Sivilingeniør / Masterprogram 5-årig, Trondheim

Kybernetikk og robotikk

– Kybernetikkens betydning for miljø og samfunn

Gode styresystemer er viktige for å utnytte råstoff og energi mest mulig effektivt, for å bedre produktiviteten og øke sikkerheten i komplekse systemer. Avanserte styresystemer innen medisin muliggjør også økt livskvalitet. Bedre styring betyr vanligvis bedre miljø eller samfunnsnytte på annen måte.

Eksempler på kybernetiske bidrag i miljø- og samfunnsspørsmål:

  • Kybernetiske metoder benyttes i utvikling av CO2-fri gasskraftteknologi med høy virkningsgrad. Dette er viktig for at teknologien skal være robust, det vil si at den skal fungere godt over lang tid.
  • Norge vil være kritisk avhengig av olje- og gassproduksjon i mesteparten av dette århundret. Nye metoder som benytter avanserte målesystemer og beregningsmetoder og som er basert på kybernetikken, er viktig for å produsere disse ressursene på en miljøvennlig måte, spesielt i nordområdene.
  • Vi er engasjert i metoder for å effektivisere energibruk i utviklingsland, for eksempel ovner basert på solenergi som kan erstatte lite effektive ovner som benytter trevirke. Pålitelige og enkle metoder som kan fungere under enkle forhold er avgjørende.
  • Rask modellbasert deteksjon av lekkasje i olje- og gassrør reduserer utslipp til miljø og letter feilsøk ved at lekkasjens størrelse og posisjon langs røret angis nøyaktig.
  • Matematisk modellering og regulering av reservoardynamikk og gass-væske dynamikk gir økonomiske, sikkerhetsmessige og miljømessige gevinster i olje- og gassproduksjonen.
  • Regulering av brenselsceller og andre kompakte energibærere vil bli viktig for å gjøre transportsektoren mer miljøvennlig.
  • Reguleringsteknikk spiller en vesentlig rolle innenfor fornybar energi som f.eks. vindmøller til havs, bølgekraftverk, bioenergi og solenergi.
  • Kybernetiske betraktninger om atmosfæredynamikk og den dynamisk balansen av CO2 i hav og atmosfære vil gi oss større innsikt i virkningene av økt utslipp/rensing.
  • Uventede svingninger i produksjonen av olje og gass kan i verste fall gjøre det nødvendig å fakle gass eller å slippe ut ubehandlet vann av sikkerhetshensyn. Avansert regulering og optimalisering av oljeproduksjon kan sikre jevnere og mer forutsigbar drift, som vil kunne redusere slike utslipp.
  • Forbedret regulering av kraftsystemer på skip og plattformer gir både redusert drivstoff-forbruk og mindre risiko for blackout.
  • Gjennom mer nøyaktig og optimal regulering av fremdriftssystemer på skip kan drivstoff-forbruket reduseres.
  • Aktiv regulering av jetmotorer, gassturbiner og kompressorer gir høyere virkningsgrad, og dermed bedre driftsøkonomi og mindre miljøutslipp fra slike maskiner.
  • I havbrukskybernetikk arbeider vi med matematisk modellering, instrumentering og regulering for å oppnå bedre utnyttelse av fôrressursene ved oppdrett av fisk. På denne måten unngås sløsing med verdifulle marine råstoffer og det blir mindre utslipp til naturen rundt havbruksanleggene.
  • Vi på medisinsk kybernetikk som jobber med ultralyddiagnostikk sparer miljøet, og ikke minst pasientene for ulempene med radioaktiv stråling (CT avbildning), og energikrevende utstyr (MR avbildning). Dessuten jobber vi med ultralydscannere i lommeformat, slik at en mye større del av undersøkelser og oppfølging kan gjøres hos primærlegene istedenfor på sykehusene. Dette medfører raskere diagnostisering og reduserte transportkostnader.
  • En annen gren av medisinsk kybernetikk, Biomedisinsk bevegelse, handler om å måle, forstå og styre menneskets bevegelser for å kunne stille bedre diagnoser, måle effekten av behandling og forbedre rehabiliteringen av personer med amputasjoner, lammelser og andre skader. Dette gir mer helse for hver krone og bedre helsetjenester.
  • Vi deltar i forskning på det som sannsynligvis vil bli framtidas løsning for person- og varetransport over korte og middelstore avstander: Transport ved hjelp av magnetisk svevende vogner (engelsk » PRT = «Personal Rapid Transit»), se innslag fra NRKs "Schrödingers katt".