Jos olet Slushissa ja tunnet omituista hytinää, saattaa syynä olla 5G

Kuva Slush 2016:sta

Uutta, huippunopeaa 5G-mobiiliverkkoa on kehitetty hyvin voimakkaasti Oulussa, ja niinpä ei ole yllättävää, että Oulu vie Slushiin aidon 5G:n kansainvälisen teknologiayleisön elettäväksi ja koettavaksi.

Tänään Helsingissä alkaa tämän vuoden Slush. Tapahtumaa on hieman hankala määritellä, sillä se on toki alun perin start-up -yrityksille ja sijoittajille tarkoitettu deittipäivä, mutta joka on kasvanut varsin massiiviseksi teknologiaa ja tulevaisuutta kartoittavaksi hypetapahtumaksi.

Joka tapauksessa Suomeen tulee sen ansiosta noin 20 000 henkilöä keskellä harmainta syystalvea. Vaikka Suomi on toki näyttävästi mukana, eivät kävijät tule tänne niinkään Suomen takia, vaan toistensa ja tapahtuman itsensä vuoksi.

Silti Slush on ainutlaatuisen upea tilaisuus monille suomalaisyirtyksille ja -tutkimuslaitoksille esitellä tekemisiään suoraan kautta koko maailman tulleille teknopäättäjille, -kayttäjille ja -tekijöille. Kaikki suomalaisyliopistot ovatkin mukana, mutta Oulusta on tällä kerralla mukana myös jotain muuta: pitkälti oululaisten kehittämä uusi, nopea 5G-mobiiliverkko kaikkine mahdollisuuksineen.

Oulun osastolla voikin päästä kokemaan sen, miten 5G.n vauhti tuo lisää puhtia virtuaali- ja lisätyn todellisuuteen. Demossa näytetään 5G:n sallimaa etäläsnäolon mahdollisuutta sekä vuorovaikusta ympäröivän maailman kanssa sensoreiden avulla.

”Toteutamme elämyksellisen virtuaalitodellisuuden, jossa Slush-yleisö pääsee kurkistamaan tulevaisuuteen myös livenä 360°-näkymällä virtuaalilaseilla ja tableteilla. Ja mikä tärkeintä, näkemään siellä oman teknologiansa ja liiketoimintansa mahdollisuudet”, kertoo Oulun 5G-testiverkon ohjelmajohtaja Olli Liinamaa.

Oulusta mukana olevat yritykset rakentavat modernin elämyksen puettavan älyn, mobiilisensoreiden ja älykalvoille heijastettavien sisältöjen ympärille. 
 
”Slushista on lyhyt matka Ouluun, missä on tällä hetkellä ainoa avoin 5G-testiverkko 5GTN, johon toivotamme yritykset tervetulleiksi 5G-co-creationin ytimeen kehittämään langatonta teknologiaa maailmanluokan tutkimuksen keinoin”, Liinamaa kutsuu. 

Slushissa annetaan esimakua uudesta 5GTN-Yhteisö-palveluympäristöstä, joka avataan yrityksille lähiaikoina. Palvelun avautumista voi seurata 5GTN-verkkosivuilla.  

5G-elämyksen rakentavat Oulun yliopiston CWC-tutkimuskeskus, Business Oulu ja oululaisfirmat yhteiständilleen halliin 7. 

Jutun pohjana on Oulun yliopiston tiedote.

Hyvästi betoni, tässä tulee betoni

3D-tulostettu talo

Betoni on yllättävän suuri hiilidioksidien päästön lähde. Lisäksi perinteinen betoni on aika hankala materiaali muutenkin. Siksi se kannattaa keksiä uudelleen.

Lappeenrannan kaupunki ja Lappeenrannan teknillinen yliopisto (Lappeenranta University of Technology, LUT) kumppaneineen ovat saaneet merkittävän rahoituksen EU:lta betonin korvaavan rakennusmateriaalin ja uudenlaisen kaupunkikuvan kehittämiseen. Urban infra revolution -hankkeen kokonaiskustannukset ovat 4,2 miljoonaa euroa, josta EAKR:n Urban Innovation Action (UIA) -ohjelma rahoittaa 80 prosenttia eli 3,4 miljoonaa euroa, loppu tulee hankkeeseen osallistuvilta organisaatioilta.

Kyseessä on Suomen mittakaavassa merkittävä kiertotalouteen liittyvä kolmevuotinen hanke, jossa metsä- ja kaivosteollisuuden sivuvirtoja yhdistämällä kehitellään uusi kestävän kehityksen mukainen materiaali. Sen on tarkoitus korvata rakennusteollisuudessa betonia, sillä sementtiteollisuus aiheuttaa seitsemän prosenttia maailman hiilidioksidipäästöistä. Tavoitteena on myös kehittää täysin uudenlainen tapa rakentaa. Parhaimmassa tapauksessa kehitystyön myötä syntyvä materiaali ja menetelmät soveltuisivat muuallekin maailman kaupunkeihin, jolloin niistä tulisi osa uutta, urbaania kaupunkiarkkitehtuuria.

"Teknologisten ratkaisujen lisäksi tutkimme hiilidioksidipäästöjen vähentämistä ja uusia liiketoimintamalleja", kertoo LUT:n Re-source-tutkimusalustan johtaja Mari Kallioinen.

"Lisäksi hankkeen aikana kehitetään uuden materiaalin 3D-printtausta paikan päällä rakentamisessa."

"Uusi tavoiteltava tuote on komposiittimateriaali, jota voidaan vahvistaa esimerkiksi biokuiduilla", kertoo Apila Groupin toimitusjohtaja, FT Mervi Matilainen.

"Komposiitista valmistetut tuotteet ovat pitkäikäisiä, ja ne voidaan kierrättää turvallisesti vielä käytön jälkeenkin. Sivuvirrat, joita hyödynnetään, ovat tuhka, viherlipeäsakka, rikastushiekka sekä rakennus- ja kuitujäte." 

"Betonin ja uuden materiaalin 3D-tulostuksen myötä voidaan ehkä vapautua rakentamisen kaavamaisesta muotokielestä ja tehdä kaarevia ja myös funktionaalisia muotoja", sanovat asiantuntijat Terhi Jantunen ja Eeva Pihlajaniemi Lappeenrannan kaupungilta.

"Uudesta materiaalista voisi syntyä vaikkapa entistä esteettisempiä meluvalleja, puiston penkkejä ja skeittiramppeja. Tämän vuoksi hankkeessamme on mukana muotoiluyrityksiä." 

Mukana merkittävä yritysverkosto 

Hanke polkaistaan käyntiin marraskuun alussa 2017, ja se kestää 31.10.2020 asti. Lappeenrannan kaupungin ja LUT:n lisäksi hankkeessa ovat mukana Saimaan ammattikorkeakoulu, Imatran seudun kehitysyhtiö (Kehy), Metsäliitto, Apila Group, Outotec, Nordkalk, FIMAtec, UPM, Total Design ja Design Reform.

Lappeenrannan kaupunki on hankkeen vetäjä. LUT:stä mukana on viisi tutkimusryhmää, jotka kuuluvat poikkitieteelliseen Re-source-tutkimusalustaan. LUT tutkii sekä materiaali- ja valmistustekniikoiden kehitystä että liiketoimintamalleja ja tekee lisäksi kestävyystarkasteluja.

Apila Group ja Outotec tekevät materiaalikehitystä, metsäteollisuuden yritykset toimittavat materiaalia, kuten myös Nordkalk, josta tulee rikastushiekkaa materiaalin työstöön. FIMAtec toteuttaa 3D-tulostusten pilotoinnit. Saimaan ammattikorkeakoulu toteuttaa rakennetun ympäristön moniulotteista informaatiota sisältäviä tietomalleja. Mallinnusta hyödyntämällä tuodaan hankkeen tuloksia näkyväksi sekä hankkeessa mukana olevien design-yritysten muotoilu- ja kaupunkisuunnitteluosaaminen suunnittelijoiden ja kaupunkilaisten käyttöön.

Algoritmi vakoilee sydäntäsi – varoittaa rytmihäiriöstä ennen kuin huomaat mitään

Joka vuosi yli seitsemän miljoonaa ihmistä kuolee sydämen rytmihäiriöihin. Mitä aikaisemmin rytmihäiriöt todetaan, sitä paremmin niitä voidaan hoitaa. Jatkuvasti sydäntä tarkkailevat rannekkeet, kellot ja muut laitteet auttavat rytmihäiriöiden aikaisessa tunnistamisessa, mutta ilman rytmiä analysoivaa algoritmia eivät laitteet toimi lainkaan.

Jokaisen sydämen syke on erilainen, ja myös meidän jokaisen pienet poikkeamat normaalista ovat hyvin henkilökohtaisia. 

Koneoppimisen menetelmillä voidaan kuitenkin paljastaa terveen sydämen sykkeen pohjalta erilaisia potentiaaliset poikkeamia ja siten tunnistaa rytmihäiriöt heti.

Tampereen teknillisen yliopiston signaalinkäsittelyn tutkijat ovat kehittäneet yhdessä Qatarin yliopiston ja Izmir University of Economicsin tutkijoiden kanssa menetelmän, jolla voidaan havaita jo hyvin varhaiset sydänoireet.

Rytmihäiriöitä on yritetty ennustaa ennenkin, mutta globaalit menetelmät eivät ole osoittautuneet luotettaviksi. Nyt kehitetyn, patentoidun menetelmän tunnistusvarmuus on tällä hetkellä 99,4 prosenttia.

"Terveillä ihmisillä tunnetaan vain heidän normaali sykkeensä. Mistä voidaan tietää, millainen syke on rytmihäiriössä? Tutkimuksessamme selvisi, että terveen sydämen sykkeen pohjalta on koneoppimisen menetelmillä mahdollista generoida kaikki erilaiset potentiaaliset poikkeamat", sanoo professori Serkan Kiranyaz Qatarin yliopistosta.

Hän on tehnyt tutkimusta yhdessä TTY:llä professori Moncef Gabboujin kanssa. Heidän lisäkseen ryhmään kuului myös Izmirin Talousyliopiston Turker Ince.

Tutkijat hyödynsivät työssään aiemmissa ECG-tutkimuksissaan keräämäänsä materiaalia erilaisista sykkeistä ja rytmihäiriöistä.

"Kehittämämme järjestelmä räätälöidään jokaiselle käyttäjälle henkilökohtaisesti", Kiranyaz jatkaa. "Siihen syötetään tiedot terveen ihmisen sydämen sykkeestä sekä sen pohjalta generoidut synteettiset virhelyönnit. Näin järjestelmä opetetaan seuraamaan potilaan sykettä ja havaitsemaan rytmihäiriöt heti sellaisten ilmaantuessa."

Kyse ei ole mistään pikkuasiasta, sillä sydämen rytmihäiriöt ovat yksi yleisimmistä kuolinsyistä maailmassa. Niitä aiheuttavat perinnöllisten syiden lisäksi esimerkiksi korkea verenpaine, diabetes, tupakointi, alkoholi ja stressi. Alkuun rytmihäiriöt ovat usein satunnaisia, mutta voivat muuttua hengenvaaralliseksi myöhemmin.

Professori Moncef Gabbouj TTY:n signaalinkäsittelyn laboratoriosta.

Kuluttajan saataville ehkä nopeallakin aikataululla

Uusi järjestelmä olisi mahdollista laittaa esimerkiksi nyt käytössä oleviin oman terveydentilan seurantaan käytettäviin rannekkeisiin tai mittareihin.

"Nyt käytössä olevat laitteet saattavat mitata ja seurata sykettä, mutta eivät osaa havaita poikkeamia", toteaa Kiranyaz.

"Käymme tällä hetkellä neuvotteluja eri yritysten kanssa järjestelmän kaupallistamisesta. Kun sopiva yritys on löytynyt, uskon, että järjestelmä saadaan markkinoille hyvinkin nopealla aikataululla."

Käyttäjälle menetelmän käyttö on tutkijoiden suunnitelmien mukaan hyvin yksinkertaista. Omat tiedot ladataan palvelimelle, josta tiedot mahdollisista poikkeamista sykkeessä siirretään kannettavaan laitteeseen. Rytmihäiriön ilmaantuessa käyttäjä saa välittömästi ilmoituksen.

"Tietoja on sitten mahdollista käydä läpi yhdessä lääkärin kanssa", Kiranyaz sanoo.

*

Juttu perustuu Tampereen teknillisen yliopiston tiedotteeseen, jonka on kirjoittanut Sanna Kähkönen.

Energia-asiantuntijat väittävät: visiot uusiutuvien energiamuotojen onnelasta täynnä hypetystä

Kuva: H. P. Brinkmann / Flickr

Ilmastonmuutoksen kanssa taistelu voi kärsiä paljonkin, jos takerrutaan vain tuuli-, aurinko- ja vesivoimaan. Näin varoittavat asiaan perehtyneet kriittiset tahot.

Vuoteen 2050 mennessä Suomi on päästötön. Uusiutuvilla maailma pelastuu. Näin kertovat monet tuoreet uutiset.

Uusiutuvat energiamuodot ovat yhä suuremmassa roolissa energiantuotannossa ja niiden käyttökelpoisuudessa otetaan koko ajan huimia askelia eteenpäin. Kasvuprosentit ovat komeita, mutta numeroiden taakse peittyy todellisuus: valtaosa energiasta tehdään yhä perinteisesti. Edes villit uusiutuvien kasvuluvut eivät riitä tekemään tulevaisuuden päästöttömästä energiaonnelasta totta.

Ryhmä energia-alan kommervenkkeihin perehtyneitä asiantuntijoita kritisoikin julkisesti uusiutuvan energian liiallista hehkuttamista. He lyövät pöytään tutkimuksia, joiden mukaan täydellinen siirtyminen uusiutuvaan energiaan (edes puolessa vuosisadassa) on epärealistista utopiaa.

Tarvittaisiin enemmän tieteellistä näyttöä, sekä avointa ja asiapainotteista keskustelua. Alan ammattilaisten pitäisi osata ottaa kattavammin ja kriittisemmin kantaa aiheeseen, joka on herkkä sekä yhteiskunnan että ilmastonmuutoksen vastaisen toiminnan kannalta.

Alalla saa kritiikin mukaan yhä enemmän valtaa tiede, joka vaikuttaa tosiasiassa enemmän aktivismilta. Vain osa ratkaisukeinoista (yleisimmin tuuli-, aurinko- ja vesivoima) on hyväksyttyjä. Vastakommentit ja kritiikki kuitataan asennevammoina tai piiloagendoina.

Kirjoittajat kritisoivat Suomessa erityisesti Lappeenrannassa kotipaikkaansa pitävää Neo Carbon Energy -hanketta. Kritiikin mukaan hanke on saanut Suomessa huomiota maalailemalla päästötöntä taivaanrantaa. Vaikka väitteet nojaavatkin osaksi jo ongelmallisiksi todettuihin tutkimuksiin, on kritiikki ohitettu. Myös laskelmien pohjaoletukset vaikuttavat varsin hatarilta.

Neo Carbon Energy on VTT:n, Lappeenrannan teknillisen yliopiston, sekä Turun yliopiston tulevaisuuden tutkimuskeskuksen yhteishanke. Se sai vuosille 2014-16 Tekesin rahoitusta vajaat viisi miljoonaa euroa.

Kritiikin kirjoittajat ovat huolissaan siitä, että näin edeten ei ilmastonmuutosta vastaan voida taistella täysipainoisesti.

Uusiutuvien energianlähteiden käyttö Suomessa

Katsotaanpa hetki tilastoja.

Uusiutuvien käyttö lisääntyy koko ajan sekä meillä että muualla. Teknologia paranee, yleistyy ja halpenee. Paikallisesti tuotetun pienenergian määrä kasvaa kohinalla. Etenkin Suomea aurinkoisemmilla seuduilla kotona tuotettu aurinkosähkö riittää pitkälle ja jo nykytekniikalla omakotitalojen saaminen omavaraiseksi on lähellä. 

Meillä taas tuulivoiman osuutta on lisätty paljon – tuotetun tuulienergian määrä saattaa jopa tuplaantua tänä vuonna!

Kaikki tällainen kehityskulku on hyvää ja toivottavaa, mutta kyse on ikävä kyllä hyvin pienistä asioista.

Suomessa käytetystä energiasta vain noin 20 % tuotetaan lähes päästöttömillä lähteillä. Tästä ydinvoima kattaa 17 prosenttiyksikköä, vesi kolme ja tuuli vain yhden. Leijonanosa (70 %) energiasta tulee yhä vieläkin polttamisesta: 2/3 fossiilisista lähteistä ja 1/3 biomassasta.

Uusiutuvan energian määrän pitäisi siis 20-kertaistua, jotta kaikki poltettavat saataisiin kompensoitua. Käytännössä tämän tulisi tapahtua aurinko- ja tuulivoiman osuutta huimasti kasvattamalla. Uuden vesivoiman rakentaminen noin suuressa mittakaavassa kävisi luonnon kannalta hyvin ongelmalliseksi.

Uusiutuvien ongelmana on vielä varavoimakin, jota täytyy ylläpitää valmiudessa. Tuuliturbiinit eivät ikinä pyöri 24/7, eikä Aurinko paista yöllä. Akuilla ja älykkäillä, laajan maantieteellisen alueen kattavilla voimaverkoilla tuotantoa voidaan tasata, mutta ei tarpeeksi. Valitettavasti energiaa ei voida vielä varastoida tarpeeksi suuria määriä järkevällä kustannus- ja hyötysuhteella.

Myös fuusiovoima on edelleen kaukana tulevaisuudessa. Sen varaan ei kannata vähäpäästöisyyttä laskea.

Yksi ratkaisu tosin on jo olemassa, mutta se tiputetaan usein pois ratkaisuyhtälöistä poliittisen paineen ja pelon vuoksi. Ydinvoima. Se on selvästi perinteisistä energianlähteistä sekä kaikkein päästöttömin että turvallisin. Tätä mieltä ovat myös Kansainvälisen ilmastopaneeli IPCC:n asiantuntijat.

Kehityskulku käy ilmi hyvin Saksassa, jossa poliittisista syistä lakkautettava ydinvoima korvaantuu käytännössä fossiilisten polton lisääntymisellä. Siitä huolimatta, että uusiutuvien osuus kasvaa sielläkin.

Takaisin kritiikkiin

Tieteelliset artikkelit, joihin "100 % uusiutuvia" -hehkutuksessa usein viitataan, saavat usein paljon julkisuutta ja elävät siksi nykyään aivan omaa elämäänsä. Ne nostetaan useiden ympäristötahojen energiapolitiikan peruspilareiksi - vaikka myöhempi vertaisarviointi olisikin osoittanut tutkimukset virheellisiksi, puutteellisiksi tai vähintäänkin yltiöoptimistisiksi.

Yksi ongelma on tieteen hitaus: Prosessi voi kestää vuosia. Vaikka alkuperäinen tutkimus käykin ennen julkaisua läpi vertaisarvioinnin, sen väitteet eivät automaattisesti ole totta. Vasta julkaisun jälkeen tiedeyhteisö pääsee kunnolla syynäämään uutta löytöä, kaivamaan ongelmia sen metodeista, rajoitteista ja lähtöoletuksista. Tieteelliseksi tiedoksi yltävät vain ne julkaisut, joita kollegat eivät onnistu teilaamaan.

Prosessi tai sen lopputulos ei kuitenkaan yleisöä kiinnosta, jos alkuperäinen löytö oli tarpeeksi raflaava tai omaan agendaan sopiva. Jos löytyy artikkeli, jossa sanotaan että maailma saadaan päästöttömäksi vuoteen 2050 mennessä, tavoite on selvä. Mitä siitä että moinen vaatisi utopistisia tulevaisuudessa kehitettäviä teknisiä ratkaisuja, tai epärealistisen suuria yhteiskunnallisia muutoksia?

Asiaan liittyy myös kulisseissa käyty keskustelu. Kaikki tieto ei aina mahdu julkaisuun, jotkut mallit ovat monimutkaisia, ja joskus dataa on hyvin paljon. Tällöin hyvään tieteellisen tapaan kuuluu, että tutkijat jakavat mallinsa ja toimintatapansa toistensa kanssa. Toisille pitäisi aina antaa keinot oman työn teilaamiseen.

Kaikille tämä ei kuitenkaan käy, vaan he suojelevat aineistojaan viimeiseen asti. Syynä saattaa olla tehdyn työn suojeleminen varkauksilta, tai väärässä olemisen pelko. Kukapa tietää. Lopputulos kuitenkin on, ettei tiede pääse edistymään ja ilmastonmuutoksen torjunta voi hankaloitua.

Rankka lupausten ja tavoitteiden yliampuminen voi toki olla tietoista: rima asetetaan korkealle, jotta saadaan aikaan edes jotain, ja pienempiinkin saavutuksiin voidaan sitten olla tyytyväisiä. Ylihypetyksellä voidaan kuitenkin saada myös aikaan poliittisia päätöksiä, jotka tähtäävät mahdottomuuksiin ja leikkaavat jotkut realistisemmat ratkaisukeinot pois. Tällöin ammutaan nilkkaan (tai polveen) koko alaa ja ilmastonmuutosta vastaan taistelua.

Kritiikkikirjoitus on eri alojen asiantuntijoiden yhdessä laatima. Mukana on mm. fyysikoita, tietokirjailijoita ja IT-insinöörejä, osa entisiä ja osa nykyisiä tieteentekijöitä. Kaikille on yhteistä huoli ilmastonmuutoksesta, sekä halu ympäristön tilan parantamiseksi. Heidän mielestään energiakentän muutoksen täytyisi tapahtua tieteellisen tiedon perusteella, ei ideologian ohjaamana.

Otsikkokuva: H. P. Brinkmann / Flickr

Metsähovi viimein Suomen virallisessa ajassa - mittaustarkkuus paranee huimasti

Kuva: New 1lluminati / Flickr

Otaniemi ja Metsähovi on juuri yhdistetty toisiinsa ennennäkemättömän tarkasti. Yhdessä ne pitävät tarkkaa kirjaa Suomen virallisesta ajasta.

Suomen virallinen aika määritellään Otaniemessä. Tehtävä on kuulunut VTT:n Mittaustekniikan keskuksen (MIKES) aikalaboratoriolle jo vuodesta 2000 lähtien. 

Nyt Metsähovin observatorioaluekin on yhdistetty suoraan tähän "aikalähteeseen". Uusi, valokaapelia pitkin toimiva yhteyslinkki rakennettiin jo alkukesästä. Linkin toimintaa ja stabiilisuutta on tutkittu ja mitattu nyt kesän ajan.

Metsähovin observatorioalue sijaitsee Kirkkonummella, 50 kilometrin päässä Otaniemestä. Sieltä löytyvät sekä Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskuksen geodeettinen tutkimusasema että Aalto-yliopiston radiotutkimusasema. Kummankin tahon tutkimustarkkuus paranee (aikaleimojen osalta) Suomen viralliseen aikaan liittämisen johdosta.

Valosignaalin kulkuajan Otaniemestä Metsähoviin ja takaisin huomattiin vaihtelevan yhteydellä seitsemisen nanosekuntia. Syynä on pitkän valokuidun lämpölaajeneminen vuorokauden mittaan. Myös muut valokuidun ominaisuudet muuttuvat samalla hieman.

Ajansiirron tarkkuus on Maanmittauslaitoksen tiedotteen mukaan noin 0,1 nanosekuntia (10-10 s) tai jopa vieläkin parempi. Taajuuden siirrossa taas "päästään tällä hetkellä noin 15 [merkitsevän?] numeron tarkkuuteen".

Wirallinen aika

Suomen virallinen aika määritetään MIKESin aikalaboratoriossa. Ajanmääritykseen käytetään tarkkaa venäläisvalmisteista vetymaseria (CH1-75A). Sen apuna ja varmistuksena toimii lisäksi kaksi muuta vetymaseria sekä kaksi cesium-atomikelloa.

MIKESin ajan virheen sanotaan olevan noin sekunti 100 000 vuodessa. Aikaa myös verrataan jatkuvasti GPS:n avulla välitettyihin kansainvälisiin aikamittauksiin. MIKES ilmoittaa aikansa epävarmuudeksi alle 10 nanosekuntia UTC:hen (universaaliaikaan) verrattuna.

Suomen virallisen ajan poikkeamat kansainvälisestä ajasta vuosina 2011–12.

Aikamittauksessa käytetty vetymaser vastaa toimintaperiaatteeltaan laseria (säteilykimppu on koherentti, samassa tahdissa ja samaa aallonpituutta), mutta siinä käytetään näkyvän valon sijasta mikroaaltoja. Maserit ovat yksi tarkimmista nykyään käytössä olevista keinoista pitää kellot ajassa.

Maserilla tehdyn ajanmäärityksen jälkeen ajanhetki viestitetään (siirretään) Metsähoville valokuitua pitkin.

Siirron apuna käytetään uutta White Rabbit -protokollaa. Sen avulla kelloja voidaan synkronoida alle nanosekunnin tarkkuudella pitkienkin matkojen päästä. White Rabbit kehitettiin alunperin Euroopan hiukkasfysiikan tutkimuskeskuksessa CERNissä. Nimi viittaa kelloaan hermostuneesti vilkuilevaan jänikseen Liisa Ihmemaassa -kirjassa.

VTT MIKES oli yksi ensimmäisistä tutkimuslaitoksista, joka otti White Rabbitin käyttöön ajan ja taajuuden siirtämiseksi pitkien välimatkojen päähän.

Ajansiirto tukee geodeettisia mittauksia Metsähovissa. Rakenteilla oleva geodeettinen radioteleskooppijärjestelmä tarvitsee tarkan ajan ja taajuuden mittaustensa pohjaksi. Eivätkä muutkaan Metsähovin mittaukset tietystikään kärsi entistä paremmasta aikatarkkuudesta.

Aikalinkin kautta Suomen virallinen aika voidaan myös liittää entistä paremmin kansainvälisiin geodeettisiin verkostoihin, kuten GNSS-satelliittipaikannusjärjestelmään.

Radiotutkimusasemalla on lisäksi jo atomikelloja, joita voidaan vastavuoroisesti käyttää Suomen virallisen ajan varmentamiseen.

MIKES tarjoaa kellontarkistuspalvelua myös kotikäyttäjille. Se on tosin paljon Metsähoville toimitettua Suomen virallista aikaa epätarkempi. Nopealla nettiyhteydellä pääsee kuitenkin jopa alle 0,1 millisekunnin päähän virallisesta, mikä lienee riittävä useimpien kotikäyttäjien tarpeisiin.

Artikkeli perustuu Maanmittauslaitoksen tiedotteeseen.

Lisätietoa: VTT:n Mittatekniikan keskus MIKES

Otsikkokuva: New 1lluminati / Flickr

Suomen vanhin ydinreaktori pian historiaa - jos STUK hyväksyy purkusuunnitelmat

Otaniemen tutkimusreaktorin purkuprojekti etenee. Samalla saadaan oppia paljon suurempien ydinvoimaloiden purkamista varten. Niistä ensimmäiset tulevat tiensä päähän noin vuosikymmenen kuluttua.

Samalla kun Suomeen on tekeillä kaksi uutta ydinvoimalaa, aletaan maamme vanhinta reaktoria purkamaan. Prosessi on kuitenkin hidas, sillä viranomaisten täytyy varmistaa, että homma hoituu kunnolla. Seuraavan vuoden ajan pallo on Säteilyturvakeskuksella.

Espoon Otaniemessä sijaitseva VTT:n tutkimusreaktori FiR-1 otettiin käyttöön vuonna 1962. Se ehti palvella tutkimusta ja lääketiedettä yli 50 vuoden ajan. Sitä käytettiin niin neutroni- ja reaktorifysiikan tutkimuksessa, koulutuksessa, isotooppianalyyseissä, kuin sädehoitoasemanakin.

Nyt on vuorossa laitoksen käytöstäpoisto, joka täytyy hoitaa tarkasti. Prosessi alkoi jo vuonna 2015, jolloin reaktori suljettiin viimeisen kerran.

Nyt VTT hakee lupaa FiR-1 -reaktorin lopullista purkamista sekä alueen puhdistamista varten. Luvan antaa valtioneuvosto. Ympäristövaikutusten arviointi on jo Työ- ja elinkeinoministeriön hyväksymä.

Laitoksen sulkemisen jälkeen purkamisesta on tehty tarkka suunnitelma. Siinä käydään läpi kuinka reaktori puretaan, laitospaikka puhdistetaan, ja radioaktiiviset aineet käsitellään. Purkujätteiden välivarastointi ja aikanaan loppusijoitus on tarkoitus toteuttaa Suomessa, yhteistyössä ydinvoimayhtiöiden kanssa.

Reaktorirakennuksen nykyinen säteilytaso ei juuri poikkea ympäristöstä. Purkujätteen kokonaismääräksi VTT arvioi "muutamia kymmeniä kuutiometrejä".

Mukana on myös suunnitelma käytetyn ydinpolttoainemäärän loppusijoituksesta. Tämä korkea-aktiivinen jäte kuljetettaneen Yhdysvaltoihin Idahon ydintutkimuskeskukseen. Samoin on tehty useiden muidenkin maiden tutkimusreaktorien kanssa. Käytetyt polttoainesauvat eivät juuri kuumene, sillä niiden jälkilämpö on alle watin. Polttoaine voidaan siksi kuljettaa loppusijoituspaikkaansa kuivasäiliössä. Määrä on hyvin pieni, vain noin 25 kiloa 20-prosenttiseksi rikastettua uraania.

Nyt on Säteilyturvakeskuksen vuoro arvioida, onko suunnitelma riittävä, toteuttamiskelpoinen ja lainmukainen. Käytöstäpoisto pitää suunnitella ja toteuttaa niin huolellisesti, että sekään ei aiheuta ongelmia ihmisille tai ympäristölle. STUKin osalta arviointiin kulunee noin vuosi.

FiR-1 hankittiin aikoinaan Yhdysvalloista. Reaktorin yyppinimi TRIGA on akronyymi sanoista "Training, Research, Isotopes, General Atomics", eli se on suunniteltu juuri yliopistojen tutkimuskäyttöön.

Reaktori on allasjäähdytteinen, eikä se tarvitse erityistä suojakuorta. Laitoksen fissioteho on varsin vähäinen, ainoastaan 250 kW. Uraani-zirkonium-hydridi -seoksella toimiva laitos on suunniteltu niin, että polttoaineen lämmetessä sen ydinreaktiot käyvät koko ajan harvinaisemmiksi. Näin sitä voidaan käyttää huoletta hyvinkin suurella teholla ilman sulamisriskiä – tosin ainoastaan lyhyinä pulsseina. Valmistajan mukaan reaktorilla voidaan saavuttaa jopa 22 gigawatin hetkittäinen teho.

FiR-1 on ensimmäinen ydinreaktori, joka poistetaan Suomessa käytöstä. Samalla pystytään päivittämään ydinlaitoksia koskevia viranomaisohjeita tulevien, paljon suurempien ydinvoimalaitosten poistoa ajatellen. FiR-1 toimii siis yhä vieläkin harjoittelukappaleena.

Suomessa on toiminnassa neljä muuta ydinreaktoria, kaksi Loviisassa ja kaksi Olkiluodossa. Ne otettiin käyttöön vuosina 1977–80 ja ovat käyttöikänsä päässä 2020–2030 -lukujen taitteessa. Ne ovat voimalaitoksia, jotka tuottavat yhteensä noin neljänneksen kaikesta maassamme käytetystä sähköstä.

Uusiakin ydinvoimaloita on tulossa: Olkiluoto-3 päästäneen (viimein) käynnistämään 2018, samana vuonna kuin Hanhikiven ydinvoimalan varsinaisen rakentamisen on tarkoitus alkaa.

FiR-1, tai sen käytetty polttoaine eivät tiettävästi ole missään vaiheessa aiheuttaneet vaaraa ympäristölle tai ihmisille.

Lisätietoa FiR-1 -projektin purkamisesta: VTT, STUK

Video: tältä näyttää Hyperloopin kyydissä

Video: tältä näyttää Hyperloopin kyydissä

Supernopea tunnelijuna Hyperloop otti yhden askeleen lähemmäksi toteutumistaan heinäkuun lopussa, kun laitteen testiversio kiisi 310 kilometrin tuntinopeudella täysikokoisella koeradalla Nevadassa.

09.08.2017

Hyperloop on SpaceX- ja Tesla-yhtiöistään tunnetun Elon Muskin esittämä idea tunnelin sisällä nopeasti kulkevista kyytivälineistä, joilla voitaisiin matkustaa paikasta toiseen lähes äänen nopeudella.

Leijuvat kapselijunayksiköt viilettäisivät putken sisällä kuten lähetykset ammoisissa putkipostissa, paitsi että putkiposti toimi ilmanpaineella, mutta Hyperloopissa tunnelin sisällä on vain hyvin vähän ilmaa. Niinpä siellä ei ole juuri nimeksikään ilmanvastusta, joten meno on vauhdikasta ja varsin vähän energiaa vaativaa.

 

Erilaisia ideoita tällaisista tunnelissa kulkevista sukkulamaisista vaunuista on esitetty useitakin historian hämyssä, mutta Muskin ehdotus on ensimmäinen konkreettisesti toteutettavaksi edennyt. 

Musk yhtiöineen on hankkeessa mukana eri tavoilla, mutta varsinaista Hyperloop-systeemin kehitystä tehdään myös muualla. Pisimmällä on Hyperloop One -niminen yhtiö. Sillä on Nevadassa puoli kilometriä pitkä pätkä täysikokoista Hyperloop-putkea, jonka sisällä se on ajanut täysikokoisen sukkulajunan testikappaleella.

Tunnelin sisällä vallitsee ilmanpaine, joka vastaa painetta noin 60 kilometrin korkeudessa. Ilmaa on siis hyvin vähän.

Tuorein testeistä oli 29. heinäkuuta, jolloin laite saavutti 310 kilometrin tuntinopeuden. XP-1 -testisukkula kiihdytti ensin 300 metriä ja jarrutti menoaan loput 200 metriä. Tässä testilaitteessa ei ole vielä matkustamoa tai kuoria, mutta siinä on kaikki täysikokoisen junayksikön kulkemiseen vaadittavat laitteet magneettilevitaatiosysteemistä tyhjiöpumppuihin.

Nyt käynnissä olevat kokeet alkoivat toukokuussa ja jatkuvat vielä ainakin siihen saakka, kun nopeus saadaan nostettua noin 400 kilometriin tunnissa. 

Suunnitelman mukaan varsinaiset käyttöön tulevat junat kiitävät yli kaksinkertaisella nopeudella, yli 800 km/h.

Hyperloopin podi

Siinä missä Hyperloop One on keskittynyt ainakin toistaiseksi tunneliin ja junayksikön vaatimaan tekniikkaan, on SpaceX järjestänyt kilpailun yliopistojen välillä varsinaisten junayksikköjen suunnittelusta etenkin matkustajien mukavuutta silmällä pitäen.

Voi nimittäin olla, että teknisiä haasteita suurempi ongelma tulee olemaan se, että matkustajat pelkäävät tulla hurjalla vauhdilla suljetun putken sisällä kulkeviin, kenties hieman ahtaisiin menopeleihin. Todellisissa junissa halutaan erityisesti välttää sitä, että matkustajat näkisivät ympäristöään juuri tuolla tavalla kuin yllä oleva video näyttää.

Kilpailu on edennyt jo toiseen vaiheeseen, ja opiskelijaryhmät kerääntyvät nyt elokuun lopussa Kaliforniaan SpaceX:n päätoimipisteen luokse ottamaan mittaa toisistaan koeradalla. Tämä rata ei ole täysikokoinen, eivätkä sen sisällä liikkuvat junatkaan ole siten lopullisen kokoisia. Ne vastaavat "lopullisia" kuitenkin toiminnallisesti.

Alla on video viime tammikuulta, kun ryhmät testasivat koeradalla laitteineen edellisen kerran.

Video: Näin keinoiiris reagoi valoon kuin ihmissilmä

Video: Näin keinoiiris reagoi valoon kuin ihmissilmä

Älykkäästä, valolla liikuteltavasta polymeerimateriaalista valmistettu keinoiiris reagoi tulevaan valoon sanoin kuin oikea silmä. Yllä oleva video näyttää miten keinoiiris toimii.

15.06.2017

Ihmissilmän iiris on kudos, jonka tehtävänä on säädellä silmään pääsevän valon määrää muuttamalla pupillin kokoa valon määrän mukaan.

Näin verkkokalvoille pääsee aina sopiva määrä valoa. Valon määrän hallinta on tärkeää myös kuvantamissovelluksissa, kuten esimerkiksi kameroissa. Niissä automaattiseen valon määrän säätelyyn ja siten korkealaatuisen kuvan syntyyn tarvitaan kuitenkin monimutkainen tunnistinjärjestelmä.

Tampereen teknillisen yliopiston (TTY) Smart Photonic Materials -tutkimusryhmä on kehittänyt keinoiiriksen, joka toimii ihmissilmän tavoin. Se esiteltiin 7.6. ilmestyneessä materiaalitieteen alan arvostetussa Advanced Materials -julkaisussa.

"Autonominen iiris, joka pystyy säätämään itsenäisesti aukkonsa kokoa valon määrän mukaan, on uutta valo-ohjattavien materiaalien saralla", kertoo tutkimusryhmää johtava Akatemiatutkija, Associate Professor (tenure track) Arri Priimägi TTY:n kemian ja biotekniikan laboratoriosta.

TTY:n tutkijat kehittivät iiriksen yhdessä Varsovan yliopiston tutkijoiden kanssa. Keinoiiris valmistettiin valoon reagoivasta nestekide-elastomeerista. Sen valmistuksessa hyödynnettiin niin sanottua photoalignment-teknologiaa, jota käytetään myös esimerkiksi kännyköiden näytöissä.

"Keinoiiris muistuttaa hieman piilolinssiä, ja sen keskiosa avautuu ja sulkeutuu sen mukaan, miten paljon siihen osuu valoa", Priimägi sanoo.

Sovelluksia silmälääketieteessä?

Priimägin mukaan keksinnön tekee merkittäväksi se, että laite toimii itseohjautuvasti ilman ulkoisia virtalähteitä tai valoilmaisimia.

"Tämän tutkimuksen innoittajana toimi lääkäri, jonka mukaan itseohjautuvalle iirikselle voi löytyä sovelluksia silmälääketieteessä", Priimägi kertoo.

"Matka käytännön sovelluksiin on pitkä, mutta seuraava tavoitteemme on saada keinoiiris toimimaan myös nestemäisessä ympäristössä. Toinen tärkeä tavoite tulee olemaan laitteen herkkyyden kasvattaminen, jotta se reagoisi nykyistä pienempiin valon määrän muutoksiin. Nämä edistysaskelet veisivät meidät askeleen lähemmäksi mahdollisia biosovelluksia."

Tutkimusryhmän johtaja kiittelee ryhmänsä tutkijoiden tutkijatohtori Hao Zengin ja tohtoriopiskelija Owies Wanin tärkeää panosta keinoiiristutkimuksen onnistumisessa.

Smart Photonic Materials -ryhmä julkaisi aiemmin keväällä Nature Communications -lehdessä myös tutkimuksen kärpäsloukkukasvin idealla toimivasta optisesta polymeerikourasta, joka osaa tunnistaa itsenäisesti objekteja ja valita niistä oikeat. Tutkimus avaa uusia mahdollisuuksia pehmeiden mikrorobottien kehityksessä.

Keinoiiristutkimus on tehty ERC-rahoituksella.

Artikkeli perustuu TTY:n tiedotteeseen ja video on peräisin Smart Photonic Materials -tutkimusryhmältä.

Keikarihevosesta hiilikuitukiituriin – onnea 200-vuotias polkupyörä!

Ensimmäinen fillari

Sunnuntaina 12. kesäkuuta ajettiin 40. Pirkan pyöräily, eräs maamme perinteisistä pyöräilytapahtumista. Se sopikin erinomaisesti historialliseen kontekstiin, sillä tasan 200 vuotta sitten tehtiin ensimmäinen ajo menopelillä, jota voidaan pitää ensimmäisenä polkupyöränä.

Paitsi että kyseessä ei ollut polkupyörä, vaan potkupyörä. 

Saksalainen Karl Drais teki 200 vuotta sitten puusta kaksipyöräisen laitteen, jonka päällä saattoi istua ja mennä eteenpäin jaloilla vauhtia antaen. Hän nimesi laitteensa juoksukoneeksi ja keikarihevoseksi, ja vaikka sitä ei siis poljettukaan, oli se olemukseltaan niin paljon nykypolkupyörän kaltainen, että sitä saattaa pitää fillarin esiasteena.

Syynä laitteen keksimiseen oli ennen kaikkea se, että viljan hinta kääntyi nopeasti nousuun vuosina 1916 ja 1817, koska säätila ympäri maailman oli tuolloin hyvin huono. Sadoista tuli ennätyksellisen huonoja ja siksi esimerkiksi hevosen pitäminen tuli kalliiksi, koska sille piti joka tapauksessa ostaa ruokaa.

Niinpä Drais mietti vaihtoehtoisia kulkea paikasta toiseen ja kehitti pyöränsä. Ensimmäinen polkupyörä (jos sitä nyt voi kutsua polkupyöräksi) oli puurakenteinen pyöriään myöten, siinä oli nahkainen pitkä istuin ja metallinen ohjaustanko. Sen massa oli noin 22 kilogrammaa, mitä voi pitää varsin vähäisenä. 

Drais teki ensimmäisen julkisen ajelunsa tällä pyörällä 12. kesäkuuta vuonna 1817. Hän kulki kotoaan Mannheimista noin 20 kilometrin päässä olleeseen Schwetzingenin majataloon keskinopeudella, joka kuulemma oli noin 15 km/h.

Menopelit eivät kuitenkaan olleet saman tien menestys, vaan ennemminkin pettymys. Paitsi että pula-aika vaikeutti niiden tekemistä, törmäilivät ajajat jalankulkijoihin kapeilla, mukulakivisillä ja mudasta usein liukkailla teillä.

Pyörän suosio kuitenkin kasvoi jopa niin nopeasti, että vielä vuonna 1817 pyöräily jalankulkijoiden kanssa jaetuilla teillä kiellettiin Mannheimissa, ja seuraavana vuonna myös Pariisissa. Lontoossa pyöräily kiellettiin vuonna 1819.

Tällaisenaan potkupyörästä ei kuitenkaan tullut menestystä, vaan vasta kunnollinen polkupyörä ketjuvetoineen ja ilmapyörineen löi itsensä kunnolla läpi. Tämä vallankumous alkoi vuonna 1861 (kymmenen vuotta Draisin kuoleman jälkeen), kun nykyaikainen pedaali ja voimansiirto otettiin käyttöön.

Saksalaiset ovat luonnollisesti innoissaan polkupyörän satavuotisjuhlasta ja siksi siellä on perustettu erityinen nettisivu asialle: www.200jahre-fahrrad.de

(Muuten: rautateillä käytettävä resiina on saanut nimensä Draisinilta.)

Pese pottasi ultraäänellä

Ultraäänestä on moneen! Sillä voi kuvata, hitsata ja nyt myös pestä: fyysikoiden pesukeksintö on käytössä meriteollisuudessa, mutta sitä voisi käyttää myös monenlaisten muiden teollisuuden tuotantolaitteistojen puhdistamiseen ilman kemikaaleja. 

Ultraäänellä, eli korkeilla ääniaalloilla, voidaan synnyttää paineiskuja, jotka irrottavat likaa ja epäpuhtauksia. Tätä käytetään jo nyt monissa paikoissa, mutta nyt siihen on kehitetty olennainen parannus.

Fysiikan professori Edward Hæggströmin johtama tutkimusryhmä Helsingin yliopistossa on kehittänyt ultraäänipesumenetelmän, joka käyttää lääketieteellisestä tekniikasta tuttuja ultraäänikenttien ohjaustekniikoita, tietokonepohjaista mallinnusta ja erilaisia aiempia ultraäänipesutekniikoita. 

Tuloksena on ohjattava tehoultraääni, jota käyttämällä voidaan puhdistaa teollisten nestekiertoisten tuotantolaitteistoja, kuten putkistoja ja lämmönvaihtimia ilman, että käynnissä oleva tuotantoprosessi täytyy keskeyttää.

"Yleensä ultraäänipesu tapahtuu erillisissä pesualtaissa ja vaatii käynnissä olevan tuotantoprosessin keskeyttämisen ja puhdistettavien rakenteiden irrottamisen tuotantolaitteistosta", sanoo menetelmää Helsingin yliopiston luonnontieteiden kampuksella Kumpulassa tuotteistanut Timo Rauhala, joka nykyisin työskentelee projektipäällikkönä Altum Technologies -yrityksessä.  

Tutkijoiden kehittämässä uudessa menetelmässä ultraäänilähettimet kiinnitetään suoraan puhdistettavaan tuotantolaitteistoon.

"Lähettimet ovat irrotettavissa ja asennettavissa uudelleen, Timo Rauhala sanoo.

Usean lähettimen avulla ultraäänikenttää voidaan ohjata tuotantolaitteen sisällä ja kohdentaa puhdistus tarkalleen haluttuihin kohtiin. Tätä varten menetelmässä käytetään paljon laskentakapasiteettia vaativaa mallinnusta. 

"Puhdistaminen räätälöidään näin asiakkaan tarpeita varten", hehkuttaa Rauhala.

Kontrolloitu kolmiulotteinen puhdistaminen

"Lääketieteessä ultraääni on kontrolloitua ja teollisuudessa työskennellään isoilla tehoilla; me olemme nyt yhdistäneet tehokkuuden ja ohjaamisen, tuotteeksi, joka on skaalattavissa teollisuuden käyttöön", kertoo Hæggström. Hän johtaa Helsigin yliopiston elektroniikan tutkimuslaboratoriota.

"Yksinkertaisimmillaan lopputuote on helppo käyttää ja varmatoiminen. Puhdistaminen etenee piste pisteeltä, ja me pystymme kontrolloimaan puhdistamista ajassa ja paikassa."

Puhdistaminen on teollisuudessa aina kallis ja iso operaatio. Prosessit ovat jatkuvia, ja siksi puhdistamista täytyy tehdä koko ajan.

"Tapa, jolla puhdistamisen voi nyt tehdä, on herättänyt paljon kiinnostusta, sanoo Altum Technologies -yrityksen toimitusjohtaja Matias Tainela.

Erityisen kiinnostuneita uudesta tekniikasta ovat olleet seilorit; merenkulun alalla keksinnöstä olisi suurta ja konkreettista apua.

"Meriteollisuudessa puhdistetaan suodattimia, isoja säiliöitä, putkistoja ja merivesilämmönvaihtimia. Pesemistarpeen rajana on kai vain mielikuvitus."

Asiakastarpeita tuleekin lisää, Altum Tecnologies -yhtiössä uskotaan. Mahdollisia kiinnostuneita tahoja on helppo nähdä: kaivos- ja öljyteollisuus, sellu- ja paperiteollisuus, kemianteollisuus sekä laivanrakennusteollisuus. Ja miksei myös elintarviketeollisuus.

Liikkeelle Altum Technologies lähti vuonna 2013. Sijoittaja Lifeline Ventures tuli mukaan hiljattain. Kansainvälisesti uusi teknologia lanseerattiin Helsingissä keskiviikkona 7.6.2017.

Teksti perustuu Helsingin yliopiston tiedotteeseen.