Kuvittele valot, joiden väriä voi säätää koko sateenkaaren leveydeltä. Kuvittele vielä, että voit panna katon tai ikkunaverhot loistamaan haluamasi väristä valoa. Seinille voit laittaa valotapetit. Ikkunasi läpäisee päivällä auringonvaloa ja pimeällä valaisee itse. Saat niin paljon valoa kuin haluat, mihin vain ja kaikissa toivomissasi väreissä - jopa halvalla. Kaikkea tätä ja paljon muuta lupaavat LED-valot eli ledivalot eli ledit, jotka tulevat hehkulampun tilalle. Ratkaisevaa askelta menestykseen merkitsi sininen ledi.

Ledivaloja voimme nimittää myös Nakamuran lampuiksi. Japanilainen insinööri, keksijä ja tutkija Shuji Nakamura pani sinisellä ledillään alulle uuden valovallankumouksen.

Näistä löydät ledejä

- Merkkivalot
- Otsalamput
- Kaukosäätimien infrapunavalot
- Liikennevalot
- Autojen jarruvalot
- Autojen ajovalot
- Sisustusvalot
- Käytävien ja jääkaappien valot
- Lukuvalot
-  Yksilöllinen työvalaistus

Voimme puhua myös millenniumvaloista, sillä Nakamura tulee kohta, 8. syyskuuta, Suomeen hakemaan miljoonan euron Millennium-teknologiapalkinnon. Palkintolautakunnan puheenjohtaja, professori Pekka Tarjanne on verrannut hänen saavutuksiaan Thomas Edisonin hehkulamppuun, joka 1870-luvulla aloitti sähkövalon aikakauden.

Toisin kuin monet muut mullistukset, jotka kypsyvät laboratorioiden kätköissä, valokumous näkyy jo arjessa. Autojen, tietokoneiden ja kodinkoneiden merkkivaloissa näemme leditekniikkaa joka päivä. Marketit myyvät ledejä spottivaloiksi ja tunnelman luojiksi kotiin ja puutarhaan.

Ledit ovat toistaiseksi kohdevaloja, mutta valovoimaiset yleisledit ovat tulollaan. Ne siirtävät museoon niin hehkulamput kuin loisteputketkin. Tiede ja teollisuus uskovat lujasti ledeihin, mistä Millennium-palkintokin osaltaan kertoo.

Uskolla on katetta. Takana on viidenkymmenen vuoden tutkimus- ja kehitystyö, joka jakautuu kolmeen jaksoon: aika ennen Nakamuraa, Nakamuran työ ja nykyinen sinisen ja valkoisen ledivalon kausi. Ja tietenkin on myös tulevaisuus, valoisa!

Sisun ja tuurin mies

Shuji Nakamura saa 8.9.2006 maailman suurimman teknologiapalkinnon uraauurtavista valolähteistään. Hän onnistui valmistamaan sinisen ledin, jonka parissa tutkijat olivat kamppailleet vuosikymmenet. Sinisen avulla syntyi myös kaivattua valkoista ledivaloa.
Ledinsä pohjalta Nakamura kehitti seuraavaksi sinisen laserin. Se tallentaa tietoa cd-levylle viisi kertaa tehokkaammin kuin nykyinen infrapunalaser. Myös seuraavan sukupolven dvd-laitteissa hyödynnetään sinistä laseria.
52-vuotias Nakamura on vuodesta 2000 työskennellyt Kalifornian yliopistossa Santa Barbarassa. Palkitut työnsä hän teki pienessä Japanin maaseudulla toimivassa valodiodiyrityksessä. Tuotekehitysosastoon kuului ensin kolme henkeä, mutta epäonnistumisten jälkeen joukkue supistui yhteen sisukkaaseen mieheen.
Siniset ledit on tehty galliumnitridi-puolijohteesta. Nakamura oivalsi, miten parantaa sen tuotantoprosessia. Innovaatioidensa ansiosta hän sai tavallista laadukkaampaa puolijohdetta ledinsä materiaaliksi. Siitä urkeni menestys.

Millennium-teknologiapalkinto annetaan merkittävästä teknologisesta innovaatiosta, joka parantaa elämän laatua.
Nakamuran lamput säästävät energiaa ja lisäävät valaistuksen joustavuutta. Ledeillä saadaan lukuvalot syrjäkylillekin, koska ne toimivat esimerkiksi polkugeneraattorilla tai aurinkosähköllä.
Galliumnitridin avulla voidaan myös puhdistaa juomavettä, koska puolijohde lähettää mikrobeja tappavaa ultraviolettisäteilyäkin.

Ensin löytyi punainen

Ledi on diodi, joka säteilee valoa. Diodi taas on elektroniikan komponentti, sähköinen palikka, joka päästää sähkövirtaa läpi vain yhteen suuntaan.

Diodien ominaisuudet riippuvat niiden materiaaleista ja tavasta, jolla aineita seostetaan ja yhdistellään. Elektroniikan historia on pitkälti tarinaa materiaalitutkimuksesta. Mitä erilaisimpia - maallikon mielestä hyvinkin ihmeellisiä - aineyhdistelmiä on kokeiltu ja tutkittu, ja tutkitaan edelleen. Lähes kaikki materiaalit ovat puolijohteita, jotka voivat toimia niin johteina kuin eristeinä.

Vuonna 1961 Texas Instrumentsin tutkijat Bob Biard ja Gary Pittman kehittivät galliumarsenididiodia (GaAs-diodi). Katsoessaan sitä infrapunamikroskoopilla he havaitsivat, että diodi lähetti infrapunasäteilyä.

Yhtä infrapunadiodin sovellusta olemme käyttäneet kaikki. Television kaukosäätimestä löytyy pienen pieni lamppu, joka näyttää olevan pimeänä. On kuitenkin helppo varmistaa, että näkymätön säde on olemassa: jos pistät käden lampun eteen, säädin lakkaa toimimasta.

Samoihin aikoihin kun infrapunadiodi keksittiin, General Electricin tutkija Nick Holonyak Jr. puuhaili hänkin galliumarsenidin kimpussa. Hän havaitsi, että jos galliumarsenidiin lisätään fosforia, säteilyn taajuus kasvaa. Näkymättömän infrapunan sijasta saatiin heleänpunaista valoa, jolle löytyi pian käyttöä erilaisissa merkkivaloissa ja näytöissä.

Helposti myös keltainen ja vihreä

Myös keltaista ja vihreää valoa opittiin tuottamaan suhteellisen helposti, mutta sininen osoittautui kovaksi pähkinäksi.

Valo syntyy, kun elektronit siirtyvät diodin atomeissa matalammille kiertoradoille eli, kuten usein sanotaan, alhaisemmille energiatasoille. Pudotuksen korkeudesta riippuu syntyvän valon taajuus, josta puolestaan riippuu väri. Punainen valo on sateenkaaren pienitaajuisessa päässä. Sininen taas sijaitsee lähellä toista, suuritaajuista päätä.

Jotta saataisiin sinistä valoa, diodi on rakennettava niin, että elektroni putoaa riittävän pitkän matkan. Ero muihin väreihin osoittautui niin merkittäväksi, että tutkijat kamppailivat sinisen valon kanssa kolmekymmentä vuotta pääsemättä tyydyttävään tulokseen.
Sitten tuli Shuji Nakamura.

Nakamura myöhästyi kolmesti

Nakamura valmistui elektroniikkainsinööriksi Tokushiman yliopistosta Japanissa. Alun perin hän oli suunnitellut menevänsä töihin Tokioon, johonkin Sonyn tai Toshiban kaltaiseen suuryritykseen. Opiskeluaikanaan hän oli kuitenkin mennyt naimisiin ja perheeseen oli syntynyt vauva. Nakamuran mielestä Tokio oli liian iso ja meluisa lapselle. Siksi hän jäi Tokushimaan ja hankkiutui pieneen Nichia Chemical -nimiseen yritykseen, joka valmisti fosforia kuvaputkia ja loistelamppuja varten.

- Energiansäästö
- Kestävyys, pieni huollontarve
- Valotehokkuus (kohta isompi kuin loisteputkilla)
- Kaikki värit käytössä samalla kertaa
- Integroitavissa sisustukseen

Nakamura työskenteli tutkimus- ja kehitysosastossa, johon kuului kaikkiaan kolme henkeä. Kolmessa vuodessa hän kehitti galliumfosfidikiteen, mutta tuote menestyi markkinoilla heikosti, koska Toshiba ja muut suuryritykset tekivät jo samaa.

Nakamura siirtyi galliumfosfidista galliumarsenidiin. Kolmen vuoden päästä hänellä oli galliumarsenidikide, jota voitiin käyttää infrapunaisissa ja punaisissa ledeissä. Kaupallinen tulos oli yhtä laiha kuin edellisellä kerralla: suuryritykset myivät samaa tuotetta samalla hinnalla, jolloin pienyrityksen oli mahdotonta pärjätä kilpailussa.
Kolmanteen yritykseen Nakamura käytti jälleen kolme vuotta. Tuloksena oli galliumista, alumiinista ja arseenista valmistettu kiekko, jälleen punaisten ledien valmistamista varten. Ja kolmannen kerran muillakin oli markkinoilla sama tuote.

Puhutaan ledeistä

Ledi eli ledivalo eli LED on valoa lähettävä diodi. Lyhenne tulee englannin sanoista light emitting diode.
Diodi on kaksiosainen kide, jossa toinen osa on n-tyypin ja toinen p-tyypin puolijohdetta. N-tyypin puolijohteeseen on seostamalla tuotu ylimääräisiä elektroneja. P-tyypin puolijohteeseen on niin ikään seostamalla synnytetty aukkoja, joista puuttuu elektroni. N- ja p-puolijohteiden kosketuspintaa kutsutaan rajakerrokseksi.
Kun diodin läpi kulkee sähkövirta, elektronit siirtyvät rajakerroksen yli aukkoihin ja samalla "putoavat" alhaisemmalle energiatasolle. Ledi on seostettu ja rakennettu niin, että rajakerros säteilee valoa, kun elektronit ja aukot yhtyvät. 
Suomessa lediä nimitetään myös loistediodiksi, hohtodiodiksi ja diodivaloksi.
Näkee käytettävän myös sanaa valodiodi, joka on kuitenkin kaksiselitteinen ilmaus. Valodiodilla voidaan tarkoittaa myös fotodiodia eli laitetta, joka toimii päinvastaiseen suuntaan eli muuttaa valoa sähkövirraksi.
Selvintä on puhua ledeistä.

Orgaaninen ledi eli oledi on ledi, joka tehdään orgaanisesta polymeeristä. Muoviledi on arkikielen ilmaus. Kansainvälinen lyhenne OLED tulee sanoista organic light emitting diode.

Foledi eli flexible OLED saadaan, jos polymeeri on taipuisaa muovia.

Yksin sinisen kimppuun

"Kymmenen vuotta olin työskennellyt saadakseni aikaan nämä tuotteet", Nakamura kertoi myöhemmin aikakauslehti Science Watchille. "Olin tehnyt työtä kaksitoista tuntia päivässä ja seitsemän päivää viikossa, paitsi lomien aikana. Minulla oli hyvin, hyvin pieni budjetti, ja minun oli tehtävä itse kaikki mitä tarvitsin.Tein itse jopa reaktorit eli uunit kiteiden kasvattamista varten."

Moni olisi jo heittänyt homman sikseen, mutta ei Nakamura. Hänen onnistui ylipuhua yritysjohto antamaan vielä kerran aikaa ja rahaa kehitystyöhön. Nakamura muodosti nyt tuotekehitysosaston yksinään; kaksi muuta työntekijää olivat lähteneet turhauduttuaan tuloksettomaan työhön.

Nyt tavoitteeksi otettiin sininen ledi.

Tuohon aikaan, vuonna 1989, sinistä lediä yritettiin kehittää kahdesta materiaalista, sinkkiselenidistä (ZnSe) ja galliumnitridistä (GaN). Melkein kaikki tutkivat sinkkiselenidiä, jota pidettiin lupaavimpana lähtöaineena.

Nakamura muutti taktiikkaa: hän päätti tarttua galliumnitridiin, jota tutkittiin vain muutamissa yliopistoissa. Hän paranteli valmistuslaitteita niin, että sai aikaan laadukasta galliumnitridiä. Puolijohteet valmistettiin kerrostamalla metallihöyryjä alusta-aineen eli substraatin päälle, ja Nakamura keksi panna höyryt virtaamaan kahteen suuntaan. Tällä kaksivirtaustekniikallaan hänen onnistui ratkaista materiaalin laatuongelmat.

Kvanttikaivosta tuli oikeaa väriä

Sinisen valon synnyttämiseksi elektronin on pudottava atomissa syvälle - mutta ei liian syvälle, koska silloin syntyisi näkymätöntä ultraviolettisäteilyä. Saadakseen oikeanlaista valoa Nakamura hyödynsi kvanttimekaniikan outoja ilmiöitä. Hän seosti galliumnitridiin indiumia ja sai aikaan kvanttikaivon.

Kvanttikaivo vaikuttaa eri tavalla kuin arkielämästä tutut kaivot. Ihminen, joka putoaa kaivoon, viisastuu vähän. Sen sijaan elektroni, joka molskahtaa kvanttikaivoon, rauhoittuu ja pulskistuu eli alkaa säteillä pienemmällä taajuudella mutta kasvattaa samalla massaansa. Näin syntyy oikeantaajuista ja kasvaneen massan ansiosta kirkasta valoa.

Nakamura esitteli kirkkaan sinisen ledivalon 1993. Ja maailma näytti toisenlaiselta.

Tarinassa todella on yhtymäkohtia Edisoniin. Edisonkin aloitti lähes nollasta, toistamalla Michael Faradayn induktiokokeita. Teknisen innovaation syntyvaiheessa yksittäiset - ja monesti yksinäisetkin - keksijät ratkaisevat usein kaiken.

Ledi kilpailee hehku- ja loistelampun kanssa

- Hehkulampussa, lampuista tutuimmassa, valo syntyy metallilangan kuumentuessa korkeaan lämpötilaan. Halogeenilamppu on ominaisuuksiltaan samanlainen kuin hehkulamppu mutta pienikokoisempi.
- Loistelampussa ei ole hehkulankaa. Kahden elektrodin väliin syntyy sähköpurkaus, jolloin vapautuu ultraviolettisäteilyä. Säteily osuu fluoresoivaan kerrokseen, jolla lampun kuvun sisäpinta on päällystetty. Säteily virittää fluoresoivan aineen elektroneja, ja viritystilan lauetessa syntyy näkyvää valoa. Keittiön loisteputkivalaisimet ovat tyypillisiä loistelamppuja.
- Lamppujen tuottamaa valovirtaa mitataan lumeneilla ja kulutettua sähkötehoa wateilla. Kun lumenit jaetaan wateilla, saadaan valotehokkuus. Valotehokkuus on yksi mitta, jolla erilaisia lamppuja voidaan verrata toisiinsa.
Hehkulampun valotehokkuus on noin 15 ja loisteputken noin 80 lumenia wattia kohden.
Valkoinen ledi ohitti 2000-luvun alussa hehkulampun valotehokkuuden. Vuoteen 2010 mennessä sen arvioidaan kirivän loisteputken tehokkuuteen.

"Se, mitä minun onnistui tehdä", Nakamura on kertonut, "osoittaa, että myös ihminen, jolla on suhteellisen vähän erikoistietämystä ja jolla ei ole suuria rahoja eikä yhteyksiä yliopistoihin tai muihin yrityksiin, voi saavuttaa merkittävää menestystä uudella alueella." 

Nyt saatiin myös valkoista

Sininen ledi sysäsi koko valaistustekniikan uudelle kehitystielle. Värivalikoiman laajentuminen oli jo sellaisenaan arvokas tulos. Vielä tärkeämpää oli, että nyt voitiin tuottaa myös valkoista ledivaloa.

Kun koko sateenkaari on käytössä, valkoista valoa saadaan yhdistämällä erivärisiä ledejä. Periaate on sama kun väritelevisiossa.

Valkoista saadaan myös seostamalla sopivia aineita siniseen lediin tai muokkaamalla diodin rakennetta. Esimerkiksi Nakamura teki valkoista valoa lisäämällä siniseen lediin fosforia.

Upouusi, viime vuonna julkaistu keino tuottaa valkoista ovat kvanttipisteet. Niitä syntyy nanorakenteissa, joissa on ainoastaan muutamia kymmeniä atomeja. Yhdysvaltain Tennesseessä toimivan Vanderbilt-yliopiston tutkijat valaisivat kvanttipisteitä sinisellä ledillä, jolloin ne lähettivät kauniin valkoista valoa. Tutkijat arvelevat, että kvanttipisteitä on mahdollista stimuloida myös suoraan sähköllä.

Leditutkimus, vaikka onkin mikroelektroniikkaa, on tähän asti käsitellyt valtavia atomien ja elektronien joukkoja. Esimerkiksi yhden kuutiosenttimetrin kokoisessa piikiteessä on satatuhatta miljardia miljardia eli 10²³ atomia. Muutamien kymmenien atomien rakenteet ovat aivan uusi maailmansa, kvanttimekaniikan ja nanotekniikan jännittävä sauma.

Tulevaisuudessa voi syntyä "kvanttivalotekniikkaa", joka ehkä on jo jotain muuta kuin ledejä mutta jolla on juurensa Nakamuran ja muiden leditutkijoiden työssä. Tehdään esimerkiksi valaisevaa maalia, joka soveltuu pintaan kuin pintaan.

150 ydinvoimalan sähkönsäästö!

Muoviledeistä valoseinää ja -ikkunoita

Houkutteleva kehityssuunta ovat orgaaniset eli arkisesti sanottuna muoviledit, oledit. Muovi on taipuisaa, ja oledeista kehitelläänkin valaisevia kalvoja.
Oledit keksittiin suunnilleen samoihin aikoihin, kun Nakamura kehitti sinistä valoa. Brittiläinen kemisti, professori Richard Friend Oxfordin yliopistosta yritti 1989 työtovereineen rakentaa transistoria orgaanisesta, hiilipohjaisesta materiaalista.
Tutkijat laittoivat polyfenyleenivinyleeni-nimistä polymeeriä kahden elektrodin väliin ja huomasivat yllättäen, että laite säteili valoa. Muoviledit oli keksitty. Nykyään niitä käytetään merkkivaloina samoin kuin muitakin ledejä.
Professori Mark Thompson Etelä-Kalifornian yliopistosta ja hänen kollegansa Stephen Forrest Michiganin yliopistosta julkaisivat viime keväänä tutkimustuloksia, jotka havainnollistavat oleditutkimuksen nykyvaihetta. Heidän onnistui parantaa sinistä väriä tuottavien komponenttien kestävyyttä, mikä helpottaa valokalvojen valmistusta.
Periaatteessa mitä tahansa pintoja, sekä suoria että käyriä, voidaan peittää valaisevalla kalvolla. Kun valo sammutetaan, kalvosta tulee läpinäkyvä. Sama pinta voi toimia päivällä ikkunana ja pimeällä valaisimena.
Teolliseen tuotteeseen on vielä matkaa. Suurin ongelma on kehittää päällyste, joka suojaa itse oledia kosteudelta. Suunta näkyy silti selvästi. Tulevaisuudessa erilliset valaisimet katoavat ja valosta tulee osa rakennusta ja sisustusta.

Teollisessa maailmassa ledivalojen eduista mainitaan ensimmäisenä energian säästö. Sandian kansallinen tutkimuslaitos Yhdysvalloissa on laskenut, että siirtymällä ledeihin valaistuksen sähkönkulutus maailmassa pystytään puolittamaan. Silloin muihin käyttötarkoituksiin vapautuu vuoteen 2025 mennessä sähkön tuotantotehosta kymmenen prosenttia eli 250 gigawattia.

Suuruusluokasta saa käsityksen, kun muistaa, että Suomeen rakennettavan uuden ydinvoimalan sähköteho on 1 600 megawattia eli 1,6 gigawattia. Ledivalon tuoma säästö vastaa siis yli 150 suuren ydinvoimalan tehoa.
Yhdysvaltojen energiaministeriö ennustaa, että ledit voivat vuoteen 2025 mennessä syrjäyttää hehku- ja loistelamput yleisvaloina.

 - Alkuinnostusta on kyllä mukana, sanoo suomalainen valaistustutkija, tohtori Marjukka Eloholma Teknillisen korkeakoulun valaistuslaboratoriosta. - Mutta aivan oikeasti ledit tuovat paljon uutta ja hyvää.
Monissa maailman kolkissa hyvää on, jos valoa saadaan ilman sähköverkkoa. Tarvetta on, sillä puolitoista miljardia ihmistä joutuu edelleen tulemaan toimeen ilman sähköä.

Esimerkiksi Nepalissa on käynnissä ledihanke, johon myös Eloholman laboratorio osallistuu. Syrjäkylille saadaan ledeillä sähkövalot, kun valojen tarvitsema energia pystytään tuottamaan aurinkokennoilla, polkugeneraattoreilla ja pienillä vesivoimaloilla.

Yksi peruste myöntää Millennium-palkinto Nakamuralle oli, että ledien ansiosta kyetään viemään lukuvaloja kaukaisiinkin kolkkiin. Palkinto näet myönnetään paitsi tärkeästä myös elämänlaatua parantavasta teknisestä innovaatiosta.

Lumenit lisääntyvät kiivaasti

Sähkönsäästössä on kuitenkin yksi mutta: ledien valontuotto on vielä heikko.

- Valontuoton ennustetaan kaksinkertaistuvan aina kahden vuoden välein, Eloholma kuvaa alan asiantuntijoiden näkemyksiä. Vaikka kaupan hyllyltä nyt löytyvät ledit ovat kohdevaloja, joissa lumeneita on niukasti, lähestymme hyvää vauhtia aikaa, jolloin klassisen kuusikymmenwattisen voi vaihtaa yhtä valovoimaiseen lediin.

Valmistajat ovat jo tehneet ledilamppuja, jotka tuottavat yli 600 lumenin valovirran. Tavallinen 60 watin lamppu tuottaa valoa 600-800 lumenia.

Eloholma painottaa ledien joustavuutta: - Valaistustapoja voidaan muokata vapaasti, kun pystytään käyttämään useita pieniä valolähteitä yhden ison sijasta. Väri on säädettävissä yhtä helposti kuin nyt himmennetään valoa.

Valaistuslaboratorion tutkijat ovat käyttäneet ledejä kasvihuoneessa tuottamaan väriltään juuri kasvien mieleistä valoa. Jos kerran kasvit, niin mikseivät ihmisetkin: pian jokainen saa itselleen yksilöllistä valoa.
Kehitysvauhdin ratkaisee hinta. Ledit ovat puolijohdekomponentteja, jotka tavallisesti halventuvat nopeasti, kun tuotanto pääsee vauhtiin.

Professori Tarjanne ennakoi Millennium-palkinnon julkistamistilaisuudessa kehitystä virallisen varovaisesti: "Nakamuran innovaatioon perustuvat energiatehokkaat valonlähteet tulevat - - aikaa myöten ilmeisesti syrjäyttämään Edisonin hehkulampun." 

Kehitystyön voimaperäisyys antaa perusteet olettaa, että 2010-luvulla jo laitetaan yleisesti ledejä kattoon ja 2025 hehkulamppu on samassa asemassa kuin öljylamppu nykyään: museoesine tai nostalginen muisto.

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

Artikkeli on julkaistu Tiede-lehdessä 6/2006.

Valojen lyhyt historia

1831 Michael Faraday keksi sähkömagneettisen induktion, jonka avulla voitiin tuottaa sähkövirtaa. Sähkövalo tuli periaatteessa mahdolliseksi.
1878-1879 Joseph Swan ja Thomas Edison esittelivät hehkulampun.
1913 Irving Langmuir keksi täyttää hehkulam¬pun jalokaasulla ja kähertää hehkulangan kierukaksi. Valoa tuli lisää, ja lampun käyttöikä piteni.
1950-luku Loistelamput tulivat käyttöön.
1955 Rubin Braunstein raportoi havainneensa galliumarsenidin ja muiden puolijohdeseosten säteilevän valoa.
1960-luku Halogeenilamput tulivat käyttöön.
1961 Bob Biard ja Gary Pittman havaitsivat, että galliumarsenididiodit säteilivät valoa infrapuna-alueella. Seuraavana vuonna he patentoivat infrapunaledin.
1962 Nick Holonyak Jr. kehitti ensimmäisen näkyvää valoa hohtavan diodin.
1990 Richard Friend valmisti polymeeripohjaisen ledin eli oledin.
1993 Shuji Nakamura esitteli kirkkaansinisen ledin.
2000-luku Ledit tulivat valaisinmarkkinoille.
2006 Nakamura palkitaan.
2025 Hehkulamppu menee museoon?

 

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