Rubriigi ‘Tehnoloogia arhiiv

Arvutiteadus | News | Tehnoloogia

Täielikult isesõitev auto jääb muinasjutuks

19.06.2016

See Tiit Kändleri essee ilmus Maalehes 16. juunil.

Kes on lugenud lastele muinasjutte, või  veel parem – jutustanud  neid, see teab, et laps valib enesele sobivama ja palub seda ja ainult seda korrata ning korrata. See on huvitav inimpsühholoogia ilming, millest palju pole kõneldud. Miks väike inimene ei taha uusi muljeid, vaid pigem läbi elada midagi, mille ta on leidnud olevat põneva ja paeluva? Tegelgu sellega psühholoogid, aga mina luban enesele paralleeli täiskasvanute maailmast – me armastame muinasjutte, nimetatagu neid pealegi tulevikunägemusteks ja üha kordame enesele, lootes nende isetäitumisele.

Nii korrutati Ameerikas ja Nõukogude Liidus 1960. aastatel ideid põhjas asuvate linnade katmisest läbipaistvate katustega, isesõitvatest kõnniteedest ja kes teab veel millest. Osaliselt on need fantaasiad ju  ka teoks saanud – hiiglaslikes lennujamades näiteks. Nüüdisajal on kaks armastatuimat teemat, ja need mõlemad seonduvad digitaalse maailma arenguga. Helge nägemus nutiasjadest alates kartulikeldrist ja lõpetades kingapaelte sidumisega, mis ise meie eest kõik otsustavad ja ära teevad. Ning nägemus autode tulevikust: elektriautodest isesõitvate autodeni välja.

 

Isejuhtimisel erinevad tasemed

Paraku oleme elektriautodega umbes sama kaugel kui sajandi eest, mil enne bensiinimootori leiutamist nemad autosid ainsana esindasid. Töökindlat, kerget ja suure mahtuvusega akut ei ole veel suudetud leiutada. Hullem on lugu nn isesõitvate autodega. See teema on ajakirjanduse ja mitmesuguste nõuandjate poolt niivõrd üles promotud, et kohane on asjas veidi selgust tuua, sedapuhku Massachusettsi Tehnoloogiainstituudi doktorikraadiga, California transpordi edendamise programmi  asutaja Steven E. Shladoveri ekspertarvamuse toel. Kui 6. juuni Postimehes on IT-süsteemide ärimees võtnud tsiteerida Linnar Viiki, et „maailmas liiguvad ringi isesõitvad autod, aga Eesti peab revolutsiooniliseks seda, kui lubatakse videokõne kaudu inimest tuvastada,“ siis tuleb loota, et tsiteeritud on vääralt. Mingeid isesõitvaid autosid (kui mitte kõnelda mudelautodest) pole maailmas olemas. Ja neid ei saabu tõenäoliselt eales – kui ikka rääkida täielikult isesõitvast autost. Püüame teha selgeks, millise astmeni saab auto olla isesõitev, mida see vajab autotööstuselt, autojuhilt ja teedeehituselt.

Auto.Isesõitev.Graf.ML

Isesõitvate autode iseseisvuse redel

 

Autotööstus ja ajakirjandus on loonud segase terminoloogia, tähistamaks erineva automatiseeritusega autosid. „Autonoomne“, „juhita“ või „isesõitev“ ei oma selget sisu. Rahvusvaheline autoinseneride Ühing SAE International on pakkunud välja selgem süsteemi, mis aitab mõista, kui iseseisev üks või teine auto on. Üllatuseks on neljas aste selgemini tõlgendatav kui kolmas, viies aste on aga veel kümnete ja kümnete aastate kaugusel tulevikus.

Allikas: SAE International, Scientific American

 

Shladover toob ajakirjas Scientific American avaldatud artiklis näite oma loengupraktikast: ta tavatses rääkida inimestele, et automaatne juhtimissüsteem ei ole võimalik enne aastat 2040. Selle peale kirjutas ajakirjandus: isesõitev auto saabub meie teedele aastaks 2040. Seepeale hakkas Shladover kõnelema, et igas olukorras ise sõitvad autod ei saabu enne aastat 2075.

Segadus on peamiselt põhjustatud sellest lihtsast tõsiasjast, et erinevad autorid ja isegi firmad määratlevad autujuhtimise automatiseerimist erinevalt ning nimetavad isejuhtivaks autoks erineva automaatsuse tasemega sõidukeid. Mingit rahvusvahelist süsteemi ei ole olemas.

Automaatset juhtimist määratletakse viieastmelise automatiseerimise taseme kaudu. Nullaste on praegune, kus juht teeb kõik. Esimesel astmel teeb auto mõned toimingud, teisel kiirendab ja pidurdab ise, kolmandal lisandub ümbruskonna seire, neljandal veel võime saada hakkama, kui miskit läheb viltu ja viiendal astmel teeb auto kõik, mis vaja.

Iga autojuht teab, et juhtimine on keerulisem, kui seda sõnades saab kirjeldada. Hea juht tajub teeolusid, teiste sõidukijuhtide tõenäosemaid reageeringuid ning omaenese auto reaktsiooni kiirust.

Nii et isegi siis, kui jõutakse viiendale automatiseerimise tasemele, on kõik hästi, kuni pole vaja pöörata vasakule, kuni ootamatult auto ette ei  jookse inimene, kuni teel pole lund või jääd, kuni teid ei soovi peatada politsei, kuni te ei pea tõusma kõrgemale tasemele. Ühesõnaga – kuni te ei  sõida Eestis, kus enamik teid põhimõtteliselt ei lase end automatiseerida ning kus peaksime juba praegu hakkama üles võtma oma ainsaid kiirteelõike Tallinnast Narva ja Tartu suunas, et neid varustada isesõitvale autole arusaadav märgistusega.

Pole just palju neid arvutikasutajaid, kelle arvuti poleks kunagi kokku jooksnud. Isesõitva auto põhiline probleem ja hind peitub tarkvaras. Mis saab, kui see kinni jookseb? Mis saab, kui autojuht igavusest magma jääb? Ja pole tähtsusetu teada, et eksperdi andmeil tuleb isesõitva auto hind kaks korda kallim selles pesitseva arvutustehnika tõttu.

 

Tegelikud võimalused

Siiski pole ka põhjust liigseks pessimismiks. On valdkondi, kus isesõitev sõiduk võib end õigustada. Nii nagu  näiteks kampustes aeglaselt sõitvad väikebussid või omaette radadel ja kiirteedel juhiga rekka taga sõitvad rekkad. Teed jälgitakse autos olevate kaamerate, andurite ja roolisüsteemi  koostööl. Minu arvates pole põhjust kahelda, et näiteks suurparklates võib tulevikus oma isejuhtiva auto jätta väravasse ja see sõidab ning pargib end ise. Nõnda mahub parklasse ka enam autosid, kuna uksi pole vaja avada.

Siiski on inimene võimeline sõitma ohutumalt, kui tavaliselt arvatakse. Nii näiteks toimus USAs 2011.aastal vigastusega lõppenud avariisid üks iga 64 000 sõidukilomeetri kohta. Sellise töökindluse saavutamiseks on inseneridel vaja välja töötada uued tarkvara loomise meetodid. Lisaks ei saa unustada, et isesõitva auto turvalisuse kontroll vajab katsetajatel läbida miljoneid või  isegi  miljardeid sõidukilomeetreid. Eeskuju ei saa võtta ka lennukitelt, sest ehkki moodsad lennukid lendavad enamjaolt autopiloodil, on neil vaja jälgida vaid paari-kolme läheduses sõitvat lennukit, ning see lähedus on tavaliselt mõni kilomeeter.

Shladover arvab koguni, et väljaspool liiklusummikuid, kus auto peab sõitma aeglaselt ja jupp-jupilt, pole isegi kolmanda astme automaatjuhtimine saavutatav.

Siiski töötavad autofirmad väiksema isejuhtimise võimega autode loomiseks. Küllap on see vajalik ka firma reklaamimiseks innovaatilisena.

Euroopa Komisjoni projekt CityMobil2 tegeleb reisijateveo automatiseerimisega suurtes kampustes ning automaatse parkimisega. Volvo Cars reklaamib end autode plaanimisega, mis sõidaksid kiirtee eraldatud radadel, ent äärmuslikel juhtudel jääksid siiski lootma inimesele. Plaanis on järgmisel aastal katsetada Göteborgis sadat autot.

Kui ei tehta mingit põrutavat avastust, jääb isegi osaliselt isejuhtiv auto Eesti suuruse riigi jaoks mitte ainult et rahaliselt kättesaamatuks, vaid ka sisuliselt mõttetuks. Väikeste linnade ja paljude kohalike teedega riigil on oma teedevõrgu ning autoliikluse suunamisega teha muudki kui loota inimesest nutikamatele autodele. Võib-olla on see võrdlus veidi üle paisutatud, ent osa digitaalse maailma visionääridest näeb inimese tulevikku sellisena: sünnitakse kirstu, mille suurus on emaüsast saadud geneetiliste andmetega ette määratud ning mis on vooderdatud erinevate nutiseadmetega, millel on sõidu- lennu- ja ujumisvõime ning mis lõppude lõpuks toimetab reisija mugavalt krematooriumisse. Täielikult isesõitev auto tundub kuuluvat sellesse kategooriasse: silmad kinni läbi elu.

Antropoloogia | News | Tehnoloogia

Kiviaja pihukirves muutis inimaju

18.05.2016

See teaduskirjanik Tiit Kändleri esse ilmus Maalehes 5. mail

 

Kas tööriistade valmistamine edendas inimese evolutsiooni või arenes inimene omasoodu? Seda püüavad teadlased selgitada praktiliselt, valmistades pihukirveid ja mõõtes töö järel oma aju.

 

Neile, kes koolihariduse said nõukogude ajal, on ajudesse kinnistunud meem: „Töö tegi ahvist inimese“. Freidrich Engels oli muidugi omamoodi humorist, kes varustas Karl Marxi õllega ja vastutasuks populariseeris sõbra kirjutisi. Vladimir Lenin kasutas seda lööklauset töölisklassi ergutamiseks. Evolutsiooniteooria on olnud ja on siiani poliitiline teadus. Tõsi on see, et inimesel ja ahvil oli ühine eellane. Geneetik Marti Viikmaa on usutluses Eesti Loodusele 2009. aastal tabavalt ütelnud: „Kuulus Engelsi lause „Töö tegi ahvist inimese“ ei tulene darvinlikust evolutsiooniteooriast. Töö tegi inimese samavõrra nagu lendamine tegi linnu või seedimine tegi seedekulgla. Säärased funktsioonid on pigem loodusliku valiku rakenduspunktid, mitte evolutsioonitegurid.“

Briti antropoloog Kenneth Oakley kirjutas 70 aasta eest, 150 aastat pärast Engelsit,  mõjuka raamatu „Man the Tool-maker“ („Tööriistameister inimene“), kus ta tõestas, et tööriistade valmistamine oli inimese evolutsiooni suunamise põhiline bioloogiline iseloomustaja. Kuid imekombel sattus see idee põlu alla, näiteks üheks argumendiks, et tööriistu kasutavad ja valmistavad ka varesed, ahvid ja delfiinid.

 

Uus vaade õppimisele

Kuid see idee tundub olevat surematu. „Oluline on, milliseid tööriistu me teeme ja kuidas me neid tegema õpime,“ kirjutab Emory Ülikooli antropoloogiaprofessor Dietrich Stout ajakirja Scientific American aprillinumbris. Primaatide seas on oluline õppeviis imiteerimine, seda valdab eriti hästi inimlaps. Kuid inimkeele teke ja areng võis tööriistavalmistamisele oluliselt kaasa aidata, oletab Stout. Siin on ta originaalne – seni on keele teket seotud jahipidamise kollektiivse iseloomuga või rituaalidega.

Kuid jutt on see iva, praktika aga kooruke ja nüüdseks on eksperimentaalne arheoloogia edenenud nõnda kaugele, et korraldatakse üsna massilisi katseid ja kursusi eri kiviaja tööriistade valmistamiseks. Nende kiviaja kommete taastamise põhjuseks ei ole soov elada terviskumalt, nagu paleodieedi propagandistidel, vaid teadlasele omane kalduvus uurida, mis tegelikult toimub inimese ajuga, kui ta asub valmistama kiviaja tööriista.

Pihukirves.Eesti

Katsevahendiks on inimkonna esimesi ja geniaalsemaid leiutisi – ränikivist pihukirves. Seda ka kiilu ja odaotsana toimivat riista osati valmistada juba 2,6 miljoni aasta eest Aafrikas Olduvais. 1,7 miljoni aasta eest tehnika muutus ning Inglismaalt Boxgrove’ist leitud 500 000 aastased tööriistad on juba üsna elegantsed.

Emory Ülikooli õpperühmades õpib instruktori abil üliõpilane pihukirve ränikivist  liisthaaval välja toksima umbes saja tunniga. Ilma õpetajata kulub 300 tundi. Nii et pihukirve valmistamise õppimiseks kulub umbes sama palju aega kui mingi kõrgkoolieriala aastakursuse õppimiseks. Tudengitele tehakse kursuse käigus korduvalt ajust magnetresonantskuvamise (MRI) pildid, et näha, kas tööriista valmistamise võimekusega muutus aju struktuur nagu plaanimise võime ja lühimälu. Teise võimalusena kasutati ajukuvamise tehnikat, mis põhineb positronide kiirgumisel ja kannab lühinimetust PET. Ainus, mida kindlalt teada saadi, oli, et pihukirve valmistamine on väga raske töö. Kuid miks? Osa teadlasi arvab, et see vajab abstraktset mõtlemist, lõpptulemuse kujutlemist, kuid Stout sellega ei nõustu. Kõige raskem on ikka tegelik valmistamine. Tuleb valida õiged tööriistad pehmete nagu loomasarved ja kõvemate nagu ränikivitükid seast. Löök peab olema millimeetri täpsusega ja kindla tugevusega.

 

Meisterdamise tähtsus

Nõnda võrreldi kahte kiviaja tehnikat, 2,6 miljoni aasta vanust hominiinide  Olduvai ning 200 000 aasta vanust inimeste tehnikat. Kui katsealused olid tabanud, kuidas ränikivist laaste välja lüüa, muutus nende aju tagaosas asuva visuaalse ajukoore aktiivsus. Hilisemad, viimistletud  pihukirved nõudsid juba arukat plaanimist. See avaldus prefrontaalse ajukoore piirkonnas, mis vastutab tunnetusliku kontrolli eest erinevate ülesannete vaheldumisel.

Tulemusena leiti, et võime õppida keerukaid füüsilisi oskusi oli Oldovai aegade tehnoloogilisel evolutsioonil oluline, ent 200 000 aasta eest vajas inimene juba suuremat tunnetuslikku kontrolli, mida juhib prefrontaalne ajukoor. Seda järeldust toetavad ka fossiilileiud, mis näitavad, et aju suurenes kiiremini just tollel, hilisemal ajajärgul. Jääb tüüpiline muna ja kana probleem: kas ajumaht suurenes tänu tööriistade valmistamisele või suurenesid oskused tänu aju suurenemisele.

Ajumuutused

Uus ajukuvamise tehnika, difusiooni tensorkuvamine ehk DTI võimaldab teadlastel kaardistada aju valge aine kiudude võrgustikku, mis tegutseb kui aju traadistik. Oletati, et pihukirve valmistamisoskuse omandamine muudab seda võrgustikku. Selgus, et suurenenud oskused pihukirve valmistamisel parandasid ühendust samade ajukoore esiosa ja tagaosade vahel, nagu olid näidanud eelnevad PET ja MRI mõõtmised. Mida enam katsealune harjutas, seda paremaks muutus ühendus.

Aju muudatused ehk plastilisus näitab evolutsioonilise muudatuse võimalust, mida teadlased nimetavad fenotüüpiliseks kohastumiseks.  Siin ei tasu ajuga ja selle uurimistehnikatega seotud teaduslikest nimetustest end eriti häirida lasta. Pole vaja täpselt teada ajukoore paikkondade või uurimistehnikate nimetusi ja olemust, oluline on see, et kasutades ülikeerulist ja väga aeganõudvat metoodikat said teadlased kindla tõe: tööriistade valmistamine võis muuta inimese aju läbi tuntud evolutsioonikäikude.

Nüüd oli huvitav vaadata meie lähimat sugulast šimpansi. Selgus see, mida oli arvata: tööriista valmistamine muudab inimese aju võrgustikku enam kui šimpansil. Mis tähendab, et töö ahvist inimest ei tee, küll aga tegi töö inimese homo sapiensi paari miljoni aasta tagusest, nüüdseks väljasurnud  eellasest.

Lisaks motivatsioonile nagu tühi kõht on vaja veel enesekontrolli. See näitab, miks inimene on ikka parem leiutaja kui vares või šimpans. Eelnev jutt on huvitav niigi, kuid pakub kindla toe näiteks lapse õpetamisel. Ükski loomaliik maamunal ei ole nii hea imiteerija kui inimlaps või täiskasvanu – seda on tõestanud Šotimaa St. Andrewsi Ülikooli teadlane Andrew Whiten ja paljud teised.

Kuid ainuüksi imiteerimisega välja ei mängi – näiteks malet selgeks ei õpi, vahi mängu pealt, kaua suudad. Teadmise levikul on oluline ka keel, nagu näitas California Ülikooli teadlane Thomas Morgan. On hakatud arvama, et inimkeel võis areneda ka tööriistavalmistamise õppetöö edendamiseks. 19. sajandi antropoloogi Paul Broccca avastatud ajupiirkond, Brocca piirkond vasaku ajupoole koores tegeleb ka muusika, matemaatika ja – tähelepanu! – keeruliste käeliste tegevuste sobitamisega.

Niisiis võime vaimutseda: nüüdisinimese tegi valmis pihukirves. Ja teha sellest loost õige tähtsa praktilise järelduse: käeline tegevus arendab väikelapse kõnet ning edendab koolilapse oskust arutleda, pilli mängida ja keerulises maailmas hakkama saada. Ainuüksi nutitelefoni ekraanil sõrmelibistamine võib viia inimese taandarengule – see on minu  spekulatsioon. Tuleb õppida midagi oma kätega valmis tegema, siis võib nutiseadmetel liugu lasta.

 

 

Arvutiteadus | News | Sotsiaalteadus | Tehnoloogia

Loodust ja inimest pürib valitsema robot

15.04.2016

 

See teaduskirjanik Tiit Kändleri essee ilmus aprillikuu Eesti Looduses

Minu meelest on nüüdisaja põhiküsimus selline: „Kas inimene loob roboti või loob robot inimese robotiks?“ See küsimus kõlab ajakohasena igas valdkonnas, seda enam nõnda kõikehõlmavas kui loodus seda laiemas tõlgenduses on. Kui me otsime universumist elu märke, siis välistame maakera. Me otsime mingit muud elu, justkui sellest elust, mis meie ümber loob ja laulab, oleks veel vähe. Olemata suutelised mõistma Maa elu olemust, otsime elu mujalt.

Me oleme konstrueerinud enesele antroopsusprintsiibid, mis meie südametunnistust rahustavad. Meile nähtav universum käitub selliste üleüldiste seaduste kohaselt, millele annavad algtingimused sellised muutumatud konstandid, mis on olnud tarvilikud ja piisavad elu tekkeks.

 

Me ei küsi eneselt küsimusi, millele me juba ette teades vastust ei oska öelda. Üks küsimus on selline: kas universumil on olnud mõistuspärast elu vaja omaenese eksistentsiks? Kui jah, siis kas ei peaks piirduma elu olemasolust ühel universumi liivateral? Elu kestmisega Maal on eluvormid teisenenud, meie nimetame seda evolutsiooniks, et end kivikuningana tunda.

Minu meelest on praeguseks saanud selgeks, et on küsimusi, millele inimene vastata ei oska ja ei saa kunagi oskamagi. See on religioonide tekke ja paljudeks oksteks hargnemise alus. Meie nimetame fundamentalistideks sellist rahvast, kes välistavad ja isegi keelavad küsimused, millele inimene vastust teada ei saa.

Üht sorti Maa teadusrahvas otsib mõtlevat elu kustahes universumis, peaasi, et see ei elaks Maal. Nad loodavad, et ehitades triljoneid maksvaid seadmeid, avastame sellise elu, mis oskab vastata küsimusele: mis on elu? Ja mis oli enne suurt pauku ja kuhu  on peitunud tume mateeria ja tume energia. Kui saame neilt vastused välja meelitada, siis hoiame kokku miljoneid ja saame suunata teadlased tootvale tööle, näiteks kuluarvutajateks.

Teist sorti teadusrahvas püüab ehitada kunstlikku elu, mis oskaks vastata ka meie jaoks võimatutele küsimustele. Nad püüavad oma eesmärki küll salata, peites selle kunstliku intelligentsi nimelise varju taha. Kuid milleks ehitada üles aju, kes on täpselt sama tark või loll kui inimene? Salajaseks eesmärgiks on ikka ehitada olend, kes on inimesest võimekam ja targem. Milleks meile seda vaja on, seda varjatakse kiivalt.

ESOF.2014.2.EestiA

 

Foto: Tiit Kändler

Kopenhaagenis 2012. aastal toimunud Euroopa avatud teadusfoorumil ESOF esindas Eesti teadus ennast ESOFi peasaali ette loodud näitusel. Meie väljapanek oli muu näidatu kõrval tõeline välja panek, kahe jalaga maal (mis sest, et vesisel) seismine. Laevavrakkidele sukelduma mõeldud robotkilpkonna paarikümnesentimeetrised mudelid, mis akvaariumi helesiniselt piimjas vees kõige oma nelja loivaga lõbusalt ulpisid, süttiva tulukese poole suundusid ja iga kaheksa tunni järel süüa ehk akude laadimist tahtsid. Tallinna Tehnikaülikooli professor Maarja Kruusmaa ja tema kolleegide robotiarendused võitsid möödunud aasta Eesti Riigi teaduspreemia.

Ehkki eesmärk on selge: kulutada triljoneid, et saada vastust küsimustele, millele meie eales vastata ei suuda ning sellega hoida kokku miljardeid. Näiteks võib karistust kartmata kunstliku ajuga robotilt küsida: „Mis oli enne, muna või kana?“ või koguni: „Kui sa sallid sallimatust, kas siis oled salliv või sallimatu?“

Kunstlik intelligents võib Eestile luua õiglase haldusjaotuse, igale Maa inimesele aga kätte näidata koha, kus tal on kõige parem elada, nii et tema naaber ei peaks Marsile kolima. Ühesõnaga – superaju ei ole üksikute teadlaste veidrus, vaid inimkonna vältimatu vajadus. Kuid me ei pruugi loota, et loodav superaju oleks nii lihtsameelne nagu praegu Maal elav elu, et iseennast paljundama hakkab. Superaju on lugenud Engelsit ja teab, et töö tegi ahvist inimese, ja inimeseks ta tagasi saada ei taha. Nõnda ei jää tal üle muud, kui rakendada inimene oma teenistusse, iseennast paljundama ja edendama.

Mõneti on see juba niigi juhtunud. Autod on pannud inimese rakkesse, sundides Henry Fordist alates end üha enam ja enam paljundama, üha uutesse ja uutesse vormidesse mõtlema. Isesõitvad autod vabaneksid inimesest kui juhist, reisijast ja koormast, kuid kunagi ei laseks nad lahti võimalusest orjastada inimene iseenese tootmiseks. Nutitelefonid, nutimajad ja nutikülmkapid ei teki mitte selleks, et Maalt välja surra, vaid selleks, et rakendada inimene iseenese teenistusse, iseennast taastootma ja edendama.

Näiteid võib juba praegu tuua tuhat ja üks – on seadmeid, mis loevad inimese abita raamatuid ja tõlgivad neid keeltesse, mida ei suuda mõista ükski inimene, on personaalmeditsiinisüsteeme, mis ei vaja inimest kui patsienti, vaid kui iseenese taastootjat ja imetlejat. On satelliitkuubikuid, mis saadetakse orbiidile, Kuule või asteroididele küll üllate ja ausana näivate põhjenduste saatel, kuid mis tegelikult inimese jaoks ei ole vajalikud muuks, kuid et neid taastoota.

 

Kvantfüüsikud on kõige praegu toimuva jaoks, selleks, et põhjendada, miks inimene muutub roboti jaoks lihtsalt robotiks, välja mõelnud põimumise ja mittelokaalsuse printsiibid, mis tähendavad, et kui maailm ei ole lokaalne, siis peadki olema mitmes kohas korraga, ja kui juba kellegagi kokku oled puuutnud, siis jäädki temaga põimunuks. Neid ülesandeid suudavad täita ainult robotid, kes kasutavad inimesi iseenese hooldajate ja valmistajatena.

Et oma robotimaailma korrastada, lõi ameerika teaduskirjanik Isaac Asimov 1942. aastal robootika kolm seadust:

1. Robot ei tohi inimolendile viga teha või oma tegevusetusega lasta tal ohtu sattuda.

2. Robot peab alluma inimolendi korraldustele, välja arvatud kui need on vastuolus esimese seadusega.

3. Robot peab kaitsma oma olemasolu, seni kui see pole vastuolus esimese ja teise seadusega.

Need seadused on nõnda lahjad, et iga robotadvokaat saab õigeks mõista mistahes roboti käitumise mistahes inimese suhtes. Samuti on robotite teenistuses olevad juristid nende kolme seaduse rakendusulatust laialdaselt suurendanud.

Inimese ja roboti kohavahetus on sisuliselt juba toimunud. Minge kasvõi mistahes ettesattuvasse panka, poodi või parlamenti. Jälgige toimuvat. Küsitlege diilerit, kassapidajat või parlamentääri. Ja siis rakendage Turingi testi ning püüdke otsustada, kas tegu on inimese või kunstliku ajuga varustatud robotiga. Te veendute peagi, et vastuse saamiseks peaksite ehitama uue tehisajuga varustatud roboti.

Tehisajuga robotid, mida me iseenese petmiseks nimetame nutimasinateks, on juba ammu muutunud looduse lahutamatuks osaks ja neile kehtivad kõik looduse, loomade ja laste ning naiste kaitse seadused. Ning nad ei ole ii rumalad, et paljundaksid end ise – selle musta töö on nad jätnud inimesele. Asimovi seadused on juba ammu pahupidi pöördunud ja kõlavad nüüd nõnda:

1. Inimene ei tohi robotolendile viga teha või oma tegevusetusega lasta tal ohtu sattuda.

2. Inimene peab alluma robotolendi korraldustele, välja arvatud kui need on vastuolus esimese seadusega.

3. Inimene peab kaitsma oma olemasolu, seni kui see pole vastuolus esimese ja teise seadusega.

Kes nende seadustega ei nõustu, mingu õue ja virutagu nuiaga esimese ettejuhtuva nutiauto pihta. Või mingu lennujaama ja püüdku selle nutiväravatest läbi tormata. See essee sai robotite poolt avaldamiseks lubatuks vaid seetõttu, et autor on robotite korraldusi täpselt täitnud.

 

Foto: Tiit Kändler

Kopenhaagenis 2012. aastal toimunud Euroopa avatud teadusfoorumil ESOF esindas Eesti teadus ennast ESOFi peasaali ette loodud näitusel. Meie väljapanek oli muu näidatu kõrval tõeline välja panek, kahe jalaga maal (mis sest, et vesisel) seismine. Laevavrakkidele sukelduma mõeldud robotkilpkonna paarikümnesentimeetrised mudelid, mis akvaariumi helesiniselt piimjas vees kõige oma nelja loivaga lõbusalt ulpisid, süttiva tulukese poole suundusid ja iga kaheksa tunni järel süüa ehk akude laadimist tahtsid. Tallinna Tehnikaülikooli professor Maarja Kruusmaa ja tema kolleegide robotiarendused võitsid möödunud aasta Eesti Riigi teaduspreemia.

 

News | Ökoloogia | Tehnoloogia | to.imetaja

Digiökoloogia paralleeluniversumid

26.02.2016

See Tiit Kändleri essee ilmus ajakirjas Eesti Loodus nr 1, 2016.a

 

 

Kes veel kahtleb, kas inimene evolutsioneerub, see mingu elektroonikapoodi. Seal müüakse inimkultuuri lahutamatuid osiseid, seega siis inimese juppe. Kui nutitelefonid leiutati, olid need eri firmadel üsna erinevad, Nüüdseks on üleüldine evolutsioon põiminuid kolm varianti kokku. Ent neid hoitakse inimese jõul ja raha pärast lahus.

 

Meie nutitelefonid on muutunud peaaegu identseteks. iPhone, Apple ja Google, mis teeb Androidi tarkvara, on kopeerinud üksteise ideid, nõnda et nutitelefonid näevad välja peaaegu samasugused, maksavad umbes sama palju, on umbes sama kiired ja oskavad umbes samu asju.

Kuid ometi püüavad Apple, Google ja Microsoft ehitada üles omaenese digitaalseid ökosüsteeme. Looduslikus ökosüsteemis on liigid omavahel elulises seoses, ja nii ka nutitelefonide maailmas. Üks nutitelefoni ökosüsteemi hulk sisaldab omavahel ühendatud tooteid ja teenuseid. Kuid niipea, kui olete otsustanud selle kasuks, olete enesele muretsenud sametkäerauad, mis lubavad teil lahkelt tegutseda oma ökosüsteemi piires, kuid teevad nii raskeks kui võimalik rivaalide ökosüsteemiga suhtlemise, saati siis sellele siirdumise.

Yahoo Tech kolumnist David Pogue kirjeldab ajakirjas Scientific American tüüpilist digitaalset ökosüsteemi [1]. See sisaldab värkvara, nii nagu looma- ja taimeriigi kehad: telefon, tahvelarvuti, sülearvuti, nutikell, TV kast. Siis on selle koostises nagu eluslooduses mälu salvestamine reaalajas nagu muusika, filmid, TV-programm, e-raamatud. Andmeid saab sünkroniseerida kalendri, raamatuviitade, märkmete, fotode abil nagu loomariigi ajudes, need hoitakse pilves, mida kujutatakse kui tasuta reaalaja kõvaketast ja lõpuks tuleb ju lõuna eest maksta, mida saab krediitkaardi asemel teha nutitelefoni või nutikella viibutamisega.

Kõik need kolm digitaalset ökosüsteemi ei ühildu: kui oled valinud ühe firma nutitelefoni, siis pead jääma sellese universumisse. Need kolm on nagu paralleeluniversumid, millest kosmoloogid spekuleerivad, kuid erinevalt kosmoloogide universumitest mis meie silma all on tekkinud ja edenevad.

 

Neil universumitel on igaühel oma looja ja ühtlasi omanik, ja tema otsustada on, kui palju lasta paralleeluniversumitel omavahel suhelda. Pogue arvab, et Apple on kõige suletum. See kirjutab äppe vaid iPadide ja iPhone’i jaoks. Apple’i kell töötab vaid iPhone’iga, Apple Map pole kasutatav Windows Phone’is või Androidis, nõnda ei saa ühest süsteemist teise ka teha Face Time’i kõnesid.

Kui teil on iPhone, saate kasutada Google’i äppe nagu kaardid ja Gmail ja Chrome, teenuseid nagu Docs, Sheets, Slides ja digitaalset salvestamist nagu raamatud, muusika ning Newsstand. Microsoft Office on saadaval iga asja puhul ekraanil.

Igal firmal kolmest on erinev äriplaan. Apple on äri, mis müüb värkvara. Mocrosoft müüb tarkvara ja Google müüb reklaame.

Asi läheb üha hullemaks. Apple ja Google müüvad tarkvara teie auto paneelile ja kodusele automaatsüsteemile, mis töötavad vaid nende nutitelefonides. Samsung edendab omaenese universumit, isegi Amazon, mis müüs vaid raamatuid, valmistab telefone, tahvelarvuteid ja TV seadmeid.

Kas vaene tarbija peab rõõmust digilakke hüppama? Võistlus edendab innovatsiooni ja kõik need teised sõnad. Digitaalsed paralleeluniversumid kalduvad muutuma üsna ühelaadseteks, ent ussiauke nende vahel pole just palju.

 

 

 

Ameerika teadusfantastika hiilgeaja kirjanik Isaac Asimov, kes nägi ette robotite valdamist ja mõtles välja robootika kolm seadust ja kirjutas ühiskonna kohta järgmiselt: „Anti-intellektualism on olnud pidev oht, mis on põimunud läbi meie poliitilise ja kultuurilise elu, toitudes valest tähelepanekust, et demokraatia tähendab, et minu ignorantsus  on täpselt sama hea kui teie teadmine.“

Kas ignorantne, teadmatu ja rumal inimene suudab valida kolmest universumist parema kui teadlik inimene? See on õieti küsinus sellest, kas digitaalne on hävitanud demokraatia.  Andmete osav tõlgendamine on digimaailmas kindlasti läinud peenemaks, nõnda et õige hõlma on raskem kinni hakata. Iga müüja kinnitab meile, et nende universum on parim, mida meil on saada. Ignoreeritakse ekspertiisi, nagu väidab 20 aastat digitaalturundusega tegelnud Andrew V. Edwards oma raamatus „Digitali is Destroying Everything.“[2] („Digitaalne hävitab kõik“.) Tekitatakse mulje, et nende toode on ainus, mis seisab maailma ja rakenduse vahel. Kuna tooted on keerulised, siis on vaja erilist tehnilist taipu, et neid võrrelda ja leida, kuidas nad oma digitaalses universumis toimivad.

Rakenduste müüa ei soovi müüki edasi  lükata vestlusega, mis aeglustaks müüki.  „Sa pead oskama autot juhtida, et mitte vastu puud sõita!“ on liigagi paljude tootemüüjate loosung.

 

Tehnikadžungel elab oma elu, loodusdžungel oma elu. Mõlemat saab vaadata kui ökosüsteemi, kus on stabiliseerunud oma toiduahelad ja mis alluvad ühtedele ning samadele loodusseadustele.  Või kuidas saakski inimene leiutada ja luua süsteemi, milles kehtivad originaalsed loodusseadused? Ses mõttes on kolme erineva firma nutitelefonidel põhinevad süsteemid pigem ökosüsteemide kui paralleeluniversumite sarnased. Kuid ühenduspraod nende vahel meenutavad ussiauke erinevate universumite vahel.

ESOF.Brahe2A

¤

¤

¤

¤

¤

¤

Tycho Brahe planetaarium Kopenhaagenis paistab tagaplaanil üle järve kui viltuse katusega silinder. See on üha enam täis digieksponaate.

Foto: Tiit Kändler, 2014

Võib-olla tuleks kosmoloogidel oma hiiglaslikest teleskoopidest erinevamad ja ehk ka kavalamad teleskoobid pöörata digitaalsete universumite suunas, siis ehk saaks aimu, millised suhted võiksid valitseda paralleeluniversumite vahel.

Kui te oleksite liblikas, ämblik, geko või meritäht, mida teil oleks inimeselt õppida? Mitte midagi peale soovi olla maailmas kõige targem. Sest kõik oma eluks vajaliku on nad leiutanud miljoneid aastaid enne inimese eellaste ilmumist maamunale. Kuid ka kõige targematel teadlastel on muust elusloodusest õppida küllaga. Seda on viimastel aegadel tehtud üha usinamalt. Just seeläbi on valminud värvid, mis ei mustu, aknaklaasid, mida pole vaja pesta, lennukid, mida pole näha või siis sillad, mis ei kuku kokku.

Inimene õpib üha enam, kuidas võtta eeskuju taimede ja loomade miljonite aastate vältel välja arendatud ehitusest. See on omamoodi poeetiline. Poeesia ei peitu mitte leiutajate loodud firmade poolt teenituid miljardites, mis saadud looduse kopeerimises, vaid looduse enda leiutistel. Bioinspiratsioon ehk bioonika on uuemat sorti teadus, mis otsib, kuidas kasutada eluslooduse printsiipe, et luua selliseid asju, milleni asjade evolutsioon pole jõudnud. Kuid selleks tuleb mõista loodust uuel tasandil. Ja see tasand ei asu mitte meie peade kohal ega ole meist suurem. Loodus ehitab elu, lähtudes aatomitest ja sealt edasi molekulidest ja nõnda edasi. Nii toimub evolutsioon alt üles. Meie aga ehitame oma asju põhimõttel ülalt alla [3].

Isaac Asimov hakkas esimeste seas oma lugudes looma pahade kõrvale heatahtlike robotite kujusid. Et oma robotimaailma korrastada, lõi Asimov 1942. aastal robootika kolm seadust:

1. Robot ei tohi inimolendile viga teha või oma tegevusetusega lasta tal ohtu sattuda.

2. Robot peab alluma inimolendi korraldustele, välja arvatud kui need on vastuolus esimese seadusega.

3. Robot peab kaitsma oma olemasolu, seni kui see pole vastuolus esimese ja teise seadusega.

Mõtleme veidi, kas kasvõi ühes neist kolmest universumist tegutsevad seadmed järgivad neid reegleid?

Inimene on lootnud, et tuleb robot ja teeb tema eest ära tüütu töö. Et siis jääb rohkem vaba aega. Mida teha vaba ajaga, seda inimene veel otsustanud pole. Ehkki sellegi raske küsimuse lahendamiseks on püütud appi võtta roboteid ja tundub, et ühe edukamalt. Kõik kolm digitaalset ökosüsteemi või paralleeluniversumit on suuresti rakendatud meelelahutustööstuse teenisitusse. Ning need on meelelahutuse senises mõttes tundmatuseni muutnud.

 

 

1. David Pogue. The Tech Jungle. Scientific American, December 2015, p 20.

2. Andrew V. Edwards, Digital is Destroying Everything, What the Tech Giants Won’t Tell You about How Robots, Big Data, and Algorithms Are Radically Remaking Your Future, Rowman & Littlefield, 2015.

3. Tiit Kändler, Leiutised, mida ei osatud oodatagi, Ühinenud Ajakirjad AS, 2015.

Loe ka: Tiit Kändler, Digimaailm kujundab looduse evolutsiooni, Eesti Loodus, november 2015, lk 28.

Ajalugu | Antropoloogia | Filosoofia | lugemis.vara | News | Tehnoloogia

Raamat tulekul: Leiutised, mida ei osatud oodatagi

24.11.2015

Leiutised_kaas.OKMinu raamat “Leiutised, mida ei osatud oodatagi,” läks eile kogu täiega trükikotta. Poleks uskunud, et nii paksu raamatuga kunagi letti tulen. Peaaegu 500 lk. Fotod ja ajagraafikud ja puha. Esitlus tuleb ka, aga sellest täpsemalt edaspidi.
Nii või naa, uus käsitlus leiutamise asjus.
Kujundus ja graafikud ning küljendus Eerik Kändler.
Kirjastus Ühinenud Ajakirjad.

Antropoloogia | Arvutiteadus | News | Tehnoloogia

Digimaailmaga tuleb kohastuda

16.11.2015

See Tiit Kändleri essee ilmus lühendatult Maalehes 12. novembril. Hakkan selles lehes kaks korda kuus lehekülge kirjutama.

 

Digimaailm võtab üha enam võimust. See on kaotanud paljugi, mis alles äsja oli loomulik. Muutused puudutavad nii maad kui linna. Mida teha? Kohastuda.

 

Leonardo da Vinci, 500 aasta tagune inimene, joonistas Vitruviuse eeskujul välja inimkeha proportsioonid, ei lahendanud neid aga kunagi numbriliselt. Nii nagu ta ei andnud arvulisi andmeid on lõpututele masinavärkidele – alates veejõul töötavatest seadmetest ja lõpetades lendavate paatidega. Ta oli veendunud, et pildid annavad paljusid seoseid edasi  paremini kui  keel. „Oo, kirjanik, milliste sõnadega suudad sa anda seda kujutist edasi  nii täiuslikult, nagu teeb see joonistus siin?“ kirjutab ta ühe oma inimese südamejoonistuse juures. „Ma annan sulle nõu: ära näe sõnadega vaeva, kui  sa ei räägi just pimedaga.“

Da Vinci eksis haledal kombel. Mitte ükski tema leiutistest tööle ei hakanud, tema freskod nagu  „Püha õhtusöömaaeg“ kippusid krohvilt maha pudenema ning valitsejatele osava joonistajakäega visandatud relvad ei tapnud kedagi. Kuid see-eest maalis ta staariks Mona Lisa. Da Vinci vaatles, joonistas. Kuid ei arvutanud.

 

Digitaali armutu pealetung

Arvude ja katsete ajastu tuli sajandi pärast Da Vincit ühes koordinaatide süsteemi leiutanud René Descartes’iga, teleskoobi taevakehadele suunanud Galileo Galileoga ja oma laboris katseid teinud Isaac Newtoniga. Arvudeajastu võimaldas tehnikarevolutsiooni ja demokraatliku riigikorralduse. (Pidagem silmas, et arve tunnustanud kreeklased ja  nende järel roomlased olid siiski orjapidajad.)

Ja siis, aastal  1971 saadeti  esimene e-kiri, 1981 sidus modem koduarvutid, 1991. aastaks  leiutas Tim Berners-Lee esmalt hüperteksti, siis World Wide Web’i ja 2001 leiutati Wikipedia.

Värkvara areng tõi selle, et autod sõidavad paremini, kombainid koristavad täpsemalt, külvimasinad hoiavad kokku seemet ja enamik meist ei kujuta päeva algust ette, avamata oma arvutit või nutiseadet.

Et e-kiri vallutab suhtlemiskanalina maailma, ei osanud selle leiutaja Ray Tomlinson arvata. Mida on teinud Facebook ja Twitter, ei teadnud nende leiutajad ammugi mitte: vähemasti on need kõrvalsaadusena pakkunud kõvasti teemasid paberajakirjandusele, kus visandatakse selle jätkuvat kadu.

Bombardier.VedurijuhtEesti tahab olla edukas digimaa. Tore on. Kuid kui riik nihutab teenused digimaailma, kas siis ei peaks ta ka hoolitsema, et inimesed saaksid aru, mis toimub. Korporatsioonide meelevallas arvutivangid on sunnitud üha kiiremas ja kiiremas tempos vahetama oma programme ja arvuteid. Ning meie muudkui õppima. Pole ju midagi uute vidinate vastu, ent riigi poolt tehnika ja tarkvaraga kindlustatud ametnikud ei mõtle, mida see tavainimesele maksma läheb. Mis juhtub, kui ühel heal päeval tabavad muutused tavainimest nii kiiresti, et nad ei  suuda neid enam kinni maksta? Mis juhtub, kui ühel heal päeval pole enam võtta inimesi, kes oskaks üha keerulisemaks muutuvad digimaailma hallata? Niigi  ei ole võimalik suhelda ühegi pangainimesega või riigiteenistujaga, kui arvutiprogramm ei ühildu või e-allkiri ei suju. Me oleme piisavalt näinud suutmatust hallata oma digimaailma nii superrikaste pankade, e-riigi kui ka  lugematute vähemate firmade poolt. Kaotajaks jääb ikka tavainimene. Vigade põhjus mätsitakse kinni ja lastakse edasi  samas tempos.

Ühel heal päeval peame me hakkama mõtlema, mille jaoks me digitaali kasutame – enne, kui see meid enese alla matab. New York Times kirjutas 2014. aasta septembris, et Kansas City varustati nii kiire Google’i fiiberühendusega, et keegi ei teadnud, mida sellega peale hakata. Tulemus: laaditi alla enam kui kuussada kassipilti millisekundis. Wall Street Journal kirjutas samal aastal, et Google Fiber on üha enam ühiskonda lõhestav: keskklass ja rikkad suudavad sellega ühineda, vaesed mitte.

USAs paljude juhtivfirmade digitaalturunduse tegevjuhina20 aastat tegutsenud Andrew V. Edwards asutas 2004.aastal USA Digitaalanalüütika assotsiatsiooni, et mõtiskleda selle üle, mille on digitaalmaailm inimeselt ära võtnud. On kirjutatud suur hulk raamatuid ja traktaate selle kohta, mis on digimaailma inimesele andnud. Ent mille oleme me kaotanud?

Kaotused ulatuvad pea igasse inimese tegevusalasse. Lendurid istuvad kabiinis vaid kõige erakorralisemate olukordade jaoks, töö teeb digitaal. Sama kehtib rongijuhtidega. Nüüd kõneleme isesõitvatest autodest. Ise nad muidugi ei sõida, neid juhib digitaal. Number on muutunud inimesest olulisemaks.

 

Ainus võimalus on kohastuda

Edwards toonitab, et omadussõnast „digitaalne“ on saanud nimisõna „digitaal“. Kas digitaal hävitab kõik? Tema arust on hävinud muusikatööstus, kõrgharidus (digitaal annab küll teadmised, ent mitte oskused), paberajalehed, inimsuhtlemine (tavaline pilt: neiuke kohvikulaua taga, läpakas nina ees, naabril samamoodi). Digitaal on peitnud pangateenused nii keerulisse võrgustikku, et enam ei suuda keegi sellest sotti saada. Digitaal võimaldab mõõta kõike digitaalselt, ka TV-auditooriumit, andmata aru, et on asju, mida arvudesse ei anna kanda. Nagu näiteks teadusharidust ja loodusarmastust.

CERN.Comp3Kõige hullem on mu meelest see, et digitaal imeb enesesse targemad ajud. Ja need keskenduvad digitaalsele! Arvudele keskendujad ei ole aga leiutajad. On kadumas mõtlemine mõtlemisest. Kui Galileo aeg oleks olnud digitaalne, meil teleskoopi poleks. Ta oleks selle asemel välja mõelnud mõne tapatalgumängu. Sellepärast ei tegelda reaalse maailmaga, vaid simulaakrumiga. Pole juhuslik, et meil pole  edusamme uue energeetika alal, patareide ja akude arendamisel. ELi aju tegevuse simuleerimise suurprojekt arvutil katkestati, kuna ilmnesid valskused.

„Appide ehitamine on triviaalne nonsenss,“ kuulutab Edwards. Oleme saanud Facebooki, ent selle tasuta värgi eest kaotanud tükikese vabadusest. Kui otsid midagi Google’ist, on tulemus ette määratud sinult kogutud andmete põhjal, see ei ole nagu entsüklopeedia juhuslik lappamine. Müra puudub. Vaid reaalses elus toimuvad õnnelikud juhused, Google välistab need.

e-hääletamisel pead usaldama iga inimest, kes seda haldab, kontroll puudub. e-raamatut ju rendid, ei osta. Raamatukogu või poe võimalus puudub. Üha enam ümbritseb meid digitaalne – lennujaamades ja bensiinijaamades, haiglates ja poodides.  Foto  on muutunud dokumendist ebausaldusväärseks, see on manipulaatorite paradiis. Me kaotame oma ajalugu: see ei  salvestu, kuna mälukandjad üha muutuvad ning kestavad paberist vähem. Painduv ketas, nelinurkne ketas, CD –kes neid enam ümber salvestab? Andmete hoidmine pilvedes pole turvaline: pilved muudavad oma kuju, unustad maksta, ja oled andmeist ilma.

Edwards soovitab mõtelda: millal me enam üksteisest ei hoolinud? Ta arvab, et digitaal jätab puutumata ehitamise, parandamise, kunsti. Ja hüüatab: „Tarbige vähem digitaalset! Väljuge digitaalse mugavustsoonist!“

Kuid kuidas on see võimalik, kui lehmigi hooldab digitaal, mitte inimene? Facebook pakkub meile sõbraks lähedase pitsabaari ja reisifirma. Inglise keele ja loova kirjutamise lektor, „uue põlvkonna mõtlejaks“ tituleeritud londonlane hoiatab: oleme vabatahtlikult pööranud ümber oma koduuksesilma. Väljast sisse näeb, seest välja mitte nii hästi.

Interneti meemid õitsevad, sest neil on meeletu kiirus, ehkki väike eluiga. Me peame seda silmas pidama, selle asemel et nuriseda Facebooki agressiivsuse üle: „14vaatavad seda hotelli  just praegu!“

Otsigem lohutust sakslaselt Friedrich Nietzschelt, kes 150 aasta eest hüüdis: „Saagem keskpäraseks!“ Vaid siis saab mõista võimu, sealhulgas digitaali võimu.

Arvude ajastu ettekuulutaja, prantsuse imelaps Blaise Pascal tunnistas õudusega: teleskoop ja mikroskoop tõid lõpmatuste teoloogilise õuduse inimesele nähtavaks. Nagu näeme 350 aastat hiljem, on see nõnda ka Facebooki ja muu digitaaliga. Õudne! Kuid inimese osa on oma vallandatud tehnika- ja kliimamuutusega kohastuda.

Fotoallkirjad:

Fotod: Tiit Kändler

Ülal: Järgmisel suvel avatav maailma pikim Gotthardi raudteetunnel läbi Šveitsi Alpide tegutseb digitaali  juhtimisel.

 

All: WWW sünnipaik – Euroopa Tuumauuringute Keskus Genfis. Selle leiutas 1991. aastal vaid üks mees Tim Berners-Lee oma kolleegidega suhtlemiseks.

 

 

News | Tehnoloogia | usut.lus

Tarbetud leiutised

08.04.2015

 

kellpesuTegin oma leiutiste raamatu kirjutamise käigus mõne aja eest väikese küsitluse oma Facebooki sõprade seas: mis on need kolm elektrilist majapidamisriista, millest oleksite valmis kahetsuseta loobuma? Vastas veidi üle 20 inimese. Loobumised jagunesid üsna erinevatele seadmetele. Kõige varmamalt loobutaks elektrilisest kohvimasinast (6), seejärel (2) soojapuhurist, mahlapressist, kohviveskist, võileivagrillist, köögikombainist, uksekellast, elektripliidist. Tarbetuks loeti nii elektrilist hambaharja kui pediküürijat kui sidrunipressi kui õunakoorijat kui murutrimmerit, aga ka mitteelektrilist aeglaselt laskuvat prill-lauda. Küsitlus polnud esinduslik, ent osutas ometi sellele, et igal inimesel kipub kogunema majapidamisse üleliigseid leiutisi.
Tänan vastanuid.

Tiit Kändler

Bioloogia | mis.uudist | News | Tehnoloogia

Tähtsa bionina leiutamine

29.01.2015

 

Igal lõhnal on oma muster, lõhnajälg, mille kohaselt nina seda ära tunneb. Iga lõhnamolekuli jaoks on inimninas oma retseptor, mille külge molekul end seob ja selle järel ajule signaali saadab. See on lihtlabaselt kirjeldatuna inimese lõhnameele olemus.

Kui transistoride külge saaks siduda vastavaid valke, mis lõhnamolekule seovad, saaks lõhnu muundada elektrisignaalideks. Siiani pole robotninal võimalik olnud eristada erineva kiraalsuse ehk käelisusega molekulide lõhna. Inimese nina mõnda sellist molekuli eristab. Nagu näiteks karavooni molekuli erinevad vormid aitavad meil haista piparmünti ja köömnet. Siiani pole masin neid lõhnu eristada suutnud.

nina

Manchesteri ülikooli ja Itaalia Bari ülikooli teadlased teatasid ajakirja Nature Communications 2015. aasta 16. jaanuari numbris bionina valmistamisest, mis sisaldab lõhnaaineid siduvat valku, mida õnnestus siduda transistoridega. Nood muudavad lõhnaaistingu elektrisignaalideks. Andur on erakordselt tundlik. Rühma juht, Manchesteri ülikooli professor Krishna Persaud kinnitas uudisteportaalis AlphaGalileo, et väljaefektiga transistoride kasutamine viis neid uuele tasemele ja et nende bioandurid võiksid haista, kas toit on riknenud või kas õhk on saastunud. Ütlemata jäi, et bioandurid võiksid haista ehk sedagi, kas sõjavaremekeldrite õhus on tunda laibalehka või mürkgaase.

Allikas: AlphaGalileo

Majandus | News | Ökoloogia | Tehnoloogia

Peenosakeste peened ohud. Kas puuküttest saab minevik?

18.11.2014

See Tiit Kändleri lugu ilmus ajakirja Inseneeria oktoobrinumbris.

 

Me vajame õhku nagu õhku. See lause ei ole tautoloogia. Üha enam ei hinga inimene sisse mitte ainult õhku, vaid ka mitmeid õhus olevaid aineid, millest suure osa on paisanud atmosfääri ja seega ka sissehingatavasse õhku tema ise. Nõnda on lugu ka üha enam tervise- ja keskkonnakaitsjate keeles kõlavate peenosakestega. Viimastel aastakümnetel on peenosakestele lisandunud veel nanoosakesi, uue tehnoloogia kurvavõitu saadikud. Sageli kipuvad erinevad õhku saastavad osakesed sassi minema. Püüan allpool veidi korda majja saada.

Peenosakestest, nõnda nagu ka teistest õhus olevatest ainetest poleks mõtet palju rääkida, kui nood ei ähvardaks meie tervist. Euroopa Liidu pädevad institutsioonid on õhu puhtust uurinud aastakümneid, on seda tehtud ka Eestis. Ühiselt on jõutud järeldusele, et õhu saastamine on praegusel ajal keskkonna saastamistest Euroopas esimese numbri häda. Pakutakse välja ka seda, kui palju enneaegseid surmasid toob kaasa saastunud õhu hingamine. Kuid need arvud on suuresti suvalised, sõltuvad tõenäosuste hindamise metoodikast ning siinkohal pole arvude väärtused olulised. Oluline on see, et probleem ei vähene, vaid kasvab.

 

Peenosakeste peen maailm

Peenosakesed, millele siinkohal keskendume, on õhus lendlevad ning mitmetest allikatest nagu kütmine, autosõit, teetolm, olmetegevus vallanduvad osakesed. Neid nimetatakse lühidalt PM (particulate matter) ja jagatakse suuruse, täpsemalt osakese suurima läbimõõdu järgi. PM10 tähistab osakesi läbimõõduga alla 10 mikromeetri, PM2,5 alla 2,5 mikromeetri ja PM1 alla ühe mikromeetri. Pisemate osakeste maailma poole edasi liikudes satume juba nanoosakeste maailma, need on osakest läbimõõduga all 100 nanomeetri.

Mida tuua nendele suurustele võrdluseks? Inimese peenima ihukarva läbimõõt on 20 mikromeetrit, mis tähendab, et peenosakeste puhul kõneleme me kaks kuni 200 korda pisematest osakest. Mis veel pisem, selle pistab inimene naoosakeste kasti.

Erineva suurusega osakesed mõjuvad meie tervisele erinevalt. See, mida EL ohtlikuna silmas peab, on peenosakesed. Nende puhul on kindlalt tõestatud näiteks vähki tekitav toime, aga ka muude haiguste võimalik vallandumine.

Nanoosakestega on veidi teine lugu. Neid on uuritud vähem, nanotoksikoloogia ehk nanoosakeste mürgisuse uurimine elusolenditele tekkis alles kümmekonna aasta eest ja nõnda ei ole ka nende mõju inimese tervisele veel nii selge kui peenosakeste mõju. Üks on kindel: naoosake on nõnda tilluke, et pääseb takistamatult läbi keharaku ja nõnda jõuab kopsust verre ja sealtkaudu paljudesse organitesse. „Nanoosakeste vähkitekitav mõju ei ole veel lõplikult tõestatud,“ kommenteerib Keemilise ja Bioloogilise Füüsika Instituudi teadlane Anne Kahru, kelle juhitav uurimisrühm on aastaid uurinud erinevate naoosakeste mõju oma mudelloomadele, näiteks tillukestele luminestsentsanduriga varustatud bakteritele. Kõige üldisemalt saab nende töö võta kokku, et kahtlemata on mõju olemas, sõltuvalt nanoosakese koostisest.

Sellised uuringud on üha olulisemad, kuna maailma nanotehnoloogiaturg kahekordistub iga 3 aastaga. 2015. aastal umbes triljon USA dollarit.

Selle aasta 29. mail Teaduste Akadeemia peamaja saalis toimunud seminaril esitasid nano- ja peenosakeste kohta tehtud uuringute tulemusi Eesti ja Itaalia teadlased.

Nanoosakesi ei tooda mitte ainult inimene oma autode diiselmootorites või kütteseadmetes, neid paiskab atmosfääri vulkaanipurse ja metsatulekahju – jaanituledest kõnelemata. Viimase kümne aastaga on selgunud, et nanoosakeste ja bioloogiliste olendite vastasmõju on väga oluline. Ja mida enam inimene kasutab nanoosakestega rikastatud näokreeme ning sõidab diiselmootoriga autodega, mis võivad küll olla varustatud katalüsaatorseadmetega, mis vähendavad mõningaid heitmeid, ent mitte nanoosakesi, seda olulisem on mõista, mida inimene peaks tehnoloogia üha suurema nanostumise ajastul tegema. Asbest, suurimaid nanoosakeste allikaid ehitustes, on nüüdseks keelatud. Selle asemel asub tegutsema üha suurem valik naoosakesi.

Nano.ManteccaAMilano-Bicocca Ülikooli teadlane Paride Mantecca juhtis tähelepanu, et autokumm kaotab oma eluea jooksul paar kilogrammi massist ja sellest saavad enamjaolt nanoosakesed. Tema andmetel on nanoosakeste kontsentratsioon õhus eriti suur Põhja-Itaalias, Eestis veel suurt häda pole. „Eriti suur on kontsentratsioon talvel,“ ütles ta. Ja läkas sujuvalt üle peenosakestele: „Osakeste mürgisus meie kopsudele sõltub nende suurusest.“

Väiksemad osakesed on mürgisemad. Kõige mürgisemad on need, mida me üldse ei näe. Mantecca hinnangul lüheneb Põhja-Itaalia elanike eluiga peenosakeste sissehingamise tõttu 12–36 kuud. Oodatud eluiga on seal pisem kui Põhja-Soomes. Nõnda siis. Kuulsast Vahemere dieedist, tänu millele itaallased kauem tervena elavad kui põhjamaalased, Mantecca ei kõnele. Tema rõhutab, et mürgisus sõltub osakeste kogumassist. Selge on see juba Paracelsuse aegadest – doos teeb mürgi. „Küsimus on osakeste kogupinna pindalas,“ ütles Mantecca, ja see on pisematel osakestel suhteliselt suurem ehk „nanoosakesed on ohtlikumad kui diisel ise.“

Nanoosakesi paiskab õhku suitsetamine – sealhulgas ka e-sigaretid –, nanode sekka kuuluvad ka viirused ja bakterid. „Olulise osa annab puu põletamine ahjudes,“ kinnitas Mantecca, põhjendades talve suuremat saastumist.

¤

¤

Puuküte ja toiduküpsetamine

Siin algab ala, mis tõsiselt Eestit puudutab. On väga oluline teada, milliseid peen- ja nanoosakesi puudega kütmine õhku paiskab, kui ohtlikud need on ja kui suure osa peenosakeste koguhulgast antud paigas moodustavad osakesed, mis pärinevad puuküttest. Möödunud aasta kevadel Brüsselis toimunud Rohelisel Nädalal keskenduti õhule ja esitleti mitmeid puukütte saastamisega seotud uuringuid. Kuid andmeid, mis võrdleks puukütte saastuse osatähtsust teiste saasteallikatega, näha polnud. Avaldasin selle kohta Eesti Päevalehes artikli „Puuküte teeb Euroopa õhusaastajatele muret“, kus kirjutasin ka keskkonnavoliniku Janez Potočniku vastuse, kui talt küsisin, kas siin pole tegu millegi sarnasega nagu hõõgniidiga pirnide keelustamine. Näeme ju, et nüüdseks on need uuesti poodides, ainult et kümme korda kallimana. Keeld näib olevat käivitanud toreda äriprojekti. Janez Potočnik sellist seost ei näinud ja kinnitas, et see on iga riigi otsustada, mille ta ära keelab või mida piirata tahab. Peame ometi meeles pidama, et hõõgpirnide keelustamise poolt hääletasid kõik Eesti Europarlamendi saadikud, selle kiitis heaks ka Riigikogu. Miks mitte peljata, et nõnda juhtub ka puuküttekolletega?

Artikkel pakkus palju huvi Euroopa Komisjoni esindajale Eestis Hannes Rummule, kes nimetas seda teema tõstetust muude koledate asjade seas ka paanika külvamiseks. Kui ei muud, siis selgub sellest reaktsioonist, et asi on tõepoolest aktuaalne.

Nano.BuanannoASelles valguses on ülihuvitavad Cassino ja Lõuna-Lazio Ülikooli teadlase Giorgio Buonanno uuringud. Mida pisemad on osakesed, seda raskem on neid välja filtreerida. Looduslik foon on sada kuni tuhat peenosakest kuupsentimeetris, Tallinna-suguses linnas on see arv kümme korda suurem, kiirteedel suurim.

Suurim eriti peente peenosakeste kontsentratsioon on tööpäeviti, neid hõljub õhus ka kaks tundi pärast liikluse vaibumist. „Põhiline ultrapeenosakeste hulk satub inimese kopsu kokandusest,“ kuulutas Buonanno ülaltuslikul moel, „ja meil Itaalias valmistatakse sööki lahtisel gaasitulel, kui Austraalais ei tehta kodus üldse ise süüa.“

Lapsed saavad suurima peenosakeste doosi tippajal koolimineku puhul, koolis kaitsevad neid seinad. Koju jõudnud, satuvad nad jälle toiduküpsetamisest pärit peenosakesi hingama. Koolis aga on kõige ebatervislikumad paigad üllatuslikult võimlad. „Liikumine vallandab põrandalt hulgaliselt ühe kuni kümne mikromeetrise läbimõõduga osakesi,“ kinnitas Buonanno oma uuringutele toetudes.

„Ohtlikud on nii sääsetõrje kui küünlad kohvikutes,“ lisas ta. Ja kõige ohtlikum veel on e-sigarett. Seevastu prügipõletusjaamad töötavad peenosakeste mõttes puhtalt. „Prügipõletustehas on puhtam kui põllumajandus,“ ütles Buonanno.

„Kõige ohtlikum on see, mida me ei näe,“ hoiatas ka Tartu Ülikooli teadlane Hans Orru, kes on keeruliste seireseadmetega mõõtnud peenosakeste sisaldust erinevates Eesti paikades. „Kõige kõrgem PM10 sisaldus on õhus varakevadeti linnades,“ kinnitas ta. Siis sulab üles saast, mille talvel seob enesega lumi, tänavad muutuvad tolmuseks. „Tartus on PM2,5 sisaldus kõrge talvel,“ väidab Orru, põhjendades seda ahiküttega. Kuid puuküttest saastamise muster on üle Eesti keerukas ning andmeid selle kohta, milline protsent peenosakestest tuleb kindlas paigas puuküttest, milline teistest allikatest nagu liiklus, küpsetamine ja muu olmetegevus või tööstus, pole piisavalt. Eesti Keskkonnauuringute Instituudis on labor, mis mõõdab puukütteahjude emissiooni ning selles saadavad tulemused täienevad üha.

Tundub, et praegu ei saa me veel tõsikindlalt otsustada, millistes paikades ja kui palju me peaksime puukütteahjusid kas välja vahetama või suitsu filtreerima. Tasub aga meeles pidada Buananno mõõtmistulemusel põhinevat tõde: „Toa mõju võib olla suurem kui õuel.“ Nii et kui lähete suvilasse ja istute enamjaolt oma suvemajatoas, keetes ja küpsetades, võite hingata sisse enam peenosakesi kui linnas jalutades.

Inimene on üls ehitatud nanotehnoloogia põhiselt. „Elusrakk on minitehas, mis sisaldab suure kogu pühendunud nanoskaalas valgumasinaid, mis on miljardite evolutsiooniaastate käigus optimeerinud,“ ütles ameerika biokeemik Bruce Alberts. Nõnda on ka keskkonnas ringlevatel nanoosakestel inimesega vähem või rohkem ohtlikult asja.

 

Fotod: Tiit Kändler

Nanoosakese maailm

Paberileht                                           100 000 nanomeetrit (nm)

Inimese peenim ihukarv                     20 000 nm

Punased vererakud                            8000 nm

Bakterid                                             1000 nm

Antikehad                                          10 nm

Rakumembraan ja membraanipoor    6–10 nm

Glükoosimolekul                                1 nm

Kullaaatom ja vee molekul                0,3 nm

Vesinikuaatom                                   0,1 nm

 

 

Nanoosakese uued omadused nanomaailmas

Suurem pinna pindala ja ruumala suhe

Suurem pinna reaktsioonivõime

Uued elektroonilised, optilised ja mehaanilised omadused

 

Inimkonna viis tehnikarevolutsiooni

1780–1840                 aurumasin, tekstiilitööstus, mehaanikatööstus Ühendkuningriikides

1840–1900                 raudtee, elekter, terasetööstus Inglismaal, Saksamaal ja USAs

1900–1950                 elektrimootorid, rasked kemikaalid, autod ja tarbekaupade masstootmine enamjaolt USAs

1950 tänaseni             sünteetika, orgaaniline keemia, arvutid Jaapanis ja USAs

Tänapäevast                nanotehnoloogia ja molekulide tootmine, juhivad USA, Hiina või India

 

 

 

Peenosakeste (PM) ja nanoosakeste bioloogilised efektid

 

PM mürgisus ei sõltu ainuüksi kontsentratsioonist.

Bioloogilised efektid varieeruvad sõltuvalt osakeste suurusest ja aastaajast.

PM keemilise koostise osa (ning seega selle PM osatähtsus teiste emissiooniallikate seas) sõltub raku vastuvõtlikkusest konkreetsele osakesetüübile.

PM vallandab eelkõige põletikulisi protsesse organismis.

Peen- ja nanoosakeste osised pärinevad peamiselt põlemisest ja nende bioloogiline aktiivsus seondub põhiliselt vähki tekitava mõjuga.

 

Põlemisprotsessides vallanduvad peen- ja nanoosakesed

 

Kütus                          PM2,5                         PM10

 

Bensiin                       0.52%                         0,45%

Kivisüsi                      0,72%                         0,73%

looduslik gaas             1,01%                         0,94%

kütteõli                       1,26%                         1,13%

diisel                           19,65%                       17,02%

puit                             56,14%                       49,51%

teised                          20,7%                         30,22%

Allikas: Milano-Bicocca Ülikool

 

 

Nanoosakeste kontsentratsioon õhus

 

100–1000 osakest kuupsentimeetris              sisekontinentidel ja meredel

10 000                                                            maapiirkondades

50 000                                                            linnakeskkonnas

üle 100 000                                                    kiirteede kõrval ja suure päikesekiirguse korral

 

Allikas: Cassino ja Lõuna-Lazio Ülikool

 

 

mis.uudist | News | Tehnoloogia | vänge.lugu

Tallinna Tehnikaülikooli linnak: Euroopa parim

09.01.2014

Tallinna Tehnikaülikooli linnak: Euroopa parim

Tiit Kändler, teadus.ee

 

Äsja saabus Tallinna Tehnikaülikooli (TTÜ) pressiosakonnast teade, et TTÜ linnak võitis esikoha 30 Euroopa ülikooli koondava Euroopa Rektorite Klubi võistlusel „Science and Education“ („Teadus ja haridus“).

Esile tõsteti linnaku nüüdisaegsust, innovaatilisust ja tihedaid sidemeid kõrgtehnoloogiaettevõtetega, samuti noorte perede õppimisvõimaluste headust.

Tallinnas Mustamäel on koondunud TTÜ ja IT Kolledž ning Tallinna teaduspark Tehnopol. Siin õpib umbes 14 400 tudengit, töötab üle 1100 teadlase ja tegutseb 162 ettevõtet oma 2600 töötajaga.

ylikoolilinnak_4

Hinnati linnakute arhitektuuri ja disaini, majutusvõimalusi ja muud kaasnevat. Lõppvooru pääses 17 linnakut, kelle julgast žürii valis välja TTÜ linnaku.

Rektor Andres Keevalliku sõnul on nüüdne keskkond loodud aastatepikkuse töö tulemusena. Kes on uidanud TTÜ hoonete ümber tekkinud pargikestes, skulptuuriaedades, raamatukogus, sellel ei tule otsus üllatusena. Eestis harukordse saavutusena on mulle ikka tundunud viis, kuidas TTÜ uued hooned, sh raamatukogu, on osatud liita harmooniliseks arhitektuurseks tervikuks, minemata labaseks ja igavaks.

Oma raamatus „Endel Lippmaa. Mees parima ninaga“ (2012) kirjeldasin Tallinna Polütehnilise Instituudi ehitamise algaegu, lk 273,274:

 

„See maja (TA Küberneetika Instituut, praegu Tallinna Ülikooli teaduslik raamatukogu etc) asus alal, mis sõjajärgsel Tallinna generaalplaanil oli määratud saama Tallinna kultuurikeskuseks ja mille tsentrisse plaaniti ehitada TPI linnak. Teadlased olid Stalini ajal tähtsad tegelased. Arhitekt Harald Armani 1948. aasta planeerimiskava kohaselt ehitati kultuurikeskuse 10 hektari suurusele TPI maa-alale arhitektide Edgar Velbri, Henn Roopalu ja Ilmar Laasi projekti järgi 1948–1954 teadlaste elamu, millesse algselt olid plaanitud kogunisti kahe sissepääsu ja teenijatoaga suurkorterid. /…/

TPI juhtkond tabas kähku, et kesklinnas ei ole kõrgkoolile tulevikuruumi, ei tahtnud laieneda ka Kopli kunagise Vene-Balti laevaehitustehase pompoosse, ent teaduslaboriteks täiesti sobimatu Esimese maailmasõja eelse peahoone ja keemialaboriteks muudetud Kopli Kinnisvaravalitsuse maja baasil ning nõnda tehti EKP juhi Johannes Käbini toetusel õnnestunud otsus ehitada kõrgkoolilinnak Mustamäele – kuhu tol ajal polnud veel kerkinud ühtegi elumaja ega olnud seega ka mingeid kommunikatsioone.“

 

1963. aastal, Agu Aarna rektoriks olles, valmis Uno Tölpuse ja Henno Sepmanni peahoone ühes selle küljes paiknevate tiibadega.

Edaspidi, eriti Andres Keevalliku rektoriks olles, on lisandunud hulganisti hooneid. Nõnda kujutab TTÜ erinevalt Tartu Ülikoolist, mille juhid kahetsusväärsel kombel ei mõistnud väikelinna ühtset ülikoolilinnakut rajada ning paiskasid selle kaootiliselt laiali, enam või vähem arulagedatel aastatel sündinud ning edaspidi arukalt toimetatud ehitustöö musternäidet Eestis – ja nüüd siis tuleb välja, et ka kogu Euroopas.

Otsus tehti teatavaks detsembri lõpul Inglismaal Oxfordis.

Allikad: TTÜ; Tiit Kändler: „Endel Lippmaa. Mees parima ninaga.“ (2012)

Kommertsväljaannetes kasutamine keelatud.

 

 

 

Telli Teadus.ee uudiskiri