Med en hjelm dekket av elektroder, sitter piloten komfortabelt i cockpiten. I horisonten dukker rullebanen frem. Det eneste piloten nå skal gjøre, er å konsentrere seg om innflygningen.

Elektrodene fra hjelmen hans er tilkoblet flyets kontrollpanel, og derfor kan han lande flyet sikkert uten å måtte bevege en finger – kun ved hjelp av tankens kraft.

• Les også: Nær gjennombrudd for VR

- Flyvning for alle

Det er det tyske instituttet Flight System Dynamics fra Technische Universität i München som står bak det nye forskningsprosjekt.

Lederen av prosjektet, ingeniør Tim Fricke, mener at den nye teknologien vil gjøre flyvning mer tilgjengelig for enda flere mennesker.

– Dette vil redusere overarbeid for piloter og dermed bedre sikkerheten. Piloter vil få en større frihet til å utføre andre oppgaver i cockpiten, sier han i en pressemelding.

Flyet styres ved at pilotens hjernebølger blir observert via hjelmens elektroder. Forskerne har utviklet en algoritme som kan konvertere hjernebølgene til kommandoer som sendes til flyet.

• Les også: Kriger i virtuelt land i Atlanterhavet

Amatører ble proffe

Forskerne som leder prosjektet lot syv forskjellige testpersoner prøve seg med flysimulatoren, deriblant én person som ikke hadde noen som helst erfaring med å fly.

Alle testpersonene kunne kontrollere flyets posisjon med så stor presisjon at alle ville ha bestått en virkelig prøveflyvning.

• Les også: Dataspill gir ikke bedre kirurger

Her kan du se en testperson som styrer et fly i en simulatorflyvning kun ved signaler fra hjernen.

© Videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no.

Trodde du at svart er svart – ferdig med det? I så fall trodde du feil.

Nå har et britisk nanoteknologifirma lagd Vantablack, som skal være det svarteste materialet vi vet om.

Supersvart?

For å forstå hva det vil si at noe er ekstremt svart, må vi begynne i motsatt ende, med å forstå hvorforfor ting er synlige.

Det å se noe, for eksempel et eple på et bord, fordrer at noe sender lys inn på eplet, og at eplet reflekterer lys tilbake til øynene dine.

– Hva nå om eplet lot være å sende lys tilbake, men isteden bare tok opp alt lyset? Da ville vi sett eplet som svart – en mangel på lys fra et bestemt område på bordet, forklarer fysiker Bjørn Hallvard Samset til NRK.no.

Et supersvart stoff er et stoff som tar opp veldig mye av lyset som treffer det, og reflekterer dermed lite tilbake – noe som gjør det så å si usynlig for oss. Vi ser det, det er svart, men vi ser ingen detaljer.

– Eksempelet mange bruker, er om dette stoffet var brukt til å dekke en kjole. Da ville du ikke sett krøllene, sømmene og formene til kroppen under – området som er dekket av kjolen, ville bare sett ut som et svart hull med hode, armer og bein stikkende ut.

• Les også: Vil lage materie av lys

– Utvikling, ikke revolusjon

Det er det britiske firmaet Surrey NanoSystems som står bak Vantablack.

– Dette er et gjennombrudd når det gjelder bruk av nanoteknologi i optiske instrumenter. Det reduserer faren for at lys kommer på avveie og forbedrer følsomme teleskopers evne til å se fjerne stjerner. Den lave graden av refleksjon forbedrer følsomheten til instrumenter både på jorda og i verdensrommet, sier Ben Jensen, som er teknologisjef i firmaet, i en pressemelding.

Samset synes ikke materialet i seg selv representerer en revolusjon, men sier at det er et steg videre i en gradvis teknologisk utvikling.

– Både forskere og tele- og IT-selskaper kan trenge sensorer som er veldig følsomme for hva som helst av synlig lys – og det er akkurat et det supersvart materiale kan gi.

Han påpeker at noe av det som er nytt med stoffet, er at nanorørene er dyrket ved bare 400°C. NASA har til sammenligning dyrket supersvart materiale ved 750°C.

– Når noe blir lettere å lage, kommer anvendelsene desto raskere.

Prøv og feil

Du lurer kanskje på hvordan man dyrker karbon-nanorør? Det er du i så fall ikke alene om.

– Hvordan den prosessen fungerer, vet, så vidt jeg kan forstå, ingen – i hvert fall ikke i full detalj, sier Samset.

Han forklarer at man starter ved å etse noen passende startpunkter inn på en metallflate for deretter å varme opp metallet, så legges det i et kammer med gasser som blant annet inneholder karbon.

• Les også: 20 år gammelt kvarkproblem løst

– Så skjer det prosesser der inne som får det til å vokse karbon-nanorør på startpunktene. Dette skjer fordi røret er en veldig stabil måte for karbonatomene å ordne seg på, og naturen liker å gjøre ting så energieffektivt som mulig.

Samset sier at hvilke kjemiske og fysiske reaksjoner som foregår i reaktoren, er noe det forskes aktivt på, og at mye foreløpig foregår ved prøv-og-feil-metoden.

– Man putter inn en kombinasjon av stoff og setter på en viss temperatur, elektrisk spenning eller lignende, og sjekker etterpå om det ble nanorør av det. Ofte ikke, men av og til finner man gyldne kombinasjoner – som her.

Én av tre tusen partikler kommer tilbake

For å finne ut graden av svarthet i et materiale må man måle Total Hemispherical Reflectance, dette gjøres ved å sende en kjent mengde lys, og å måle hvor mye som kommer tilbake.

Vantablack har en Total Hemispherical Reflectance på 0,035 prosent.

• Les også: BlackBerry-milliardær satser på kvanterevolusjon

– Det innebærer at av alt lys du sender inn mot det, så er det bare 0.035 prosent som kommer tilbake i en eller annen retning. Hvis vi tenker på lys som partikler, så vil bare omtrent en av tre tusen partikler komme tilbake. Resten fanges opp av stoffet, sier Samset.

Ifølge The Guardian hadde den forrige «verdensrekorden i svarthet» en Total Hemispherical Reflectance på 0,04 prosent.

Se nærmere hvordan materialet fungerer (Video: NASA Goddard):

Simen Rød Sandve er en av flere forskere som har kartlagt hvetens DNA. Det kan bety bedre og mer robuste sorter i fremtiden.

(Foto: Håkon Sparre, NMBU)

Hvete har det største og mest kompliserte genomet av alle kornsortene.

Arbeidet med å kartlegge det, har vært betydelig mer vanskelig enn det var for eksempel for ris og mais.

Seks ganger større enn menneskets

– For å sette det i perspektiv, er hvetens genom seks ganger større enn menneskets, sier Odd-Arne Olsen ved NMBU – Norges miljø- og biovitenskapelige universitet.

Årsaken til brødhvetens store genomstørrelse ligger i hvordan arten oppstod.

• Les også: Forsker frem framtidas hvete

Brødhvete oppstod igjennom to naturlige hybridiseringer, det vil si at ulike arter krysset seg med hverandre. Det betyr at brødhveten faktisk består av DNA fra tre ulike arter. Den har derfor tredoble sett med kromosomer. 21 istedenfor 7.

– Dette har gjort arbeidet med kartleggingen av DNAet ekstra komplisert. Vi har måttet skille DNA fra tre ulike sett med arvemateriale, forteller Olsen.

– Det er først når vi kjenner hvetens DNA – når vi har sekvensert hvetegenomet – at vi har mulighet for å foredle nye hvetesorter på en mer effektiv måte.

Et 70 år langt arbeid

Hveten er blant verdens mest produserte planter.

Foredling av hveten har blitt gjort av forskere langt tilbake i tid. På 1950-tallet jobbet blant annet forskere ved Norges landbrukshøgskole med å forbedre kvaliteten og produksjonen .

Norsk hvete hadde lenge for dårlig kvalitet til å kunne bli brukt til bakemel, men dette ble sakte, men sikkert, endret gjennom systematisk arbeid av norske hveteforedlere.

• Les også: Bedre bakst med hvetegenom

Nye sorter ble utviklet og dyrkingsteknikkene forbedret. I de beste årene på 90-tallet kunne så mye som 80 prosent av norsk hvete brukes til baking.

 

Brødhvetens genom. Til venstre: Brødhvetens kromosomer fra tre ulike nært beslektede arter. Triticum urartu, Aegilops speltoides, Aegilops tauschii er de nærmest beslektede artene til brødhvetens tre kromosomsett. Til høyre: De to naturlige hybridiseringene som er opprinnelsen til brødhvete.

(Illustrasjon: NMBU)

Dramatisk dårligere hvete

Både resistens for groskade og egenskaper for glutenproteiner har blitt forbedret gjennom forskning gjennom flere år.

Dessverre har de siste årene med meget spesielle klimaforhold ført til dramatisk nedgang i norsk hvetekvalitet.

– Målet med hveteforskningen er å sikre en mer effektiv tradisjonell foredling av nye hvetesorter som tåler mer ekstreme værforhold, som mer tørke og mer nedbør, sier Olsen.

– Det er også et mål å få hvetesorter med bedre bakekvalitet og høy ernæringskvalitet.

Professor Odd-Arne Olsen har ledet arbeidet med å sekvensere brødhvete ved NMBU.

(Foto: Håkon Sparre, NMBU)

I disse dager er de norske forskerne medforfattere i hele tre av fem artikler i forskningsjournalen Science, hvorav to publiseres fra NMBU med utenlandske medforfattere.

Alle fem artiklene handler om kartleggingen av hvete-DNAet. Forskere fra Asia, Nord-Amerika og Europa har bidratt i arbeidet, gjennom IWGSC (International Wheat Genome Sequencing Consortium).

• Les også: Hvete sliter med væte og tørke

Ansvar for kromosom 7B

Hvetegenomet består altså av 21 kromosomer. Forskerne ved NMBU har hatt ansvaret for å sekvensere ett av disse: kromosom 7B. Olsen har ledet prosjektet, og forsker Simen Rød Sandve er en av fem forskere fra NMBU i prosjektet.

Å sekvensere kromosom 7B har vært et nitid arbeid som har pågått over år.

– Ironisk nok har DNA-sekvensen til kromosom 7B og de resterende 20 hvetekromosomene liten verdi i seg selv, sier Rød Sandve.

– Det er ikke før man får identifisert gener og forstår hvordan disse genene gir seg til uttrykk i plantens egenskaper, at genomsekvenser virkelig blir verdifulle.

Mer robuste sorter

– Resultatene vi nå har kommet frem til, kan føre til at vi kan utvikle sorter som er spesialtilpasset ulike klima. Veien videre er å aktivt utnytte den genetiske informasjonen i foredlingsprosessen, sier Rød Sandve.

Et av de viktigste bruksområdene vil være å identifisere genetiske markører for sykdomsresistens og deretter overføre resistensgener mellom foredlingsmateriale og nye hvetesorter.

Referanser:

Matthias Pfeifer m.fl.: Genome interplay in the grain transcriptome of hexaploid bread wheat. Science. Juli 2014. DOI: 10.1126/science.1250091

Thomas Marcussen m.fl.: Ancient hybridizations among the ancestral genomes of bread wheat. Science. Juli 2014. DOI: 10.1126/science.1250092

Kellye Eversole m.fl.: Slicing the wheat genome. Science. Juli 2014. DOI: 10.1126/science.1257983

Sløser barna bort deilige sommerdager på dataspill? I det minste blir de gode i engelsk samtidig.

Nå har nemlig et samarbeidsprosjekt mellom Universitetet i Göteborg og Universitetet i Karlstad bekreftet det lærere lenge har ment å kunne se: at de som bruker mye tid på interaktive dataspill, får et bredere engelsk ordforråd enn de som ikke spiller.

Etter skoletid

Det at ungdommer kommer i kontakt med språket også utenom skoletiden, er viktig for å videreutvikle språkkunnskapene, sier Liss Kerstin Sylvén.

Hun er forsker ved Universitetet i Göteborg og har lenge studert språkkunnskapene hos ungdommer. Det som skiller denne studien fra arbeidet hun har gjort tidligere, er at studiegruppen er enda yngre.

75 barn i fjerde klasse ble spurt om å føre en språkdagbok. Her noterte de ned hver gang de møtte engelsk på fritiden.

– Det vi gjorde, var at språkdagbøkene ble satt i sammenheng med testing av barna. Den ene testen var en standard nasjonal kartleggingsprøve, mens den andre gikk mer direkte på barnas ordforråd, utdyper Sylvén overfor forskning.no.

• Les også: Slem i dataspill, snillere i livet?

Videre ble elevene delt inn i tre: De som ikke spilte, de som spilte fra en til fem timer hver dag, og de som spilte over fem timer. Forskerne fant tydelige forskjeller i engelskkunnskapene mellom de tre gruppene. De som spiller mye, kan mer engelsk.

Resultatet stemmer godt med det Sylvén og hennes samarbeidspartner Pia Sundkvist har sett i tidligere studier: Det finnes en direkte sammenheng mellom hvor mange timer de unge bruker på dataspill og hvor flinke de er i engelsk.

Rollespill er best for engelsklæring

Det er forskjeller mellom kjønnene i undersøkelsen. Mens jentene bruker mer fritid på sosiale medier, spiller gutter dataspill. Jentene i undersøkelsen spilte i snitt 5,1 timer hver uke. Gutta spilte over dobbelt så mye.

Men et spill er ikke bare et spill. Det viser seg at det er én bestemt kategori som øker barnas engelskkunnskaper mest: Rollespillene.

– Også på dette området finner vi store forskjeller mellom kjønnene, sier Sylvén. Jenter velger stort sett spill av en mer sosial karakter, som for eksempel Sims. Gutta bruker heller tiden på rollespill.

Sammen på tvers av grensene

World of Warcraft er et av spillene som går igjen i dagbøkene. Det tilhører kategorien MMORPG (Massively multiplayer online role-playing games).  Her jobber deltakerne sammen om å løse ulike oppgaver, og dette samarbeidet går ofte på tvers av landegrenser.

For å kunne delta i slike rollespill, er man nødt å kunne forstå og kommunisere på engelsk. Barna møter derfor stadig nye og ukjente ord.

Nettopp fordi de er supermotiverte for å komme seg videre i spill-universet, blir de tvunget til å slå opp ord de ikke forstår. Slik utvider barna vokabularet sitt. Og når guttene er overrepresenterte innenfor kategorien rollespill, kan de også flere engelske ord enn jentene.

Vil studere mer

Det at det er så få barn med i undersøkelsen, kan være en svakhet for studien. Sylvén ønsker derfor å gjøre en større studie for å se om resultatene blir de samme.

Hun påpeker likevel at resultatene samsvarer godt med tidligere arbeider på feltet.

– Det at funnene i denne studien har tydelige fellestrekk med både det jeg og min kollega har funnet tidligere, gir resultatene en ekstra tyngde. Dette på tross av at barna tilhører ulike aldersgrupper, sier hun.

Skolen overser spill

Selv om spill gjør elevene flinkere i engelsk, så utnytter ikke skolen de mulighetene som spillene gir. Det viser et tidligere forskningsprosjekt fra Danmark.

• Les også: Dataspill kan gi bedre undervisning

– Det at skolene nedvurderer den kunnskapen ungdommene tilegner seg på fritiden, er en problematikk vi støter på ofte, sier Sylvén.

Tror ikke på spill i skolen

Hun tror likevel ikke det vil være en god idé å bruke dataspill mer aktivt i undervisningen.

– Jeg og min kollega har diskutert dette spørsmålet flere ganger, sier hun.

– For barna er det spillet som er viktigst. Det er spillet som gir motivasjon for språklæringen – ikke ønsket om å forbedre engelsken. Derfor tror jeg ikke det vil ha den samme effekten om lærerne tar inn dataspillene som et aktivt virkemiddel i undervisningssammenheng.

Dessuten har spillene aldersgrense.  Grand Theft Auto, som ble nevnt i flere av dagbøkene, har en aldersgrense på 18 år.

Forskerne ser at det er problematisk når barn bruker store deler av fritiden sin på spill for voksne. Dessuten kan noen få problemer som avhengighet, depresjoner og dårligere skoleprestasjoner av mye dataspilling.

• Les også: Mye dataspill må ikke føre til problemer

Referanse:

Pia Sundqvist og Liss Kerstin Sylvén, Language-related computer use: Focus on young L2 English learners in Sweden, Recall 2014, doi: 10.1017/S0958344013000232.

Sammendrag

 

For over hundre år siden ble en merkelig bygning reist ved nordkysten av Long Island, øst for New York.

Det vil si, bygningen i seg selv var ikke så merkelig. Det som vakte oppsikt, var tårnet som raget nesten 60 meter opp over taket.

I toppen av tårnet svulmet en underlig kuppel. Denne kuppelen skulle lades med høyspenning.

Bygningen var en drøm, formet i stein og stål. Drømmeren het Nikola Tesla.

Tesla var serbisk immigrant. Han drømte om å forsyne verden med trådløs kommunikasjon og elektrisk energi.

Drøm i grus

Tesla hadde sine triumfer og sine nederlag. Den største triumfen var hans prinsipp for vekselstrøm i stikkontaktene. Det vant fram foran likestrømmen til erkefienden Thomas Edison, slik vi alle erfarer i våre egne hjem.

Et av nederlagene var dessverre tårnhuset på Long Island. Konkurrenten Guglielmo Marconi trakk flere investorer med sin trådløse telegraf enn Tesla klarte.

• Les også: Strøm uten støpsel

Pengemangel satte kroken på døra i tårnhuset, bare seks år etter at det var bygget. Så gikk ni år til, og bygget revet. Drømmen lå i grus.

Samme drøm, samme problem

Men selv om de elektriske strømmene til Tesla aldri fikk muligheten til å fly verden rundt, så gjorde drømmene det. Nå lever de videre i to unge russere, Leonid og Sergej Plekhanov.

De har startet firmaet Global Energy Transmission. Nå sliter de med det samme problemet som Tesla hadde: Å skaffe nok penger.

På noen måter har dette problemet blitt mindre, over hundre år etter. For det første har en av drømmene til Tesla alt blitt virkelighet: Internett har gitt oss global kommunikasjon.

Markedsføringsvideo fra Global Energy Transmission.

Crowdfunding

Internett har gjort det mulig å hente inn penger gjennom det som kalles crowdfunding. På nettstedet IndieGogo strømmer nå mange små og noen få større bidrag fra hele verden inn til Global Energy Transmission.

For det andre har teknologien gjort det mulig å bygge tårnet både lettere og billigere, ifølge russerne.

Teslas tårn veide 60 tonn. Russerne mener de skal klare å redusere vekten til to tonn med moderne materialer.

Men det er langt igjen til pengene er i boks. Kampanjen varer bare et par uker til, og fortsatt mangler Global Energy Transmission rundt 95 prosent av målet på 800 000 dollar.

- Relativt kvasivitenskapelig

Vil denne teknologien virke? Nettsidene til Global Energy Transmission hjelper meg litt på vei mot svaret, men ikke veldig langt. Språket er tungt og teknisk.

Det er kanskje ikke bare min faglige svakhet som har skylden. Jeg ba Helge Balk fra Universitetet i Oslo kikke på dokumentasjonen.

Balk er førsteamanuensis i elektronikk på Fysisk institutt, og understreker at han ikke er hundre prosent familiær med alle antakelsene og ligningene som presenteres.  Likevel synes han dokumentasjonen har sine svakheter.

– Den fremstår for meg som et forsøk på å gi inntrykk av å være faglig tung, men består hovedsakelig av overfladiske lærebokutsagn og henvisninger til noen faglige artikler som limes sammen med en masse ord.

– På meg virker det hele relativt kvasivitenskapelig, skriver han i en epost til forskning.no.

Solkraftverk

Fysiker Bjørn Samset har også hjulpet meg å vurdere teoriene bak tårnet til Tesla.

– Ideene til Tesla er, så vidt jeg kan vurdere, gode. Hvis noen vil ta jobben med å teste dem i praksis, er det flott, skriver han til forskning.no.

Hvordan virker den trådløse kraftoverføringen som russerne vil bygge? Deres drøm er enda større enn Teslas: De starter med et gigantisk solkraftverk, for eksempel i Sahara.

Et slikt solkraftverk kan produsere enorme mengder energi i form av elektrisk strøm. Men hvordan skal all denne energien spres ut i verden?  Å bygge vanlige kraftlinjer blir alt for kostbart.

Spenningsfelt mellom jorda og atmosfæren

Her kommer tårnet til Tesla inn i bildet. Det utnytter et lite kjent faktum: Jorda er elektrisk ladet.

Det skyldes blant annet solvinden, elektrisk ladet gass som blåser ut fra sola. Solvinden sveiper forbi jordbanen, og gir elektrisk opplading av lag høyt oppe i atmosfæren. Laget kalles ionosfæren.

• Les også: Slik oppstår nordlyset

Dermed blir det et elektrisk spenningsfelt mellom ionosfæren og bakken på jorda. Ionosfæren har en ladning i forhold til jordskorpa. Sett fra jordskorpa, så har den da en tilsvarende motsatt ladning i forhold til ionosfæren.

Rister på lakenet

Dette kan tårnet til Tesla utnytte. Bjørn Samset forklarer det slik: 

 

– Tenk på den elektriske ladningen rundt om i jordskorpen som et laken som er strukket ut over hele jorda. Hva om vi tok lakenet og ristet det?

– Da ville bølger bre seg utover, og kanskje kunne oppdages et stykke unna. Hvis bølgene ble kraftige nok, så kunne vi også overført energi via lakenet, skriver han.

Det er akkurat hva Tesla-tårnet skal gjøre. Elektrisk spenning fra det gigantiske solkraftverket lader opp kula i toppen.  Dermed blir det elektriske feltet rundt tårnet sterkere. Det tilsvarer å riste på lakenet.

Mottakertårn

Men hvorfor forplanter bølgene fra ristingen seg utover jorda? Det kommer av at jordskorpa leder elektrisk strøm.

Akkurat som når du rister et laken, vil noen steder på lakenet bevege seg ekstra kraftig, mens andre steder vil være nesten i ro.

Hvis du plasserer et annet tårn akkurat der lakenet beveger seg mest, altså der det elektriske feltet flagrer som kraftigst, kan du hente ut litt av energien.

• Les også: Vil hente elektrisitet fra lufta

Strømmen pendler fram og tilbake gjennom jordskorpen, opp i tårnet, og strømkretsen sluttes gjennom ionosfæren.

Video fra firmaet Global Energy Transmission som viser 3D-modell av tårnet de vil bygge.

Flere innvendinger

– Det er ingenting i veien med idéen i prinsippet. Spørsmålet er om den lar seg gjennomføre i praksis, skriver Samset. Både han og Helge Balk har sine betenkeligheter.

– Hva vil hindre at en rekke land rett og slett forsyner seg av denne energien ved å sette opp mottakertår?, spør Balk.

– Og hva skjer om konkurrerende selskap setter opp sine egne (sendertårn) slik at det oppstår interferens som forflytter nodene hvor man har bygget energiuttakstårn? fortsetter han.

– Når det gjelder sikkerhet, skriver de (russerne) at dette ikke er noe problem, da energien blir fordelt ut over et så stort areal og vil gå ned i bakken. Men den vil måtte komme konsentrert ut og inn av områdene hvor tårnene står, skriver Balk videre.

– La dem gjerne sjekke

– Jeg mistenker kanskje at det finnes praktiske problemer her som gjør systemet vanskeligere å sette opp enn russerne tenker seg. Naturen er gjerne sånn, skriver Samset.

– Men samtidig har ikke verden hatt behov for et slikt system før nå, så det har ikke vært incentiv for å teste heller. Kanskje det faktisk er lurt? La dem gjerne sjekke, fortsetter han.

– Jeg kommer i hvert fall ikke til å donere penger til dette prosjektet, skriver Balk.

– Jeg er nok skeptisk til om det blir noen revolusjon av dette, men nysgjerrig nok til ikke å avvise det blankt, skriver Samset.

– Og den dagen jeg skriver en science fiction-roman, så skal dette systemet helt klart være i drift over hele min fiktive verden, avslutter han.

Lenker:

Let’s Build a Planetary Energy Transmitter, informasjon fra Global Energy Transmission på nettsidene til crowdsourcingfirmaet IndieGoGo

Foreklet teknisk forklaring på nettsidene til Global Energy Transmission

 

Til værs gikk den fra rombasen Baikonur i går kveld, tirsdag 8. juli. En liten boks med norsk innmat red på ryggen av den russiske arbeidshesten, raketten Sojus Fregat-M.

Boksen heter AISSat-2. Den skal fange opp radiosignaler fra skip i farvann fra Arktis helt ned mot norskekysten utenfor Trøndelag, og kartlegge at alt går trygt og lovlig for seg.

Rakettmotorene brølte og skalv, men satellitten AISSat-2 er bygget for det. Sojus-Fregat er da også en stødig gammel gamp, med mange turer opp til Den internasjonale romstasjonen bak seg.

Ferjetur med to anløp

Første stopp var en bane i 800 kilometers høyde. Her skulle den største passasjeren av, den russiske værsatellitten Meteor-M2.

Lettet for de nær tre tonn som denne sværingen veier, fyrte så Sojus-Fregat øverste trinn for å bremse seg ned til en lavere bane. Her skulle norske AISSat-2 av.

Men ikke bare den. En liten sverm av små satellitter spredte seg ut i rommet. En var fra Estland, en annen fra USA, en tredje fra Storbritannia, og flere var fra Russland.

– Det er ingen fare for at de bumper inn i hverandre, beroliger Øystein Helleren. Han er seniorforsker ved Forsvarets forskningsinstitutt, og har vært med på å utvikle AISSat-2.

– Banene deres vil gli fra hverandre over tid, forklarer han.

Tvillinger i rommet

AISSat-2 har en tvillingbror i rommet. Den ble skutt opp med en indisk rakett i 2010, og heter naturlig nok AISSat-1.

• Les også: Norsk satellitt skutt opp

Men de to tvillingene vil heller aldri risikere å bumpe borti hverandre i rommet. Banene deres er riktignok ganske like, men ikke helt.

– Noen ganger vil de være ganske nær hverandre. Andre ganger på motsatt side av kloden, forteller sjefsforsker Richard Olsen. Han har ledet utviklingen av både AISSat-1 og AISSat-2 ved Forsvarets forskningsinstitutt.

Tvillingbrødrene er altså helt like, og gjør den samme jobben. Begge går fra pol til pol rundt jorda. Begge kartlegger skipstrafikk. Så hva er poenget med å ha to?

– Pålitelighet, svarer Helleren. – Dels ved at vi kan sammenligne signalene fra de to satellittene og dermed luke ut feil, dels ved at kartleggingen av skipstrafikken ikke bryter sammen dersom en satellitt skulle svikte.

 

En dag i livet til AISSat

Og denne kartleggingen er viktig for Norge. Flere og flere skip trafikkerer nordområdene, i kjølvannet av oljeleting i Barentshavet, for å fiske, eller fordi klimaendringer åpner nye skipsleder der isen før lå tykk.

Vi tenker oss et typisk tilfelle hvor AISSat gjør jobben sin. En skute på over 300 tonn har et uhell i Barentshavet. Olje lekker ut i sjøen, men den fortvilede kapteinen bestemmer seg for å holde tett.

Utslippet blir oppdaget av en annen satellitt, for eksempel kanadiske Radarsat-2. Den sender radarsignaler ned mot havflaten.

Alle har hørt uttrykket å helle olje på opprørt hav. Der hvor oljeflaket demper bølgene, blir radarekkoet annerledes.

• Les også: Ekko av et oljeflak

Men Radarsat-2 ser bare oljeflaket. Hvilken båt har sluppet ut svineriet?

«Her er jeg»

Her trår AISSat støttende til. Den stavformede antennen lytter etter radiosignaler fra skip i området.

Radiosignalene sendes ut med jevne mellomrom. De digitale kodene i signalet kan tolkes omtrent slik i hverdagsspråk: «Jeg er MS Vandalia, posisjon 75g34m12s nord, 2t31m46s vest, kurs 123 grader, fart 26 knop».

Dette er den samme posisjonen som oljeflaket har. Synderen er identifisert. Men så enkelt er det ikke bestandig.

 

Digital taleliste

Systemet som har gitt AISSat navn, AIS, er nemlig ikke laget for satellitter i utgangspunktet. Automatic Identification System ble utviklet for at skip i samme farvann skulle få vite om hverandre.

Slik kunne de unngå å kollidere. AIS ble en ekstra sikkerhet i tillegg til ekkoene fra tradisjonell radar. Også de lokale kystverkenes trafikksentraler tok imot signalene fra AIS.

AIS har et system som hindrer at de digitale signalene snakker i munnen på hverandre. Det ligner på en taleliste i et møte. De store skipene reserverer tid for sine digitale replikker, med sine klasse A-enheter.

Så kaster mindre båter seg på i ledige pauser mellom de større skipene med de enklere klasse B-enhetene.

Snakker i munnen på hverandre

Dette fungerer bra, sett fra jordas overflate. Men talelista fungerer bare lokalt, blant skip som er innen radiorekkevidde av hverandre.

AISSat har et mye større lyttefelt, opptil 3000 kilometer i radius. Den hører mange lokale små digitale prateklubber på en gang. De vet ikke om hverandre, og snakker dermed i munnen på hverandre.

– Dette fører til at AISSat i mange tilfelle ikke klarer å skille ut båter som sender samtidig der skipstrafikken er tett, for eksempel nedover i Europa, forklarer Olsen og viser fram et kart.

– Noen av de hvite områdene øst for Storbritannia og nord for Tyskland og Balkan betyr ikke at AISSat ser tomme farvann. De betyr snarere at mottakeren blir overmettet med informasjon, presiserer Olsen.

 

Best i nord

Dette er gjør likevel ikke så mye. AISSat skal ikke først og fremst overvåke Europa eller andre områder i verden, selv om AISSat-1 allerede har varslet om et kapret lasteskip i Adenbukta og avslørt ulovlig fiske i Sør-Afrika og Nigeria.

AISSat gjør sin beste jobb i nordområdene.  Og det kommer ikke bare av at trafikken er tynnere her.

For det første passerer AISSat-1 og 2 over polarområdene på hvert eneste omløp, som tar 100 minutter. Det gir oppdatering nesten femten ganger i døgnet.

• Les også: Romblikk på skipstrafikk

Jorda dreier under satellitten, så nærmere ekvator flyr den over stadig nye områder for hvert omløp. Dermed blir oppdateringene mye sjeldnere her.

For det andre ligger mottakerstasjonen Svalsat på Svalbard. Det betyr at signalene fra skip i nordområdene kan sendes direkte ned til jorda uten forsinkelse. Signaler fra andre steder i verden må derimot lagres i satellitten til de kan hentes ned over Svalbard.

Når AIS kobles fra

De aller fleste skipene som ferdes på verdens hav føres av lovlydige mannskap, uten skumle hensikter.

Men hva med miljøsyndere, eller båter med uren fisk i trålposen? Kan ikke de sabotere systemet?

– Båter kan for eksempel koble fra GPS-mottakeren som forsyner den med opplysninger om posisjon og fart, medgir Olsen.

– I slike tilfelle har vi imidlertid utviklet andre metoder for å bestemme posisjonen, forteller han, uten å kunne gå nærmere inn på hvordan dette virker.

– I noen tilfelle blir AIS også skrudd av med god grunn. Norske skip på vei forbi kysten av Somalia kan gjøre dette for å unngå å bli fanget opp av pirater. Også pirater har AIS-mottakere, sier Olsen.

Militære skip er også unntatt fra plikten til å sende AIS-signaler, av naturlige grunner. Dette er en av grunnene til at Forsvarets forskningsinstitutt nå også arbeider med å utvikle andre teknologier, blant annet satellittkameraer som kan kartlegge slike skip i nordområdene.

Forsøkskanin på romstasjonen

Tvillingene AISSat-1 og 2 vil få enda et tilskudd til søskenflokken i 2015. Da skal AISSat-3 etter planen skytes opp.

– AISSat-3 vil få en litt bedre mottaker enn sine to søskensatellitter. Den vil gjøre det mulig å skille bedre mellom signalene fra to skip som sender samtidig, forteller Helleren.

Men egentlig blir ikke AISSat-3 trillingen i familien. Det finnes nemlig enda en versjon av AISSat. Den gjør tjeneste om bord på den europeiske Columbusmodulen på Den internasjonale romstasjonen.

– Dette er vår forsøkskanin i flokken, sier Helleren. – Vi bruker denne mottakeren til å prøve ut ny programvare, før vi oppdaterer AISSat-1 og 2.

Lille Houston

 

Helleren og Olsen sitter i et rom i Forsvarets forskningsinstitutt som kalles Lille Houston. Her er flere skjermer. Den største viser banen til AISSat i sanntid. Andre viser skipstrafikken.

– Normalt sender vi bare informasjonen fra AISSat videre til de som skal bruke den, Kystverket, Fiskeridirektoratet, hovedredningssentralene og Forsvaret, forteller Olsen.

– Men vi kan følge med her også, hvis vi vil!

Lenker:

AISSat-1, informasjonsside fra Forsvarets Forskningsinstitutt

AISSat-1, faktaark fra Forsvarets Forskningsinstitutt (pdf)

Om blant annet AISSat-1 fra Norsk romsenter

Hvor er AISSat-1 nå? Privat infotjeneste fra nettstedet N2YO.com

AISSat 1,2,3 – Informasjonsside fra den privat redigerte nettsiden Gunter´s Space Page

Video fra monteringen av AISSat-2. AISSat-2 synes helt i starten av videoen, og på nytt ca. 2:09 fra starten.

Video som viser utrullingen av raketten Sojus-Fregat-M med AISSat-2.

Vårt digitale liv gjør mange av livets gjøremål usynlige.  

Den mye omtalte teknologien RFID brukes i økende grad i mobiltelefoner, billettsystemer for buss og bane, bomstasjoner og til å åpne elektroniske dører i kontorbygninger.

Fordi personlig informasjon kan lagres, har denne teknologien reist bekymringer om personvern. 

– Teknologi er blitt mindre synlig, det er en sterk trend vi ser blant annet med smarttelefoner. Det betyr at samfunnet sliter med å forstå og dermed stiller spørsmål ved den teknologisk utviklingen.

– Vi må øke synligheten slik at folk vet hva som skjer. Det er skremmende når teknologien blir for abstrakt – vi kan miste kontroll over informasjon, sier Timo Arnall ved Arkitektur- og designhøgskolen i Oslo.

I sitt doktorgradsarbeid har han funnet opp en måte å synliggjøre dette usynlige. 

Frykter overvåkning

Arnall sier at det er viktig å ha fokus på den usynlige radiokommunikasjonen i RFID, fordi det er det som gjør teknologien både kommersielt attraktiv og samtidig misforstått og kontroversiell.

– Hvis du har en RFID-brikke i lommen, som et reisekort, en nøkkel til kontoret eller et pass som inneholder informasjon om deg, har du ingen anelse om hvem som har tilgang til disse dataene. Med trådløs teknologi kan vi ikke vite om de rundt oss har tilgang til informasjonen, sier han.

Flere protestgrupper frykter overvåkning og hevder at RFID er en trussel mot personvern og en invasjon av menneskers privatliv.

Visualiserer usynlige felt

Ved å bruke interaksjonsdesign har Arnall funnet en måte å gi bedre kunnskap om hvordan kommunikasjonen i RFID fungerer. I samarbeid med kolleger har han visualisert radiofeltet rundt en RFID-brikke.

– Vi har utviklet en metode der vi fotograferer de fysiske egenskapene til systemet. Dette ble gjort ved å utvikle en RFID-brikke som er koblet til en LED. Denne blinker hver gang avleseren plukker opp signaler. Ved å forsiktig bevege avleseren mens vi fotograferer med lang lukkertid kan vi få frem en skisse av selve transaksjonen, forklarer han.

Han mener dette er viktig informasjon for designere så vel som for offentligheten.

– Som designere bør vi kjenne materialet vi jobber med, enten det er tre, plast eller metall. Digital teknologi er intet unntak. Denne metoden gjør at vi kan se RFID som noe fysisk slik vi kan med andre materialer som brukes i design.

Synlig internett

Metoden kan også utvides til andre infrastrukturer, som GPS og Wifi.

I 2011 var Timo Arnall med på å lage en film hvor de visualisert trådløse nettverk på Grünerløkka i Oslo.

Dette gjorde de ved hjelp av en wifi-sensor og en fire meter høy lysstav utstyrt med en rekke pærer. Jo flere pærer som er tent, jo sterkere signal. I dag har filmen blitt sett over en million ganger – se videoen først i artikkelen.

Referanse:

Timo Arnall; Making Visible. Mediating the material of emerging technology, PhD avhandling Arkitektur- og designhøgskolen i Oslo 2014

Når alle i blokka skal lade bilene sine over natta, vil det da kollidere med forventningene om en varm morgendusj og nystekt brød til frokost?

Dette er nettselskapenes hodepine.

Hva hjelper det om enkelte huseiere kanskje har installert et rimelig solcelleanlegg på taket – når sola steiker om formiddagen og ingen er hjemme for å bruke energien?

Batterier med tilstrekkelig lagringskapasitet for å lagre solenergien, er dyre. Det gjør at huseiere vegrer seg for å investere i det. 

Fra problem til mulighet

Et nytt EU-prosjekt vil nå sørge for et system som skal styre huseierens strømforbruk automatisk, jevne ut toppbelastningen i et nabolag og gjøre at du vil ha mindre behov for lagring.

Om det er mulig å utnytte solenergien med mindre behov for lagringskapasitet, vil dette også gi betydelige reduksjoner i strømutgiftene for beboerne.

Ut fra beboernes behov

Sintef leder prosjektet der forskerne er i gang med å utvikle det nye IKT-systemet.

–Styringen av strømbruken vil skje automatisk, og være basert på regler som beboerne eller eierne av bygningene har satt opp, forteller Svein Olav Hallsteinsen på Sintef.

Systemet vil for eksempel sørge for at ikke alle elbilene lades samtidig, men heller i sekvens.

Likevel vil bilene være fulladet når de skal brukes. Det samme gjelder for varme- og kjøleanlegg  som varmtvannsberedere, frysere og vaske- og oppvaskmaskiner.

Mye av teknologien finnes

Målet med prosjektet er blant annet å jevne ut toppbelastningen i et nabolag, og det meste av teknologien for å få til dette, finnes allerede.

Det eksisterer frysere og varmtvannsbeholdere som kan kommunisere med solcelleanlegg. Solcelleanlegget kan da lagre overskuddsenergien i en nedsenket temperatur i fryseren (-25 grader celsius) eller i en øket temperatur på en varmtvannsbereder (90 grader celsius).

Og vask av klær og oppvask kan deles opp i sekvenser; man trenger ikke å ta hele vaskeprogrammet i ett.

Tester ut

Systemet skal prøves ut i to installasjoner i Tyskland og Italia, og de involverte husstandene vil delta aktivt i utformingen.

Samtidig må forskerne sørge for å opprettholde en datasikkerhet som gjør det umulig å hacke systemet og få adgang til sensitive data eller mulighet for sabotasje.

Den digitale nettskyen er fortsatt uklar når det gjelder sikkerhet og innsyn.

(Foto: Colourbox)

Nettsky-teknologi – eller «cloud computing» på engelsk – gjør bruk av eksterne servere til datatjenester.

Gigantiske serverparker rundt om i verden har tatt over for lokal lagring av e-post, bilder, dokumenter og annen informasjon.

Dette er en kostnadseffektiv og fleksibel løsning for den enkelte bruker, men det krever at dataene dine sendes fram og tilbake over internett.

Det skaper sikkerhetsutfordringer.

Leverandøren har nøkkelen

De som tilbyr skylagring, sørger for at dataene dine blir ”låst” med en krypteringsnøkkel når du sender dem avgårde, og at de blir låst opp igjen når du henter dem tilbake.

Men det er skyleverandøren som sitter med nøkkelen, og mange leverandører fraskriver seg ansvaret for at noe kan gå galt. Slike systemer har blitt hacket.

Mange offentlige og private organisasjoner vil derfor ikke å bruke slike tjenester av sikkerhetshensyn.

Ny kryptering

Dette kan det nå bli slutt på, hvis vi skal tro professor Chunming Rong ved Universitetet i Stavanger og hans kollega, gjesteforsker Gansen Zhao.

De to har utviklet et nytt konsept for skylagring: en sikkerhetsnøkkel du selv kontrollerer. For å si det enkelt, legges krypteringsnøkkelen hos brukeren selv i stedet for i skyen.

– All annen teknologi er basert på symmetriske nøkler, som innebærer at begge parter deler nøkkelen. Det har klare begrensninger når det gjelder sikkerhet, sier Rong. 

– I vår løsning foregår krypteringen hos deg som bruker. Nettskyen kan ikke lese selve dataene.

Kommersialisert

Rong, som også leder den verdensomspennende organisasjonen for nettsky-teknologer, STC CC, har levert patentsøknad på teknologien i USA.

Nylig kjøpte det norske IT-selskapet F5IT lisens til programvaren for å utvikle den videre.

– Dette er et produkt som kan selges videre til bedrifter som ønsker sikrere datalagring. Den burde for eksempel være interessant for finanssektoren, sier Rong.

Når du går gjennom en automatisk dør, vil den åpne seg på samme måten, uansett om du er en rask 16-åring eller en litt tregere 60-åring.  

Designerne designer for gjennomsnittskroppen, og vi må alle jenke oss etter hvordan dører og andre systemer er programmert.

Da blir spørsmålet hvilken kropp det er riktig å ta utgangspunkt i – ung eller gammel, trent eller utrent, kvinne eller mann? 

– Den automatiske døren bør holde seg oppe lenger for en eldre som beveger seg saktere, eller gå fort opp og igjen for dem som kommer i høy hastighet, sier designer Lise Amy Hansen ved Arkitektur- og designhøgskolen i Oslo.

– Designere må lage mer fleksible systemer, blant annet etter hastighet til kroppen. Hvis ikke, vil vi bare tilpasse oss systemets føringer

Hun har skrevet doktoravhandling om temaet, der hun har vært med på å utvikle og testet ut et verktøy som avdekker bevegelse, og hvordan bevegelsesdata kan brukes i videre design av digitale systemer. 

Må tilpasse systemene

 

Våre urbane omgivelser er gjennomsyret av digitale interaksjoner, alt fra en vanlig automatisk dør til avanserte sikkerhetssystemer, eller de usynlige labyrintene på flyplasser når vi går fra maskin til maskin.

– Før digitale systemer blir satt ut i live, må vi skjønne hvordan systemet observerer bevegelse, og hvordan vi påvirkes av det. Systemene må være bedre tilpasset mennesker, med respekt for at folk beveger seg forskjellig. Det burde være sentralt i designprosessen, sier Hansen 

– Vi lever nå i en tid der infrastrukturen for digitale omgivelser legges. Det er behov for bedre forståelse knyttet til at design påvirker hvordan vi bruker kroppen, sier hun. 

Hun legger til at også selve bevegelsen er viktig.

– Det handler ikke bare om hva en person gjør, men hvordan det gjøres. Slik kan vi se hva en person vil. Dette kan design benytte seg av med stadig mer detaljerte bevegelsesdata, sier hun.

App viser data

 

I sin forskning har Hansen samarbeidet med designfirmaet Hellicar&Lewis om å utvikle en applikasjon som kan brukes til å observere og registrere alle mulige bevegelser som er knyttet til et design.

Applikasjonen kalles Sync, og visualiserer bevegelsesdata.

Den bruker 14 punkter på kroppen, og lar designeren velge hvordan hvert punkt skal visualiseres.

– Vi er flinke til å se og forstå bevegelse med våre øyne, men for å vite hva et system skal programmeres til å se, trenger vi verktøy som synligjør hvordan vi beveger oss, sier Hansen.

Hun ser for seg flere områder hvor Sync kan være avgjørende, ikke bare for hva vi gjør, men hvordan vi gjør det: 

– alarmer 
– sikkerhetssystemer
– lyssetting/lysetting
– smart houses
– oritentering (way finding)
– trening
– identifikasjon

Skreddersøm for folk med protese

Ved hjelp av design kan vi lettere utvikle forskjellige digitale verktøy til forskjellige kropper og forskjellige bevegelser.

Ifølge Hansen kan dette være spesielt nyttig innen medisin. Bevegelse er ikke bare en uttrykksform. Hvordan vi beveger oss er en sentral faktor for vår helse og her kan interaksjonsdesign spille en rolle. 

– Vi kan få skreddersydd systemer som samsvarer med visse skader, for eksempel for personer med protese. Eller for personer på det autistiske spektrum, som har stor variasjon i hvilke øvelser som passer.

– Det er ikke én løsning for alle – designere bør bruke bevegelsesdata til å både utfordre og utvide systemene. Det kan både forandre og forbedre mange liv, sier hun.

Referanse: 

Hansen, Lise Amy og Andrew Morrison: Communicating Movement – Full-body movement as a design material for digital interaction i International Journal of Design, vol 8, no 1 2014