Europa, USA og Japan har lenge dominert verdens forskning og utvikling (FoU) innen naturvitenskap og teknologi. Men de siste årene har de fått sterk konkurranse fra Asia.

Siden 2001 har Kina nesten firedoblet sin andel av den globale forskningen. I 2011 sto de for 15 prosent, mot bare 4 prosent i 2001. Til sammen har asiatiske land en tredjedel av forskningsmarkedet, de har dermed gått forbi USA.

Kina i tet

Mens USA sto for 37 prosent av FoU på naturvitenskap og teknologi i verden i 2001, sørget de i 2011 for 30 prosent. Europas andel sank i samme periode fra 26 til 22 prosent.

Det viser en rapport fra National Science Board i USA, en del av National Science Foundation, som gir råd til amerikanske myndigheter.

– Vi har fått en konkurranse vi ikke kunne drømme om for bare en generasjon siden, sier Ray Bowen, medlem av National Science Board, i en pressemelding.

• Les også: Kina kveles av egen vekst

National Science Board hevder at flere statsledere har innsett at naturvitenskap og teknologi bidrar til landenes konkurransedyktighet, bedrer levestandarden og gir mer velferd for befolkningen. Derfor har asiatiske land satset på forskning og utdanning innenfor disse områdene.

Asia satser på høyteknologi

De asiatiske landene har klart å ta en større del av kaka ved å investere mye penger og fokusere på sektorer som er viktige for den globale økonomien, som høyteknologisk produksjon og ren energi.

Kina og Sør-Korea har opplevd størst vekst.

Kina står nå for omtrent like mye høyteknologisk produksjon som USA. Den ble nesten seksdoblet mellom 2003 og 2012, og Kinas andel av verdensmarkedet økte fra 8 til 24 prosent. USA har 27 prosent.

• Les også: Kina forurenser for oss

På bare litt over 20 år har antallet forskere i Asia økt kraftig. Kina fikk tre ganger så mange forskere fra 1995 til 2008, mens Sør-Korea fikk dobbelt så mange fra 1995 til 2006.

Finanskrisen rammet forskningen

Finanskrisen i 2008 rammet forskningen i flere land hardt. For USA gjaldt det i størst grad forskningen knyttet til næringslivet, som utgjør størstedelen av forskning og utvikling i landet.

• Les også: Obama satser tungt på forskning

Men USA klarte å hente seg inn igjen bedre enn for eksempel EU og Japan, og var i 2011 tilbake på samme nivå som før finanskrisen. Studien har ikke sett på hvilke konsekvenser det har fått at USA siden har kuttet i støtten til forskning og utvikling.

Norge henger etter

USA bidrar selv til at flere land forsker mer. Landet investerer mye i land som Brasil, Kina og India.

Amerikanerne leder fortsatt når det gjelder antall kroner, de investerer dobbelt så mye som neste land på listen, Kina. Men sett i forhold til bruttonasjonalprodukt (BNP) monner det ikke med 2,8 prosent, her ligger USA på tiende plass.

Små land som Finland, Sverige og Danmark bruker en større del av BNP på forskning enn USA gjør. Norge er ikke blant de ti beste.

Referanse:

National Science Board: Science and Engineering Indicators. Kap. 4. (2014). National Science Foundation/National Center for Science and Engineering Statistics.

I dag skjer miljømålinger via dyre stasjoner fordelt rundt i hvert land.

– Men nå når alle går rundt med mobil og teknologien har utviklet seg, kan vi selv bidra med måleinformasjon av ulike slag, sier Arne Berre ved Sintef IKT.

Mer og bedre informasjon er spesielt verdifullt på dager med høy forurensing eller høyt utslipp av pollen.

– At mennesker selv gjør målinger, kan også skapengasjement i eget miljø. Hver og en kan nå få nyttig informasjon tilbake om ulike tilstander, sier Berre.

Forskere fra Norsk institutt for luftforskning (Nilu) og Sintef deltar fra norsk side i to EU-prosjekter som skal utvikle teknologi så vanlige folk kan samle inn miljøinformasjon.

Sensorer på busser

Forskerne er for eksempel i dialog med Oslo kommune for å plassere sensorer på busser som kan måle luftkvalitet langs veiene.

– Denne informasjonen kan bussjåførene selv ha nytte av. De vil se hvordan akselerasjon og kjørestil påvirker resultatene, og kan lære seg å kjøre mer økologisk, forteller Berre.

Driftssjef i Nobina Oslo Vest, Magne Elvik, bekrefter at sensorer skal testes på to gassbusser i begynnelsen av april. Om testingen går som den skal, vil ytterligere åtte busser være med på forsøket.

På gatelykter og elsykler

Fjoråret gikk stort sett med til å teste ut teknologi og få alt til å virke så man får data inn som kan benyttes av mange i etterkant. I de kommende månedene skal selve målingene gjøres.

Nuria Castell i Nilu kan fortelle at til sammen 40 statiske sensorer vil bli utplassert i Oslo.

– Vi vil for eksempel montere sensorer på gatelykter for å dekke sentrumsstrøk med høy forurensing, sier Castell.

 

Også bærbare sensorer skal benyttes. 20 sensorer skal deles ut til frivillige i byen, og vil også bli gitt til arbeidstakere som er utsatt for urban forurensning i jobben – som for eksempel parkeringsvakter.

Osloborgere skal også kunne bruke sykkel til å måle luftkvaliteten – og minst én sensor skal monteres på elsykkel.

– Til høsten vil vi ha installert alle de faste sensorene og sensorene som skal bæres av mennesker. Målingene skal da kjøres i Oslo i hele 2015, sier Castell.

Knapp på jakkeslaget

I desember testet Sintef ut håndholdte enheter for å hente inn data om vær og vind samt en liten knapp på jakkeslaget for å måle UV-stråling.

– Nå har vi sendt utstyret over til Bilbao der testingen skal gjøres i større målestokk, forteller Arne Berre.

For ute i Europa er et trettitalls partnere i gang med målinger og uttestinger. Partene skal levere både innendørs og utendørs målinger – blant annet av CO2-nivå fra skoler.

Med et så stort datamateriale, vil EU kunne foreta sammenligninger og få et grunnlag for felles løsninger, samt en deling av teknologi.

Neste trinn vil gå på hvordan man skal greie å engasjere folk gjennom brukerdeltakelse og arbeidsgrupper. Planene er å teste ut teknologien med utvalgte personer i 2014, og så gjøre dette videre tilgjengelig i løpet av 2015.

 

Toppidrettsutøvere har store serviceapparater som tester og finner de beste skiene.

– Vi vil gi alle den samme muligheten, sier Bjørn Ivar Austrem, teknisk direktør i Madshus.

Det handler om å individualisere skiene. Selv om ski ser like ut, gjør bittesmå forskjeller i materialer og produksjonsprosesser at de likevel oppfører seg ulikt.

– Vi har utført grundige målinger av skienes egenskaper over et stort vektspekter, og lagrer denne informasjonen i en brikke i selve skien, sier Austrem.

– Dette kan enkelt hentes ut når du skal velge riktige ski i butikken.

– Og når du deretter skal ut på tur kan du legge telefonen din inntil skien, og bruke appen til å laste ned data om dine ski, stille inn din vekt og høyde, og få vite akkurat hvor festevoksen skal legges, forteller Austrem.

For både topp- og turløpere

Dersom du skal gå med ryggsekk eller har gått opp noen kilo i juleferien, hjelper appen deg å regulere smøresonen tilsvarende.

Konseptet Madshus empower lanseres internasjonalt i disse dager, og de første merkede skiene vil være tilgjengelige for forbrukerne til høsten.

 

– Dette er et verktøy vi tror vil brukes både av toppløpere og turløpere. Slik merking av produkter er helt nytt for skibransjen, sier Austrem.

Forskningen som ligger bak skinyheten, har pågått siden 2006, med støtte fra Norges forskningsråd.

Kjappere og sikrere skisalg

I tillegg til å gi informasjon om smøresone har den nye SmartSki-appen innebygd GPS som gjør det mulig å registrere turer, vurdere festet og bruke den som analyseverktøy.

Madshus-representantene forteller at merkingen av ski gir enorme muligheter for ytterligere nyskaping.

– Vel så viktig som appen til forbrukeren, er det at vi nå kan tilby butikkene en ny måte å selge ski på – som både er kjappere og mer presis.

I dag kan det være en langvarig prosess å kjøpe ski, der ting som måling av stivhet og merking av smørelomme for hvert enkelt skipar fører til lange køer.

– Med våre nye ski kan butikken enkelt laste ned data om hvert enkelt skipar, og umiddelbart få en fullstendig oversikt over akkurat disse skienes egenskaper og hvem de passer til, forklarer Austrem.

Hvorfor husker vi noen fjes, mens vi glemmer andre? Det er gjort mye forskning på hva som gjør at et ansikt fester seg i hukommelsen, årsakene er sammensatte.

Et bredt smil idet bildet blir tatt kan for eksempel hjelpe deg med å gjøre inntrykk. Men kan man sørge for at fotografier av ansikter som allerede er tatt automatisk blir uforglemmelige?

Det mener forskere ved Massachusetts Institute of Technology (MIT) i USA at de har klart. De har utviklet en algoritme som manipulerer bilder slik at de blir mer eller mindre minneverdige.

Da forskerne viste de manipulerte bildene til 80 forsøkspersoner, viste det seg at dataprogrammet hadde klart å gjøre ansiktene lettere og vanskeligere å huske.

I mer enn sju av ti tilfeller plukket forsøkspersonene ut bilder i tråd med det programmet hadde forutsett.

Forskerteamet har også laget et spill, der du kan teste din egen hukommelse. Her kan du finne ut hvor mange ansikter du husker:

• Test hukommelsen med «faces memory game».

Bli husket på Facebook

Forskningen er sponset av blant andre nettgigantene Facebook og Google.

Nettopp sosiale medier som Facebook kan dra nytte av programmet, mener forskerne. Det gjelder å skille seg ut i mengden bilder på nett.

• Les også: Dataprogram kan beregne alderen din

Algoritmen gir muligheter for å utvikle en app til smarttelefonen som kan endre bildet før du laster det opp og deler det med venner. De vil sannsynligvis ikke merke at noe har endret seg, men de vil huske deg bedre.

Små endringer

Forskjellene skal være så subtile at de ikke forandrer utseendet ditt vesentlig. Ansiktet skal for eksempel se like gammelt ut og like attraktivt ut som før. Forskerne spesifiserer likevel ikke hvor grensen går for når et fjes blir mer eller mindre attraktivt.

– Fjeset ser fremdeles ut som deg, men kanskje med en liten ansiktsløfting, sier forsker Aude Oliva til MITs nyhetstjeneste.

Forskerne har mange forslag til hva programvaren kan brukes til. Virkningen av reklame avhenger av at folk husker produktene de skal overtales til å kjøpe.

• Les også: Bikkja kjenner deg igjen på bilde

I land der det er vanlig å legge et bilde ved jobbsøknaden, kan et manipulert fotografi hjelpe jobbsøkeren med å gjøre et uutslettelig førsteinntrykk. Forskerne overlater den moralske diskusjonen om bildemanipulering til andre.

Smale, smilende fjes

For å teste algoritmen, ga forskerteamet programvaren mer enn 2000 bilder å bryne seg på. Forsøkspersoner hadde allerede rangert bildene som mer eller mindre minneverdige. Algoritmen prøvde deretter å rendyrke faktorene som gjør at noen bilder blir husket.

Programmet laget tusenvis av kopier av hvert bilde, og gjorde ørsmå endringer i den ene og andre retningen. For eksempel dro det i fjeset slik at det ble bredere eller smalere.

• Les også: Teknologiene som kan endre måten vi lever på

Det kan se ut til at vi husker smale ansikter bedre enn brede. Men forskerne tolket det slik bare i noen få tilfeller, så de vil ikke si om dette er en viktig faktor. De vet ikke hvilke elementer datamaskinen har valgt ut når den har prøvd seg fram med de mange tusen kombinasjonsmulighetene.

En studie publisert i Journal of Experimental Psychology General av noen av de samme forskerne i MIT-gruppa, viser at det er vanskelig å skille ut enkeltfaktorer som påvirker hukommelsen.

Studien undersøkte 20 mulige grunner til at vi kjenner igjen et fjes, og fant at blant annet et vennlig ansikt, det å ose av pålitelighet, og det å skille seg ut i mengden kan ha betydning. Men hukommelse er et komplekst samspill mellom mange flere elementer.

Referanser:

Aditya K., Bainbridge, W.A., Torralba, A., Oliva, A.: Modifying the Memorability of Face Photographs. International Conference on Computer Vision (ICCV), 2013.

Bainbridge, W. A., Isola, P., Oliva, A.: The intrinsic memorability of face photographs. Journal of Experimental Psychology: General, Vol 142(4) 2013, 1323-1334.

Etterspørselen etter metaller som neodym (Nd) og dysprosium (Dy) har vokst mye raskere enn produksjonen.

Metallene brukes blant annet i generatorer som lager strøm i vindmøller og i elektromotorer som driver el- og hybridbiler. Men de finnes også i hverdagsprodukter som PC og mobiltelefoner.

De sjeldne jordmetallene befinner seg i jordskorpa, men ikke i høye nok konsentrasjoner. Til nå er det derfor ett land som har forsynt hele verden med grunnstoffene, Kina.

Men i de siste årene har landet begynt å begrense sin eksport av disse materialene.

Prognosene viser at det kan bli knapphet på metallene allerede fra neste år av.

Materialet må være rent

Derfor seiler gjenvinning av sjeldne jordartsmetaller fra skrap opp som viktig forskningstema. Sju europeiske forskningsinstitutter, blant dem Sintef, har gått sammen og investert penger i et felles program for å takle utfordringen.

– Tanken er å hente ut verdifulle materialer fra avfallsstrømmer. Utfordringene ligger i at materialet må ha tilstrekkelig renhet for å kunne resirkuleres, og man må være sikker på at det ikke følger med forurensning fra andre uønskede materialer, forteller Odd Løvhaugen på Sintef IKT.

Forskerne legger derfor mye arbeid i å finne fram til hvilke produkter som kan inneholde forurensinger, hvilke metoder som er best til å analysere og måle innholdet av de forurensede materialene, og når slike produkter kan forventes å dukke opp som avfall.

I tillegg vurderer forskerne utvinningsmetoder, teknikker for å resirkulere nanopartikler i behandlingsprosessen, og hvordan man skal analysere materialinnholdet i asken etter forbrenning.

Teknologi fra aluminium- og smelteverksindustrien

To grupper av materialteknologer er med i kappløpet mot å finne gode metoder for analyse og utvinning. Som innfallsvinkel har forskerne valgt teknologi som er kjent fra aluminium- og smelteverksindustrien.

I jakten på kilder for gjenvinning, har flere kastet blikket på permanentmagneter. Dette er det viktigste produktet som inneholder sjeldne jordartsmetaller – målt både etter verdi og volum.

Sintef-forskerne har tro på at elektrolyseteknologien fra aluminiumverkene kan brukes til å gjenvinne magnetlegeringer fra kasserte magneter og skrapmateriale fra magnetprodusentene.

Det vil ta tid før andelen av vrakede miljøbiler er så høy at bilmotorer kan gjenvinnes, derfor skal magnetlegeringer hentes i kapp fra magnetprodusentene.

Men fortsatt er prosessen treg, og mye arbeid gjenstår før det kan slås fast om man kommer helt i mål. Lykkes forskerne, vil de ha en metode som er mye enklere enn alternative prosesser basert på bruk av sterke syrer.

Krever løsninger

Flere problemer må også løses på trinnene foran elektrolyse-prosessen.

Blant annet må innsamlings- og demonteringsløsninger for brukte magneter på plass, og magnetene må demagnetiseres lokalt siden langtransport av intakte permanentmagneter er forbudt.

– Andre utfordringer er å kartlegge metoder som kan påvise og karakterisere nanopartikler i gasser, vann og fast materiale, sier Løvhaugen.

– Og vi må opprette en verktøykasse av metoder for å vurdere oppførselen til nanopartikler i avfallsbehandlingsprosesser.

Halvparten av alle eldre over 80 år, og om lag 30 prosent av alle over 67 år ramlar minst ein gang i året i Noreg i dag.

Dette viser tal frå kompetansesenteret for bevegelsesvansker og fall på St. Olavs hospital.

Vidare viser statistikken at halvparten av tilfella skjer heime, eller i nærleiken av heimen. Når eldre dett, kan liv og helse stå i fare. Etter eit fall treng 40–60 prosent av dei eldre medisinsk behandling, og 13 prosent av falla resulterer i brotskadar.

Men ikkje alle får hjelp med ein gong, og rundt 10 prosent ligg meir enn ein time og ventar på hjelp. Fall med skade tidoblar også sjansen for å hamne på sjukeheim.

No kan ein ny fallsensor utvikla ved NTNU sørgje for at ein kan få raskare hjelp om ein skulle vere uheldig å ramle, noko som aukar prognosen for rehabilitering.

Unik radarløysning

Bak utviklinga av den nye fallsensoren står fem studentar frå NTNU.

Deira løysning består av diskrete, nærast usynlege rørslesensorar som vert montert i veggane heime hos ein brukar.

Sensorane, som er basert på radarteknologi frå Novelda, kan fange opp rørsler med opptil fire millimeter presisjon, og fangar opp rørsle i mørkret og gjennom møblar og lette veggar.

Dette gjer det mogleg å fange opp fallrørsler. Sensorane kan likevel kun «sjå» rørslene, og ikkje kven som er i rommet, slik at brukaranes personvern vert ivareteke.

– Vårt system fungerer slik at om brukaren dett, vil sensorane registrere dette og sende ein alarm til helsetenesta i kommunen på same måte som tryggleiksalarmar i dag, seier Fredrik Bergflødt, ein av studentane bak sensoren.

I tillegg forsøker dei å legge til funksjonar der ein registrerer aktiviteten til brukaren over ei viss tid.

– Endring i rørslemønsteret kan seie noko om risikoen for å falle, slik at vår løysning også kan nyttast til å forutsjå fall, seier Bergflødt.

Behov for teknologi

Studentane trur at mange av skadane etter fallepisodar kunne vore redusert eller unngått om eldre som dett hadde fått raskare hjelp.

– I tillegg gjer eldrebølgja sitt til at det ikkje vil vere nok ressursar i helsesektoren til å følgje opp eldre på same måte som i dag. Vi kjem rett og slett til å trenge hjelp frå teknologien til å sørgje for at eldre får den omsorga dei treng og har krav på, seier Kristina Hoff Wanderås.

I en undersøkelse gjort ved Nasjonalt senter for samhandling og telemedisin (NST) kommer det fram at 18 prosent av de spurte bruker eller har brukt en app i helseøyemed.

Forskerne synes dette er et høyt tall.

– Bruken av apper har kommet raskt, sier forsker Hege Andreassen ved Nasjonalt senter for samhandling og telemedisin (NST).

Ved forrige e-helseundersøkelse i 2007 var det ikke engang spørsmål om apper. Da var det mange som brukte diskusjonsforum på nett og tjenester som Dr. Online. De tallene har ikke økt.

Forskeren lurer på om folk har begynt å bruke apper i stedet.

– Sammenhengene mellom vår digitale hverdag og pasientrollen utvikler seg stadig, sier Andreassen.

Hverdagsteknologi

– Svært mange har smarttelefon i dag og vi har den alltid med oss. Det gjør apper lett å bruke på daglig basis, sier Line H. Linstad, avdelingsleder for forebygging og egenmestring ved NST.

Hun har fulgt apputviklingen over lang tid og mener at helseappene begynner å bli moden og nyttig hverdagsteknologi.

• Les også: Nordmenn vil ha flere e-helsetjenester

– Ting tyder på at apper fungerer og faktisk gir helsegevinst. Hvorfor de virker og for hvem må vi forske mer på. Vi tror det er et stort potensial i denne formen for helsekommunikasjon, sier Linstad.

Helsedirektoratets tobakksslutt-app Slutta.no er lastet ned av 150 000 på et år, og brukernes tilbakemeldinger er svært gode.

– Helseapper har gjerne vært private eller kommersielle initiativ. At myndighetene kom med slutta.no-appen er banebrytende, sier Linstad.

Legesamtalen endrer seg

En ting er appene for trening og kaloritelling. En annen er apper som kan hjelpe de som er kronisk syke og som trenger å ha oversikt over sin situasjon fra dag til dag.

– En app skal selvfølgelig ikke erstatte legebesøk. Men samtalen med legen kommer til å endre seg, sier Linstad.

– Pasienten kommer til å ha flere og ikke minst mer nøyaktige data med til legen. Forskjellige målinger, som for eksempel blodsukkerverdier for de med diabetes, blir enkelt tilgjengelig. I dag noterer diabetessykepleiere ned hver eneste verdi i kontakt med pasienten, noe som tar lang tid.

Helse 2.0

– Etter hvert vil appverdier kunne overføres direkte til pasientens journal, sier Linstad.

– Personvernhensyn og datasikkerhet er vanskelige utfordringer på veien, men vi kommer til å komme dit.

NST utvikler selv appen Diabetesdagboka i nær kontakt med både brukere og helsepersonell.

– Vi ser helt klart et behov for en slik direkte overføring av målingsdata. Vi jobber med å løse dette på en god måte. Brukervennlighet og trygghet er viktig, sier Lindstad.

Store helseforetak i USA bruker helseapper aktivt både i forebygging og oppfølging. Helsemyndighetene der har innført en godkjenningsordning for apper. I en jungel av helseapper, kan det være greit å ha noe å orientere seg etter.

– Slike godkjenninger har vi ikke i Norge ennå, men det jobbes mot CE-merking av apper i Europa, sier Linstad.

 

Ulykkesstatistikken for verdens mange gruvearbeidere er dyster. I fjor døde 1049 mennesker i gruveulykker i Kina, viser tall fra NTB.

Disse var ikke alene om å miste livet i gruveulykker i året som gikk.

I desember ble det kjent at russiske gruveselskapet Trust Arktikugol ble ilagt et forelegg på 1,3 millioner kroner etter tre alvorlige arbeidsulykker i gruva i Barentsburg på Svalbard, derav to dødsulykker. Hva om disse menneskelivene kunne vært reddet?

Oppstod i dyp gruvegang

En nyvinning fra NTNU vil forhåpentligvis kunne bidra med å få ned den dystre statistikken.

D-Bolt, eller deformerbar bolt, skal hindre ulykker i verdens gruver og veitunneler, skal vi tro oppfinneren selv – Charlie Chunlin Li, bergingeniør, oppfinner og professor ved Institutt for geologi og bergteknikk.

Det var på begynnelsen av 2000-tallet, tusen meter under svensk jord at ideen så smått begynte å ta form. Kinesiske Li kom til Luleå Tekniska Universitet i 1988 for å ta til på en doktorgrad i bergmekanikk.

Etter hvert begynte han som bergingeniør i Boliden Minerals Kristineberg-gruve. Og det var her, dypt nede i gruvegangene at han for første gang fikk føle på de voldsomme spenningene i fjellet.

For stive bolter

Gruveganger og tunneler som befinner seg i dypet kan enten deformeres sakte, under belastning av de kraftige bergspenningene, eller så kan det inntreffe en dramatisk og plutselig bergutløsning.

I begge tilfeller vil en vanlig kamstålbolt brekke på grunn av boltens lave deformasjonskapasitet.

– Jeg fant fort ut at de tradisjonelle sikringsboltene man brukte da jeg jobbet i denne gruven, og som man fremdeles bruker flere steder – vanlige kamstålbolter, ikke var godt nok egnet til å sikre fjellet i dype tunneler.

– De var for stive til å kunne holde når fjellet beveget seg. De deformerbare boltene som da var på markedet var heller ikke sterke nok til å holde på den statiske vekten i tunneltakene, forteller professor Li som ønsket å lage en ny og forbedret deformerbar bolt.

Sterk, men fleksibel

Han tok med seg tankene sine tilbake til akademia og ble professor ved Institutt for geologi og bergteknikk ved NTNU i 2004. To år etter ble gruvebolten D-Bolt til.

Den glatte bolten tåler å bli kraftig deformert, uten å ryke. Den skal kunne brukes i alle gruver og flere tunneler, uten store tilpasninger.

– D-Bolt er like sterk som kamstålbolten, men deformasjonskapasiteten er vesentlig større. Måten den er konstruert på gjør at den tåler å bli kraftig deformert uten å brekke tvert av, sier Li.

I 2008 ble selskapet Dynamic Rock Support (DRS) etablert for å kommersialisere produktet

I 2011, etter mye omfattende testing i flere gruver rundt om i verden, tok salget av. Svenske LKAB ble den første, store kunden.

- Lengre levetid

 

D-Bolt har allerede fått innpass i store deler av det internasjonale markedet for gruvesikringsutstyr, og har blitt solgt til gruver i Sverige, Canada, Australia, Chile, USA og Sør-Afrika. Det totale markedet for sikringsbolter i underjordiske gruver er anslått til å være om lag 1,7 milliarder euro.

– Andelen dynamiske bolter er kanskje ti prosent i dag, men vi vet at denne vokser i og med at gruvene stadig går dypere. I Sør-Afrika er det i dag gruvedrift nede på 4500 meter under overflaten.

– I tillegg kommer tunnelene som ved enkelte bergforhold vil ha behov for D-Bolts egenskaper, forteller Trond Skogseth i Dynamic Rock Support.

I Nord-Sverige har man ved hjelp av D-Bolt vært i stand til å gjenåpne en større del av en gruve som ble stengt i fjor sommer på grunn av usikre bergforhold.

Ras hindrer arbeid

Ifølge Skogseth har gruveselskapene mye å tjene på å benytte seg av D-Bolt. Det handler om å redde menneskeliv og samtidig spare penger.

– Et ras i en gruve hindrer videre arbeid, ofte i lange perioder. Det betyr enorme tap for operatøren. Dessuten bygger mange stadig dypere gruver, og konsekvensene av uhell og problemer blir desto større.

– Operatørene kan spare millioner på å unngå problemet, og vi unner virkelig gruvearbeidere verden over å jobbe under beskyttelsen av det vi mener er verdens beste dynamiske bolt, D-Bolt, sier Skogseth.

Det lille filteret blir til på Nanolab-en til Sintef, og skal kunne måle konsentrasjoner og sammensetninger av ulike blandinger av gasser, væsker eller faste stoffer.

Tomra – som er mest kjent for sine flaskeautomater – skal bruke filteret i nye systemer for resirkulering. Flere plasttyper skal måles mer nøyaktig for å unngå feil sortering.

Bedriften Nyborg – som leverer ventilasjonsanlegg til offshore- og marinemarkedet – skal bruke filteret i gass-sensorer på store bilfrakteskip. I stedet for at ventilasjonsvifter kjøres jevnlig for å fjerne gasser, skal utslipp på bildekket måles, og viftene kjøres etter behov. Dermed senkes drivstofforbruket og utslippet av klimagasser reduseres.

Prediktor – som produserer spektrometre, måleinstrumenter for elektromagnetisk stråling – vil bruke filteret i systemer for en mer effektiv ressursutnyttelse i fôr- og næringsmiddelindustrien.

Demonstrert prinsippet

Forskere ved Sintef IKT har allerede fått demonstrert prinsippet i et forprosjekt sammen med Nofima.

Her laget de en metode for å måle vanninnhold i kjøtt og fett.

– Dette var et prosjekt som henvendte seg til mat- og fôrnæringen og behovet deres for å optimalisere råmaterialebruken, øke lønnsomheten og redusere avfall. I prosjektet har vi laget filtre som kan demonstrere prinsippet, forteller Thor Bakke på Sintef.

Nå tar forskerne konseptet videre i prosjektet MicroTunis.

Nanoteknologi

Spektrometre er i dag relativt dyre, men forskere ved Sintef har de siste ti årene utviklet kompakte, meget rimelige og robuste alternativer til tradisjonelle instrumenter.

Nå skal forskerne montere det nye filteret sammen med detektor og styringselektronikk til kompakte system som partnerbedriftene kan bruke.

– Det nye konseptet vårt bygger på bittesmå filtre som vi lager ved hjelp av skivebasert silisium og mikromaskineringsteknologi, forteller Bakke.

–Vi har investert i verdens første anlegg som kan deponere nanomaterialer på hele skiver. Et viktig materiale, lantan-nikkel-oksid, skal utprøves for første gang, og vi vil deponere materialene ved hjelp av laser. Dette skal gi oss bedre materialegenskaper, sier Bakke.

For mange år siden var jeg lydtekniker i NRK. Det hendte at jeg satt og kjedet meg og ventet på neste oppdrag. Da lekte jeg meg med spakene i kontrollrommet.

En morsom lek var å lage hyl. Kontrollrommet var utstyrt med en regimikrofon. Den brukte jeg for å snakke til Vidar Lønn-Arnesen, Åshild Ulstrup eller hvem det nå var som satt bak glassveggen i studio.

Mellom stillhet og brøl

Lyden fra regimikrofonen ble sendt til høyttalerne i studio. Hvis jeg samtidig lyttet på mikrofonene i studio slik at lyden gikk tilbake inn i regimikrofonen, begynte runddansen av lyd – hylet.

Det skjedde ganske brått ved et bestemt volum. Fortsatte jeg å skru opp volumet, ble hylet til et massivt brøl fra høyttalerne. Det gjorde vondt både i ørene og elektronikken.

Verken stillheten eller brølet var spesielt spennende. Stillheten var ingenting, tomhetens perfekte orden. Brølet var et rent og velordnet spekter av toner og overtoner, også i ganske perfekt orden.

Det spennende skjedde når jeg forsiktig red med lydspaken over eggen mellom stillhet og brøl, der orden lekte med kaos, beregnelighet med uberegnelighet. Her åpnet det seg et landskap av lyder.

 

Syngende trikkeskinner

Landskapet reflekterte elektronenes runddans mellom mikrofoner, forsterkere og høyttalere.

Jeg hadde laget en finstemt svingekrets. Svingekretsen levde sitt eget liv i den tynne biosfæren mellom stillhetens kulde og hylets hete.

Jeg kunne sitte i minutter og lytte til hvordan klangene utviklet seg,  en evolusjon i et urhav av lyder.

Noen ganger lød det som kor av barnestemmer, andre ganger som syngende trikkeskinner eller symbaler.

Slik kunne jeg sitte hensunket i lydhavet, helt til en stresset sportsjournalist kom brasende inn og skulle ha klippet vekk de siste femten sekundene av et intervju med en fotballspiller.

Kunstig intelligens

Runddansen i kontrollrommet er bare ett eksempel på tilbakekoblingssløyfer som lever sitt eget liv. Et annet spennende eksempel får du ved å rette et videokamera mot en TV-skjerm som viser hva kameraet ser.

Da fylles skjermen av pulserende geometriske former, som mikroliv i en petriskål. Den amerikanske forskeren Douglas Hofstadter har skrevet en bok om sine eksperimenter med slike videosløyfer.

Det er ikke tilfeldig at Hofstadter er opptatt av dette. Han forsker på kunstig intelligens. Hva har intelligens med runddansende tilbakekoblingssløyfer å gjøre?

Fra tretoppen til månen

Ett svar kan vi få ved å se på oss selv. Hvordan har vår menneskelige intelligens utviklet seg?

Mennesket er ikke det eneste intelligente dyret. Kråkefugler kan både huske fortida og planlegge framtida.

En kråke kan bøye til en krok av en metallkrok for å heise opp en bøtte med mat. Kråka utvikler altså teknologi og løser problemet kreativt, viser forsøk.

• Les også: Den fjærkledde ape

Både kråker og mennesker er sosiale dyr. Samarbeid har trolig stimulert utvikling av intelligens.

Men hvorfor har da mennesker har klart å fly til månen, mens kråka fortsatt bare klarer å fly opp i nærmeste tretopp?

Ett mulig svar er at vi har noe som kråka ikke har: Hender.

Fra hånd til ånd til hånd

Ånd og hånd lager en tilbakekoblingssløyfe der intelligensen lever sitt eget liv, i en kompleks runddans.

I 1998 utga den amerikanske legen Frank. R. Wilson boka The Hand. Her argumenterer han for at evnen til å klatre, og seinere lage verktøy med hendene, krevde kraftig utvikling av hjernen.

Den større hjernen gjorde oss i stand til å lage enda mer avanserte og kraftige verktøy. Verktøyene stimulerte tankene videre, og gjorde oss i stand til å lage mer avanserte verktøy.

Og slik gikk runddansen fra de første steinredskaper for over to millioner år siden til datamaskiner og romskip.

Kroppen danser

Denne runddansen kan vi assosiere fritt og tankevekkende til den akkustiske runddansen i radiostudioet.

Mikrofonen er som sansene våre. Forsterkeren er hjernen. Høyttaleren er hånden. Og så danser intelligensen rundt og rundt.

Intelligensen kan i så fall ikke isoleres til hjernen. Resten av kroppen er like viktig for dansemoroa. Men ikke bare kroppen.

Utenfor kroppen

Jeg har nemlig ikke fortalt hele historien om runddansen i radiostudio. Svingekretsen besto ikke bare av elektriske strømmer i mikrofoner, forsterkere og høyttalere.

Lydbølgene danset også fra høyttaleren og ut mellom vegger og gulv og tak, møbler, vinduer og gardiner i radiostudio og kontrollrom, og tilbake inn i mikrofonen.

Denne akkustiske runddansen var utenfor det elektroniske nervesystemet i radiostudioet. Likevel bidro den avgjørende til å gi runddansen et spennende liv.

I hvor stor grad er omgivelsene en del av vår intelligens, og i videre forstand vår livsopplevelse?

 

Jeg er ikke alene

Spørsmålet kan virke truende. Hvor slutter jeg, og hvor begynner resten av verden? Er denne grensen meningsløs? Selvet går i oppløsning. Det kan gi angst.

Men det er ikke nødvendig å oppløse selvet. Runddansen i studio ville fungert, selv om den bare hadde danset rundt som elektriske strømmer inne i elektronikken, ikke som lydbølger i rommet utenfor.

Slike runddanser har laget mye musikalsk vellyd i 1980-tallets analoge synthesizere.

Likevel – både runddansen i radiostudio og den intellektuelle runddansen fra ånd til hånd tilbake til ånd blir mye rikere hvis vi trekker verden omkring inn i runddansen.

Det er også en vakker og beroligende tanke: Jeg er ikke alene. Jeg er trolig en del av noe mye større, et samspill som vider seg ut i en runddans vi ennå verken kan se eller høre eller forstå, men som likevel virker på oss og som vi påvirker. Et større liv.

Skulpturen i steinen

Noen ganger tok jeg opp runddansen i radiostudio på lydbånd. Ett av opptakene ble brukt i et fjernsynsprogram.

I rulletekstene var jeg oppført som musikkansvarlig. Selv om jeg ble smigret den gangen, var det egentlig ufortjent.

Det var mikrofonene og forsterkerne og høyttalerne og akustikken i radiostudio som hadde laget musikken, ikke jeg.

Kunstnere kan oppleve det samme. Michelangelo skal ha sagt at enhver steinblokk har en statue inni seg, og at det er skulptørens oppgave å oppdage den.

Underlig sløyfe

Jeg er ingen Michelangelo. Likevel, på samme måte som Michelangelo oppdaget mange vakre statuer inni marmorblokker, hadde jeg min oppgave i radiostudio.

Hadde ikke jeg startet runddansen, opplevd og verdsatt den, ville ikke lydene blitt annet enn elektroner og trykksvingninger i luft. Den ville ikke blitt musikk.

Jeg forvandlet runddansen i radiostudio fra det som Douglas Hofstadter kaller en vanlig tilbakekoblingssløyfe til det han kaller en underlig sløyfe, strange loop.

 

Runddans av selvreferanse

Slike sløyfer er selvrefererende. De beskriver seg selv. Systemet av lydsløyfen og og det tolkende, opplevende meg utgjør en slik underlig sløyfe.

Andre eksempler på slike sløyfer er molekylet som beskriver seg selv, arvestoffet DNA. Et annet eksempel har Douglas Hofstadter gitt med tittelen på boka si: I Am A Strange Loop. “Jeg” er en underlig sløyfe.

Han tolker selvbevisstheten som en runddans av selvreferanse. Med akustikken i kontrollrommet som mentalt bilde, kunne vi utvide perspektivet videre:

Kanskje må vi også trekke verden omkring inn i den underlige sløyfen hvis vi skal beskrive det selvrefererende systemet vi kaller ”jeg”.

O süßes Lied

Og hvis ”jeg” er runddansen, hvem rir da varsomt på spaken over eggen mellom id og superego, der orden leker med kaos?

Noen linjer fra den tysk-østerriske poeten Rainer Maria Rilke gir spørsmålet dypere klangbunn:

Auf welches Instrument sind wir gespannt?
Und welcher Geiger hat uns in der Hand?
O süßes Lied.

Lenker:

David Papineau: Get a Grip. Are hands the key to the evolution of human intelligence? Anmeldelse av boka The Hand aav Frank R. Wilson, The New York Times, 19. juli 1998

Rainer Maria Rilke: Elf Liebesgedichte