Kirurgian tekniikka tulee kotitontille.

Tekniikka-palsta

Teksti: Kalevi Rantanen

Kirurgian tekniikka tulee kotitontille.

Julkaistu Tiede-lehdessä 10/2011

Kesämökin omistajan pitäisi toisinaan olla kahdessa paikassa yhtä aikaa. Mökillä pitäisi vetää vene rannalle, kerätä pudonneet lehdet tai lapioida lunta. Kesällä riittää puutarhanhoitoa ja ruohonleikkuuta. Aina ei kuitenkaan ole aikaa tai halua lähteä mökkireissulle.

Eivätkö insinöörit mitenkään saa keksityksi koneita, joita voi käyttää kotisohvalta?

Ovat keksineet. Tampereen teknillisen yliopiston ja VTT:n tutkimusprofessori Timo Määttä kertoo, että jo viitisentoista vuotta sitten Yhdysvalloista ajettiin Suomessa sijaitsevaa työstökonetta. Otaniemestä on ohjattu Avantin konetta, joka on tehnyt ulkotöitä Tampereella.

Joitakin koneita on jo markkinoillakin, esimerkiksi radio-ohjattavia ruohonleikkureita. Matka laboratoriolaitteista kuluttajatuotteisiin on kuitenkin pitkä, ja Määtän arvion mukaan tuotevalikoiman isoa laajentumista pitää odotella vielä vuosia. Mutta alkuun on siis päästy.

Etävehjettä ohjataan etänä

Etäoperoinnista puhutaan, kun käyttäjä ohjaa konetta työn aikana ainakin silloin tällöin. Automaattinen ruohonleikkurirobotti ei ole etäkone, vaikka se käynnistettäisiinkin etäältä. Oikea etävehje on ohjattavissa, vierestä tai maapallon toiselta puolelta.

Jos emme vaadi koneelta suurta liikkuvuutta, voimme ajatella itse kesämökkiäkin koneena, jota tarvittaessa etäkäytetään. Saunan voi panna lämpiämään, talon lämmityksen voi kytkeä päälle ja pois tai lämpötilaa muuttaa kännykällä tai tietokoneella.

Etäkameralla voi tarkkailla mökkiä. Murtovarkaan voi ainakin nähdä, vaikka ei muuten voisi tehdä mitään. Jos taas haluaa päästää hyvän naapurin sisään, oven sähkölukko avautuu kaupungista käsin.

Kirurgia mannertenväliseksi

Etäoperoinnin eksoottisia mahdollisuuksia havainnollistaa kirkkaimmin kirurgia. Jo noin kymmenen vuotta sitten tehtiin mannertenvälinen leikkaus. Kirurgit työskentelivät New Yorkissa ja poistivat sappirakon potilaalta, joka makasi Strasbourgissa.

Kirurgit käyttivät leikkausrobottia. Sen ohjaaja katsoo kolmiulotteista videota ja liikuttaa robotin käsivarsia. Ne työskentelevät ylivoimaisesti tarkemmin kuin ihmiskädet, ja periaatteessa on samantekevää, kuinka kaukana potilas on kirurgista.

Myöhemmin on rakennettu monenlaisia kirurgirobotteja. Esimerkiksi Carnegie Mellon -yliopiston "toukkakirurgi" HeartLander on viiden sentin mittainen. Laite menee rinnasta sisään ja ryömii kirurgin ohjauksessa sykkivän sydämen päällä. Menetelmän toimivuus on testattu sioilla.

Onnistuneista kokeista huolimatta saamme vielä odottaa etäleikkausten tuloa tavalliseen terveydenhuoltoon. Turvallisuustutkimukset vievät aikaa.

Kaivostyö valvomotyöksi

Kivet ovat vähemmän herkkiä kuin ihmiset. Kaivoksissa etäoperointi on edennyt jo puolikaupallisiin kokeiluhankkeisiin.

Perthissä Australian länsirannikolla kaivosyhtiö Rio Tinto käynnisti viime vuonna rautakaivostoiminnan ohjauskeskuksen. Sen työntekijät operoivat rautamalmin kaivu-, kuljetus- ja lastauslaitteita, jotka toimivat Pilbarassa 1 500 kilometrin päässä.

Ruotsissa etäoperointia hyödynnetään LKAB:n rautakaivoksessa Kiirunassa, Suomessa Inmet Miningin kupari- ja sinkkikaivoksessa Pyhäsalmella.

Nykyajan kaivostyöläinen yhä harvemmin jyristelee maan alla pora- ja lastauskoneiden kanssa. Tavallisesti hän tarkkailee valvomossa näyttöpäätteitä ja ajaa koneita sauvaohjainten avulla.

Näin työturvallisuus paranee ja työn kiinnostavuus lisääntyy. Henkilöstön värvääjä voi kertoa, että kaivostyö muistuttaa tietokonepelin pelaamista.

Suomelle sopiva ala

Insinöörit lupaavat, että työ tulee vielä jännittävämmäksi. Esimerkiksi suomalaiset tutkivat paljon virtuaalitodellisuuden hyödyntämistä etäoperoinnissa.

Yksi tärkeä sovellus on kansainvälisen fuusioreaktorin Iterin kunnossapito, joka on säteilyn takia hoidettava etäoperoitavilla koneilla. Videokuvaakaan ei välttämättä saada. Sen sijaan kohdetta seurataan erilaisin mittalaittein, ja tietokone rakentaa niiden avulla virtuaaliesityksen. Käyttäjä toimii auton tai lentokoneen käyttöliittymän kaltaisessa ympäristössä, kertoo Timo Määttä.

Etäoperoinnissa virtuaalitodellisuus tarkoittaa luotettavan ja tärkeän tiedon esittämistä käyttäjälle ymmärrettävässä muodossa, ei kyberavaruuteen rakennettua mielikuvitusmaailmaa. Joskus puhutaan lisätystä todellisuudesta. Silloin todelliseen kuvaan lisätään tietoa, joka ei näy pinnalle.

Käyttäjä saa tietoa monin tavoin, näön lisäksi vaikkapa tuntoaistilla. Esimerkiksi kaivoskoneen tärinä voidaan panna tuntumaan ohjaussauvassa.

Tällaisiin uusiin ja vaativiin järjestelmiin sopivia virtuaalitekniikoita hallitaan Määtän mukaan Suomessa hyvin.

– Suomi voisikin erikoistua näiden erikoistuotteiden kehittämiseen.

Etäkädenoikeutta turvakaukolla?

Teollisuuden erikoistuotteista syntyy uusia kuluttajasovelluksia, osa arvaamattomia, osa kauan sitten kuviteltuja. Puolalainen tieteiskirjailija Stanislaw Lem ideoi jo 1980-luvulla kaukoja. Ne olisivat etäohjattavia humanoidirobotteja, esimerkiksi kodinturvakaukoja.

Mökeilläkin kaukoille olisi markkinoita. On tylsää vain etäkatsella murtovarasta. Toista olisi toimia etärambona. Silloin tosin syntyy lakiongelmia. Millainen turvakaukon etäkäyttö on jo omankädenoikeutta, vai pitäisikö sanoa etäkädenoikeutta?

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

Lisää etätekniikan sovellusalueita– Pommien purku– Työ säteilyvaarallisessa ympäristössä– Toiminta avaruudessa– Toiminta syvällä meressä– Vaativat pelastustehtävät– Sotilassovellukset, kuten etäohjattavat taistelukoneet– Etäasennus– Etäkunnossapito 

Jos rehkiminen ei huvita, syy voi olla geeneissä.

Monia liikunta palkitsee hyvän olon tunteella, mutta kaikille palkintoa ei tule, kertoo Helsingin Sanomat jutussaan. Olo saattaa olla hikilenkin jälkeen enemmän runneltu kuin rento.

”Osa suomalaisten liikkumattomuudesta saattaa selittyä negatiivisilla tuntemuksilla”, sanoo jutussa liikuntapsykologian professori Taru Lintunen Jyväskylän yliopistosta.

Ihmiseltä saattavat puuttua hyvät kokemukset ja liikunnallisen elämäntavan mallit.

Perimälläkin on sormensa pelissä. Naisilla jopa puolet liikuntanautinnon vaihtelusta selittyy geeneillä, miehillä kolmannes.

Näin osoittaa vuonna 2014 julkaistu suomalainen tutkimus, joka perkasi perintötekijöiden osuutta liikuntamotivaatioon.

Tarkkaa syytä eroihin ei tiedetä. Yksi ehdokkaista on aivojen dopamiinirata. Se palkitsee niin syömisestä, seksistä kuin liikunnasta.

Dopamiinikylpy tuottaa aivoissa huumaavan euforian. Tutkimusten mukaan järjestelmän häiriöt vähentävät koe-eläinten liikkumishaluja.

Viime kädessä geenit ohjaavat mielihyväkoneiston toimintaa. Dopamiinin valmistukseen tarvittavat geenit toimivat toisilla kenties vilkkaammin. Erityisesti naisilla on liikuntamielihyvän kokemisessa geneettistä vaihtelua.

Yksilöiden erot ulottuvat laajemmallekin. Kaikki eivät saa liikunnasta yhtä paljon hyötyä – ainakaan heti.

Sama harjoittelu saattaa vaikuttaa ihmisiin eri tavoin. Yhden kunto kasvaa kohisten, mutta toinen ei saa tuloksia, vaikka kuinka rehkisi. Tutkijat puhuvat yksilöllisestä vasteesta.

Kuitenkin vaikka oma elimistö tuntuisi olevan immuuni liikunnalle, se voi olla vain harhaa. Tutkimuksissa tuijotetaan usein suorituskykyyn ja lihasvoimaan. Ne eivät ehkä hetkahda pienestä rasituksesta, mutta veren rasva- ja sokeriarvot saattavat parantua merkittävästi. Siksi liikuntaa voi suositella kaikille.

Kysely

Onko liikunta tuskien tie?

Tutustu sisältöön ja lue uusi lehti digilehdet.fi:ssä.

 

Tieteessä 2/2018 

 

PÄÄKIRJOITUS

Kun viha vie

Vihapuhuja ratsastaa alkukantaisella reaktiolla.

 

PÄÄUUTISET

Unissa puhutaan rumia

Myöntisen päiväminän takaa kurkkii
kielteinen yöminä – hyvästä syystä.

Alienkivi on yksi miljoonista

Tähtienvälisiä asteroideja syöksyy
aurinkokunnan läpi jatkuvasti.

Nykyihminen seikkaili
ulos Afrikasta useita kertoja

Yhden ulostulon malli ei enää mitenkään
istu Aasian löytöihin.

Korallit kalpenevat kiihtyvää tahtia

Lämpenevät vedet riistävät
polyypilta elintärkeän kumppanin.

 

ARTIKKELIT

Migreeni vyöryy aivorungosta

Kun sähköt sekoavat hermokeskuksessa,
kipuviestit kiihdyttävät aivot hälytystilaan.

Esinisäkkäät
Maailman valtiaat ennen dinosauruksia

Kehitys kohti meitä käynnistyi jo silloin,
kun maapallon mantereet olivat vielä yhtä.

Siittiöt hukassa

Enää hälytyskellot eivät kilise van kumisevat.
Miesten siittiömäärät ovat romahtaneet.

James Bond
Harmaa agentti hurmasi maailman

Vastoin odotuksia huomaamaton vakooja sai
valtavan huomion. Kohu teki fiktiosta faktaa.

Liikenne jättää tiet

Visio on villi muttei utopiaa. Jokainen sopiva
maapala tarvitaan luonnolle ja ruoalle.

Ennen paras mies oli poikamies

Naiset ja seksi eivät ole aina olleet miehen mitta.
Elämän tärkeät asiat löytyivät pitkään toisaalta.

 

TIEDE VASTAA

Voiko pissa jäätyä kaarelle?

Haudataanko vainajat ilmansuuntien mukaan?

Mikä on puujalkavitsi?

Miksi kuusi kestää lumen painon?

Miten norppa löytää takaisin avannolle?

Voiko avaruusaseman palauttaa Maahan?

 

KIRJAT

Oma dna kantaa suvun historiaa

Marja Pirttivaara teki suomalaisille sukututkijoille uudenlaisen kätevän oppaan.

 

KUVA-ARVOITUS

Klassikkopalsta

kutsuu lukijoita tulkitsemaan kuvia lehden Facebook-sivustolle: facebook.com/tiede.fi

 

OMAT SANAT

Valoa kohti

Entisinä aikoina kantasana tarjosi myös lämpöä.

 

Jos olet Sanoman jonkin aikakauslehden tilaaja, voit lukea uusimman numeron jutut Sanoman Digilehdet-palvelussa.

Ellet vielä ole ottanut tilaukseesi kuuluvaa digiominaisuutta käyttöön, tee se osoitteessa https://oma.sanoma.fi/aktivoi/digilehdet. Aktivoinnin jälkeen pääset kirjautumaan suoraan digilehdet.fi-palveluun.