Tieteiselokuvat ovat jo täällä

Terminator -elokuvissa maapallonlaajuinen tietoverkko saavuttaa tietoisuuden ja usuttaa ihmiskunnan kimppuun muotoaan muuttavia, liki tuhoutumattomia tappajarobotteja. Matrixissa taas ihmisiä orjuutetaan energialähteiksi syöttämällä heille suoraan aivoihin illuusiota vapaassa maailmassa elämisestä.

Teknisesti nämä tulevaisuudenkuvat ovat jo yllättävän lähellä. Molempia nimittäin sivutaan Timo Paukun Kymmenen uutta ihmettä -kirjassa (Gaudeamus 2013).

Palkittu tiedetoimittaja ja suomentaja on koonnut kirjaansa nimensä mukaisesti kymmenen teknologiaa, jotka tulevat seuraavien vuosikymmenten aikana todennäköisesti muuttamaan maailmaa ja arkipäiväämme perustavalla tavalla – hieman samaan tapaan kuin internet ja kännykät ovat mullistaneet edelliset kaksi vuosikymmentä.

3D-tulostusta ja nanoteknologiaa

Timo Paukku on jakanut kirjansa neljään osioon, joissa kolmessa ensimmäisessä esitellään teknologiaa, joka muuttaa käsityksiämme materiasta, elämästä ja tietokoneista. Osa keksinnöistä on jo murtautunut tutkijoiden kammioista laajempaan tietoisuuteen ja jopa kuluttajien ulottuville, osa on vasta kokeiluasteella. Visiot ovat joka tapauksessa hurjia.

Kuinka moni meistä on muuttoa tehdessä tuskaillut tavarapaljoutta ja tavaroiden siirtelyn tuskaa? Nykyään suurikin kirjasto siirtyy vaivatta digitaalisessa e-kirjamuodossa vaikkapa muistitikulla. Paukku esittelee kolmiulotteisen tulostuksen teknologiaa, jolla voidaan ”printata” ohjeiden mukaan esineitä kuten huonekaluja. 3D-tulostusteknologialla on jopa tehty jo toimivia alaleukaproteeseja. Printtausmateriaaliksi on toistaiseksi saatavilla muovia, tulevaisuudessa muitakin.

Suurimmat tulostimet voivat muovata esimerkiksi talon rakennuselementtejä tai auton osia. Pienimpien ja yksinkertaisimpien tulostimien hinnat alkavat olla jo tavallisen kuluttajan kukkarolle sopivia.

Materiaalipuolella tutkijat ovat viime vuosina onnistuneet hyödyntämään grafeenia. Tämä yksittäisistä hiiliatomeista muodostettu aine on todellinen ”ihmemönjä”: se on kovaa, ohutta, kevyttä ja johtaa hyvin sähköä. Grafeenin ja sen johdannaisten käyttötarkoitukset ovat moninaisia. Grafeeni voi tulevaisuudessa mahdollistaa esimerkiksi äärimmäisen pienet koneet, nanokoneet.

Nanokoneista on puhuttu jo jonkin aikaa, mutta nyt vain millimetrin murto-osien kokoisella teknologialla alkaa olla jo sovelluksia. Nanoteknisiä tuotteita ovat esimerkiksi jo itsevoiteleva suksi ja itsensä puhdistava lasi, jotka perustuvat nanokokoisille pinnoitteille.

Uuden elämän äärellä

Biologia ja lääketiede ovat mullistuneet kantasolujen ja synteettisen biologian myötä.

Kantasolut ovat elimistön alkuperäisiä soluja, joista odotetaan lääketieteen aarreaittaa. Niiden avulla voidaan korjata ja uusintaa vaurioituneita elimiä ja solukkoja. Paukun mukaan Yhdysvalloissa on jo alkanut ensimmäinen elävissä ihmisissä tapahtuva kokeilu kantasoluilla.

Synteettisen biologian avulla voidaan ”luoda” pienimuotoista elämää. Geneetikko Craig Venter onnistui vuonna 2010 muodostamaan alkeellista keinotekoista elämää vanhan bakteerin pohjalle muuntamalla tämän DNA:ta.

Silti hurjimpia tulevaisuudenkuvia tarjoaa Paukun esittelemä optogenetiikka, mikä on keino ohjata yksittäistä nisäkkään aivosolua, neuronia. Ohjailu tapahtuu voimakkaan valon avulla, joka suunnataan aivosoluihin ohutta valokuitua pitkin. On jo esimerkiksi kehitetty langattomia laitteita, joilla voidaan etäohjata hiiren tai apinan aivoja.

Netti tulee kaikkialle

Myös tietokoneet ja tietoverkot ovat kehittymässä ja mukana entistä tiukemmin ihmisten arkisessa elämässä. Paukku erittelee tämän kehityksen kolmeksi tulevaisuuden menestyjiksi pilvipalvelujen käytön lisääntymisen, esineiden integroitumisen nettiin sekä ohjelmoitavan aineen, todella mielikuvituksellisen vision.

Pilvipalvelut ovat jo laajasti käytössä. Ne mahdollistavat tietokoneohjelmien käytön pelkän päätelaitteen kautta – koneelle ei tarvitse ladata eikä asentaa ohjelmistoja, vaan tarvittavat sovellukset ja tiedot haetaan verkosta erityisestä pilvipalvelusta.

Käyttäjien lisäksi myös esineet ympärillämme ovat entistä useammin itsekseen yhteydessä tietoverkkoon. Esimerkiksi koiranpantaan voi olla yhdistetty GPS-paikantamisjärjestelmä, joka kertoo reaaliaikaisesti lemmikin sijainnin. Esimerkiksi vuonna 2010 maailmassa oli jo 12,5 miljardia verkkoon liitettyä laitetta – enemmän kuin ihmisiä.

Hurjalta teknologialta kuulostaa ohjautuva aine, joka koostuu pienistä muuntautumiskykyisistä koneista, katomeista. Ohjelmoitava aine voi muuttaa muotoaan ja kokoaan ohjelmointinsa mukaan. Esimerkiksi esine voi muuttua vaikka vaatteesta huonekaluksi ja vaihtaa samalla pintaväriään. Aineella on jo tehty kokeita suuressa mittakaavassa, isoilla katomeilla, ja parhaillaan esimerkiksi johtava mikrosirujen valmistaja Intel tekee kokeiluja. Paukku arvelee, että tämä teknologia on vasta alkutekijöissään.

Hyvä vai paha teknologia?

Neljäs, epilogiksi nimetty luku käsittelee tietoverkkojen laskenta-algoritmeja ja niiden vaikutuksia. Sosiaalisen median kautta elämme jo syvällä eri algoritmien syövereissä. Esimerkiksi Google ja Facebook käyttävät tehokkaita laskentamekanismeja, joiden avulla käyttäjistä voidaan luoda yksityiskohtaisia profiileja. Monet ohjelmistot saattavat tuntea meidät jo paremmin kuin me itse. Liikkeemme ja kontaktimme tietoverkossa muodostavat meistä kuvaa, joka esimerkiksi Facebookille on rahanarvoista kuluttajamarkkinointi-informaatiota.

Timo Paukku ei muutenkaan peittele uuden teknologian vaaroja. Hän huomauttaa, että kaikkea tekniikkaa voidaan käyttää hyvään tai pahaan. Esimerkiksi toukokuun alussa uutisoitiin, että Yhdysvalloissa maallikkokäyttäjät olivat saaneet 3D-tulostimella aikaiseksi toimivan aseen. Samoin optogenetiikan kautta suoritetusta aivosolun ohjailusta saatua tietoa voidaan käyttää aivojen ja mielen sairauksien hoidossa, mutta myös käyttäytymisen manipuloinnissa.

Paukku myös huomauttaa, että uudet teknologiat eivät automaattisesti säästä luontoa tai energiaa. Esimerkiksi tietoverkot, palvelimet ja muu verkkoteknologia tarvitsevat sähköä ja jäähdytystä. Samoin virtapiirien valmistaminen tuottaa valtavat määrät kemiallisia jätteitä – ainakin vielä toistaiseksi.

On myös kokonaan toinen juttu, kuinka harvojen herkuksi uudet teknologiat jäävät. Vielä nykyäänkin ihmiskunnasta vain osalla on pääsy tieto- tai kännykkäverkkoihin.

– Lapsemme ja lastenlapsemme päättävät, mihin ja miten kirjassa mainittuja keksintöjä käytetään, toteaa Paukku kirjan esipuheessa.

Vaikka kirja perustuu kattavalle ja luotettavalle tieteelliselle aineistolle, se välttää turhaa tiedejargonia ja vaikeita kaavoja. Jokaisen luvun alussa on havainnollistettu kyseessä olevaa teknologiaa arkisin ja selkein esimerkein.

Tiede kehittyy nopeasti. Paukun kirjan tiedot perustuvat vuoden 2012 lopulla saatavilla olleisiin lähteisiin. Hän antaa kirjan lopussa lukuvinkkejä niille, joita tieteen ja teknologian kehitys kiinnostaa jatkossakin.

Lukija ei tarvitse olla Pelle Peloton perehtyäkseen tulevaisuuden teknologiaan, joka aiheuttaa ajoittain innostusta, ajoittain herättää jopa kauhua.

Timo Paukku. Kymmenen uutta ihmettä. Teknologiat, jotka muuttavat maailmaa. Gaudeamus 2013. 187 sivua.