Uudet radikaalit teknologiat Salosta Suomen Robottilaakso?

Transkriptio

1 Uudet radikaalit teknologiat Salosta Suomen Robottilaakso?

2 Risto Linturi, Osmo Kuusi ja Toni Ahlqvist Eduskunnan tulevaisuusvaliokunnan julkaisu 6/2013

3 Sata tärkeimmäksi arvioitua radikaalia teknologista ratkaisua kuvataan ja luokitellaan neljään tärkeysluokkaan. Näiden ratkaisujen arvioidaan olevan markkinakelpoisia viimeistään 2020-luvun alussa, ja laajasti levinneitä 2030 mennessä. Niiden yhteinen vaikutus Suomen ja maailman toimintatapoihin voi jo vuoteen 2030 mennessä olla suurempi kuin internetin ja älypuhelinten vaikutus nykymaailmaan.

4

5 Suuret muutokset syntyvät teknologioiden ja sosiaalisten innovaatioiden yhdistelminä... Näistä yhdistelmistä ja toimialat leikkaavasta yhteistyöstä syntyvät suurimmat uudisteet.

6 Arvonluontiverkostot 1. Henkilöautoliikenteen automatisointi 2. Tavaraliikenteen automatisointi 3. Lähivalmistus ja teollisen rakenteen murros 4. Kaupan ja palveluiden virtualisoituminen 5. Lähiruoka ja funktionaalinen ravinto 6. Etäläsnäolo ja työkalujen kauko-ohjaus 7. Oppimisen ja opastuksen yksilöllistyminen 8. Toimintakyvyn säilyttämistä tukeva omatoiminen ja yksilöllinen terveydenhuolto 9. Toimintakyvyn lisääminen toimintakykynsä menettäneille 10. Tietoisuutta toimintaympäristöstä lisäävät välineet 11. Toiminnalliset materiaalit ja uudet materiaaliteknologiat

7 12. Tavaran älykkyyden toiminnalliset lisäarvot 13. Kestävän kehityksen energiateknologiat 14. Raaka-aineet maapallon hyödyntämättömiltä alueilta ja avaruudesta 15. Viihteen, kulttuurin ja vaikuttamisen osallistuvat muodot 16. Maanpuolustus ja terrorismin torjunta 17. Tilojen ja rakenteiden toiminnallistuminen 18. Itseorganisoituvat yhteisölliset toimintatavat 19. Identiteettien ja sosiaalisten rakenteiden virtualisoituminen 20. Demokratia, vapaus ja sosiaalinen koheesio

8 2.12 Oppimisen uudelleenorganisointi **** Ingressi: Tietotekniikalla on kasvava merkitys osaamisen siirrossa. Osaamistarpeet muuttuvat yhä nopeammin, luennot ja harjoitukset sekä vertaisoppiminen voidaan toteuttaa verkossa yliopistotutkintoja myöten. Yksilöllinen etenemisrytmi, yksilöllisiä kiinnostuksen kohteita ja oppimistyylejä mahdollistavat tietoverkkosisällöt ovat uuden oppimisen metodeja. Hakukoneet edistävät nekin tarpeen mukaista oppimista. Pelilliset oppimismetodit ja simulaatioharjoittelu korvaavat perinteisiä oppimisen tapoja. Etäläsnäolon tekniikat, esimerkiksi virtuaalilasit, sallivat tietoliikenneyhteyden päässä olevan asiantuntijan näyttävän harjoittelijalle "kädestä pitäen", kuinka uusissa tilanteissa kuuluu toimia.

9 2.56 Tavaroiden 3D-tulostus **** Ingressi: 3D-tulostuksessa (materiaalia lisäävä valmistus) kappaleet tai toiminnalliset laitteet valmistetaan materiaalia lisäämällä. Muun muassa lennokeiden ja autojen osia, kuulokojeita ja muita proteeseja, soittimia, leikkikaluja, museoesineiden kopioita, valumuotteja, koruja ja työkaluja tulostetaan jo rutiininomaisesti. Valmistettavien tavaroiden materiaaleja voivat olla mm. muovit, keramiikka, komposiitit ja metallit. Monien keskeisten patenttien rauettua kilpailu on nopeuttanut kehitystä ja laitemyynti on moninkertaistunut vuoden 2010 jälkeen. Sen etuina perinteisiin menetelmiin on, ettei monimutkaisuus lisää kustannuksia, muotinvaihtokustannuksia ei ole, jokainen kappale voi olla yksilöllinen ja edullisten laitteiden avulla valmistus voi olla paikallista, jolloin logistiikkakustannukset jäävät pois.

10 2.32 Ympäristön reaaliaikainen 3D-mallinnus **** Ingressi: Kartoittajat ovat tehneet ympäristöstämme 3D-mallin. Laboratorio-olosuhteissa nelikopterit kykenevät jo mallintamaan sisätilat. Uudet 3D-kamerat ja laserkeilaimet, kehittyvät algoritmit ja kasvava prosessointiteho tekevät mahdolliseksi tuottaa ympäristön 3D-mallin reaaliaikaisesti. Tämä kyky on olennainen robottien liikkuessa autonomisesti ympäristössään, jotta ne tunnistaisivat sijaintinsa ympäristössä ja lisäksi ympäristössä liikkuvat muut objektit sekä muutokset aiempaan malliin. Koneiden kyky liikkua luonnollisessa ympäristössä ja tunnistaa sen objekteja avaa hyvin runsaan joukon sovellusmahdollisuuksia.

11 2.10 Elinten korjaaminen ja takaisinkasvatus, soluviljely ** Ingressi: Kantasolutekniikoiden avulla yhä useampia vaurioituneita elimiä on mahdollista korjata tai kasvattaa uusia elimiä vaurioituneiden tilalle. Sydänkohtauksessa vaurioitunut sydänlihas saadaan esimerkiksi korjatuksi ruiskuttamalla vaurioituneisiin kohtiin soluviljelmästä terveitä sydänlihassoluja. Kantasoluja on tuoreiden keksintöjen avulla mahdollista aikaansaada muokkaamalla ihmisen normaalia jo eriytynyttä solukkoa. Tämä helpottaa kantasoluhoitoja olennaisesti. Kantasolujen käyttö myös ravintotuotantoon muuttuu yhä todennäköisemmäksi skenaarioksi.

12 2.49 Tyhjiösukkula * Ingressi: Tyhjiösukkula on järjestelmä, jossa maglev-tyyppinen juna liikkuu tunnelissa, josta ilma on osin tai kokonaan poistettu. Menetelmällä on teoriassa mahdollista saavuttaa useiden tuhansien kilometrien tuntinopeus. Kiinalaiset tutkijat ovat ilmoittaneet käynnistävänsä tyhjiösukkula-hankkeen. USAssa on myös hankkeita käynnissä. Tyhjiösukkulaa on kaavailtu myös avaruusalusten laukaisutavaksi. Materiaaliteknologian haasteiden vuoksi tarpeellisen tyhjiön aikaansaamista on toistaiseksi pidetty ongelmallisena, mutta materiaalien kehittyessä ajatus on kypsymässä toteutuskelpoiseksi. On myös ratkaisuja, jotka eivät vaadi täydellistä tyhjiötä, vaan alipaine tai ilmavirtaus riittävät.

13 2.55 Kyberhyönteinen * Ingressi: Kyberhyönteisellä tarkoitetaan sudenkorennon kokoista tai sitä pienempää, yleensä lentävää laitetta. Kyberhyönteisten kehittelyssä vaativia asioita ovat elektroniikan miniatyrisointi sekä liikkumiseen tarvittavien moottoreiden tai keinotekoisten lihasten aikaansaaminen sekä voimanlähde. Lentäminen siiveniskujen avulla on myös pitänyt ratkaista. Kyberhyönteiset voivat kameran ja antureiden avulla havainnoida ympäristöään, liikkua siinä ja viestiä tietoliikenneteitse. Kun laitteiden valmistus tulevaisuudessa todennäköisesti automatisoituu, on niiden kustannus hyvin alhainen. Niitä on suunniteltu käytettäväksi mm. maanviljelyksessä, sotilasteknologiassa, valvontatehtävissä ja pelastustehtävissä.

14 2.89 Kevyet tehokkaat nopeasti ladattavat akut ja kondensaattorit **** Ingressi: Akkujen vaatima pitkä latausaika aiheuttaa useissa käyttötarkoituksissa ongelmia. Nanorakenteiden avulla pintaalaa kasvattamalla saadaan akkujen latausnopeutta ja kondensaattoreiden kapasiteettia kasvatettua. Suuritehoisia kondensaattoreita tarvitaan esimerkiksi varastoimaan potentiaalienergiaa ja kineettistä energiaa edestakaisessa liikkeessä, mutta kondensaattoreita voidaan käyttää myös akkujen sijaan, jos niiden kapasiteetti on riittävä. Kondensaattorin latausnopeus on lähes välitön. Esimerkiksi sähköautoissa suuritehoiset kondensaattorit mahdollistavat latauksen bussipysäkillä normaalin pysähdyksen aikana tai liikennevaloissa.

15 Uusia, Suomen viennille keskeisiä tarve- ja asiakaslähtöisiä ryhmittelyjä Perinteiset teollisuudenalakohtaiset ryhmittelyt eivät ole tyydyttäneet toimijoiden tarvetta. Maailman muuttuminen on luonut uudenlaista kysyntää ja uudenlaisia toimintamalleja, joissa yhteistoimintaa on perinteisten teollisuudenalojen poikki. Tämä on aiheuttanut tarvetta muotoilla vientialoja uudelleen. Merkittävimpiä ryhmiä ovat osin päällekkäiset cleantech, arktinen teknologia ja biotalous.

16 25 tärkeintä teknologiaratkaisua

17

18 Salosta Suomen Robottilaakso? Salolla kaikki edellytykset nousta kansalliseksi johtajaksi robotisaatiossa: - ICT- tietämys - Metalli- muu perusteollisuus - Automatiikkaosaaminen - Ammattikorkeakoulutus - Pienen paikkakunnan vikkelyys - Maine teknologiakaupunkina - Elinkeinoelämän murrostilanne

19

20

21

22

23