Pääkirjoitukset

Edessä materiaaliteknologian vallankumous?

ke helmik. 27 10:35:00 2019

Teksti: Miimu Airaksinen
 

Nopealla vilkaisulla rakentaminen ei näytä muuttuneen ulkoisesti paljonkaan; kaivinkoneet kaivavat ja betonia valetaan. Nopea vilkaisu ei kuitenkaan kerro koko totuutta, onhan esimerkiksi digitaalisuus tuonut, ja tuo tulevaisuudessa edelleen paljon uutta ja suuria muutoksia rakennusalalle.

Hyvä esimerkki on automaatio ja koneoppiminen. Pelkästään kahden viime vuoden aikana koneoppimisen kiinnostus on kasvanut kolminkertaiseksi. Gartnerin (2017) hype-käyränkin mukaan olemme juuri nyt käyrän huipulla. Kuten hypessä aina, ylilyöntejä tulee, mutta niin tulee onnistumisiakin.

Onkin kiinnostavaa huomata, että erityisesti automaatiossa perustekniikat ovat hyvin samanlaisia alasta riippumatta. Automaatio pääsee parhaiten oikeuksiinsa massojen ollessa suuria, jolloin samaa asiaa voidaan toistaa usein. Kone on myös erittäin tehokas seulomaan suurta tietomäärää ja etsimään siitä korrelaatiota tai poikkeamia. Tästä on hienoja esimerkkejä suunnittelun ja työmaan laadun tarkastuksessa.

Seuraava askel automaatiossa onkin sen ”älykkyyden” lisääminen. Monen tavoitteen optimointi on tästä hyvä esimerkki; vaihtoehtoja on paljon, ja ilman konetta emme pystyisi löytämään ainakaan järjellisessä ajassa parasta ratkaisua. Tästä on jo hyviä esimerkkejä talonrakennuksen energia- ja kustannusoptimin löytämisessä. On kiehtovaa nähdä, miten koneoppimista voidaan hyödyntää tulevaisuudessa esimerkiksi uudenlaisessa hinnoittelussa, optimoinnissa sekä strategisen päätöksenteon tukena. Ja kuka tietää, ehkäpä jo insinöörin luovuuden tukenakin.

Toisin kuin koneoppimisen, materiaaliteknologian murrokseen ei ole kiinnitetty ehkä niin paljon huomiota, ainakaan yhtä laajasti. Olemme esimerkiksi tottuneet siihen, että teräs on huomattavasti lujempaa kuin puu. Entä jos tulevaisuudessa puu onkin yhtä lujaa kuin teräs, mutta silti kevyempää? Tällainen kehitysvaihe voi olla paljon lähempänä kuin luulemmekaan.

Marylandin yliopistossa on keksitty tapa tehdä puusta kymmenen kertaa kovempaa kuin tavallinen puu. Tällöin puu siis kilpailee lujuudessaan teräksen kanssa. Tutkijoiden mukaan uusi superpuu on monilta muiltakin ominaisuuksiltaan samaa luokkaa kuin teräs tai jopa titaani. ”Superpuuta” voi tutkijoiden mukaan verrata myös joiltakin ominaisuuksiltaan hiilikuituun. Hinta vain on edullisempi.

Ainutlaatuisen uudesta keksinnöstä tekee sen, että ”superpuu” on sekä lujaa että kestävää. Tällaista yhdistelmää löytyy vain harvoin suoraan luonnosta. Superpuun eduksi voi laskea myös sen muovailtavuuden; materiaalia on mahdollista taivutella eri muotoihin prosessin alussa.

Milloin me saamme ensimmäisen superpuurakennuksen Suomeen? 

Takaisin edelliselle sivulle