoneissa on tungosta, on harvoin koneessa yhtä tiukat paikat kuin nyt sunnuntaina. Silloin tokiolaisen Hakkakubeyan sumotiimi lensi harjoitusleirilleen Oki-saarelle ja matkan viimeinen osa lennettiin pienellä de Havilland Dash 8-400 -potkuriturbiinikoneella.

Tiimi julkaisi twitterissä kuvia matkaltaan, ja tunnelma koneessa oli varmastikin hyvin täysi, kun 29 painijaa oli ahtautunut koneeseen.

Japan Air Commuter -yhtiön lento 3X-2331 Osakasta Oki-saarelle sujui kuitenkin hyvin, mutta herättää kysymyksiä siitä oliko lento turvallinen.

Kyllä se oli, vaikka varmasti mukavuudesta sumopainijat joutuivat tinkimään.

Lasketaanpa: sumopainijan massa on keskimäärin 148 kiloa, ja jos kyydissä oli 29 painijaa, niin heidän yhteismassansa oli 4292 kiloa. Kone pystyy puolestaan kuljettamaan tyypillisesti 8600 kilon kuorman, joten massan suhteen kone ei ollut kuin puolikuormassa.

Aivan näin yksinkertaisesti ei lentokoneen kuormausta kuitenkaan lasketa, sillä huomioon pitää ottaa myös polttoaineen määrä. Dash 8-300:n ns. suurin sallittu nousupaino on 29260 kiloa (versiosta riippuen hieman enemmän tai vähemmän), mistä koneen oma tyhjäpaino on 17185 kiloa.

Kun rahdin ja matkustajien suurinta mahdollista yhteismassaa määritetään, pitää ensin lisätä tyhjäpainoon polttoaineen massa. Lento Osakasta Oki-saarelle on noin 260 km pitkä (noin 45 minuuttia), joten sen aikana kone kuluttaa noin 750 kiloa polttoainetta. Tähän tulee lisätä reservi, ja kenties paluumatkaakin varten tarvittava polttoaine, joten koneen tankeissa matkaan lähdettäessä saattoi olla 2500 kiloa polttoainetta. Matkan sijaan polttoaineenkulutus tosin lasketaan tyypillisesti tunneissa, sillä toisinaan kone lentää myötätuuleen ja toisinaan vastatuuleen, jolloin matkamäärä muuttuu olennaisestikin, vaikka moottori toimii saman ajan.

Koneen ja polttoaineen massa oli siis pyöreästi 20 tonnia, joten kuormalle jäi tuolloin yli yhdeksän tonnia varaa. Näin ollen koneessa saattoi olla vielä miehistön lisäksi muitakin matkustajia ja jokaisella sumoilijalla vielä sallittu 23-kiloinen matkalaukku plus 12-kiloinen käsimatkatavara (joiden yhteismassa laskennallisesti oli 1015 kiloa).

Se, miten kaikki matkustajat ja matkatavarat saatiin mahtumaan mukaan, oli sitten toinen asia. Joka tapauksessa painijat oli sijoitettu kuvan mukaan hyvin siiven kohdalle ja sen takapuolelle istumaan, jolloin koneen painopiste ei ollut liian edessä tai takana.

Näin pienellä matkalla lentokoneen massan laskeminen sekä suurimman mahdollisen rahtimäärän selvittäminen ei ollut suurikaan ongelma, mutta pitemmillä lennoilla se on oma taiteenlajinsa. Esimerkiksi kun Finnair lentää Aasiaan eri kohteisiin A330- ja A340-lentokoneilla, pitää nämä ottaa huomioon hyvinkin tarkasti. Periaatteessa kummatkin koneet pääsevät lentämään suurimpaan osaan kohteista hyvin, mutta täydellä kuormalla vain A340 pystyy selviytymään pisimmistä reiteistä: kysehän ei ole pelkistä matkustajista, vaan myös matkatavaroista ja rahdista, mitä koneissa kuljetetaan hyvinkin paljon – toisinaan suurin osa lennon tuotosta tulee rahdista ja matkustajat ovat mukana lähes kaupan päälle.

Alla oleva kuva kertoo miten rahtimäärä ja lentomatka riippuvat toisistaan A330- ja A340-koneilla.

Sumopainijoiden lennosta kertoi The Aviation Herald.

Robottikalasta opas oikeille kaloille

Ti, 07/15/2014 - 11:54 Jari Mäkinen
Tallinnan robottikala

Tallinnan teknillisessä yliopistossa on vesitankki ja tankissa on kummallinen kala: vaalea, muovinen robottikala, jolla on mustasta kumista tehty, vaihdettava pyrstö. Polskiessa pyrstö kuluu nopeiten, joten se voidaan vaihtaa nopeasti uuteen.

Yliopiston biorobotiikan keskuksen vetäjä, professori Maarja Kruusmaa on tutkinut kaloja ja kehittänyt robottipolskijaa jo usean vuoden ajan työryhmänsä kanssa. Useamman pienen kalamallin jälkeen ryhmä on saanut aikaiseksi myös kilpikonnan tavoin liikkuvan vedenalaisen, mutta silti vesitankissa väsymättä uiva robottikala on ryhmän tärkein tuote ja tutkimuskohde.

Kyseessä on vaatimattomasta ulkonäöstä huolimatta varsin hienostunut laite. Kruusmaan ryhmä on yhdessä brittien ja saksalaisten kanssa tarkkailleet kaloja, niiden tapoja saada tietoa ympäristöstään ja liikkua virtauksissa, ja koittaneet tehdä robottikalasta samaan tapaan käyttäytyvän.

Tavoitteena on laite, joka voitaisiin päästää vapaasti mereen tekemään siellä mittauksia ja tutkimuksia. Koska robottikala näyttää oikealta kalalta (etenkin kun sitä naamioidaan), voitaisiin niitä myös lähettää tutkimaan oikeiden kalojen käyttäytymistä niiden luonnollisissa elinympäristöissä. Eräs konkreettinen suunnitelma onkin käyttää robottikaloja Euroopan suurissa joissa voimalaitosten lähellä selvittämään kuinka oikeat kalat voimalaitosten lähettyville rakennettujen kalareittien läpi.

Robottikalat voitaisiin valjastaa myös oppaiden hommiin näyttämään luonnollisille kalakavereilleen tien Itämereen laskevissa joissa voimalaitosten ja muiden esteiden ohi mereen, jolloin voitaisiin auttaa säilyttämään kalakantoja.

"Kestävät kalakannat Itämerellä edellyttävät, että kalat pääsevät jokisuille kutemaan", kertoo tutkija Joni Kämäräinen tallinnalaisten tutkimukseen osallistuvasta Tampereen teknillisestä yliopistosta. "Niiden on selvittävä padottujen jokien kalaportaista, joiden virtauksille ne ovat herkkiä."

"Jos kaloille rakennetut väylät eivät toimi, kalat eivät pääse vaeltamaan luontaisia tuhansien vuosien aikana muodostuneita reittejään. Ekosysteemi kärsii, kun syntyy kalakato, ja saatamme jopa menettää jotain lajeja. Ruokakalojen osalta se vaikuttaa myös ihmiseen: kalaa ei ehkä riitä enää lautaselle."

Tamperelaisten osuus hankkeessa liittyy ennen kaikkea siihen miten kala mittaa ja arvioi monimutkaisia veden virtauksia painehavaintojen avulla. Oikea kala käyttää tätä tietoa navigointiin ja liikkumiseen. Robottikala navigoi kylkiensä painesensoreiden avulla, jotka ovat yllä olevassa kuvassa kalan sivuilla olevat pienet reiät. Ne antavat sille tietoa ympäristöstä, veden virtauksista, tiellä olevista esteistä tai ahtaista paikoista.

Jos robottikala aistii antureillaan ristiriitaista tietoa ihmisen rakentamissa väylissä, eivät oikeatkaan kalat osaa liikkua niitä pitkin.

Aikomuksena on kartoittaa robottikalan avulla Euroopan jokia ja keinotekoisia kalareittejä Toivottavasti siitä tulee tärkein mittaustapa seuraavan parin vuoden sisään. Tästä teknologiasta voidaan kehittää vientituote maailmanmarkkinoille.

Robottikalan painesensoreita kehitetään Tampereen teknillisen yliopiston signaalinkäsittelyn laitoksella Joni Kämäräisen ja tutkijatohtori Natalia Strokinan tutkimusryhmissä. Mukana työssä on myös saksalainen hydrauliikkaan erikoistunut yhtiö Ecohydraulic Engineering GmbH.

Hankkeessa on mukana myös kalabiologeja, joiden mukanaolo Kämäräisen mukaan on välttämätöntä.

"Ilman heitä meille ei olisi tullut mieleenkään, että robottikalan pyrstön tulee rakentua kahdesta osasta ja kahdesta eri materiaalista, jotta se olisi mahdollisimman aidon oloinen."

Suomessa työtä tehdään kolmivuotisen Fishview-projektin puitteissa. Se on puoliksi EU:n ja puoliksi Suomen Akatemian rahoittama, ja sen kokonaisrahoitus on puoli miljoonaa euroa. Projekti kuuluu EU:n Bonus-projekteihin, joissa on mukana eurooppalaisia tutkimuslaitoksia ja yrityksiä, ja joilla pyritään saamaan Itämerestä puhtaampi ja tuottavampi.

Robottikala on myös mukana EU:n FILOSE-tutkimushankkeessa, jonka puitteissa on tehty alla oleva esittelyvideo:

Artikkelissa on käytetty materiaalina Tampereen teknillisen yliopiston tiedotetta ja vierailua Tallinnassa Kruusmaan tutkimuslaboratoriossa.

Kruusmaan tutkimusryhmä

Maarja Kruusmaan (oikealla) tutkimusryhmä Tallinnan teknillisessä yliopistossa.

Suomalaissähköauto teki nopeusennätyksen

To, 07/03/2014 - 12:51 Toimitus

Lappeenrannan teknillisellä yliopistolla suunnitelluista sähkömoottoreista voimansa saava Electric RaceAbout -sähköauto (E-RA) on saavuttanut uuden liikenteeseen rekisteröityjen sähköautojen huippunopeusennätyksen Lappeenrannan lentokentällä. Uusi ennätys on huimat 281 kilometriä tunnissa.

Metropolian valmistaman E-RA -sähköauton optimoidut sähkömoottorit on suunniteltu LUT:n sähkökäyttölaboratoriossa. Auton neljä moottoria – yksi jokaista pyörää varten – edustavat poikkeuksellista suoravetotekniikkaa.

Professori Juha Pyrhönen sähkönkäyttölaboratoriosta kertoo, sähkömoottorit toimivat suunnitellusti. "Niitä ei ole kuitenkaan suunniteltu nopeusennätysten rikkomiseen vaan hyvään yleissuorituskykyyn, joten potentiaalia vieläkin suurempiin nopeuksiin olisi. Uskon, että suorituskykyä alkaa nyt rajoittaa auton akun maksimiteho."

Kun E-RAn suunnittelu alkoi, sai Pyrhönen tiukat vaatimukset autoon tulevien koneiden koon ja ennen kaikkea massan suhteen. Massan piti olla pieni, mutta siitä tuli saada mahdollisimman paljon vääntömomenttia.

"Pohdimme asiaa aikamme ja päädyimme reluktanssivääntömomenttiavusteiseen kestomagneettitahtikoneeseen. Moottori pystyy tuottamaan paljon vääntöä pienillä nopeuksilla, mutta sillä pystytään ajamaan myös suurilla nopeuksilla. Päädyimme parhaaseen mahdolliseen kompromissiin."

Huipputeholtaan 150 kW:n tehoiset moottorit on valmistanut lappeenrantalainen AXCO-Motors Oy, ja moottorinohjaimet lappeenrantalainen Visedo Oy.

Nokian Renkaiden päätestikuljettaja Janne Laitinen ajoi autolla nopeusennätyksen 281 km/h Lappeenrannan lentokentällä Unlimited Racing -festivaalilla 28. kesäkuuta.

 

Electric RaceAbout saavutti Janne Laitisen ohjaamana ensin 277,40 kilometrin tuntinopeuden 2,5 kilometrin pituisella kiitoradalla pienessä vastatuulessa. Kiitotien päässä Laitinen käänsi auton keulan takaisin ja kiihdytti vielä vaikuttavampaan 285,36 kilometrin tuntinopeuteen. Uudeksi nopeusennätykseksi kirjattiin 281,36 kilometriä tunnissa molempien suuntien keskiarvona.

 

Ennätysajon väliajat osoittavat E-RA-sähköauton suoravetoisen voimalinjan vahvuuden. E-RA kiihtyy nollasta sataan kilometriin tunnissa urheiluautolle vaatimattomassa ajassa, mutta kiihtyvyys sadasta kahteensataan kilometriin tunnissa ottaa vain pari sekuntia enemmän aikaa.

•    0 - 100 km/h - 6,3 s
•    100 - 200 km/h - 8,3 s
•    0 - 100 mph - 10,6 s
•    80 - 120 km/h - 2,6 s

"E-RA-tiimimme on ylpeä siitä, että neljä vuotta sitten esitelty ja kansainvälisesti palkittu automme asettaa yhä uusia ennätyksiä", projektipäällikkö Sami Ruotsalainen sanoo.

Teksti perustuu LUT:n tiedotteeseen.

Ennätysajon video YouTubessa:

Proteesi kasvohalvausten korjaamiseen?

To, 07/03/2014 - 12:36 Toimitus

Tampereen teknillisen yliopiston ja Tampereen yliopiston tutkijat kehittävät teknologiaa, jolla voidaan helpottaa muun muassa pysyvästä toispuoleisesta kasvohalvauksesta johtuvia hankaluuksia. Parhaimmillaan tutkimuksessa syntyy kasvoproteesi kasvohalvauksesta kärsiville.

Tutkijat etsivät apukeinoja kasvojen toiminnallisuuteen (syöminen, puhuminen), sosiaaliseen vuorovaikutukseen ja kasvojen ilmeiden tuottamiseen (hymyily) liittyviin ongelmiin.

Kasvohalvaus, eli Bellin halvaus on äkisti puhkeava kasvohermon toimintahäiriö, johon sairastuu arviolta jopa yksi 65:sta ihmisestä elinaikanaan. Suurin osa halvauksen saaneista toipuu ennalleen viikkojen kuluessa, mutta joillain toipumisprosessi saattaa olla huomattavasti hitaampi. Osalla toipuneista sairastettu Bellin halvaus aiheuttaa kroonisia komplikaatioita, kuten kasvojen epämuodostuman tai makuaistin menetyksen, ja osa saattaa sairastua toiseen, vakavampaan kasvohermohalvaukseen, Ramsay-Hunt -oireyhtymään. Jos halvaus on täydellinen ja potilas on kykenemätön sulkemaan silmäänsä tai liikuttamaan suutaan sairaalla puolella, voidaan toiminnallisuutta saada aikaan jossain määrin lääkinnällä.

Äärimmäisissä tapauksissa vaihtoehtona on esimerkiksi nyt kehitettävä proteesi.

Hankkeen toteuttaa kolmen eri tutkimusryhmän muodostama monitieteinen tutkimuskonsortio jossa on edustettuna asiantuntijoita ihminen-teknologia vuorovaikutustutkimuksesta, psykologiasta, kasvojen toiminnan psykologiasta ja fysiologiasta, insinööritieteistä, lääketieteestä ja kasvohalvauksen kliinisestä hoidosta. Hankkeessa tavoitellaan myös kansainvälistä yhteistyötä Kiinaan ja Yhdysvaltoihin.  

Professori Jukka Lekkala Tampereen teknillisen yliopiston systeemitekniikan laitokselta vastaa tutkimushankkeen teknologiakehityksestä ja siihen liittyvien prototyyppitestien suorittamisesta. Professori Veikko Surakka Tampereen yliopiston Informaatiotieteiden yksiköstä on hankkeen vastuullinen johtaja, ja hän tutkimusryhmineen vastaa myös hankkeessa tehtävästä kokeellisesta tutkimuksesta. Professori Markus Rautiainen Tampereen yliopiston Lääketieteen yksiköstä vastaa hankkeessa tehtävästä kliinisestä tutkimuksesta.  

Mimetic Interfaces -hanketta (MIMEFACE) rahoittaa Suomen Akatemia. Mimetic Interfaces -konsepti viittaa aivan uudenlaisiin käyttöliittymäteknologioihin, jotka samanaikaisesti mittaavat ja jäljittelevät ihmisen toimintaa siten, että esimerkiksi eri syistä menetetty toiminnallisuus tai käyttäytyminen voidaan palauttaa digitaalisesti.

Hankkeen kokonaisbudjetti on noin 1,8 miljoonaa euroa josta Suomen Akatemian rahoitus osuus on hieman alle 1,3 miljoonaa euroa.

Teksti perustuu Tampereen yliopistojen tiedotteeseen.

Aurinkosähkö ei ole vitsi

Pe, 06/27/2014 - 12:49 Jari Mäkinen

Tämä kuva maailman, Euroopan ja Saksan sähköntuotannon vaatimasta aurinkopaneelipinta-alasta on levinnyt viime päivinä netissä, ja monet ovat ihmetelleet olisiko tämä totta laisinkaan. Voitaisiinko tosiaankin koko maailman energiantuotanto kattaa pienellä pläntillä aurinkopaneeleita autiomaassa?

Vastaus löytyy tutkimuksesta, mistä kuva on napattu. Kyseessä on Nadine Mayn jo vuonna 2005 Braunschweigin teknillisessä yliopistossa tekemä tutkimus “Eco-balance of a Solar Electricity Transmission from North Africa to Europe”, missä on laskettu kuinka paljon aurinkopaneelipinta-alaa esimerkiksi Saksan kaipaaman sähkövirran tuottaminen Saharassa vaatisi.

Tulos on kuvan osoittama, tosin ongelmana ei ole niinkään sähkön tuottaminen, vaan sen siirtäminen. Hävikki pitkissä siirtolinjoissa on kohtalainen ja tuhansien kilometrien mittaisten, supertehokkaiden kaapeleiden vetäminen on teknisesti haastavaa ja kallista. Lisäksi ympäristön kannalta vähemmän optimaalista.

Tutkimuksessa keskityttiinkin juuri tähän ongelmaan, ja tulos kaikkien laskujen jälkeen oli selvä: sähkön tuottaminen Pohjois-Afrikassa aurinkopaneeleilla ja sen siirtäminen Eurooppaan olisi mahdollista ja jopa taloudellista.

Kuva ei kuitenkaan ole enää täysin relevantti, koska luvut laskettiin liki kymmenen vuotta sitten olleella aurinkopaneelitekniikalla. Nykyisin vastaava sähköntuotto voitaisiin toteuttaa jopa pienemmillä pinta-aloilla.

Parantunut hyötysuhde tekee myös aurinkosähköstä taloudellisen vaihtoehdon alueilla, missä Aurinko paistaa vähemmän kuin Saharassa. Niinpä Saksassa lyötiin eräänlainen ennätys 9. kesäkuuta, kun puolet koko maan tarvitsemasta sähköenergiasta tuotettiin valosähköisesti aurinkopaneeleilla. Tuolloin keskipäivällä valosta saatiin 23,1 gigawattia tunnissa sähköä, minä oli 50,6% kaikesta tuona hetkenä tuotetusta sähköstä.

Ennätys oli mahdollinen siksi, että 9. kesäkuuta oli vapaapäivä, jolloin sähköntarve oli normaalipäivää pienempi. Se kuitenkin osoittaa erittäin konkreettisesti, että vaihtoehtoiset sähköntuotantomenetelmät eivät ole enää pelkkää haihattelua. Ja myös sen, että aurinkosähköä ei tarvitse siirtää Saharasta pitkien voimalinjojen avulla, vaan sitä voidaan tuottaa suuria määriä paikallisesti – myös maissa, joissa Aurinko ei paista mitenkään erityisen paljon.

Päinvastoin kuin ajatellaan, tuottavat aurinkopaneelit sähköä myös talven pilvisinä päivinä. Niiden tuottama virta on luonnollisesti pienempi kuin aurinkoisina kesäpäivinä, jolloin pollukka paistaa suoraan korkealta taivaalta paneeleihin.

Suurin ongelma aurinkosähkössä on kuitenkin sen keskittyminen päiväsaikaan. Onneksi kuitenkin kulutus on päivällä myös yötä suurempi, joten parhaimmillaan esimerkiksi toimistorakennusten tarvitsema sähkö saadaan pihalla olevista paneeleista juuri silloin kun sitä eniten kaivataan. Aurinkopaneelit kaipaavat kuitenkin rinnalleen sähkön varastointia sekä varavoimaa.

Uusiutuvat energiamuodot ovat etenkin Saksassa nyt suosiossa, koska maa koittaa irrottautua ydinenergiasta. Siksi siellä on rakennettu runsaasti tuuli- ja aurinkovoimaa, ja näihin on pumpattu paljon tukirahaa. Esimerkiksi pelkästään aurinkopaneelien asennukseen annettiin tukea viime vuonna 16 miljardia euroa ja kapasiteetti on lisääntynyt voimakkaasti.

Tuulivoimaloita Kiinassa

Tuulivoima on uusiutuvien energiamuotojen selkäranka niin Saksassa kuin muuallakin. Suurimmat Euroopassa olevat tuulivoimapuistot (630 MW London Array ja 504 MW Greater Gabbard Iso-Britanniassa) ovat teholtaan suurten voimalaitosten luokkaa ja maailman suurin avomerellä sijaitseva tuulivoimapuisto (1320 MW Oak Creek-Mojave Yhdysvalloissa, Kaliforniassa) on teholtaan jo suurempi kuin monet ydinvoimalat. Esimerkiksi Suomeen tekeillä oleva Olkiluoto 3, lajissaan maailman suurin, on teholtaan 1 600 MW.

Vaikka siirtolinjat Afrikasta ovat todennäköisesti vielä kaukana tulevaisuudessa, on jo nyt Euroopassa sähköverkostoa uudistettu paitsi tehokkaammaksi, niin myös älykkäämmäksi. Näin esimerkiksi tuulivoimaa voidaan siirtää paremmin tuulisilta alueilta sinne, missä on tyynempää. Jossain tuulee aina, joten vaikka vieressä oleva tuulivoimala ei pyörisikään, toisaalla vastaavat viuhuvat vinhastikin. Samoin aurinkosähköä voidaan siirtää päivänpaisteisilta alueilta pilvisille.

Mitä vielä otsikkokuvaan tulee, niin kannattaa muistaa, että siinä on laskettuna mukaan vain sähköenergia - ei esimerkiksi kaikkea sitä (pääosin öljystä tulevaa) energiaa mitä liikenne vaatii. Se kuitenkin osoittaa sen, että energiasta ei maapallolla ole pulaa, vaan halusta ottaa se oikeasti käyttöön.

Öljylle on olemassa varteenotettavia vaihtoehtoja jo nyt, eivätkä vaihtoehtoiset energiamuodot ole mitään haihattelua. Pian ihmettelemme nykyistä öljymässäilyämme samaan tapaan kuin nauramme edelleen monien talojen katutasossa oleville luukuille, joista vain muutamia kymmeniä vuosia sitten lapioitiin koksia kellarikerrokseen lämmittämistä varten...

Peliohjaimet tulevat traktoriin

Ma, 06/23/2014 - 11:00 Toimitus
Harvesteri työssään

Peliohjaimista ja kännyköistä tutut, liikkeeseen ja asentoon reagoivat anturit kotiutuvat pian myös raskaisiin työkoneisiin.

Antureiden avulla voitaisiin seurata esimerkiksi työkoneiden hydraulipuomien asentoa ja liikettä, mutta tarkkaan reaaliaikaiseen seurantaan niitä ei vielä ole onnistuneesti sovellettu.

"Sormenpään kokoisilla antureilla voitaisiin tuottaa kustannustehokkaasti tietoa raskaiden työkoneiden liiketilasta, jota voidaan käyttää esimerkiksi työkoneiden kunnonvalvonnassa. Lisäksi sen avulla voidaan tehdä ennakoivaa huoltoa etäyhteyden yli", sanoo tulevana perjantaina aiheesta väittelevä diplomi-insinööri Janne Honkakorpi.

Asennon ja liiketilan aistimiseen sekä liikkeen säätöön käytetään MEMS-teknologiaan (Micro-Electro-Mechanical Systems) perustuvia kiihtyvyys- ja kulmanopeusantureita. MEMS-anturit ovat yleistyneet autoteollisuudessa, kuluttajaelektroniikassa ja sotilaskäytössä, ja niitä käytetään jo laajamittaisesti mm. ajoneuvojen vakautusjärjestelmissä, matkapuhelimissa ja peliohjaimissa.

"Helposti asennettavilla pienillä liikeantureilla työkonevalmistajat voivat toteuttaa jo olemassa oleviin koneisiin myös kuljettavaa avustavia ja turvallisuutta parantavia automaattisia liikkeensäätöjärjestelmiä", Honkakorpi näkee.

Hän tutki väitöstyössään raskaissa liikkuvissa työkoneissa käytettävien hydraulipuomien asennon ja liiketilan aistimista sekä liikkeen säätöä MEMS-kiihtyvyys- ja kulmanopeusantureilla.

Työkoneen liiketiloja seuraamalla voidaan havaita ajoissa sellaiset käyttötilanteet, jotka toistuessaan rasittaisivat rakenteita liikaa ja johtaisivat konerikkoon. Esimerkiksi metsäkoneiden työn tehokkuutta voidaan parantaa kun seurataan sen puomin normaalia käyttöä ja sitten karsitaan siitä tarpeettoman laajat ja tehoa vievät liikkeet.

Tulevaisuudessa antureita voitaisiin käyttää myös koneiden ohjaamiseen: suuretkin kuormat liikkuisivat pienillä kädenliikkeillä ja laitteet ajaisivat eteen- tai taakesepäin vaikkapa päätä kallistamalla.

Juttu on Tampereen tekniknillisen yliopiston tiedote: Liikettä aistivat anturit tehostavat työkoneen ja kuljettajan töitä.

Kuva: Flickr
 

Toimittajat eivät läpäisseet Turingin testiä

Ti, 06/10/2014 - 12:59 Jari Mäkinen
Eugene

Viime sunnuntaina tuli kuluneeksi 60 vuotta siitä, kun Britannian eräs suurimmista tiedemiehistä teki häpäistynä itsemurhan: homoseksuaalisuutensa vuoksi vainottu tietojenkäsittelytieteen uranuurtaja Alan Turing söi palan syanidilla kyllästetystä omenasta 7. kesäkuuta 1954 ja hänen siivoojansa löysi ruumiin seuraavana päivänä.

Nyttemmin Turingin ansiot on tunnustettu ja hänen traaginen tarinansa on kerrottu moneen kertaan. Niinpä sunnuntaina otsikkoihin pääsi myös hänen kehittämänsä ns. Turingin testi. Sen mukaan tekoälyn voi katsoa ajattelevan silloin, kun tietokone tai tietokoneohjelma voisi huijata ihmiskuulustelijaansa niin hyvin, että hän luulee keskustelevansa ihmisen kanssa.

Turing esitteli tämän tekoälyn edistyksellisyyttä mittaavan testin lokakuussa 1950 julkaistussa Mind-lehden artikkelissa "Computing machinery and intelligence".

Nyt sunnuntaina julkaistussa Readingin yliopiston tiedotteessa väitettiin, että kone on läpäissyt ensimmäisen kerran Turngin testin. Ja lähes kaikki tiedotusvälineet julkaisivat uutisen sitä sen enempää ajattelematta.

Tiedotteessa kerrottiin, että Eugene-niminen tietokoneohjelma väitti olevansa ukrainalainen 13-vuotias koulupoika, jonka kielioppivirheet englannissa menisivät siten ulkomaalaisuuden piikkiin ja omituiset vastaukset tulisivat nuoruudesta.

Luotettavuutta uutiselle antoi kuuluisa Lontoossa sijaitseva Royal Society, jonka tiloissa joe järjestettiin lauantaina, joskin luotettavuutta vei se, että hank keen taustalla oli Kapteeni Kyborgiksi brittimediassa nimetty tutkija Kevin Warwick, joka on tehnyt useampaan kertaan aikaisemminkin kyseenalaisia, ylisanoja pursuavia mediatempauksia.

Se oli hän, joka asennutti itseensä vuonna 2000 mikropiirin ja väitti olevansa ensimmäinen kyborgi, ja etenkin Iso-Britanniassa hänet muistetaan edelleen tästä. Viimeisin "suuri" Warwickin kampanja oli vuonna 2010, kun hänen laboratorionsa väitti todistaneensa ensimmäisen kerran miten ihminen altistui ensimmäisen kerran tietokonevirukselle.

Tälläkin kerralla tarinassa on totuutta toinen puoli. Eugene-ohjelmaa testattiin lauantaina, ja se huijasi osaa arvioitsijoista niin hyvin, että 33% heistä oletti kyseessä olleen oikean ihmisen.

Tiedotteessa - ja sen pohjalta tehdyissä uutisissa - kerrottiin, että kyseessä olisi ollut ensimmäinen kerta, kun tekoäly olisi saanut näin hyvän tuloksen. Kyseessä tosin ei ollut tekoäly tai supertietokone, vaan normaalissakin tietokoneessa toimiva keskusteluohjelmisto, niin sanottu chatbox, eli ihmismäisiä vastauksia tuottava ohjelma. Se kehittää siis keskustelua annettujen ohjeiden mukaan, eikä siinä ole tekoälyä lainkaan.

Aiemmin on ollut jo testissä hyvin suoriutuneita chatboxeja, kuten Cleverbot, joka vakuutti jopa 59% kokeilijoistaan. Sen saama "tulos" on siis parempi kuin nyt saatu.

Eugene myös ikään kuin huijasi kokeen sääntöjä väittämällä olevansa ulkomaalainen ja nuori, jolloin virheet olivat ikään kuin hyväksyttävissä. "Oikeassa" Turingin testissä tätä ei hyväksyttäisi. Nyt ohjelmisto ei siis pyrkinyt suoriutumaan mahdollisimman ihmismäisesti, vaan huijaamaan testaajiaan mahdollisimman hyvin.

Lisäksi uutisissa väitettiin, että Eugene olisi ollut supertietokone. Ei ollut, ei lainkaan – supertietokone kuulostaa vain hienommalta.

Vinkkejä:

Hyvä nettisivusto kunnollisten, ihmismäisesti käyttäytyvien älykkäiden ohjelmistojen tutkimiseen on muun muassa Ai Research -projekti, mistä voi saada tekoälyä vaikkapa kännykkään, jonka laskentatehoa Turingin aikaan olisi kyllä pidetty supertietokoneena.

Erilaisia chatboxeja voi testailla www.chatbots.org -sivustolla, mistä Eugene on tosin (jostain syystä) juuri poistettu...

Ja lopuksi: hyvä nettisivusto Turingiin sekä hänen työhönsä tutustumiseen on www.alanturing.net.

Eugene-uutisoinnin kyseenalaisuuksista kertoi mainiosti muun muassa TechDirt -sivusto.

Malesialaiskoneen etsintä palaa nollaan

La, 05/31/2014 - 10:28 Jari Mäkinen
Malaysian Airlinesin Boeing 777-200

Maaliskuun 8. päivänä kadonneen malesialaisen matkustajakoneen etsintä on palaamassa lähes alkutilanteeseen: Australian viranomaiset ovat lopettaneet koneen hylyn etsinnän alueelta, mistä huhtikuun alussa havaittiin akustisia signaaleita, joiden oletettiin olevan peräisin uponneesta Boeing 777:stä.

Bluefin-21 -sukellusrobotti ennätti tutkia yli 850 neliökilometriä merenpohjaa toukokuun 28. päivään mennessä, jolloin etsinnät tältä alueelta päätettiin lopettaa. Tuloksena on aiempaa tarkempi ja parempi kartta kyseisen, Australian koilliskulman länsipuolella olevan merialueen pohjasta, mutta ei merkkiäkään lentokoneen hylystä.

MH370:n tapaus on siis edelleen epäselvä, ja sekava viranomaisyhteistyö ja -tiedottaminen on osaltaan hankaloittanut  tapauksen selvittämistä. Aluksi malesialaisviranomaisten tiedotus oli ristiriitaista ja täysin epäammattimaista, ja sitten Australian pääministeri Tony Abbott ennätti jo julistaa koneen lähes löytyneeksi.

Järkevin kommentti toki heti akustisten signaalien saamisen jälkeen huhtikuun alussa Yhdysvaltain merivoimien edustajalta, joka totesi etteivät merestä saadut hajanaiset akustiset signaalit voisi olla peräisin malesialaiskoneesta, mutta siitä huolimatta laajamittaiset etsinnät päätettiin aloittaa alueella, vaikka se oli varsin kaukana alun perin oletetusta putoamiskohdasta. Tosin on luonnollista, että julkisen paineen alla vähäisintäkin johtolankaa haluttiin seurata ja siten etsintä suunnattiin alueelle, mistä signaalit saatiin.

Kuva: Bluefin-21 -sukellusrobottia lasketaan veteen Ocean Shield -alukselta

Etsinnässä pidetään nyt taukoa, kunnes elokuussa alukset palaavat jälleen "alkuperäiselle" etsintäalueelle Intian valtameressä kaukana Australian vesialueiden rajalla mantereen kaakkoispuolella noin 2200 kilometrin päässä. Työnä on kartoittaa 60 000 neliökilometriä merenpohjaa, mihin saattaa mennä pitkäkin aika sääolosuhteista riippuen. Työkaluna on Bluefin-21 tai vieläkin äreämpi merirobotti, kuten Remus 6000, jota oletimme käytettäväksi jo aiemmassa vaiheessa.

Onnettomuustutkinnassa on edistytty kuitenkin sen verran, että satelliittitietoja on käyty aiempaa paremmin läpi, ja niiden sekä aiempien tutkatietojen perusteella koneen likimalkainen reitti on varsin hyvin selvillä: se lensi Kuala Lumpurista ensin normaalia reittiä pohjoiseen, kunnes kääntyi nopeasti lounaaseen ja lensi jotakuinkin suoraa reittiä oletetulle putoamisalueelleen.

Virallisesti onnettomuudelle ei ole toistaiseksi esitetty mitään syitä, mutta epävirallisesti MH370:n kohtalolle on kolme mahdollista selitystä:

  1. Koneessa oli kaksi varastetuilla passeilla matkustanutta iranilaista. He olisivat voineet kaapata koneen, joskin passitapausta lukuun ottamatta mikään ei osoita syyttävää sormea heihin. Interpolin mukaan muitakaan matkustajia ei ole syytä epäillä kaappaajiksi.
  2. Pilotit, tai toinen heistä, on ottanut koneen haltuunsa. Kummankaan lentäjän taustasta ei ole kuitenkaan löydetty mitään erityistä syytä siihen miksi he olisivat tehneet näin.
  3. Haamukone. Boeing 777 olisi jostain syystä esimerkiksi menettänyt paineistuksensa, eivätkä lentäjät olisi saaneet ajoissa happinaamareitaan päälle, jolloin 12-henkinen miehistö ja 227 matkustajaa olisivat kuolleet hapenpuutteeseen ja kone olisi lentänyt reittiään eteenpäin siihen saakka kunnes sen polttoaine loppui. Tai jokin muu syy olisi ensin saanut aikaan lentokorkeuden muutoksen, mihin lentäjät olisivat reagoineet yrittämällä palata Malesiaan, mutta kone olisi jatkanut merelle ja lentänyt automaattisesti eteenpäin. Historiasta tunnetaan muutamia tällaisia tapauksia, joissa miehistö on menettänyt tajuntansa ja kone on jatkanut itsekseen eteenpäin niin kauan kuin sillä on ollut polttoainetta. Tässä teoriassa tosin satelliittilaitteiston ja tutkavastaimen selvästi tarkoitukselliset pois kytkemiset oudostuttavat.

Todennäköisesti tätä enempää koneesta ei voida sanoa ennen kuin sen mustat laatikot saadaan tutkittavaksi. Kyseessä on eräs ilmailuhistorian omituisimmista tapauksista, ja sen selvittämiseksi tullaan varmasti tekemään kaikki mahdollinen.

Sanokaa FAZER kun haluatte lannoittaa!

Ma, 05/12/2014 - 19:43 Jari Mäkinen
Yamaha RMAX näyttää samalta kuin FAZER

Se näyttää vain suurelta kauko-ohjattavalta helikopterilta ja vaikuttaa isolta lelulta, mutta kyseessä on kunnon työhön tehty laite. Automaattisesti ennalta-ohjattua tehtävää tekevät miehittämättömät lentolaitteet ovat jo tulleet osaksi maanviljelystä, ja suurien tilojen lisäksi niitä käytetään jo mm. pienillä, mutta hankalakulkuisilla viinitiloilla. Laitteilla voi kuvata, mitata, kartoittaa – ja myös suorittaa lannoitusta tai tuholaistorjuntaa erittäin tarkasti paikannettuna.

Japanilainen moottoripyörävalmistaja Yamaha on eräs ennakkoluulottomimmin uuteen alaan kiinni tarttuneista perinteisistä moottorikulkunauvovalmistajista, ja se esitteli tänään Orlandossa, Floridassa, pidettävillä miehittämättömien ilma-alusten AUVSI-messuilla uusimman tulokkaansa, joka sattuu makeasti suomalaiseen korvaan: FAZER.

Se korvaa yllättävän suosituksi tulleen RMAX-mallin ja on sitä hiljaisempi ja 24% voimakkaapi. Noin kolme metriä halkaisijaltaan olevalla pääroottorilla varustettu laite käyttää voimanlähteenään moottoripyöristä tuttua 390cc:n nelitahtista polttomoottoria. Sen hyötykuormakapasiteetti on 50% parempi ja ohjausjärjestelmä toimii jouhevammin.

Laitteen pääkäyttö tulee olemaan maataloudessa, etenkin erilaisten nesteiden ruiskuttamisessa ja raemaisten aineiden levittämisessä. Nämä kiinnitetään kopterin sivuissa oleviin tankkeihin ja levitetään alla olevalla laitteistolla. Kapasiteettia on 24 kilon edestä.

Nämä maatalouden automaattiset pikku apulaiset ovat toistaiseksi olleet varsin huomaamattomia, mutta nykyversiot ovat jo niin käteviä, kykeneviä ja helposti käytettäviä, että niiden käyttö lisääntyy voimakkaasti. Pelkästään Yamahalla, joka on vain yksi valmistajista, on takanaan jo yli 2 miljoonaa lentotuntia yhtiön eri kopteriversioilla.

Ei aikaakaan, kun pikkukopterit tulevat osaksi myös suomalaista maalaismaisemaa...