Hiiri on edelleen olennainen osa tietokoneilua. Ensimmäisen sellaisen ensimmäinen julkinen esittely tapahtui 56 vuotta sitten 9. joulukuuta 1968.
Pitkään 1980-luvulle saakka tietokoneiden käyttäminen tapahtui näppäimistön avulla lähes yksinomaan teksiä ja numeroita kirjoittamalla.
Mutta uudenlainen graafinen käyttöliittymä oli jo muhimassa 60-luvun lopussa. Olennainen osa sitä oli hiiri, jonka avulla käyttäjä voi yksinkertaisesti osioittaa haluamaa kohtaa kuvaruudulla ja klikata sitä hiiressä olevan napin avulla.
Tässä mielessä tärkeä päivämäärä on 9. joulukuuta 1968.
Silloin Stanfordin yliopiston osana olleen Stanford Research Instituten Doug Engelbart tutkimusryhmineen esitteli tietokonehiiren prototyypin sekä graafisen käyttöliittymän, näytön muokkaamisen sekä yhdistetyn tekstin ja grafiikan, hyperdokumentit sekä kaksisuuntaisen videoneuvottelun jaettujen työtilojen kanssa.
Siis juuri niitä asioita, joiden avulla käytämme tietokoneita yhä edelleen.
Esittely tapahtui American Federation of Information Processing Societyn tietokonekonferenssin yhteydessä San Franciscossa, Kaliforniassa.
Engelbart oli kertonut hahmottelemastansa hiirestä maaliskuussa 1967 IEEE Transactions paperi -julkaisussa ja anoi sille patenttia saman vuoden kesällä. Patentti myönnettiin 17. marraskuuta 1970,
Hiiren saapuminen arkikäyttöön kesti kuitenkin yli vuosikymmenen. Se tapahtui 27. huhtikuuta 1981, kun Xerox-yhtiön futuristinen 8010 Information System, eli Xerox Star tuli myyntiin. Laite oli kaupallisesti katastrofi, mutta samalla erinomainen esimerkki siitä, miten edelläkävijän taakka on suuri.
Hiiren lisäksi – tai sen ansiosta – koneessa oli ensimmäisenä graafinen käyttöliittymä ikkunoineen, kansioineen ja kuvakkeineen. Nämä oli kehitetty Xeroxin Palo Alto Research Centerissä (PARC) Alto -tutkimusprojektissa. Tuloksena oli Alto-1 -tietokone (alla).
Graafisen käyttöliittymän perusperiaatteena oli WYSIWYG, eli "What You See Is What You Get", eli esimerkiksi tekstitiedostoa käsitellessä käyttäjä näki ruudulla dokumenttinsa juuri samanlaisena kuin se tulostuisi.
Mitä hiiriin vielä tulee, niin 1960-luvun lopussa myös saksalainen Felefunken oli kehittämässä omaa hiirtään (alla).
Siinä missä Engelbartin hiiressä oli kaksi rullaa laitettuna 90 asteen kulmaan toisiinsa nähden, ja niiden pyörimistä mittaamalla kone tiesi missä ja miten hiirtä liikutettiin, niin Konstanzissa sijaitsevassa Telefunkenin tutkimuslaitoksessa mietittiin pallohiirtä. Pallon pyörimistä mittaamalla tiedettiin missä hiiri vipelsi.
Pallohiiren keksineen Rainer Mallebreininhaastattelun mukaan saksalaiset olivat ensimmäisiä: heidän hiirensä syntyi vuonna 1966, mutta Engelbart ehti omine hiirineen ensin julkisuuteen. Sen sijaan Telefunkenin RKS 100-86 Rollkugel oli ensimmäinen myyntiin tullut hiiri (1968).
PARC teki oman versionsa pallohiirestä vuonna 1971 (yllä).
Suurelle yleisölle tietokonehiiri ja samalla graafinen käyttöliittymä tulivat Applen McIntosh -tietokoneiden kautta.
Nyt tietokoneen käyttäminen ilman hiirtä tai muuta osoituslaitetta tuntuu vaikealta, jopa mahdottomalta, mutta ajat ovat muuttumassa: hyvinkin pian tietokonetta käytetään todennäköisesti puhumalla. Osoittelu hiirellä on jäämässä vähitellen historiaan.
*
Jari Mäkisen ottamat kuvat ovat Piilaaksossa, Mountain Viewissä olevasta upeasta Computer History Museumista (Tietokonehistoriamuseosta). Paikka on endottomasti käynnin väärti, jos vähänkin satut olemaan San Franciscon suunnalla!
Tästä(kin) museosta on tulossa jossain vaiheessa video Tiedetuubiin.
Katso Douglas Engelbartin legenraadinen demo hiirestä ja graafisesta käyttöliittymästä joulukuun 9. päivältä 1968.
Tiedetuubin autonurkka avautuu mielenkiintoisella Citroënin uutuudella, ë-C3:lla. Saimme kutsun tutustumaan tähän uutuuteen, ja mehän menimme.
Heti alkuun on todettava, että koeajossa oli maahantuojan lehdistöesittelyihin tuoma auto, joka ei ominaisuuksiltaan ihan täysin vastaa Suomen markkinoilla myynnissä olevia malleja.
Silti tämäkin nelipyöräinen antoi jo varsin kattavan vaikutelman siitä, mikä on Citroënin käsitys vallankumouksesta – kuten maahantuojan edustajat tätä kuvailivat.
Auton markkinoille tuloa ja auton filosofiaa verrattiin jopa legendaariseen 2CV-malliin, joka yleisimmin tunnetaan Rättisitikkana. Tätä valmistettiin vuosien 1948 ja 1990 välisenä aikana yli 3,8 miljoonaa yksilöä.
Väitteenä 2CV:n veroinen vallankumous on siis erittäin rohkea. Erityisesti kun kyseessä on sähköauto. Idea on kuitenkin pohjimmiltaan hyvin samansuuntainen.
ë-C3 on Citroënin kansanautona markkinoitu sähköauto.
Toki työtä vielä on edessä, jotta sähköiset voimalinjat saavat koko kansan hyväksynnän, mutta ë-C3 tulee olemaan mitä todennäköisimmin vähintäänkin yksi merkityksellisimmistä tien tasoittajista. Tuskimpa tätä syyttä suotta on nostettu myöskään yhdeksi Vuoden Auto Suomessa -ehdokkaaksi.
Uudenlainen tekniikka on jännittävää ja pelottavaa. Tutusta polttomoottorista siirtyminen täysin sähköiseen varmasti herättää paljon kysymyksiä: ”Miten huollot? Miten lataukset tehdään? Miten se kestää? Pääsenkö Helsingistä Lappiin asti?”, ja niin edelleen.
Jossain vaiheessa polttomoottoreista luopuminen on kuitenkin edessä.
Lappiin ë-C3:lla varmasti pääsee (tosin useamman pysähdyksen taktiikan kanssa), mutta tähän sitä ei kuitenkaan ole lyhyen koeajoreissun perusteella suunniteltu. Kyseessä on paremminkin kompakti kaupunkiauto, joka loppupeleissä tarjoaa yllättävän paljon siihen nähden, että kyse on niin sanotusta ”city-kotterosta”.
Budjettiratkaisun vallankumous
Yleisestihän suomalaiset kauhistelevat sähköautojen hakintahintaa, joka lienee yksi suurimmista syistä, jonka takia sähköön ei kehdata siirtyä. Taikasanana tälle ranskalaiselle ”vallankumoukselle” onkin edullisuus. Malliston hinnat alkavat tällä hetkellä 25 290 eurosta.
Tämä tekee ë-C3:sta Suomen markkinoiden edullisimman sähköauton tällä hetkellä. Lisäksi valmistus tapahtuu Euroopassa. Tarkalleen Stellantiksen tehtaalla, Slovakian Trnavassa.
Yleisen euromielisyyden lisäksi valmistuspaikkavalintaan vaikuttanee myös se, että Kiinassa valmistettujen autojen EU-tullien vuoksi valmistajille on edullisempaa valmistaa autoja Euroopassa.
Edullisempi You-varustelu on karsittu melkolailla minimiin: Ilmastointi ei ole automaattinen, vanteet ovat terästä, ajovalot ovat halogeenit, penkit ovat perusmalliset ja takaistuimet eivät kaadu kuin yhdessä osassa.
Silmäänpistävin ero kuitenkin on siinä, että You-varustelussa tietoviihdejärjestelmän ydintä ajaa kuljettajan oma älypuhelin ja siihen asennettu My Citroën -sovellus. Luurille löytyy onneksi oma teline, joten sitä ei tarvitse lähteä erikseen ostamaan.
Kalliimmassa Max-varustelussa, joka oli koeajossamme, taas löytyy paljon ekstraa. Niistä pääsee nauttimaan 4 000 lisäeuron investoinnilla. Ekstraa ovat muun muassa ajovalot ovat ledeillä, ilmastointi on automaattinen, peruutuskamera tutkan sijasta, kevytmetallivanteet, mukavuusistuimet ja Citroënin kosketusnäytöltä ohjattava tietoviihdejärjestelmä.
Voiko halvalla saada hyvää?
Kun mietitään eurooppalaisuutta ja edullista hintaa sähköautoissa, niin tulee mieleen, että kyseessä on luultavasti pikkuakulla oleva nuhapumppu, jota joutuu lataamaan 60 kilometrin välein.
Ei ihan. Tässä asiassa Citroënille on nostettava baskeria; se ei ole nuhapumppu.
Verrattain pienessä ë-C3:ssa on 44 kWh akku, jossa on peräti 100 kW latausteho. Sillä pääsee peräti 326 kilometriä (WLTP-laskennan mukaan).
Uskaltaisin väittää, että kaupunki- tai työmatka-ajossa tämä on ihan tarpeeksi. Latausaikaa 100 kW teholla 20-80 % menee valmistajan mukaan 26 minuuttia, joka on kohtuullinen aika.
Tehoa myös on ihan hyväksyttävästi, sillä 0-100 km/h päästään 83-kilowattisella (113-heppaisella) moottorilla 11 sekuntiin. Lukuna aika hajuton ja mauton, mutta tarpeeksi.
Ensi vuoden puolella ë-C3:sta on tulossa myös pienemmällä akulla oleva versio, joka pudottanee hintaa vielä entisestään. Tämä on tarkoitettu niille, jotka eivät ole niitä enemmän- ja enemmän kantamaa vaativia kuluttajia, vaan ajavat pääosin lyhyttä matkaa.
Toki parin tunnin koeajon aikana emme saaneet kovin paljon varmuutta, että paljonko akun kantama kestää talvea ja pohjolan karuja oloja. Akulle ei ole myöskään esilämmitystä, mutta ylläpitolämpö tosin tästä löytyy.
Pientä noottia on myös annettava siitä, että Stellantis ei tee akkuja itse, vaan tilaa nämä Kiinasta. Tosin kiinalaisten akkuteknologia on läntisten kanssa varsin vertailukelpoinen ja tällä hetkellä edullisuus vaatii myös halpatyövoiman käyttöä. Kotiinpäin olisi toki parempi. Tämä myös Stellantiksella tiedetään, ja heillä onkin suunnitelmissa startata myös omaa eurooppalaista akkutuotantoa. Yhtiö onkin mukana Pohjois-Ranskassa Billy-Berclaussa toimintansa juuri aloittaneessa autoakkujen "gigatehtaassa".
Käytettävyydeltään ja käytännöllisyydeltään Citroën onnistuu monessa. Autolla on perusmukava ajaa, eikä herätä suurempia tunteita suuntaan tai toiseen.
Mukulakivikaduilla ajaminen ei ole hytkymistä pitkinpoikin ohjaamoa, sillä alustasta löytyy Citroënin mukavuusjousitus, joka on merkin yksi valttikortteja.
Citroën kuvailee mukavuusjousien tuovan ajamiseen kuuluisaa ”taikamatto”-efektiä. Väitteen paikkansapitävyytteen en valitettavasti osaa ottaa kantaa, sillä en ole legendaksi muodostuneita Citroënin hydraulijousia (vielä) päässyt kokemaan – kutsuja otetaan vastaan!
Alusta on kuitenkin erittäin mukava.
Max-varustelun viihdejärjestelmä on varsin yksinkertainen käyttää, eikä vaadi suurempaa valikkosukeltelua. Näytöstä saa valittua joko navigoinnin, puhelut, radion tai asetukset. Omaan makuun valikot ovat jopa liiankin pelkistetyt ja jään kaipaamaan viihdejärjestelmältä enemmän. Toisaalta eipä kansanautossa nyt kaipaakkaan sateliittikanavia ja näytöllä tsemppaavaa zumba-ohjaajaa.
Sisusta on muuten perushyvä ja siististi toteutettu. Tavaratilaakin löytyy 310 litraa.
Ainoa mikä tosin herättää hieman närää sisustuksessa ovat ovipaneeleissa olevat pienet onnenkeksimäiset motivaatiolappuset, joissa kehotetaan muun muassa olemaan viileä (be cool) ja pitämään hauskaa (have fun).
Itselläni tulee aivomätäinen olo tällaisista liplappusista, mutta kaippa näillä koitetaan puhutella sitten nuorempaa kuluttajakuntaa, joka kaipaa tsemppauksia myös ilman zumba-ohjaajaa.
Odotan tämän perusteella, että Citroënin edustumalleihin saataisiin tulevaisuudessa trendikkäitä startup-pöhinä -viestejä: ”Innovate new, cultivate growth, optimize life”, jne. Onneksi nämä laput voinee kuitenkin saksia pois tai tussata yli, jos tympii liikaa.
Sitä odotellessa joudutaan tyytymään tähän.
Suurena plussana käyttömukavuuden kannalta ë-C3:ssa on yhden napin avulla hiljennettävä ylinopeushälytys. Uusissa autoissa, kun nykyään täytyy olla ylinopeushälytin oletuksena aina päällä, ja monesti tämän poissaamiseksi täytyy selailla valikkoja useamman painalluksen verran. Yhden napin taktiikka säästää kuljettajan ja matkustajien hermoja ja paljon.
Lopputulema
Citroën on onnistunut luomaan kohtuuhintaisen ja järkevän oloisen sähköauton, joka tulee todennäköisesti näkymään kaupunkikuvassa ja paljon. Tilaa riittää jopa perhekäyttöön.
Alustaltaan ë-C3 on luokkaansa nähden erittäin mukava, ajettavuus on perustasoa, kantamaa tarjotaan ihan tarpeeksi ja latausteho on kokoluokkaan kiitettävä. Pienemmän akun versio tullessa markkinoille hinta todennäköisesti tipahtaa entisestään.
Pienemmän akun myötä hinnan edelleen pudotessa on syytä miettiä, että mitä autoltaan tarvitsee. Mikäli autolla ajaa lähinnä työmatkaa tai kaupunkiajoa, niin tekeekö pitkällä kantamalla lopulta oikeasti mitään? Pienemmällä akulla ei myöskään tarvitse kuluttaa ylimääräisiä luonnonvaroja.
Citroen ë-C3 Full Electric 113 Max 44 kWh
+ Eurooppalaisuus + Simppeli käyttöliittymä ++ Edullinen hinta
Eikä kyseessä ole oikea tuli, vaan LED-valoilla ja vesisumulla aikaan saatu vaikutelma.
Koko pallotarinalla on pitkä historia, mihin kuuluvat paitsi yleensä avajaisista raportoidessa kerrottu Montgolfierin veljesten kuumailmapallo, niin myös maailman ensimmäinen kaasupallo.
Se on itse asiassa pallon oikea historiallinen kiinnepiste, koska olympiapallo näyttää samalta kuin tuo joulukuun 1. päivänä 1783 lentänyt pallo ja lisäksi pallo on samalla paikalla, mistä ammoinen vetypallo nousi lennolleen.
Jari Mäkinen ja hänen 14 vuotta nuorempi minänsä (arkistonauhalta) kertovat mistä oikein on kyse tässä Pariisin ilmapalloilussa.
Sinä aikana se oli yhteensä 10 vuoden ajan sukelluksissa, jossain päin maailman valtameriä valmiudessa lähettää 16 mukanaan ollutta ydinohjusta.
Tällä videolla käydään sukellusveneen sisällä, mutta sinne voit mennä sinne itsekin: Le Redoutable on esillä Cherbourgin merimuseossa. Tämä on viimeinen kolmesta museosta tehdystä videosta.
Lisätietoja osoitteesta https://www.citedelamer.com/en/ (sivusto on myös englanniksi, kuten lähes kaikki tekstit myös museossa).
Joka toinen vuosi jaettava Millennium-palkinto annettiin tiistaina australialaiselle Martin Greenille, jonka työn tuloksena aurinkokennojenhyötysuhteessa saatiin aikaan huimia parannuksia 1980- ja 1990 -luvuilla. Uusista piipohjaisista kennoista on yli 90 prosenttia ja kaikista kennoista noin 80 prosenttia käyttää nykyisin hänen kehittämäänsä PERC-tekniikkaa.
PERC-kennossa (passivated and rear emitted cell) on piikerrosten ja paneelin takana olevan johdinkerroksen välissä ohut keraaminen kalvo, missä on pieniä reikiä. Sen ansosta osa valosta heijastuu takaisin piikerrokseen, missä se tuottaa sähköä sen sijaan että valo vain lämmittäisi turhaan kennoa.
Kalvo itse ei heijasta valoa, vaan se parantaa piipinnan sileyttä ja koska sen taitekerroin on piihin nähden pieni, saa se aikaan lähes täydellisen kokonaisheijastuksen piin sisällä.
Kaksikerroksinen, läpinäkyvä kalvo koostuu useimmiten piidioksidista tai alumiinioksidista, jonka päällä on suojana esimeriksi kovaa piinitridiä. Pohjajohdin koskettaa piitäkalvossa olevien reikien kautta.
Nykyisin PERC-kennojen hyötysuhde on parhaimmillaan 23,5 prosenttia, mutta Greenin mukaan tekniikkaa voidaan venyttää 25 prosenttiin saakka.
Hyötysuhteella tarkoitetaan sitä, kuinka suuri osuus valoenergiasta saadaan muutettua sähköksi.
Sydneyssä olevassa Uuden Etelä-Walesin yliopistossa (UNSW Sydney) toimineen Greenin työ on tuottanut hyötyä myös epäsuorasti, sillä hänen ryhmässään olleet kiinalaisopiskelijat ovat vaikuttaneet paljon edullisten ja tehokkaiden aurinkokennojen massatuotannon Kiinassa. Kennojen hinta on pudonnut noin 95 % kolmen vuosikymmenen aikana.
Kyseessä ei ole ensimmäinen kerta, kun Millennium-palkinto menee aurinkokennoille: vuonna 2008 sveitsiläinen Michael Grätzel sai palkinnon keksimistään väriaineherkistetyistä kennoista.
Presidentti Sauli Niinistö luovitti miljoonan euron palkinnon Martin Greenille tiistaina 25. lokakuuta Helsingissä.
Green kertoo työstään yllä olevalla, Millennium-palkinnon taustalla olevan Tekniikan akatemian tuottamalla videolla.
Eilisessä Nikola Teslan vähemmän hohdokkaista ideoista kertoneessa kirjoituksessa mainittiin myös hänen kilpailijansa Edison.
Thomas Alva Edison (1847 – 1931) oli keksijän stereotyyppi: lahjakas, työteliäs ja ennen kaikkea näppärä yhdistämään eri asioita uusiksi keksinnöiksi. Hän keksi kyllä valtavasti itsekin, mutta myös "lainasi" muiden keksintöjä ja kehitteli niitä paremmiksi sekä käytännöllisemmiksi.
Joka tapauksessa Edison on eräs historian tuotteliaimpia keksijöitä, sillä hänen nimissään on lähes 1100 patenttia. Merkittävimpiä ovat fonografi (ensimmäinen äänentallennuslaite) ja sähkövalo.
Sähkölampun keksimiseen liittyy myös hänen tunnetuin lausahduksensa, joka liittyy lampun sisällö olevaan hehkulankaan. Edison testasi lukemattomia eri materiaaleja yrittäessään löytää sopivan langan lampun sisälle. Hän päätyi lopulta hiiltyneeseen bambuun, joka hohti valoa, kun sen läpi johdettiin sähköä.
Tarinan mukaan hän totesi jälkikäteen tästä materiaalin etsinnästä, että "en suinkaan epäonnistunut 10 000 kertaa. En epäonnistunut kertaakaan, sillä onnistuin löytämään 10 000 erilaista tapausta, jotka eivät toimineet. Ainoastaan testaamalla toimimattomia ratkaisuita pystyin löytämään sen, joka toimi."
Edisonin sähkölampussa hehkulankana oli hiiltynyt bambutikku. Lamput tulivat myyntiin vuonna 1879. Viisi vuotta myöhemmin Alexander Just ja Franjo Hanaman Itävalta-Unkarissa keksivät käyttää volframia mikä oli paljon kestävämpi ja jonka hyötysuhde oli parempi.
Edison siis keksi kaikenlaista ja kehitteli monenlaisia etenkin sähköön liittyviä laitteita. Ei ole mikään ihme, että osa niistä oli etenkin nykynäkökulmasta hulluja. Osa ei toiminut lainkaan, ja osa oli yksinkertaisesti liian edellä aikaansa.
Hän tiesi, että jotkut ideat olivat parempia kuin toiset, ja hylkäsi huonot tai toimimattomat nopeasti. Hän ei myöskään harmitellut jälkikäteen näihin "epäonnistumisiin" kulutta aikaa tai vaivaa, koska piti niitä olennaisina keksintöprosessissa.
Yksi töppäyksistä oli automaattinen ääntenrekisteröintilaite vaaleja varten. Lennätinperiaatteella toiminut laite ei saanut Yhdysvaltain päättäjiltä kannatusta, koska he pelkäsivät, etteivät voisi enää huijata vaaleissa. Vaikka tekniikka on muuttunut, nähtävästi tässä suhteessa ei ole mitään uutta poliittisella puolella.
Edison kehitti myös sähköisen kynän, laitteen, jonka avulla pystyi tekemään saman tien monta kopiota käsinkirjoitetusta paperista. Laite oli kiinnitetty kynään, jolla kirjoitettiin, ja se pystyi seuraamaan kynän kärjen liikkeitä ja monistamaan sen useille papereille sähkömoottorien avulla.
Ongelmana oli kuitenkin se, että kirjoittamiseen käytettiin mustekynää, eivätkä kopiointilaitteiden kyniä pystytty kastamaan musteeseen samaan tapaan kuin alkuräistä kynää. Niinpä Edison keksi käyttää vahapaperia, jonka pintaan kirjoitusta kopioivat kynät tekivät selvän jäljen. Se saatiin sitten näkyviin kastamalla paperi musteeseen.
Tämä osoittautui liian hankalaksi. Lisäksi sähkökynät olivat kömpelöitä ja pitivät suurta meteliä.
Myöhemmin sähkökyniin kehitettyä tekniikkaa käytettiin nimikirjoituksia kopioiviin laitteisiin ja – yllättäen – tatuointikynissä.
Fonografi, eli äänentallennuslaite, on sähkölampun ohella Edisonin toinen kuuluisin keksintö. Sen ensimmäinen versio kuitenkin oli harmillisen epäkäytännöllinen.
Laitteessa oli tötterö, jonka pohjassa oli äänikalvo ja siinä pieni neula, joka tötteröön tulevan äänen täristämänä raaputti rullalla olevan tinapaperin pinnalle uran. Kun rulla pyöri koko ajan eteenpäin, tallentui ääni kaiverruksena tinapaperin pintaan. Ääni voitiin saada jälleen kuuluviin pyörittämällä tinapaperia pinnallaan pitävää rullaa uudelleen, jolloin neula tärähteli, sai äänikalvon värisemään ja tötteröstä kuului ääntä.
Tinapaperi oli kuitenkin haurasta ja sen pinnalle kaiverrettu ura oli hyvin herkkä. Vasta kun tinapaperin sijalle otettiin vaha, joka kuivui kovaksi äänittämisen jälkeen, laite muuttui kätevämmäksi. Myöhemmin äänilevyt käyttivät täsmälleen samaa ideaa, mutta rullan sijaan ääni oli levyn pinnalla olevassa urassa.
Ensimmäinen nauhoitus vuodelta 1877.
Ääneen liittyy myös puhuva nukke. Edison hankki Saksasta nukkeja, joiden sisälle laitettavaksi hän kehitti pienen version fonografista. Tarkoituksena oli tuottaa niitä joulumarkkinoille vuonna 1888, mutta myyntiin nuket pääsivät vasta seuraavana keväänä.
Niistä ei kuitenkaan tullut suosittuja. Lapset pelkäsivät metallista ääntä, ja lisäksi fonografin koneisto oli hyvin herkkä iskuille. Ne menivät rikki helposti. Lisäksi toimiessaankin äänen voimakkuus hiipui hädin tuskin kuultavaksi jo lyhyen käytön jälkeen.
Nuket vedettiin markkinoilta vain noin kuukauden myynnin jälkeen.
Edison kehitti myös kotiteatterin. Se perustui Edisonin aiempaan keksintöön, kinetoskooppiin, jolla pystyttiin katselemaan elävää kuvaa. Edison keksi tämän vuonna 1888. Se ei ollut projektori, vaan laite näytti filminauhan yhdelle henkilölle kerrallaan laitteen kotelossa olevan aukon kautta. Vuonna 1912 Edison teki tästä version, joka pystyi myös heijastamaan kuvaa valkokankaalle. Se oli siis eräänlainen yksinkertainen filmiprojektori, joka oli pienempi ja kevyempi kuin elokuvateattereissa käytetyt.
Itse laitteet olivat silti liian kömpelöitä kotikäyttöön, ja lisäksi kalliita. Laitteita tehtiin vain 2500 ja niistä ainoastaan 500 ostettiin.
Ongelmana oli myös se, että Edisonin laitteisiin sopi vain sitä varten tehdyt filmit. Valikoima ei ollut suuri, joten Edisonin yhtiö alkoi tuottaa filmejä. Ne olivat kuitenkin ennen kaikkea dokumentteja ja opetusohjelmia, ja suuri yleisö halusi hauskoja elokuvia. Niinpä kinetoskooppin kehitys ja elokuvatuotanto lopetettiin vuonna 1915.
Kinetoskoopilla oli kuitenkin suuri vaikutus elokuvateollisuuden kehittymiseen, sillä sitä varten Edisonin yhtiössä kehitettiin ensimmäiset käyttökelpoiset selluloidifilmit ja omaksuttiin standardiksi muodostunut 35 mm:n kinofilmikoko.
Kun kinetoskooppiin liitettiin fonografi, saatiin kinetofoni. Kuva vuodelta 1895.
Kaikkein suurin Edisonin pieleen mennyt keksintö liittyi malmin käsittelyyn. Hän kehitti rautamalmin murskaamista ja seulomista varten laitteiston, missä oli suuret sähkömagneetit nappaamassa ei-rautapitoisen aineksen seasta rautapitoisen aineen.
Edison laski kykenevänsä käsittelemään laitteellaan 5000 tonnia malmia päivässä, mutta tavoitteesta jäätiin kauaksi heti alussa. Laite otettiin käyttöön Ogdensburgissa, New Jerseyssä, ei kovinkaan kaukana New Yorkista, vuonna 1894. Suuret murskaimet eivät toimineet kunnolla, joten Edison muokkasi niitä useampaan kertaan huomatakseen vain, että myös malmin kuljettimet ja kuivaimet kaipasivat suuria muutoksia, ennen kuin magneetit pystyivät toimimaan.
Laite ei koskaan toiminut kunnolla, ja tätä episodia Edison harmitteli toistuvasti jälkikäteen, vaikka se ei ollut hänen tapamaan. Kenties malmibisneksestä tulleet suuret tappiot vaikuttivat asiaan.
Tiedetöppäysjoulukalenteri
Tiedetuubin joulukalenteri vuonna 2019 esittelee tieteellisiä töppäyksiä sekä erehdyksiä: tietoisia huijauksia, puhtaita vahinkoja ja myös varsin onnekkaiksi osoittautuneita epäonnistumisia. Ne auttavat myös ymmärtämään miten tiede toimii – ja että tutkijatkin ovat ihmisiä.
Tony Hoare (kuvassa oikealla) ei ollut pahantahtoinen mies, vaikka hän sai aikaan erään tietokoneajan historian suurimmista ongelmista. Hän halusi ratkaista ongelman, mutta loi samalla uuden, vielä suuremman – tosin se muodostui hankalaksi vasta myöhemmin.
ALGOL on tietokoneiden ohjelmointikieli, jonka kehittäminen alkoi 1950-luvun lopussa. Joukko amerikkalaisia ja eurooppalaisia tiedonkäsittelytieteen tutkijoita piti seminaarin Zürichissä ja kehitti siellä ALGOL 58 -nimellä tunnetun ohjelmointikielen.
Se ei tullut koskaan laajempaan käyttöön, mutta oli 1960-luvulla hyvin suosittu tutkijoiden parissa. Matematiikassa ja tietokonetieteessä sitä ja sen johdannaisia käytettiin 1990-luvulle saakka, joskin kaikkein tärkein ALGOLin merkitys oli sen vaikutus muihin ohjelmointikieliin.
Näitä ovat Simula, Pascal, Ada ja C, joka on suora esivanhempi esimerkiksi tämän nettisivun näyttämisessä tarvittavalle PHP-koodille. Netti – sellaisena kun sen nyt tunnemme – kiittää ALGOLia, sillä lähes kaikki serverit hyrräävät PHP:n ystävällisellä myötävaikutuksella.
Yksi ALGOLin variantti oli ALGOL W, jonka tekemiseen osallistui brittiläinen Tony Hoare. Hänen keksintönsä oli ohjelmointikieleen lisätty niin sanottu nollaosoitin, eli "tyhjä" -osoitin.
Osoitin on tietotyyppi, joka viittaa tietokoneen keskusmuistissa sijaitsevaan arvoon. Ja kun osoittimelle annetaan arvoksi null, eli "tyhjä", niin osoitin ei osoita minnekään. Kun tietokoneet eivät olleet kovin suorituskykyisiä, oli sen avulla kätevää kertoa esimerkiksi se, että muisti on loppumassa.
int *p = nullptr; (*p) = 42; // vikatilanne: osoitin ei ole validi osoite
Sittemmin tämä nollaosoitin on aiheuttanut paljon harmia ja lisätyötä, koska ohjelmat kaatuivat osoittimen osoittaessa ei minnekään.
Tony Hoare muisteli vuonna 2009 – nyt aateloituna ja palkittuna alan guruna – tätä legendan mukaan miljardien dollarien menetyksiä aiheuttanutta keksintöään:
"Keksin nollaosoittimen vuonna 1965, ja tavoitteenani oli se, että kaikki osoittimet olisivat ehdottoman turvallisia siten, että kääntäjä tarkistaisi ne automaattisesti."
"En kuitenkaan voinut välttää kiusausta laittaa mukaan nollareferenssiä, viittausta ei minnekään, koska se oli niin helppo toteuttaa."
Hoaren tavoitteena oli saada tietokoneet toimimaan nopeammin. Tuohon aikaan hän oli työssä Elliot Brothers -yhtiössä kehittämässä ALGOLista mahdollisesti pankeissa, vakuutusyhtiöissä ja muuallakin kaupallisessa maailmassa käytettyä ohjelmointikieltä, jonka kirjoittaminen olisi aiempaa helpompaa.
Osana tätä olivat kikat, joiden avulla tavallisten käyttäjien ei täytynyt keskittyä konekielisen ohjelmoinnin yksityiskohtiin. Tämän vuoksi ohjelma tarkisti sitä minne koodissa olevat osoittimet osoittivat keskusmuistissa, mutta tähän kului aikaa ja kallista (tuolloin aivan konkreettisen kallista) tietokonekapasiteettia.
Niinpä Hoare keksi nollaosoittimen, käskyn, joka sanoi ettei se osoita mihinkään. Yleistäen kyse oli siitä, että kone saatiin toimimaan nopeammin, mutta se saattoi myös kaatua joskus.
Suo siellä, vetelä täällä.
"Nollaosoittimen vuoksi on tullut lukemattomia virheitä, haavoittuvuuksia ja systeemien kaatumisia, jotka ovat saaneet aikaan 40 vuoden aikana miljardien dollarien edestä vahinkoja ja harmia."
Suurin yksittäinen haitta oli CodeRed -nimellä tunnettu mato, jonka nollaosoitin teki mahdolliseksi. Sen leviäminen alkoi vuonna 2001 ja se sai aikaan maailmanlaajuisesti noin neljän miljardin dollarin edestä vahinkoja servereissä ympäri maailman.
Nyttemmin nollaosoittimet on luonnollisesti korjattu, mutta harmina ovat puolestaan muut vastaavat.
Toinen todella kallis tietokonetöppäys on kuuluisa Y2K, vuosituhannen vaihtuminen. Tietokoneiden päivämäärätiedot oli alkujaan tehty muistitilaa säästäen siten, että ne olivat automaattisesti 1900-luvulla. Eli vuosi 1985 kirjoitettiin vain 85, tai vastaavasti. Tämän korjaamiseen (Hoaren mukaan) on käytetty myös noin neljä miljardia dollaria.
Jos haluat heittäytyä ammoisten tietokonekielien maailmaan, niin John Backusin ammoinen artikkeli ALGOL kieliopista (PDF) on kiinnostava.
PS. Tämän kalenteriluukun julkaisu lykkääntyi siksi, että tietokoneohelmasta kertovan jutun julkaisu sai aikaan häiriöitä systeemissämme. Onkohan näillä joku yhteys?
Tiedetöppäysjoulukalenteri
Tiedetuubin joulukalenteri vuonna 2019 esittelee tieteellisiä töppäyksiä sekä erehdyksiä: tietoisia huijauksia, puhtaita vahinkoja ja myös varsin onnekkaiksi osoittautuneita epäonnistumisia. Ne auttavat myös ymmärtämään miten tiede toimii – ja että tutkijatkin ovat ihmisiä.
Millainen on parhain mahdollinen kaivosrobotti? Kenteis oppia kannattaisi kysyä ötököiltä, jotka tonkivat reippaasti maaperää ja ovat kehittyneet vuosituhansien kuluessa varsin päteviksi kaivajiksi.
Tampereen yliopiston mekatroniikan tutkimusryhmä on mukana espanjalaisten vetämässä ROBOMINERS-hankkeessa. Sen tarkoituksena on rakentaa prototyyppi pienestä, luontoa jäljittelevästä ja itse itsensä kokoavasta kaivosrobotista, jonka avulla kaivostoiminta on tarkempaa ja ympäristöystävällisempää.
Erikoista kehitettävässä prototyypissä on myös se, että se pystyy kokoamaan itse itsensä osista ja konfiguroimaan itsensä eri työtehtäviä varten. Siksi kaivosta varten tarvitaan vain kapea kuilu, jos osat voidaan laskea maan alle.
Vast'ikään Horizon 2020 -rahoitusta saaneessa nelivuotisessa hankkeessa kehitetään laajemmin autonomisiin kaivosrobotteihin perustuvaa tulevaisuuden kaivosta, jonka avulla myös pienten ja vaikeasti saavutettavien mineraalivarantojen kaivaminen on mahdollista.
"Tutkimuksemme voi mullistaa koko kaivosteollisuuden", toteaa professori Kari T. Koskinen Tampereen yliopistosta vaatimattomasti yliopiston tiedotteessa.
"Tulevaisuudessa ei kenties tarvita enää suuria kaivosalueita, vaan pienet robotit työskentelevät maan alla louhien esiintymät tarkasti ja luontoa vahingoittamatta."
Kehitteillä oleva robottimainari pystyy työskentelemään myös veden alla, mikä tarkoittaa lisää hyötyjä ympäristölle sekä huomattavia kustannussäästöjä: kaivoksia ei olisi tarpeen pumpata tyhjiksi niihin nousevasta vedestä, mikä vähentää käsiteltävän jäteveden määrää.
Myöskään valtavia kasoja jätekiveä ei synny, sillä robotti louhii vain tarpeellisen. Pienet määrät jätekiveä voidaan käyttää jo kaivettujen osien täyttämiseen.
Roboteissa hyödynnetään erilaisia tekoäly- ja koneoppimissovelluksia, joiden avulla ne osaavat liikkua kaivoksessa ja tunnistaa louhittavat mineraalit.
"Esimerkki aivan uudenlaisista sensoreista ovat eräänlaiset keinotekoiset tuntosarvet, joiden avulla robotti havainnoi ympäristöään", Koskinen kertoo.
ROBOMINERS-hankkeen taustalla on huoli Euroopan omavaraisuudesta ja huoltovarmuudesta. Robottien avulla olisi mahdollista myös päästä taloudellisesti järjevästi käsiksi myös vanhoihin, jo perinteisin menetelmin kaivettuihin kaivoksiin jääneisiin varantoihin.
Tampereella osataan robotiikka
ROBOMINERS-hanketta johtaa espanjalainen Universidad Politecnica de Madrid, ja mukana on Tampereen yliopiston lisäksi 12 muuta partneria, joiden joukossa yliopistoja, tutkimuslaitoksia ja yrityksiä.
Tamperelaiset ovat omiaan tässä hankkeessa, koska Tampereen teknillisessä yliopistossa (joka yhdistyi vuoden 2019 alussa Tampereen yliopiston kanssa) on kehitetty runsaasti erityyppistä robotiikkaa ja vaativaa konetekniikkaa.
Hanke on myös erittäin poikkitieteellinen, sillä insinöörien lisäksi mukana hankkeessa on muun muassa geologeja.
Vaikka tuloksena toivotaan olevan uudenlaisia, kaupallisesti hyödynnettäviä kaivosrobotteja, on hankkeelle prototyypin rakentaminen kuitenkin tutkimushanke – ei vain insinööriratkaisu olemassaolevaan ongelmaan.
Toistaiseksi ajatus on vielä teorian asteella, mutta tutkijat ovat luottavaisia, että tekniikkaa voidaan soveltaa jopa tähtienvälisten luotainten vauhdittamiseen
Caltechissa (California Institute of Technology) on suunniteltu nanopinnoite, jonka ansiosta esineitä voidaan leijuttaa ja liikutella ilmassa pelkän valon avulla.
Jo 1980-luvulla kehitettiin optiset pinsetit, joilla voidaan käsitellä hyvin pieniä hiukkasia tai vaikka viruksia. Niiden toiminta perustuu tarkkaan kohdistetun lasersäteen säteilypaineeseen. Pinsettien kehittäjä Arthur Ashkin sai keksinnöstään fysiikan Nobel-palkinnon vuonna 2018.
Optisilla pinseteillä pystytään kuitenkin siirtelemään ainoastaan hyvin pieniä kohteita ja ne toimivat vain hyvin lyhyillä etäisyyksillä. Caltechissa kehitetyn tekniikan avulla esineiden koko voi olla mikrometreistä jopa metreihin.
Keskeinen tekijä uudessa tekniikassa on nanopinnoite, joka vuorovaikuttaa valon kanssa siten, että esine pysyy tiukasti valonsäteessä, vaikka jokin tekijä häiritsisi sitä. Silloin ei enää tarvita tarkkaan kohdistettua lasersädettä ja valonlähde voi olla miljoonien kilometrien päässä.
”Olemme kehittäneet menetelmän, jolla voidaan leijuttaa makroskooppisia kappaleita”, toteaa tutkimusta johtanut Harry Atwater.
”Mielenkiintoinen sovellus on käyttää tekniikkaa uuden sukupolven avaruusluotainten vauhdittamiseen. Käytännön toteutukseen on vielä pitkä matka, mutta olemme parhaillaan kehittämässä periaatteen testaamista.”
Teoriassa avaruusluotaimessa voitaisiin käyttää uudenlaista nanopinnoitetta ja antaa sille vauhtia Maassa sijaitsevalla laserlähteellä. Koska luotaimen ei tarvitsisi kuljettaa mukanaan polttoainetta, sillä olisi mahdollista päästä hyvin suuriin, jopa relativistisiin nopeuksiin – eli huomattavaan osaan valon nopeudesta – ja matkata toisiin tähtiin.
Aurinko- tai valopurjetta on kaavailtu aiemminkin ultrakevyiden luotainten ”voimanlähteeksi” ja esimerkiksi Stephen Hawkingin ja Juri Milnerin vuonna 2016 käynnistämässä Breakthrough Starshot -projektissa tavoitteena on lähettää valopurjeen vauhdittamana tuhat muutaman gramman painoista StarChip-luotainta kohti Proxima Centauria. Huippunopeus olisi peräti 20 prosenttia valon nopeudesta eli noin 60 000 kilometriä sekunnissa.
Uudenlaisen nanopinnoitteen mahdollistamasta valoleijunnasta kerrottiin Caltechin uutissivuilla ja tutkimus on julkaistu Nature Photonics -tiedelehdessä (maksullinen).
