Läpimurtojen vuosi 2022

Miltä kuulostaisi esimerkiksi syövän parantavat injektiot, tunteet tunnistava tekoäly tai kuljetusrobotit, jotka tuovat sulle ruokaa koti-ovelle.

Tällä Tässä artikkelissa esittelen 10 mielenkiintoista läpimurtoa, joita tieteessä odotetaan tapahtuvan vuonna 2022.

Tekoäly tunnistaa tunteet

Tekoäly kehittyy hirvittävällä vauhdilla eteenpäin. Joidenkin mielestä vauhti on jopa liian kova. Aivotutkijat ovat jo vuosikymmeniä olleet yhtä mieltä siitä, että tunteilla on yhtä suuri merkitys päätöksenteossa kuin järjellä. Lisäksi tunteet ohjailevat tulevaisuuden suunnittelua ja ylläpitävät sosiaalisia suhteita.

Tämä näkyy mun mielestä erityisen hyvin talokaupoissa. Usein, myös meidän tapauksessa, talo ostettiin enemmän tunteen kuin järjen perusteella.

Nyt kehitteillä on robotteja, jotka tunnistavat ihmisten tunteet ja osaavat jopa vastata näihin tunteisiin. Tekoälyyn pohjautuvat robotit tarkkailevat lukuisia mittauspisteitä ihmisessä, joista tärkeimpiä ovat silmät ja niiden ympäristö, kulmakarvat ja suu. Näiden perusteella robotit pystyvät tekemään tulkintoja ihmisen perustunteista, kuten ilosta, surusta, pelosta ja vihasta.

Oulun yliopiston tutkimusryhmä on ollut niin edelläkävijä niin sanottujen mikroilmeiden tunnistamisessa, jotka ovat hyvin lyhyitä alle puolen sekunnin mittaisia kasvon liikkeitä. Näistä voi paljastua sellaisiakin tunnetiloja, joita ihminen ei haluaisi näyttää muille.

Tällaisia tiedostamattomia mikroilmeitä voi sitten hyödyntää esimerkiksi kuulustelutilanteessa poliisit. Toisaalta lääkärit voivat hyödyntää niitä arvioidessaan kipua, jota ihminen tuntee.

Toisaalta vastaavanlaista tekniikkaa voisi käyttää esimerkiksi autoissa, jossa tekoäly tunnistaa esimerkiksi kuljettajan väsymystilan ja ehdottaa tauon pitämistä

Reaaliaikainen kasvojentunnistus

Edellisiin kohdan kehittyneempi sovellus on reaaliaikainen kasvojentunnistus, joka on sallittua jo yli sadassa maassa. Esimerkiksi yhdysvalloissa kasvojentunnistusta varten laadittu poliisin tietokanta kattaa ainakin puolet maan väestöstä.

Vielä pitemmällä on varmasti Kiina, jossa kasvojen tunnistuskameroita on arvioiden mukaan satoja miljoonia. Esimerkiksi kolme vuotta sitten Kiinan viranomaiset onnistuivat tunnistamaan etsintäkuulutetun rikollisen yli 50 000 hengen konserttiyleisön joukosta.

Suomalainen ohjelmistoyritys MarshallAI on eräs tälläisistä yrityksistä, joka markkinoi reaaliaikaista kasvojentunnistusta viranomaiskäyttöön. Tätä sovellusta on kokeiltu jo Suomen ja Norjan välisellä rajalla.

Tähän kun vielä yhdistetään edellä mainittu tunteita lulkitseva tekoäly, niin ollaan jo aika pitkällä ihmisten valvonnasta. Käyttökohteita tällaiselle teknologialle voisi olla käyttöä lentokentillä, jossa kamerat bongaisivat hermostuneita matkustajia, jotka voisivat olla turvallisuusuhkia lentokoneessa tai esimerkiksi huumeiden salakuljettajia.

Toisenlainen käyttökohde on reaaliaikainen kamera, joka osaa lukea huulien liikkeitä. Näin esimerkiksi äänettömästä valvontakamerakuvasta voitaisiin etsiä uhkaavia sanoja.

Autonominen tavarankujetus

Tesla-sähköautojen autopilot toiminto on varmasti monille jo tuttu ominaisuus. Kyseessä on liuta erilaisia toimintoja, jotka mahdollistavat ajamisen ilman, että autoa tarvitsee ohjailla. Tosin tässä tapauksessa kuskin täytyy edelleen istua ratin takana. Tää systeemi ei myöskään ole täysin aukoton, eikä kolareilta ole voitu täysin välttyä.

Asiantuntijat uskovatkin, että erilaiset lähettirobotit ja autonomiset tavarajunat toteutuvat todennäköisesti täysin älykkäitä henkilöautoja aikaisemmin.

Ihmisille tavaraa kuljettavavia robotteja on testattu jo ympäri maailmaa. Esimerkiksi Kansainvälinen LMAD-henke testasi Espoiin Otaniemessä jakelurobottia, joka kuljetti ruokakaupastsa tilattuja tuotteita suoraan ihmsiten kotiovelle.

Kun tällainen jakelurobotti saapui ihmisten kotiovella, asiakkaan ei tarvinnut muuta kuin näppäillä etukäteen toimitettu kuljetuslokeron avauskoodi.

Autonomiset junat puolestaan voivat viedä puutavaraa satamasta tehtaaseen. Tällä hetkellä nämä junat eivät vielä seikkaile tavallisesten junien seassa, mutta tulevaisuudessa myös se voi olla mahdollista.

Nanorobotit tuhoavat syövän

Nyt siirrytään kuljetusroboteista hieman pienempään mittakaavaan, nimittäin nanorobotteihin, joilla on pituutta vain 40-70 mikrometriä. Tämä vastaa halkaisiljaltaan yhtä ihmisen hiusta.

Yhdysvaltalainen nanorobottitutkijat Marc Miskin kehittää nanorobottia, jonka runko koostuu lasikehikon sisään rakennetuista komponenteista ja piiaurikokennoista.

Tämän jälkeen robotille rakennettaan neljä mikroskooppisen pientä jalkaa, jotka valmistetaan titaanista ja platinasta. Nanorobotin aurinkokennoon suunnattiin laser, jonka avulla robotin jalan platinakerros taipui ja nanorobotti otti yhden askeleen eteenpäin.

Tällaisilla nanoroboteilla sitten voi tehdä?

Ensinnäkin niistä on tarkoitus kehittää älykkäiksi. Ne voidaan esimerkiksi siirtää injektioneulalla ihon alle, jonka jälkeen ne voivat etsiä ja tuhota esimerkiksi syöpäsoluja. Toisaalta ne voivat korvata täysin myrkylliset kemikaalit hyönteisten torjunnassa.

Törmäys asteroidin kanssa

Nasa on tutkinut asteroideja jo todella pitkään. Tänä vuonna NASA aikoo kuitenkin tehdä jotain uutta. NASAlla Tarkoituksena on nimittäin törmätä asteroidiin.

Dartiksi nimetty luotain laukaistiin avaruuteen viime vuonna marraskuun 23. päivä. Laukaisu tapahtui Kalifornian Santa Barbarasta SpaceX-yhtiön Falcon 9-raketilla. Tarkoituksena Dartilla on törmätä maan lähellä kulkevaan kaksoisasteroidiin ja muuttaa sen rataa. Suurempi asteroidi, Didymos, on halkaisijaltaan 800 metriä ja sitä kiertää kuun lailla halkaisiljaltaan 160-metrinen Dimorphos-asteroidi.

Dart-luotaimen on tarkoitus osua tähän pienempään kappaleeseen 6 600 metrin sekuntivauhdilla ensi syyskuussa. Tällöin asteroiden liike hidastuisi noin prosentin verran ja sen kurssi kääntyisi kauemmas maasta.

Törmäys tapahtuu 11 miljoonan kilometrin päässä maasta, mikä on niin lähellä, että tutkijat voivat seurata tapahtumia omilla teleskoopeillaan.

Nasa ei usko, että Didymoson olisi uhka Maalle, mutta se ohittaa Maan niin läheltä, että Nasa kokeilee asteroidin työntämistä kiertoradaltaan. Tämä on ensimmäinen kerta ihmiskunnan historiassa kun se yrittää muuttaa jonkun taivaankappaleen liikettä.

Kiinan avaruusasema valmistuu

Kiina on parhaillaan rakentamassa avaruusasemaa, jolla tulee valmistuessaan olemaan merkittävä rooli maan avaruusohjelmassa. Kiina on edennyt kuluvalla vuosituhannella nopeasti avaruuden supervallaksi ja kirii koko ajan Yhdysvaltoja kiinni.

Avaruusaseman ensimmäinen moduuli vietiin radalleen 29.huhtikuuta 2021. Tän tapahtuman moni teistä saattaa muistaa sen takia, että tuolloin moduulin kantoraketti putosi hallitsemattomasti kohti maan pintaa osuen lopulta Intian valtamereeen.

Ensimmäiset asukkaansa avaruusasema sai viime vuoden kesäkuussa, kun kiinan kolme avaruuslentäjää kiinnittyi aseman Tianhe moduuliin. Tämän jälkeen avaruusasemalle on lähetetty toinenkin miehistö, jonka on määrä kotiutua avaruusasemalta joskus tänä vuonna.

Täydellisesti avaruusasema on valmis vasta 11 lennon jälkeen. Tämä on aikaisintaan tämän vuoden lopulla.

Avaruuslennot suuntautuvat kohti kuuta

Jos viime vuonna Mars oli avaruuslentojen kohde, niin tänä vuonna meidän oma rakas kiertolaisemme Kuu saa puolestaan paljon rakkautta. Nimittäin vuoden 2022 aikana jopa yhdeksän eri lentoa eri maista ja yrityksistä yrittää päästä kuun kiertoradalle tai jopa laskeutua sinne

Viisi näistä lennoista on NASAn lähettämiä. Tämän lisäksi kuun tutkimista havittelee esimerkiksi Intia, joka koki epäonnistumisen laskeutumisen kuuhun vuonna 2019. Myös Venäjä on jälleen mukana kuuhommissa ja yrittää laskeutua sinne ensimmäistä kertaa sitten vuoden 1976. Myös Japani ja Etelä-korea ovat suuntaamassa miehittämättömiä avaruuslentoja kohti kuuta.

Miehitettyjä avaruuslentoja kuun pinnalle saadaan kuitenkin vielä odottaa. Sen jälkeen, kun Yhdysvaltain Apollo-ohjelman 17. lento nousi kuun pinnalta joulukuussa 1972, ei yksikään elävä olento ole kävellyt kiertolaisemme pinnalla. Ihminen ei itseasiassa ole käynyt lähelläkään kuuta tämän jälkeen. Lähin paikka löytyy kansainväliseltä avaruusasemalta.

NASAn mukaan seuraava miehitetty kuulento toteutuu aikaisintaan vuonna 2025.

Nasa tutkii maapallon ilmastoa

NASAn kiinnostus ei suuntaudu tänä vuonna pelkästään kuuhun . Tutkimuksen kohteena on myös maapallo ja ennen kaikkea sen ilmasto. Vuonna 2022 NASA käynnistää 4 eri hanketta jolla on tarkoituksena on tutkia esimerkiksi äärimmäisen voimakkaita myrskyjä, pintavesiä, meriä ja ilmakehässä olevaa pölyä.

NASAlla on melko hyvät mahdollisuudet tarkkailla ja tutkia myös tätä meidän omaa maapalloa lukuisten satalliittien ansiosta. No nää neljä NASAn hanketta ovat seuraavat.

Tropics niminen hanke käyttää kuutta pientä satelliittia, joidenka avulla se pystyy tarjoamaan parempia ja nopeampia mittauksia trooppisista hirmumyrskyistä

EMIThanke puolestaan käyttää hyväkseen kansainvälisellä avaruusasemalla olevaa kuvantamisspektrometria. Sen avulla se tutkii, millainen vaikutus ilmakehässä olevilla pölyhiukkasilla on ilmastoon, erilaisiin ekosysteemeihin, ilmaston laatuun ja ihmisten terveyteen.

Kolmas hanke on Yhdysvaltain liittovaltion sää- ja valtamerentutkimusorganisaatio JPSS-2 satelliitti, joka auttaa tutkijoita ennustamaan paremmin äärimmäisiä sääolosuhteita kuten tulvia metsäpaloja ja tulivuorten toimintaa!

Olen tehnyt aikaisemmin kaksi eri videoo supertulivuorista. Nämä videot löytyvät tästä!

Viimeisenä on SWOT-hanke, jonka tarkoitus on tutkia maapallon valtameriä ja sitä, millainen rooli niillä on ilmastonmuutoksen kannalta. Lisäksi SWOT-hankkeessa seurataan järviä, jokia ja muita pintavesiä.

On mielenkiintoista nähdä, tuovatko nämä hankkeet jotain uusia aspekteja tällä hetkelläkin kiivaana käyvään ilmastokeskusteluun.

Vaihtoehtoja eläinkokeille

Eläinkokeita tehdään maailmalla edelleen valtavasti. Pelkästään Suomessa tehtiin eläinkokeita satatuhatta kappaletta, kun tutkittiin erilaisia lääkkeitä, sairauksia ja kemikaaleja. No näin ei välttämättä tarvitsisi olla.

EU kielsi jo vuonna 2013 kosmetiikan testaamisen eläimille ja tavoittelee tulevaisuudessa kaikista eläinkokeista luopumista.

Yksi ratkaisu tähän voisi olla Tampereen yliopiston tutkimusryhmä, joka on jo pitkään kehittänyt erilaisia kudos- ja elinmalleja, jotka voisivat korvata eläimet esimerkiksi uusien lääkkeiden testauksessa.

Käytännössä laboratoriossa siis luodaan soluista esimerkiksi sydämen, aivojen, keuhkojen ja verenkiertoelimistön toimintaa vastaava malli.

Turukulainen yritys Brinter kehittää puolestaan biotulostimia, jolla voidaan tuottaa esimerkiksi ihoa, rustoa sekä muita ihmisestä löytyviä kudoksia. Tämä toimii siis aivan samalla tavalla kuin ”normaalikin” 3D-tulostin. Erona kuitenkin on se, että tulostimen musteena käytetään eläviä kantasoluja eli biomustetta.

Tulevaisuudessa on myös vaihtoehto, ettei eläinkokeita varten tarvitse kehittää laboratoriossa mitään. Esimerkiksi lääkkeiden vaikutuksia voidaan mallintaa tehokkaiden tietokoneiden avulla.

Rokote syöpää ja muita vakavia tauteja vastaan

En usko, että kukaan ihminen aivan pienimpiä lapsia lukuunottamatta ei olisi ajatellut rokotetta viime vuoden aikana. Keskustelu aiheen ympärillä on käynyt lievästi sanottuna kuumana.

No yksi Korona-virukseen vastaan kehitetyistä rokotteista on uudenlainen MRNA- eli lähetti RNA-rokote.

Tätä rokotetyyppiä on tutkittu jo vuosikausia. Ongelmana on ollut se, että mRNA ei ole kestänyt elimistössä riittävän pitkään. Korona-viruksen tapauksessa tämä ongelma kuitenkin onnistuttiin ratkaisemaan siten, että lähetti-RNA laitettiin rokotteessa nanokokoisen rasvapallon sisään.

Lähetti RNA on molekyyli, joka kuljettaa geeneihin pakattuja ohjeita ihmisten soluihin. Näissä ”ohjeissa” sitten soluille kerrotaan miten niiden tulisi valmistaa rokotteen vaikuttavaa ainetta.

Koronaviruksen tapauksessa mrna-kuljettaa viruksen pintaproteiinin valmistusohjeet solun sisään. Tällöin kehon immuunijärjestelmä huomaa vieraan proteiinin ja muodostaa sitä torjuvia vasta-aineita.

No tänä vuonna tätä vastaavaa rokotetta voidaan ehkä käyttää myös muuallakin, kuin taistelussa korona-virusta vastaan. Esimerkiksi ihosyöpää vastaan kehitettyä mRNA-rokotetta testataan jo ihmisillä.

Myöhemmin mRNA-rokotteeta toivotaan apua esimerkiksi Malariaa, syöpää, vesikauhua, MS-tautia, HIViä ja influenssaa vastaan.

Lähteitä ja tutkittavaa

• https://www.hs.fi/tiede/art-2000008408379.html
• https://www.nature.com/articles/d41586-021-03772-0
• https://www.fredhutch.org/en/news/center-news/2021/12/science-predictions-2022.html
• https://www.hs.fi/tiede/art-2000008072458.html
• https://www.nytimes.com/2022/01/01/science/space-preview-2022.html
• https://www.tesla.com/fi_FI/autopilot
• https://www.is.fi/autot/art-2000001240323.html
• https://www.mtvuutiset.fi/artikkeli/nasa-testaa-planetaarista-puolustusta-asteroidin-rataa-yritetaan-muuttaa-dart-tormaajalla/8254842
• https://www.bbc.com/news/science-environment-59327293
• https://tekniikanmaailma.fi/miksi-ihminen-ei-ole-kaynyt-kuussa-46-vuoteen-selitys-on-jopa-hieman-masentava/
• https://earthobservatory.nasa.gov/blogs/earthmatters/2021/12/30/nasa-to-launch-four-earth-science-missions-in-2022/
• https://www.nasa.gov/feature/esnt/2021/nasa-to-launch-4-earth-science-missions-in-2022