Autoilijan tai moottoriveneilijän ei tavallisesti tarvitse ajatella moottorin säätöjä eikä sylinterin kaasuvirtoja. Entä jos purjekin tekisi säädöt itse? Suomalaisyritys pyrkii tähän.



Julkaistu Tiede-lehdessä 6/2009


Purjehtija trimmaa eli virittää purjeita tuulen ja aaltojen mukaan, mikä vaatii kokemusta ja taitoa. Maakrapukin voi sentään ymmärtää purjeen toimintaperiaatteen, joka on yksinkertainen ja havainnollistaa kauniisti Newtonin lakeja.

Purje pakottaa tuulen eli ilmavirtauksen kaartamaan. Newtonin ensimmäisestä laista seuraa, että virtaavaan ilmamassaan vaikuttaa silloin jokin voima; muuten ilma liikkuisi suoraan.

Vaikuttava voima suuntautuu purjeen tuulenpuoleiselle, kovertuvalle puolelle. Samalla vaikuttaa - Newtonin kolmannen lain mukaan - myös toinen, vastakkaissuuntainen voima. Tämä reaktiovoima kohdistuu purjeeseen ja vie venettä eteenpäin.


Ilmavirtaus oikuttelee

Todellisuudessa purjeen virittäminen ihanteelliseksi on mutkikas tehtävä, koska ilma käyttäytyy oikukkaasti. Virtauksessa on kitkaa, ja siinä voi olla pyörteitä.

Siksi purjehtijoita kiinnostavat ilmavir¬tausten ominaisuudet. Niiden seuraamiseksi he kiinnittävät purjeisiin erityisiä virtauslankoja, joiden asento kertoo ilman liikkeistä.

Virtauslangoilla on kuitenkin rajoituksensa. Ne viestivät pääasiassa virtausten suunasta, vähemmän esimerkiksi voimasta. Lisäksi kokonaiskuva jää vajavaiseksi, koska lankoja tietenkin kiinnitetään vain sellaisiin paikkoihin, joihin purjehtijat näkevät. Sateella langat voivat liimautua purjeeseen, ja pimeällä niitä on vaikea erottaa lainkaan.


Älypurje syntyi Suomessa

Tarkkuutta ja mukavuutta voi lisätä automaatiolla. Jo vuonna 1992 suomalainen purjeneulomo WB-Sails rakensi yhteistyössä VTT:n kanssa purjeen, johon oli kiinnitetty venymäliuska-antureita. Liuskoista oli vedetty johdot purjeen reunaan ja sieltä kannelle, koska langatonta tekniikkaa ei vielä silloin ollut käytettävissä.

Purje, joka yhtiön mukaan luultavasti oli maailman ensimmäinen älypurje, palveli lähinnä suunnittelijoita purjemateriaalien valinnassa.

Nyt yhtiö kehittää uutta älypurjetta Tekesin tuella ja yhteistyössä VTT:n sekä Metropolia-ammattikorkeakoulun ja sen Sensor Center -yksikön kanssa.

Purjeeseen kiinnitetään langattomia paineantureita, halkaisijaltaan noin kuusimillimetrisiä nappeja. Niiden sisällä on mems-tekniikkaa eli mikrosähkömekaniikkaa, joka muuttaa painevoiman sähköiseksi signaaliksi. Napit muodostavat sensoriverkon, joka kokoaa langattomasti painetiedot purjeen eri pisteistä ja lähettää ne veneen mittaripaneeliin. Samalla mitataan purjeen muoto. Tietokone yhdistää mittaustulokset ja laskee purjeeseen kohdistuvan voiman.

Mittausten pitää olla tarkkoja, koska paine-erot ovat pieniä. Ilmanpaine merenpinnan tasolla on noin satatuhatta pascalia eli vanhan, arkielämässä yhä käytettävän yksikön mukaan yksi ilmakehä. Paine purjeen eri puolilla eroaa kymmenenkin sekuntimetrin tuulessa vain noin 150 pascalia. Korkeus merenpinnasta vaikuttaa hitusen: paine kasvaa noin 13 pascalia metriä kohti.


Ilman paristoja ja johtoja

Tarkkuuden lisäksi anturilta vaaditaan monia muitakin ominaisuuksia. Niistä yksi on kyky hankkia mittaukseen tarvittava energia ympäristöstä. Laitteiden on toimittava ilman paristoja ja johtoja.

Kehitteillä on antureita, jotka toimivat auringolla tai lepattavan purjeen mekaanisella energialla. Pietsosähköiset energiasiepparit tuottavat sähköä taivutettaessa ja venytettäessä. Ehkä tulevaisuudessa energiasieppareina on venyviä nanoputkia, jotka kudotaan suoraan purjekankaaseen.

Tulevaisuudessa elektroniikka tekee paljon muutakin kuin mittaa painetta. Kankaaseen upotetut ledivalot varoittavat, jos purje lepattaa vaarallisesti. On ideoitu myös antureita, jotka vaihtavat väriään purjeen kiristyessä ja löystyessä. Elektroniikka voi kerätä tietoja purjeen kunnostakin.

Jonkin aikaa älypurjeita saadaan kuitenkin odottaa.

- Homma on vielä alkuvaiheessaan; suunnitelmat ovat valmiita, mutta käytännössä matkaan tulee varmasti vielä mutkia, varoittaa WB-Sailsin toimitusjohtaja, purjeiden kehittäjä ja purjehtija Mikko Brummer.


Purjesuunnittelu oma tieteensä

Täsmällisten tieteellisten ja matemaattisten menetelmien soveltamisessa purjeiden suunnittelu kulkee toistaiseksi itse purjehduksen edellä. Purjeiden toimintaa tutkitaan tuulitunnelissa ja simuloidaan tietokoneella.

Kaasu- ja nestevirtauksia kuvasivat tarkasti jo 1800-luvulla ranskalainen insinööri Claude-Louis Navier ja irlantilainen fyysikko Georg Stokes. He laativat differentiaaliyhtälöt, jotka kertovat, miten virtausnopeuden muutos riippuu paineesta ja kitkasta. Navier-Stokesin yhtälöiden ratkaiseminen käsin oli kuitenkin mahdottoman työlästä.

Tietokoneiden laskentavoiman ansiosta vanhoja matemaattisia menetelmiä pystytään nykyisin hyödyntämään täysimääräisesti, ja siksi aerodynaaminen simulaatio on mullistunut täysin.

- Monet vanhat uskomukset ovat osoittautuneet paikkansapitämättömiksi, kertoo Brummer. - Virtauksista purjeiden ympärillä löytyy koko ajan uusia piirteitä

Esimerkiksi mastoa pidettiin ennen lähinnä häiritsevänä jarruna, mutta nykytiedon mukaan se voikin toisinaan toimia ikään kuin isopurjeen osana.


Kalevi Rantanen on diplomi-insinööri, tietokirjoittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.


Vanhoista purjeista tölkkitykkejä


Nykyaikaiset purjekankaat valmistetaan yhdistelemällä useita materiaaleja, jotka yleensä ovat erilaisia polymeerejä. Näin saadaan purjeeseen mahdollisimman hyvä ominaisuuksien yhdistelmä, mutta haittana on usein huono kierrätettävyys. Yhdistelmämateriaaleja on vaikea purkaa osiinsa.

Yksi ratkaisu ongelmaan on tehdä käytetyistä purjeista uusiotuotteita. Näin hyötykäyttöaikaa ennen kaatopaikalle kuljettamista voi jatkaa.

Uusiomateriaaleista valmistettuun muotiin keskittynyt suomalaisyritys Globe Hope tekee purjeista kasseja, laukkuja, pullokasseja, penaaleja, kukkaroita ja muuta hyödyllistä. Yksi tuotteista on kuuden tölkin putkilo tai tölkkitykki, joissa voi kuljettaa piknikjuomia tai miksei muutakin, vaikka piirustuksia.
www.globehope.com

Tulevaisuuden työelämässä menestyy ihminen, joka on opetellut oppimaan uutta nopeasti. Kuva: iStock

Kannattaa ryhtyä oman elämänsäi futurologiksi, sillä työ menee uusiksi muutaman vuoden välein.

Maailma muuttuu, vakuuttaa tulevaisuudentutkija, Fast Future Research -ajatushautomon johtaja Rohit Talwar. Elinikä pitenee, työvuodet lisääntyvät. Tiede ja teknologia muuttavat teollisuutta ja työtehtäviä. Ammatteja katoaa ja uusia syntyy.

– Kun nämä tekijät yhdistetään, on järjellistä väittää, että tulevaisuudessa työ tai ura voi kestää 7–10 vuotta, ennen kuin pitää vaihtaa uuteen. 50–70 vuoden aikana ihmisellä siis ehtii olla 6–7 ammattia, Talwar laskee.

Ole valpas

Millaisia taitoja parikymppisen sitten kannattaisi opetella, jotta hän olisi kuumaa kamaa tulevaisuuden työmarkkinoilla?

– Sellaisia, joiden avulla hän kykenee hankkimaan jatkuvasti uutta tietoa ja omaksumaan erilaisia rooleja ja uria, Talwar painottaa.

– Esimerkiksi jonkin tietyn ohjelmointikielen, kuten Javan tai C++:n, taitaminen voi olla nyt tärkeää, mutta ne korvautuvat moneen kertaan vuoteen 2030 mennessä. Samalla tavoin uusimpien biokemiallisten tutkimusmenetelmien osaaminen on nyt hottia, mutta nekin muuttuvat moneen kertaan 20 vuodessa, Talwar selittää.

Siksi onkin olennaista opetella oppimista, nopeita sisäistämistekniikoita ja luovaa ongelmanratkaisua. – Pitää myös opetella sietämään tai "hallitsemaan" mutkikkaita tilanteita ja tekemään epävarmojakin päätöksiä. Myös tiimityö ja oman terveyden hallinta ovat tärkeitä, Talwar listaa.

– Näiden taitojen opettelua pitäisi painottaa niin koululaisille kuin viisikymppisille, hän huomauttaa. Elinikäinen oppiminen on olennaista, jos aikoo elää pitkään.

Jokaisen olisikin syytä ryhtyä oman elämänsä futurologiksi.

– Ehkä tärkeintä on, että jokaista ihmistä opetetaan tarkkailemaan horisonttia, puntaroimaan orastavia ilmiöitä, ideoita ja merkkejä siitä, mikä on muuttumassa, ja käyttämään tätä näkemystä oman tulevaisuutensa suunnitteluun ja ohjaamiseen, Talwar pohtii.

Oppiminenkin muuttuu

Rohit Talwar muistuttaa, että ihmisen tapa ja kyky oppia kehittyy. Samoin tekee ymmärryksemme aivoista ja tekijöistä, jotka vauhdittavat tai jarruttavat oppimista.

– Joillekin sosiaalinen media voi olla väkevä väline uuden tiedon sisäistämiseen, toisille taas kokemukseen nojaava tapa voi olla tehokkaampi, Talwar sanoo. Ihmisellä on monenlaista älyä, mikä mahdollistaa yksilölliset oppimispolut. Uskon, että oikealla tavalla käytetyt simulaatiot ja oppimistekniikat voivat nopeuttaa olennaisten tietojen ja taitojen omaksumista.

– Toisaalta olen huolissani siitä, että ihmisten kyky keskittyä yhteen asiaan heikkenee ja jokaisella tuntuu olevan kiire. Nopeampi ei aina tarkoita parempaa.

Talwarin mukaan nyt täytyykin olla tarkkana, että uusilla menetelmillä päästään yhtä syvään ja laadukkaaseen oppimiseen kuin aiemmin.

– Kukaan ei halua, että lentokoneinsinöörit hoitaisivat koko koulutuksensa Twitterin välityksellä, Talwar sanoo. – Ja ainakin minä haluan olla varma, että sydänkirurgini on paitsi käyttänyt paljon aikaa opiskeluun myös harjoitellut leikkaamista oikeilla kudoksilla, ennen kuin hän avaa minun rintalastani!

Elinikä venymässä yli sataan

Väkevimpiä tulevaisuutta muovaavia seikkoja on se, että ihmiset elävät entistä pidempään.

– Kehittyneissä maissa keskimääräinen eliniän odote kasvaa 40–50 päivää vuodessa. Useimmissa teollisuusmaissa nopeimmin kasvaa yli kahdeksankymppisten joukko, Rohit Talwar toteaa.

– Joidenkin väestöennusteiden mukaan alle viisikymppiset elävät 90 prosentin todennäköisyydellä satavuotiaiksi tai yli. Ja lapsemme elävät 90 prosentin todennäköisyydellä 120-vuotiaiksi, hän jatkaa.

Tämä tarkoittaa Talwarin mukaan sitä, että ihmisten pitää työskennellä 70-, 80- tai jopa 90-vuotiaiksi, mikäli aikovat elättää itsensä. – Puhumme siis 50–70 vuoden pituisesta työurasta, hän kiteyttää.

– Tiedämme, että nykyeläkkeet eivät tule kestämään – nehän on yleensä suunniteltu niin, että ihmiset eläköityvät 65-vuotiaina ja elävät sen jälkeen ehkä 5–10 vuotta. Nykyisillä järjestelmillä ei yksinkertaisesti ole varaa maksaa eläkettä, joka jatkuu 20–40 vuotta työnteon lopettamisen jälkeen.

 

10 globaalia muutosvoimaa

  • väestömuutokset
  • talouden epävakaus
  • politiikan mutkistuminen
  • markkinoiden globaalistuminen
  • tieteen ja teknologian vaikutuksen lisääntyminen
  • osaamisen ja koulutuksen uudistuminen
  • sähköisen median voittokulku
  • yhteiskunnallinen muutos
  • luonnonvarojen ehtyminen

10 orastavaa ammattia

  • kehonosien valmistaja
  • lisämuistikirurgi
  • seniori-iän wellnessasiantuntija
  • uusien tieteiden eetikko
  • nanohoitaja
  • avaruuslentoemäntä
  • vertikaaliviljelijä
  • ilmastonkääntäjä
  • virtuaalilakimies
  • digisiivooja

Lähde: Rohit Talwar, The shape of jobs to come, Fast Future 2010.
Futurologi Talwarin Fast Future Research laati tutkimuksen tulevaisuuden ammateista Britannian hallituksen tilauksesta.

Ikihitti: sairaanhoitaja

2010-luvun nopeimmin kasvavista ammateista kolmasosa kytkeytyy terveydenhoitoon, mikä heijastaa väestön ikääntymistä, arvioi Yhdysvaltain työministeriö 2012.

Eurostatin väestöskenaarion mukaan vuonna 2030 EU:n väestöstä neljännes on yli 65-vuotiaita. Suomen väestöllinen huoltosuhde, työllisten määrä verrattuna työvoiman ulkopuolisiin, on samassa laskelmassa tuolloin EU-maiden epäedullisin.

Kirsi Heikkinen on Tiede-lehden toimittaja.

Julkaistu Tiede-lehdessä 3/2012

getalife.fi 

Maailman ensimmäisellä tulevaisuuden työelämän simulaatiolla voit kokeilla opiskelu- ja elämänvalintojen mahdollisia seurauksia parinkymmenen vuoden aikajänteellä. Toteuttaja: Tulevaisuuden tutkimuskeskus Turun yliopistossa yhteistyökumppaneineen. 

Avoimet työpaikat 2032

Tämänkaltaisia töitä visioi brittiläinen tulevaisuudentutkija Rohit Talwar.

 

Wanted:

Virtuaalimarkkinoja!

Myy itsesi meille, heti.
U know what 2 do. Shop&Sell Inc.

 

3D-velhot

Me Wizarsissa teemme tajunnanräjäyttävää viihdettä koko pallomme tallaajille. Kehitämme nyt uutta reality-virtuaalipeliä, ja joukostamme puuttuu kaltaisemme hullu ja hauska hologrammisti sekä hauska ja hullu avatar-stylisti Jos tunnistat itsesi ja haluat meille hommiin, osallistu hakuroolipeliin ww3.wizars.com
Jos kysyttävää, @kuikka

 

Sinä sähköinen seniori, tule

digisiivoojaksi

Muistatko vielä Windowsin, Androidin tai iOSin? Jos, niin tarvitsemme sinua!
Tarjoamme yrityksille ja yksityisille retrodatan seulomis- ja päivityspalvelua, ja kysyntä on ylittänyt huikemmatkin odotuksemme. Haemme siis tiedostosekamelskaa pelkäämättömiä datakaivajia ja retrokoodareita Asiakkaidemme muinaisten kuva- ja tekstitiedostojen läpikäymiseen.
ww3.datadiggers.com

 

Impi Space Tours
vie vuosittain tuhansia turisteja avaruuteen.
Retkiohjelmaamme kuuluvat painottomuuslennot, kuukamarakävelyt sekä avaruusasemavierailut.
Jos olet sosiaalinen, monikielinen, energinen, palveluhenkinen ja tahtoisit taivaallisen työn, tule meille

avaruusmatkaoppaaksi!

Matkaan pääset heti seuraavalla lennollamme, joka laukaistaan Lapista 13.4.2032.
Ota siis kiireesti meihin yhteyttä:
@impispacetours.ella tai ww3.impispacetoursrekry.com

 

Jatkuva pula pätevistä
robottimekaanikoista.
ww3.fixarobo.com

 

Global Climate Crisis Management GCCM Inc
ratkoo ilmastonmuutoksen aiheuttamia paikallisia kriisejä Maan joka kolkalla.
Toimeksiantojen lisääntyessä tarvitsemme palvelukseemme

mikroilmastonkääntäjiä

Edellytämme ilmastonmuokkauksen ja hiilidioksidivarastoinnin uusimpien menetelmien erinomaista hallintaa. Tarjoamme ison talon edut ja vakituisen työn.
Hae: ww3.GCCMrekry.com

 

Pohjois-Euroopan sairaanhoitopiiri
North European Hospital District NEHD pitää huolta 80-miljoonaisen väestönsä terveydestä. Etsimme nyt osaavia

Sairaanhoitajia
Avoimia virkoja 156. Gerontologiaan erikoistuneet etusijalla.

Kyborgiaan erikoistuneita kirurgeja
Avoimia virkoja 31, joista 20 muisti-implanttien istuttajille.

Etälääketieteen erikoislääkäreitä
Avoimia virkoja 42.

Elinkorjaajia
Avoimia paikkoja 51. Edellytyksenä kantasoluteknikon ja/tai biosiirrelaborantin tutkinto.

Virtuaaliterapeutteja
Avoimia virkoja 28.

Lisätietoja ja haastattelurobotti ww3.nehdrekry.com

 

Etsimme vapaaehtoisia

likaajia

Euroopan terveydenedistämisorganisaation ja BeWell Pharmaceutics -yhtiön hankkeeseen, joka testaa julkisille paikoille levitettyjen hyötymikrobien tehokkuutta sairauksien ehkäisyssä.
ww3.likaonterveydeksi.org

 

Meissä on itua!™
Urbaanifarmarit tuottavat lähiruokaa puistoissa ja kerrostaloissa.
Viljelemme kattoja, parvekkeita ja seiniä. Vapaasti seisovia pystyporraspalstojamme voi asentaa mihin tahansa ulkotilaan.

Etsimme uusia

vertikaaliviljelijöitä

vihreään joukkoomme. Toimimme sovelletulla franchising-periaatteella: saat meiltä lisenssiä vastaan hyvän maineen, brändinmukaiset vesiviljelyalustat ja seiniin/katoille kiinnitettävät pystypeltopalstarakenteet pystytys- ja viljelyohjeineen. Viljelykasvit voit valita makusi mukaan. Sadon – ja sen myynnistä koituvan rahan – korjaat sinä!
Lue lisää ja ilmoittaudu ww3.urbaanifarmarit.org, someyhteisö: @urbaanifarmarinet

Uutuus
Laajennamme valikoimaamme ravintokasveista hiilidioksidinieluihin, joista peritään asiakkailta hiilidioksidijalanjäljen pienennysvastiketta. Jos haluat erikoistua mikroilmastotekoihin, osallistu online-infotilaisuuteemme ww3.urbaanifarmarit.org

 

Finnaerotropolis BusinessWorld
Businessmaailmamme sisältää Helsingin Metropolin lentokentän lisäksi 15 hotellia, neljä elokuvateatteria, kolme lääkäriasemaa, viisi hyperostoskeskusta, 160 toimistoa, kolme toimistohotellia, kylpylän, uimahallin, hiihtoputken, hevostallin ja sisägolfkentän.
Palkkaamme kunnossapitoyksikköömme tehokkaita

pandemianehkäisyyn

perehtyneitä siivoojia (vuorotyö)

sekä liikennevirtahallintaan järjestelmällisiä

logistikkoja

Klikkaa: ww3.finnaerotropolis.fi

 

Bioverstas
Valmistamme eksoluurankoja, vaihtoelimiä ja kehonosia. Hittituotteitamme ovat kantasoluista kasvatetut maksat sekä orgaaniset polvinivelet ja -kierukat.
Haemme nyt raajapajallemme

uusiokäden kasvatukseen erikoistunutta molekyylibiologia

Osaat erilaistaa ja kasvattaa kantasoluista koko yläraajan olkavarresta sormenpäihin. Viljelemäsi luut ja lihakset ovat lujia ja vahvoja mutta valmistamasi ihokudos kimmoisaa ja joustavaa. Tule ja näytä taitosi laboratoriossamme.
Näyttökokeet 10.3.2032 klo 12, osoitetiedot ja tulo-ohjeet sovelluksella gps.bioverstas

Kevään ihme pilkottaa pienissä sanoissa.

Talven jäljiltä väritön maisema herää eloon, kun iloista vihreää pilkistelee esiin joka puolelta.

Tätä kasvun ihmettä on aina odotettu hartaasti, ja monille ensimmäisille kevään merkeille on annettu oma erityinen nimityksensä, joka ei viittaa mihinkään tiettyyn kasvilajiin vaan nimenomaan siihen, että kysymys on uuden kasvun alusta.

Kasvin, lehden tai kukan aihetta merkitsevä silmu on johdos ikivanhaan perintösanastoon kuuluvasta silmä-sanasta. Myös kantasanaa silmä tai tämän johdosta silmikko on aiemmin käytetty silmun merkityksessä.

Norkko on ilmeisesti samaa juurta kuin karjalan vuotamista tai tippumista merkitsevä verbi ńorkkuo. Myös suomen valumista tarkoittava norua kuulunee samaan yhteyteen. Rennosti roikkuvat norkot näyttävät valuvan oksilta alas.

Lehtipuun norkkoa tai silmua merkitsevällä urpa-sanalla on laajalti vastineita itämerensuomalaisissa sukukielissä, eikä sille tunneta mitään uskottavaa lainaselitystä. Näin ollen sen täytyy katsoa kuuluvan vanhaan perintösanastoon.

Nykysuomalaisille tutumpi urpu on urpa-sanan johdos, ja samaa juurta on myös urpuja syövän linnun nimitys urpiainen.

Urpa-sanan tapaan myös vesa on kantasuomalaista perua, koskapa sana tunnetaan kaikissa lähisukukielissä.

Taimi-sanaa on joskus arveltu balttilaiseksi lainaksi, mutta todennäköisempää on, että se on kielen omista aineksista muodostettu johdos. Samaa juurta ovat myös taipua- ja taittaa-verbit.

Itu on johdos itää-verbistä, joka on ikivanha indoeurooppalainen laina. Oras puolestaan on johdos piikkiä tai piikkimäistä työkalua merkitsevästä indoiranilaisesta lainasanasta ora. Verso on myös selitetty hyvin vanhaksi indoiranilaiseksi lainaksi.

On mahdollista, että maanviljelytaitojen oppiminen indoeurooppalaisilta naapureilta on innoittanut lainaamaan myös viljakasvien alkuihin viittaavia sanoja.

Kevään kukkiva airut on leskenlehti. Vertauskuvallinen nimi johtuu siitä, että kasvi kukkii suojattomana ilman lehdistöä, joka nousee esiin vasta kukkimisen jälkeen. Vaatimattomasta ulkonäöstä huolimatta leskenlehden ilmestyminen on pantu visusti merkille, ja sille on kansankielessä kymmeniä eri nimityksiä. Yksi tunnetuimmista on yskäruoho, joka kertoo, että vanha kansa on valmistanut kasvista rohtoja etenkin hengitysteiden tauteihin.

Kaisa Häkkinen on suomen kielen emeritaprofessori Turun yliopistossa.

Julkaistu Tiede-lehdessä 5/2018