Geeneistä supertehokas tietovarasto

Ihmisen DNA-kierrettä
Ihmisen DNA-kierrettä

Ihmisten, muiden eläinten ja kasvien soluissa oleva DNA on tapa säilöä perimätietoa biologisesti – ja oikein hyvä sellainen. Kyseessä on evoluution kehittämä erittäin tehokas tiedon tallennustapa. Jos geenien tietotallennuskapasiteetti saataisiin hyötykäyttöön tietotekniikassa, niin muistien koko pienenisi ja luotettavuus paranisi olennaisesti. Lisäksi tiedon kopiointi kävisi erittäin kätevästi. DNA voidaan myös pakata kolmiulotteiseen tilaan piikiekkojen tai metallisten levyjen pintojen sijaan, ja DNA säilyy satoja tuhansia vuosia epämukavissakin olosuhteissa. Se olisi upea tiedon tallennusmedia.

Monet tutkimusryhmät pohtivatkin asiaa ympäri maailman, mutta nyt Harwardin yliopiston Wyss -instituutissa työsketelevät George Church ja Sri Kosuri, bioinsinööri ja geneetikko, ovat onnistuneet ottamaan tässä aimo askeleen eteenpäin. Viime viikon Science -lehdessä julkaistussa artikkelissaan he kertovat, miten he pystyivät parantamaan aikaisempaa ennätystä noin tuhatkertaisesti. Luku on nyt 5,5 petabittiä, eli noin 700 teratavua, tietoa yhdelle grammalle DNA:ta. Tämä vastaa noin 14 000 kappaletta Blue-ray -levyjä.

Koska luku on varsin suuri, kerrataan vielä: yhteen DNA-grammaan voidaan nyt tallentaa noin miljoonan CD-levyn verran tietoa. Jos maailman suurimman yksittäisen massamuistin, Cray-yhtiön Blue Waters -supertietokoneen 500 petatavua olevan tallennuskapasiteetin voisi korvata tällaisella DNA-muistilla, niin sen massa olisi noin 0,7 kiloa.

Luonnollisestikaan tekniikka ei ole ihan vielä käyttökelposta, mutta menetelmä toimii.

Periaate on yksinkertainen: siinä missä perinteisessä kovalevyssä bitit tallennetaan magneettisesti pyörivälle levylle, käytetään nyt DNA:n kaksoiskierteen muodostavia juosteita (kierteen puolikkaita), joiden typpiemäsyksiköitä (T, G, A ja C) koodataan binaarisesti siten, että T ja G vastaavat ykköstä ja A ja C nollaa. Tiedon lukeminen tapahtuu DNA-kartoituksella, eli "yksinkertaisesti" samaan tapaan kuin esimerkiksi ihmisen perimän avaaminen tapahtuu.

Tämä tiedon luku on tällä haavaa suurin pullonkaula DNA-muistin tekemisessä, sillä vielä muutama vuosi sitten geenitiedon kartoittaminen oli hidasta ja kallista. Nykyiset tekniikat ovat tehneet siitä jo niin arkista, että esimerkiksi ihmisen perimän kartoitus onnistuu nyt tunneissa. Tästä on vielä suuri matka siihen, että geenitietoa kartoitettaisiin samalla nopeudella kuin tietokone hakee tietoja massamuistilta.

Tätä päivitellessä kannattaa muistaa millaisia möhkäleitä olivat ensimmäiset kovalevyt ja kuinka muutamassa vuosikymmenessä aiemmin mahdottomalta tuntuneet tiedontallennustavat ovat nyt normaalissa käytössä; kenties 2020-luvulla kannamme mukananamme koko digitaalista arkistoamme, kaikkia ottamiamme kuvia ja videoita sekä kirjoittamiamme tekstejä, vain kuutiosentin muistiyksikössä. Tai sitten muisti, joka toimii myös tietokoneesi kovalevynä, sijaitsee kätevästi päässäsi, mistä myös aivot voivat poimia tietoa suoraan käyttöönsä...

Ja todennäköisesti tulevaisuus on vielä jotain huimempaa.

Alla on Harwardin tuottama video DNA-muistin tekemisestä.

Lytro - lelukamera, jolla voi olla jännä tulevaisuus

Lytron valmistaja kutsuu sitä vallankumoukselliseksi valokenttäkameraksi. Sitä ei tarvitse tarkentaa lainkaan kuvaa otettaessa, vaan fokuksen voi määrittää jälkikäteen. Vallankumouksellinen se ei ole, mutta jännittävä ja kiinnostava kyllä. 

Kauniin yksinkertaisesta, laatikkomaisesta <a href="https://www.lytro.com">Lytrosta</a> on liikkunut tietoja jo parin vuoden ajan ja niissä kaikissa sitä on markkinoitu aivan uudenlaisena tapana ottaa kuvia. Ei muuta kuin suuntaat kameran ja painat laukaisinta, jolloin se yhden kuvan ottamisen sijaan tallentaa "kaiken kohteesta tulevan valon".

Tämän perustella kameraa on kutsuttu ns. valokenttäkameraksi. Ja tämän vuoksi sen ottamat "kuvat" ovat tiedostokooltaan suuria, vaikka perinteisesti mitattuna kuvan koko on vaivaiset 1024 x 1024 pikseliä. Kuvat ovat siis pieniä; vaatimattomampia kuin ammoisin kännykkäkameroin otetut.

Koska kuvat eivät ole "normaaleita" kuvia, on niiden jakaminen perinteiseen tapaan myös hankalaa. Alla on Lytron kuvia, joka on ladattu Lytron sivuille omaan kansioon, mistä kuvan voi linkittää helposti nettisivuille, lähettää sähköpostina tai julkaista suoraan omalla Facebook-sivulla. Silloin kuvaa voi tarkentaa itse haluttuun paikkaan. Julkaistu kuva on myös hieman todellista pienempi, joten sitä voi zoomata, mikä antaa vaikutelman todellista suuremmasta ja tarkemmasta kuvasta.

Kuvan voi toki tallentaa jpg-muodossa, mutta silloin Lytron ainoa tarjoama etu menetetään. Tavallisten kuvien ottamisessa Lytro nimittäin on varsin onneton - tai ainakin tämä kameran ensimmäinen versio on.

Kaiken lisäksi kameran näyttö on hankala. Sitä ei voi kääntää, vaan sen voi nähdä selvästi vain varsin suoraan sitä takaa katsoessa. Näyttö on myös liian pieni, jotta sen avulla kuvaa voisi kunnolla suunnitella. Käytännössä sillä näkee vain suurin piirtein mitä on kuvaamassa ja millainen kuvasta tuli. Näyttö on kosketusnäyttö ja sitä sormella tökkimällä voi katsoa kuvaa eri paikkoihin fokusoituna.

Akku kuluu nopeasti ja kuvia voi kunnolla katsella ainoastaan Lytron omalla, tietokoneelle asennettavalla ohjelmalla. 

Parhaimmillaan kuvat ovat toki hienoja ja jälkikäteinen tarkennus tekee mahdolliseksi paitsi leikkimisen, niin myös taiteen tekemisen. Lytron ohjelmistolla kuvista saa tehtyä myös kolmiulotteisvaikutelmalla varustettuja "perspektiivikuvia", kun ohjelma irrottaa etualan taustasta ja niitä voidaan siirtää toistensa suhteen.

Käytännössä kuitenkaan kameraa ei voi suositella muille kuin meille laiteintoilijoille, jotka sokeasti menevät ostamaan kaikenlaisia uuden tekniikan leluja. Lytron tekniikka ja kuvan ottamisen periaate sinällään on hyvin kiinnostavaa ja mielelläni käyttäisin sellaista kameraa, jos voisin ottaa isompia kuvia nopeammin, säätää kuvan ottamista enemmän itse ja kamera olisi vähemmän herkkä liikavalolle tai pimeälle. Nyt se ei ole muuta kuin kallis lelu. Tosin kauniisti muotoiltu lelu; sellaisen varmasti aikanaan löytää 2010-luvun kiinnostavien teknisten vempeleiden näyttelystä design-museosta.

Mistä, milloin ja mihin hintaan?

Lytro ei ole vielä saatavissa Euroopassa, mutta saapunee aikanaan tännekin. Yhdysvalloissa se on ollut myynnissä viime vuoden puolivälistä ja Aasiaan sekä Australiaan se saapui vuoden 2012 lopussa.

Kamerasta on vain kaksi versiota, 8 GB:n ja 16 GB:n muistilla varustetut, eikä muistikapasiteettia voi lisätä minkäänlaisella muistikortilla. Euroissa versioiden hinnat ovat noin 400 ja 500, eli ominaisuuksiinsa verrattuna kamera on varsin hintava.

Koska kameran ostajat selvästi eivät ole pikkurahan puutteessa olevia henkilöitä (tai ovat hieman hulluja), on Lytrolle saatavissa koko joukko laukkuja ja lisävarusteita, joilla kaunista laitettaan voi kantaa kätevästi ja siten, että valistuneet kanssakansalaiset näkevät, että kannettavana on nimenomaan kallis Lytro.

Kamerasta on olemassa myös viisi eri väriversiota: hopea, grafiitti, sininen, pinkki ja punainen.

Valmistajan nettisivut ovat www.lytro.com

Concorde-From the cockpit, Take-off and landing.

Concorde-From the cockpit, Take-off and landing.
24.08.2013

Video from YouTube: Cockpit cams show crew at work taking off from Heathrow then landing at Washington DC, Clips courtesy BBC show Holiday Air 1989.

Voimaa aallokosta: Waveroller muuttaa laineet sähköksi

Suomalainen aaltovoimalaitostekniikkaa kehittävä AW-Energy on tilannut täysikokoisen koevoimalaitoksen, jonka avulla yhtiö haluaa testata tositoimissa uutta, mullistavaksi mainostamaansa sähköntuotantotekniikkaa.

Yhtiön ideana on muuttaa rantavyöhykkeellä oleva veden edestakainen vellominen sähköenergiaksi eräänlaisella laipalla, joka käyttää hydraulipumppujen avulla generaattoria. WaveRoller -nimiset laitteet on tarkoitus asentaa avomerelle vähintään 300 metrin ja enintään noin kahden kilometrin päähän rannasta 8-20 metrin syvyyteen. Siellä ne ovat meren pohjassa upoksissa, pohjaan tukevasti ankkuroituina, tuottamassa aaltotilanteesta riippuen 500-1000 kW:n teholla virtaa.

Keksinnön isä on sukeltajana enemmän tunnettu Rauno Koivusaari, joka sai ajatuksen hylyn luona sukeltaessaan. Hän huomasi miten laivan runko liikkui edestakaisin pinnan alla olevien aaltojen voimasta. Hän suunnitteli ensimmäiset prototyypit ja testasi konseptiaan laboratoriossa, kunnes tekniikkaa on testattu jo mm. Portugalissa avomeriolosuhteissa.

Nyt tilattu koevoimalaitos on kuitenkin ensimmäinen täysikokoinen versio aaltovoimalasta ja ainutlaatuinen Euroopassa. Koelaitoksella voidaan testata tekniikkaa pitkäaikaisessa käytössä ja huomattavan suurilla mekaanisilla voimilla, joilla saadaan runsaasti virtaa, mutta samalla joka kuormittaa tekniikkaa enemmän. Kyseessä on siten merkittävä askel aaltovoiman teollistamisessa – tai sen kannattamattomaksi havaitsemisessa.

AW-Energy on tilannut laitoksen Etteplan -yhtöltä, joka vastaa koko testauslaitoksen suunnittelusta ja laitoksen teknisestä laskennasta.

Tintin kuumatkasta 60 vuotta (Spoiler Alert!)

Hergén kuudestoista Tintti-albumi Objectif Lune (Päämääränä Kuu) ilmestyi vuonna 1953. Jos tarkkoja ollaan, reissusta on jo 63 vuotta, sillä seikkailu julkaistiin ensin jatkosarjana Le journal de Tintin -nimisessä lehdessä maalis–syyskuussa 1950.

Ja jos ollaan vielä tarkempia, kuvitteellisesta lennosta on todellisuudessa (tai no, kuvitteellisessa todellisuudessa) 61 vuotta, sillä sarjakuvassa kuuraketti lähtee matkaan 3. kesäkuuta 1952 kello 1.34. Suomeksi albumi ilmestyi vuonna 1975, kun Kuussa oli käyty jo todellisuudessakin – ja itse asiassa koko Apollo-kuuohjelma oli jo päättynyt.

1950-luvun alussa avaruustutkimus oli vielä lapsenkengissä, joten Hergén tarinaan vaikuttivat taiteellisen vapauden lisäksi vajavaiset tiedot – ja yltiöpäiset suunnitelmat. 50-luvulla ydinvoimaa pidettiin ratkaisuna moneen asiaan, myös avaruusrakettien vauhdittamiseen.

Tarinassa Syldaviasta on löydetty rikas uraaniesiintymä, jonka turvin professori Teophilus Tuhatkauno saattoi suunnitella ydinkäyttöisen kuuraketin – vuosia ennen General Atomicsin Orion-projektia, jonka tavoitteena oli rakentaa planeettainvälisille lennoille soveltuva ydinraketti. Orion-hanke kaatui vuonna 1963 solmittuun kansainväliseen sopimukseen, joka kielsi ydinkokeet myös avaruudessa.

Professori Tuhatkaunolla ei ollut sopimuksellisia ongelmia ydinvoiman käytön suhteen, mutta ulkovaltojen agentit tekevät parhaansa omiakseen vallankumouksellisen tekniikan itselleen. Vihulaiset onnistuvatkin kaappaamaan miehittämättömän X-FLR6-koeraketin, joka oli käynyt kuvaamassa Kuun kääntöpuolta.

Vastoinkäymiset eivät töyhtötukkaista sankariamme hidastaneet, vaan hän lähti yhdessä professori Tuhatkaunon, kirouksia suoltavan kapteeni Haddockin, Milou-koiran ja Tuhatkaunon avustajan Frank Wolffin kanssa kohti Kuuta. Heidän seikkailuistaan Kuun pinnalla kertoi Hergén seuraava tarina On a marché sur la Lune (Tintti kuun kamaralla), joka ilmestyi ensin Le journal de Tintin -lehdessä vuosina 1952–53 ja albumina vuonna 1954.

Kovaa vauhtia kopterilla

X3 muodostelmassa lentoa seuranneen Albatross-suihkuhävittäjän kanssa. Kuva: Eurocopter / Alain_Ernoult
X3 muodostelmassa lentoa seuranneen Albatross-suihkuhävittäjän kanssa. Kuva: Eurocopter / Alain_Ernoult

Eurocopter -yhtiön koekone X3 teki historiaa viime viikon perjantaina: hybridikopterin nopeus saavutti ennätyksellisen 255 solmun, eli 472 km/h:n nopeuden.

Kyseessä on helikoptereiden epävirallinen maailmanennätys. Itse asiassa ennätysvauhti mitattiin vaakalennossa ja suurin kirjattu nopeus eteläisen Ranskan taivaalla Istresin lentotukikohdan luona tehdyissä koelennoissa oli 487 kilometriä tunnissa, eli ilmailussa nopeuden ilmaisuun käytetyissä solmuissa 263. Tämä vauhti saavutettiin loivassa syöksyssä, koneella alaspäin lennettäessä.

Ennätyslennolla ohjaimissa oli X3-hankkeen pääkoelentäjä Hervé Jammayrac ja lentoinsinöörinä toimi Dominique Fournier.

X3 on eurooppalaisen helikopterivalmistaja Eurocopterin koekone, omalaatuinen helikopteri, joka on varustettu myös pienillä siivillä ja potkureilla. Sen tarkoitusena on kehittää edullista tekniikkaa, joka tekee mahdolliseksi helikopterin tavoin liikkumisen, mutta samalla suurella nopeudella lentämisen. X3 yhdistää siis potkuriturbiinilentokoneen ja helikopterin parhaat puolet: se pystyy paitsi nousemaan ja laskeutumaan pystysuoraan, niin myös siirtymään nopeasti paikasta toiseen ja leijumaan paikallaan.

Eurocopterin ajatuksena on soveltaa tekniikkaa mm. pelastushelikoptereihin, jotka voisivat lentää vauhdilla esimerkiksi haaksirikossa olevan laivan luokse ja pelastamaan sen miehistön samaan tapaan kuin pelastuskopterit tekevät nyt. Myös henkilökuljetuksissa ja valvontalennoissa kone olisi erinomainen. Samoin sotilaat ovat luonnollisesti erittäin kiinnostuneita uudesta hybridikopterista.

Koekoneen runkona on yhtiön sarjatuotannossa oleva Dauphin-mallinen helikopteri, mihin on liitetty pienet siivet ja niiden päissä olevat potkurit, sekä voimansiirto moottorista näihin potkureihin. Viisilapaisen roottorin keskiö sekä sen alla oleva runkorakenne on muutettu normaalia aerodynaamisemmaksi. Dauphin sinällään on myös hyvin nopea kopteri ja sen avulla Aerospatiale, toinen Eurocopterin synnyttäneistä edeltäjäyhtiöistä, rikkoin 200 solmun nopeuden ensimmäisenä helikopterina vuonna 1991.

Moottoreina X3:ssa kaksi lievästi muunneltua RTM 322 -turpiinimoottoria, jotka ovat käytössä myös hieman suuremmassa, Suomessakin käytössä olevassa NH90-kopterissa. Myös X3:n moottoreiden elektronista ohjaus- ja hallintajärjestelmää on muutettu vastaamaan "epänormaaleja" lento-olosuhteita.

X3 teki ensilentonsa syyskuussa 2010 ja on kerännyt sen jälkeen jo yli 140 koelentotuntia. Alkuperäinen nopeustavoite oli 220 solmua, minkä kone saavutti saman tien, ja yhtiö on sen jälkeen viilannut laitettaan yhä vauhdikkaammaksi – eikä nähtävästi yläraja ole vieläkään tullut vastaan. Koelentoja tehdään suunnitelmallisesti ja harkiten, eikä teoreettista huippunopeutta ole vielä saavutettu.

Juttu perustuu Eurocopterin tiedotteeseen

Hiilikuituinen hissivallankumous

KONEen uusi hissikuilu
KONEen uusi hissikuilu
Tulevaisuuden kaupunki ja sen pilvenpiirtäjiä
Mexico Cityyn suunnitteilla oleva "maanpiirtäjä".

Suomalainen hissivalmistaja KONE julkisti tänään uuden, korkeisiin rakennuksiin tarkoitetun hissiteknologian, joka tekee mahdolliseksi jopa kilometrin korkean hissimatkan. Rajoja rikkova KONE UltraRope -tekniikka sanoo hyvästit perinteisteisille teräksestä valmistetuille hissiköysille.

Köydet ovat olennainen osa hissilaitteistoa, sillä hissikorit liikkuvat ylös ja alas nostoköyden ja tasausköyden varassa. Jotta hissikori liikkuisi mahdollisimman mukavasti ja vähän energiaa kuluttaen, on sen sekä matkustajien massaa kompensoimassa vastapaino, joka sekin on köyden varassa.

Mitä korkeampi hissi on, sitä enemmän systeemissä on hissiköysiä ja siten köysien suhteellinen massa on sitä suurempi, mitä suurempi on nostokorkeus.

Näin ollen köyden massan vähentäminen tekee koko systeemistä paremman ja vähentää energian kulutusta. KONE UltraRope -köydessä on hiilikuituydin ja sen ympärillä korkeakitkainen pinnoite. Köysi on siten paitsi olennaisesti aiempaa kevyempää, niin se on myös lujaa ja sen kulumiskestävyys on erinomainen. Myös korkeiden rakennusten huojumisesta aiheutuvat hissin käyttökatkot vähenevät, sillä hiilikuidun ominaistaajuus on täysin eri kuin teräksellä ja useimmilla muilla rakennusmateriaaleilla.

Yhtiön mukaan uudella nostoköydellä on vähintään kaksi kertaa pidempi käyttöikä kuin tavanomaisella teräsköydellä. Lisäksi erikoispinnoitteen ansiosta köysi ei vaadi voitelua, mikä pienentää tekee siitä myös varsin ympäristöystävällisen.

KONE UltraRopen kehitys- ja testausympäristönä on käytetty sekä oikeita hissejä että simulointeja laboratorio-olosuhteissa. KONEella on Suomessa, Tytyrin kalkkikaivoksen yhteydessä tuotekehityskeskus, missä on maailman pisin hissien testauskuilu. Kuilun pituus on yli 300 metriä. Köyttä ja sen vaatimaa tekniikkaa on testattu siellä vuodesta 2010 alkaen. Esimerkkejä lukuisista testatuista ominaisuuksista ovat mm. vetolujuus, taivutuksen kestävyys sekä materiaalin vanheneminen.

Hissien kysyntä lisääntyy

Kaupungistuminen lisää jatkuvasti hissien kysyntää ja yhä korkeampien rakennusten myötä myös hissien vaatimukset kasvavat. Yli puolet maailman väestöstä asuu jo nyt kaupungeissa, ja Yhdistyneiden kansakuntien arvion mukaan vuonna 2050 seitsemän ihmistä kymmenestä asuu kaupungissa. Ylöspäin rakentaminen nähdään kestävänä kaupunkirakentamisen ratkaisuna, ja ympäri maailmaa rakennettujen korkeiden rakennusten määrä on kasvanut nopeasti viime vuosina.

Paitsi yksittäisten pilvenpiirtäjien, niin myös rakennusten keskimääräinen korkeus kasvaa. Yli 200-metrisiä rakennuksia on Council on Tall Buildings and Urban Habitat -järjestön mukaan tällä hetkellä rakenteilla tai sunnitteilla yli 600 kappaletta. Maailmassa on tällä hetkellä kolme yli 500-metristä rakennusta, ja tätä korkeampia rakennuksia on suunnitteilla tuleville vuosille parisenkymmentä.

KONEella on kiikarissaan ympäri maailman noin 3000 rakennusta, jotka voivat hyötyä KONE UltraRope:n tuomista eduista modernisoinnin kautta.

Tulevaisuuden kaupunki ja sen pilvenpiirtäjiä
Mexico Cityyn suunnitteilla oleva "maanpiirtäjä".

Suunta myös alaspäin

Samat syyt, jotka puskevat rakennuksia yhä korkeammiksi, tekevät myös rakentamisen yhä syvemmälle maan alle kiinnostavaksi. On suunta sitten ylös tai alas, liikutaan rakennuksissa hisseillä.

Kenties jännin suunnitteilla oleva maanalainen rakennus on Mexico Cityyn hahmotelu 35-kerroksinen Earthscraper, maan alle pyramidina tunkeva rakennus. Sitä suunnittelee meksikolainen arkkitehtitoimisto BNKR Arquitectura ideanaan toistaa perinteinen inkapyramidi, mutta väärinpäin.

Mexico Cityn historiallinen keskusta halutaan pitää perinteisen näköisenä, mutta paineet suurien rakennusten tekemiseen ovat kovat. Niinpä Earthscraper voisi tuoda 775 000 neliömetriä lisätilaa ilman, että kaupungin ulkonäkö muuttuu lainkaan. Suunnitelman mukaan rakennuksen päällä katutasossa on suuri aukio, jolla voidaan pitää konsertteja ja tapahtumia, ja rakennuksen kymmenen ylintä kerrosta olisivat uutta museota, joka esittelisi Asteekki- ja Maya-intiaanien kulttuuriperintöä.

Jutun hissiosuus perustuu KONEen tänään julkistettuun tiedotteeseen.

Tabletti peittoaa läppärin

Tabletti peittoaa läppärin
Tabletti peittoaa läppärin

Amerikkalainen tutkimusyhtiö International Data Corporation ennustaa tuoreessa katsauksessaan, että tablettitietokoneiden myynti ylittää vuonna 2015 perinteisten tietokoneiden myynnin. Jo nyt tämän vuoden aikana myytävien kannettavien tietokoneiden määrä on pienempi kuin tablettitietokoneiden.

IDC:n mukaan tablettien myynti kasvaa vuonna 2013 peräti 58,7% ja on lopulta noin 229,3 miljoonaa kappaletta. Viime vuonna tablettitietokoneita myytiin 144,5 miljoonaa kappaletta.

Kehitys ei ole mitenkään yllättävä, mutta nopeus on odotettuakin voimakkaampi. Monille tabletit riittävät mainiosti sähköpostin lukemiseen, surffaamiseen, musiikin- sekä elokuvien katsomiseen sekä moneen muuhun asiaan, mitä aikaisemmin tehtiin vain tietokoneella, joten on loogista, että näiden käytettävyydeltään parempien laitteiden suosio on kova. Tehon lisääntyessä, näyttöjen parantuessa ja sovellusten tullessa yhä paremmiksi, eiviät perinteiset tietokoneet jaksa enää kiinnostaa kuin ns. tehokäyttäjiä.

Vaikka tabletit tulevat paremmiksi sekä tehokkaammiksi, niiden keskimääräinen hinta putoaa: pudotus on vuonna 2013 arvion mukaan 10,8% ja laitteiden keskihinta Yhdysvalloissa 381 dollaria. Perus-PC maksaa siellä (kuten Suomessakin) noin tuplasti.

Vaikka Apple on edelleen iPadillaan tablettien markkinajohtaja, on sen rinnalle nousemassa – ja jo noussut – koko joukko Android-tabletteja. Niiden myötä kämmentietokoneiden kuvaruutukoko on pienentynyt, ja myös Apple esitteli kilpailijoidensa painostuksen jälkeen pienempikokoisen laitteen. IDC:n tutkimuksen mukaan jatkossa kaikkein suosituin näyttökoko tableteissa on alle 8 tuumaa.

Tablettien suosion vanavedessä älypuhelinten ja tablettien käyttö muuttuu yhä enemmän samankaltaiseksi, ja samalla niiden välinen raja tullee pian hämärtymään.

CSI Tampere - Uusi menetelmä ampujan paikantamiseen

Monissa rauhanturvaoperaatioissa tai sotilaallisissa konflikteissa on osallisina tarkka-ampujia, joiden sijaintia on vaikea hahmottaa. Toni Mäkinen kehitti väitöstyössään menetelmän, jolla voidaan usean mikrofonin avulla antaa arvioita luodin lentoradasta ja sen lähtöpisteestä.

Vastaavia järjestelmiä on ollut jo käytössä esimerkiksi Irakin sotilasoperaatiossa. Ne ovat kuitenkin usein toteutukseltaan salaisia tai vaativat laajoja ja kiinteitä mikrofonijärjestelmiä. Mäkisen kehittämässä ratkaisussa voidaan hyödyntää esimerkiksi sotilaan kypärään kiinnitettyjä mikrofoneja, jolloin toimivuus ei rajoitu pelkästään ennalta mikrofonein varustettuihin kohteisiin.

Mäkisen mukaan järjestelmiä käytetään usein myös ampumisen havainnointiin ylipäänsä. Näin voidaan esimerkiksi auttaa poliisia selvittämään muutoin mahdollisesti pimentoon jääviä ampumistapauksia kaupunkialueilla.

Todennäköisyyksiin pohjautuvia optimointimenetelmiä voidaan käyttää luodin lentoradan, nopeuden ja halkaisijan eli aseen kaliiperin arviointiin. Äänen tulosuunnan määritykseen yhdistettynä saatuja tuloksia voidaan käyttää myös ampujan paikantamiseen. Samaa parametrien optimointiin perustuvaa lähestymistapaa voidaan käyttää myös erilaisten äänisignaalien, kuten musiikin, puheen tai koiran haukunnan automaattiseen tunnistukseen ja luokitukseen.

Väitöskirjan toisena sovelluskohteena Mäkinen etsi keinoja parantaa automaattista äänen sisältöön pohjautuvaa luokitusta ja hakua. Sovelluskohteita ovat esimerkiksi suurten ääni- tai videotietokantojen automaattinen hallinta ja kontekstin tunnistus.

Suureen tietokantaan lisätty uusi äänitiedosto voidaan esimerkiksi sijoittaa suoraan samankaltaisten ääninäytteiden joukkoon tai tietokannasta voidaan tehdä sisältöpohjaisia hakuja referenssiääntä käyttäen. Näin voidaan etsiä vaikkapa kaikki auton ääntä tai tiettyä musiikkigenreä sisältävät tiedostot.

Sovelluskohteiden hyvin erilaisesta luonteesta huolimatta väitöskirjassa käytettyjä ja kehitettyjä optimointimenetelmiä voidaan menestyksekkäästi soveltaa molempiin.

Diplomi-insinööri Toni Mäkisen signaalinkäsittelyn alaan kuuluva väitöskirja Spatial and Content-based Audio Processing using Stochastic Optimization Methods ("Spatiaalinen ja sisältöpohjainen audioprosessointi stokastisia optimointimenetelmiä käyttäen") tarkastetaan Tampereen teknillisen yliopiston (TTY) tieto- ja sähkötekniikan tiedekunnassa tiistaina 21.5.2013 kello 12 alkaen Tietotalon salissa TB222 (Korkeakoulunkatu 1, Tampere).

Eikö kukaan ole ohjaimissa?

EC145 ilmassa ilman ilmailijoita.
EC145 ilmassa ilman ilmailijoita.
Eurocopter EC145 koelennollaan.
Kauko-ohjauspisteessä.

Autopilotti on arkipäivää lentokoneissa, mutta ohjaamossa on silti lentäjä. Kohta heitäkään ei enää tarvita – ainakaan aina.

Täysin automaattisesti ilman lentäjiä lentävä liikennelentokone on toisien haave, toisien kauhukuva. Tietokoneet ja automatiikka tuskin ovat koskaan yhtä hyviä kuin parhaimmat lentäjät, mutta ne ovat jo nyt parempia kuin huonot pilotit. Tekniikka kehittyy joka tapauksessa koko ajan, ja huhtikuussa automaattilentämisessä otettiin kaksi askelta eteenpäin.

Huhtikuun 25. päivänä Eurocopter lensi ensimmäisen kerran julkisesti tarpeen mukaan miehitettyä EC145 -helikopteriaan, joka kykenee lentämään täysin itsenäisesti, mutta jonka puikkoihin voivat lentäjätkin hypätä kun tilanne niin vaatii tai kun siltä tuntuu. Kyseessä on testilaite, missä käytettyä tekniikkaa voidaan myöhemmin käyttää suuremmissa ja pienemmissäkin koptereissa.

Samoin huhtikuun lopussa BAE Systems -yhtiön kokekone lensi normaalissa ilmatilassa 800 kilometrin matkan ilman aktiivisesti lentäviä lentäjiä. Kyydissä oli kyllä varmuuden varalta kaksi lentäjää ja kaksi systeemejä tarkkaillutta insinööriä, mutta lennosta vastasivat koneen automatiikka ja maassa ollut lentäjä. Koneen pilotit olisivat voineet kuitenkin ottaa koneen haltuunsa koska tahansa, jos tarve olisi vaatinut.

Mullistavinta lennossa oli se, että sen aikana ei tapahtunut mitään mullistavaa. Jetstream nousi ilmaan Wartonin lentoasemalta ja kunhan kone oli ilmassa, pilotit antoivat ohjaimet lentokoneelle, joka kävi kääntymässä Skotlannin ylämaiden päällä Ivernessin luona ja palasi takaisin lähtöpaikkaansa. Lentäjät suorittivat vielä laskeutumisenkin, koska laitteistoa ei ole tehty toistaiseksi siihen.

Virallisesti kyseessä oli pisin virallisesti miehittämättömäksi lentolaitteeksi luokitellun koneen lento normaalissa siviili-ilmatilassa muiden ilma-alusten kanssa. Jetstream, 19-paikkainen potkuriturpiinikone, ei ole myöskään enää pieni lennokki, vaan kunnollinen matkustajakone. Tarkempia tietoja koneesta ja lennosta on
BAE Systemsin nettisivuilla.

Konetta ja sen tekniikkaa on kehitetty jo parin vuoden ajan brittiläisessä ASTRAEA -tutkimusohjelmassa ja huhtikuussa tapahtuneesta ennätyslennosta kerrottiin Lontoossa viime viikolla pidetyssä kokouksessa.

Kone lentää ihmistä paremmin

Suuri osa liikennelentokoneista käyttää jo nyt runsaasti automatiikkaa, eikä nykyaikainen lentäminen onnistuisi enää ilman autopilottia. Koneiden porrastukset ilmatilassa on tehty usein niin lähekkäisiksi, että vain automaattinen lentäminen tekee liikenteestä sujuvaa: perinteisesti lentäessä, ja yhä edelleen poikkeustapauksissa, pitää koneiden ympärille jättää enemmän tilaa. Lentoreitit monilla suurilla lentokentillä noustessa ja laskeutuessa ovat nekin usein melusäädösten ja liikennerajoitusten vuoksi niin mutkikkaita, että käsin lentäen pilotit olisivat pulassa.

Korkealla lennettäessä myös autopilotti helpottaa lentämistä niin paljon, että käsin siellä lennetään enää erittäin harvoin. Myös huonossa säässä laskeuduttaessa autopilotti reagoi tuulenpuuskiin ihmistä nopeammin ja navigointisysteemit tunkevat ihmissilmää paremmin sumun läpi.

Automatiikka pettää toki aina välillä, mutta se on pelastanut tuhansia ihmishenkiä: nykyinen erittäin korkea turvallisuustaso on pitkälti automatiikan ansiota.

Ihmistä ohjaamossa on kuitenkin vaikeaa korvata kokonaan, koska automatiikka ei pysty tekemään hyvin ratkaisuita erikoistilanteissa. Niinpä täysin automaattista lentämistä tutkittaessa on tärkeää keskittyä automatiikan toimimiseen näissä omalaatuisissa tapauksissa. Eräitä tällaisia tilanteita ovat huonon sään väistäminen ja visuaalisten havaintojen tekeminen. Tietokoneet eivät pysty muun muassa erottamaan kuumailmapalloa pilvestä. Vaikka tutka ja monet muut systeemit voivatkin havaita kohteita ja sääilmiöitä koneen edessä, on "perinteinen" visuaalinen havainnointi edelleen tärkeää.

Automaattikoneen pitää tarkkailla samoin alla olevaa maastoa mahdollisen pakkolaskun varalta. Lentoliikenne luottaa myös edelleen pitkälti puheeseen radioliikenteessä, joten automaattisen koneenkin pitää pystyä kertomaan muille mahdollisista yllättävistä liikkeistä ja siitä, mitä se on tekemässä. Sen täytyy pystyä toimimaan kuten ihmisten lentämän koneen.

Villeimmissäkään kuvitelmissa ei toistaiseksi ole täysin riippumattomia ja automaattisia lentokoneita, sillä joka tapauksessa maassa oleva lentäjä voisi ottaa koneen haltuunsa omituisissa tilanteissa satelliittiyhteyden avulla. Sen jälkeen hän voisi lentää konetta samaan tapaan kuin nyt sotilaat lentävät kaukana olevia lennokkejaan – lennokkeja, jotka nekin ovat kooltaan lähes Jetstreamin luokkaa.

Samoin kuin automaattiautot, ovat automaattilentokoneet jo avan oven takana: Yhdysvalloissa on tarkoitus avata ilmatila miehittämättömille lentokoneille vuonna 2015.

Eurocopter EC145 koelennollaan.
Kauko-ohjauspisteessä.

Ohjaajan kanssa tai ilman

Lentäjän ja automatiikan tosiaan täydentävät roolit korostuvat helikoptereissa, jotka esimerkiksi pelastuslennoilla joutuvat lentämään huonoissa olosuhteissa, vaikeissa paikoissa ja leijumaan tarkasti paikallaan kovissakin puuskatuulissa. Toisinaan – etenkin sotilaskäytössä – samaa kopteria olisi erittäin kätevää pystyä lentämään tilanteen mukaan joko automaattisesti tai perinteisesti.

Niinpä Eurocopter -yhtiö (kuten kaikki muutkin kopterirakentajat) tutkivat hyvin intensiivisesti automaattilentämistä. Yhtiön uudella automaattilentolaitteistolla varustettu EC145 -helikopteri teki huhtikuussa ensimmäiset koelentonsa Istresissä, Ranskassa, ja Donauwörthissa, Saksassa. Toimittajille ja yleisölle kopteria esiteltiin Istresissä 25.4.

Lennolla EC145 nousi lentoon ilman lentäjiä, lensi pienen ennakkoon ohjelmoidun reitin, vapautti köyden varassa roikkuneen ulkoisen kuorman ja teki simuloidun tarkkailulennon, minkä jälkeen se laskeutui takaisin alas. Lentoa tarkkailtiin koko ajan kauko-ohjauspisteessä ja siellä olevat lentäjät olisivat voineet ottaa ohjaimet haltuunsa koska tahansa.

Eurocopterin tavoitteena on kehittää automaattilentolaitteisto, joka voisi olla otettavissa mihin tahansa yhtiän helikopteriin. Koekone on täysin normaali tuotantoversio EC145 -helikopterista, missä on nykyaikainen autopilotti ja täydellinen navigointilaitteisto. Ilman lentäjää kopterin saa lentämään yksinkertaisesti lentäjien istuimien taakse avioniikkaräkkiin asennettavilla laitteistoilla, jotka linkittävät kopterin kauko-ohjauspisteeseen ja muuttavat ohjaimet etäkäyttöisiksi. Lisäksi systeemiin kuuluu koko joukko kameroita, joiden avulla lentoa voidaan tarkkailla ja oikestaan missä vain sijaitseva lentäjä pystyy näkemään ulos lentolaitteestaan.

Automaattisen lennon ja kauko-ohjauksen lisäksi kopteri pystyy ongelmatilanteissa asettumaan leijumaan paikalleen ja odottamaan ohjeita ohjauskeskukseltaan sekä tarpeen vaatiessa laskeutumaan alas täysin itsenäisesti sopivalta vaikuttavaan paikkaan, mikäli kauko-ohjauslinkki pettää.

Olennaisin asia, mitä kauko-ohjaus ei toistaiseksi pysty lentäjilleen tuomaan, on niin sanottu takapuolituntuma. Se kertoo lentäjälle aivan yhtä paljon kuin kamerat ja instrumentit.

Lisääntyvä automatiikka ja täysin automaattiset lennot tuovat mukanaan myös jo nyt autopiloteilla lentämisessä tutun ongelman: mitä vähemmän lentäjät lentävät itse ja mitä vähemmän heillä on "takapuolituntumaa" ja kokemusta, sitä harvemmin he haluavat ottaa ohjaimia itselleen. Ja valitettavasti yleensä tilaneet, joissa niin täytyisi tehdä, ovat vaikeita. Sellaisia, joissa kaivataan kokenutta lentäjää, ihmistä, joka pystyy tuomaan koneen tai kopterin turvallisesti Maahan, kun kaikki sähköhärpäkkeet pettävät.

Kuvat: BAE Systems ja Eurocopter