Tikissä

Tutkimus-, kehitys- ja innovaatiotoiminnan sydämessä

Avainsana: innovaattori

Keksintö Hollywoodin säihkeestä: taajuushyppely
http://Kuvakaappaus%20osasta%20taajuushyppelijän%20patenttihakemuksen%20alkuperäispiirroksesta,%20mustavalkoinen%20tekninen%20piirros
31.3.2023
Juha Järvinen

”Netti ei toimi. Verkko lagaa,” ovat yleisimpiä arjen vastoinkäymisiä ja valituksen aiheita. Langattomista yhteyksistä on tullut meille yksi keskeisimmistä kulutushyödykkeistä. Kun yhteydet ovat kunnossa, elämä hymyilee. Näiden yhteyksien teknisten perusperiaatteiden taustalla on innovaatio, jonka kehittämisessä näyttelijä Hedy Lamarrilla oli merkittävä panos. Hollywoodin kultakauden tähti Itävallassa vuonna 1914 syntynyt Hedwig Eva Maria Kiesler aloitti näyttelijän uransa 1930-luvun alussa Tšekkoslovakiassa. Vuonna 1938 elokuvatuottaja Louis B. Mayer palkkasi Yhdysvaltoihin siirtyneen Kieslerin yhtiöönsä ja loi hänelle taiteilijanimen: Hedy Lamarr. Hollywoodin markkinointikoneisto pyrki hyötymään Lamarrin eksoottisesta ulkonäöstä mahdollisimman tehokkaasti. Hänestä käytettiin nimitystä ”maailman kaunein tyttö” ja 1930- ja 50-lukujen välillä Lamarr esiintyikin lukuisissa menestyselokuvissa. Miljoonille elokuvien kuluttajille hän oli pelkkä Hedy, klassinen Hollywood-kaunotar, jonka vaurasta ja näyttävää tähden elämää värittivät kariutuneet avioliitot ja erilaiset skandaalit. Monikaan elokuvissa kävijä tuskin tiesi, että Lamarr oli myös keksijä. Innovaatioaihio syntyi säveltäjän kanssa Kiinnostus keksimiseen johti siihen, että yhdessä elokuvasäveltäjä George Antheilin (1900–1959) kanssa Lamarr kehitteli vuonna 1941 ratkaisun, jonka alkuperäinen tarkoitus oli sähköisesti koodata torpedon ohjaamiseen ajateltu radiosignaali niin, ettei vihollinen kykenisi häiritsemään sitä elektronisesti. Torpedo on alusten upottamiseen tarkoitettu vedenalainen ammus, joka yleensä laukaistaan sukellusveneestä. Keksintö sai innoitusta mekaanisen automaattipianon toimintaperiaatteesta. Ratkaisua kutsutaan taajuushyppelyksi (Frequency Hopping). Nykyään taajuushyppelyllä on arjessamme erityinen merkitys. Se on keskeinen osa langattoman WLAN-järjestelmän toimintaperiaatetta ja monen muun tiedonvälitysratkaisun taustalla. Taajuushyppely on välitetyn signaalin taajuuden ajoittaista vaihtelua. Ajallisen vaihtelun ominaisuus mahdollistaa erittäin vahvan ja häirinnän kestävän viestintäjärjestelmän. (1) Idea taajuuden jatkuvasta muuntelusta ei sinänsä ollut uusi, ja sitä olivat pohtineet monet maineikkaat tieteentekijät jo aiemminkin, muun muassa sähkötekniikan ja fysiikan uranuurtaja Nikola Tesla (2). Lamarr ja Antheil kuitenkin konkretisoivat idean myös tekniseksi ratkaisuksi. Lamarrin ja Antheilin tekemä patenttihakemus hyväksyttiin 11.8.1942. (3) Käytännössä keksintö mahdollisti, että esimerkiksi lentokoneesta käsin olisi voitu ohjailla torpedoa ilman, että sen kulkua voisi häiritä.(4) Saadakseen keksinnön hyötykäyttöön, ja antaakseen panoksensa sotaan joutuneelle USA:lle, he luovuttivat sen oikeudet Yhdysvaltain laivastolle ilmaiseksi. Lamarr ja Antheil eivät olleet insinöörejä, ja heidän esittämänsä rakenne, joka oli sovellettu mekaanisesta pianosta, ei kuitenkaan herättänyt laivaston luottamusta. Rothmanin mukaan laivastossa oletettiin, että keksijät ehdottivat mekaanisen pianon asentamista torpedon sisään. (2) Hyljeksitty innovaattori USA:n keksijöiden komitea, National Inventors Council totesi, ettei keksintö toimisi ja kehotti Lamarria osallistumaan sotaponnisteluihin siinä, missä hän oli hyvä. Olemalla näyttämöillä ja valkokankaalla. Niin hän tekikin, ja onnistui kampanjoimalla myymään muun muassa miljoonien arvosta sotaobligaatioita (5). 1950-luvun lopulla Lamarrin ura lähti alamäkeen. Hän ei saanut enää elokuvarooleja ja hänen elämäänsä varjostivat monet vastoinkäymiset. Hän ehti kuitenkin vielä nähdä aikakauden, jolloin hänen keksintönsä hyödyntyi ja koki uuden tulemisen, kun verkkoteknologiat ja langaton viestintä ottivat jättiharppauksia. Hedy Lamarr kuoli vuonna 2000. Hollywoodin Walk of Fameen hänen tähtensä lisättiin jo vuonna 1960, mutta vasta viime vuosikymmeninä hänen työnsä keksijänä on saanut näkyvyyttä kirjallisuudessa. Merkittäviä oivalluksia voi syntyä odottamattomista lähtökohdista Hedy Lamarr oli innovaattori, jonka tekemä työ langattoman viestinnän kehitykseen muutti elämämme pysyvästi. Espacenet-patenttitietokannassa tekemäni haun mukaan Lamarrin ja Antheilin keksintöön on vuosikymmenten varrella viitattu 110 muussa patenttihakemuksessa, viimeisimpänä eräässä tänä vuonna hyväksytyssä patentissa. Ei hassummin keksinnöltä, jolle ei aluksi löytynyt hyötykäyttöä ja joka omana aikanaan julistettiin jopa toimimattomaksi. Tämänkin blogin kirjoittaminen olisi ehkä ollut toisenlaista, jos käytössäni ei olisi ollut langatonta verkkoyhteyttä. Taajuushyppelyn tarinassa on käänteitä, joiden kutkuttavuutta ei lainkaan vähennä se, että idean ympärille oli aiemminkin syntynyt kehitystyötä ja pohdintaa. Mielenkiintoisinta on, että keksinnön tekivät henkilöt, joilla oli hyvin vähän tekemistä teknologian kanssa. Se osoittaa, että innovaatiotoiminnassa suutareiden ei todellakaan tarvitse pysyä lestissään. Kuka tahansa voi keksiä mitä tahansa. Mutta se, miten keksintöä voisi hyödyntää, pitää myöskin osata oivaltaa. Silloin voidaan puhua todellisesta innovaatiosta. Kirjoittaja Juha Järvinen työskentelee innovaatioasiantuntijana Metropolian TKI-palveluissa. Hän on koulutukseltaan taiteen tohtori ja teollinen muotoilija. Uusien innovatiivisten ratkaisujen, oivallusten ja toimintamallien löytäminen ja edistäminen innostavat häntä. Paremman tulevaisuuden kehittämiseen tähyävän päivätyön vastapainona hän harrastaa menneisyyteen liittyviä asioita, kuten sukututkimusta, keräilyä ja vanhoja autoja. Lähteet Torrieri, Dan 2022. “Principles of Spread-Spectrum Communication Systems” (doi.org). Springer Cham ,151. Rothman, Tony 2019. “Random Paths to Frequency Hopping". American Scientist, vol. 107, no. 1, 46-53. Alkuperäiseen patenttiasiakirjaan, otsikolla ”Secret Communication System” voi tutustua esimerkiksi Espacenet-hakukoneessa, hakemalla patenttinumerolla US2292387A. Karwatka, Dennis 2005. “Hedy Lamarr: Hollywood Actress and Electronics Inventor”. Tech directions 2005, Vol.64 (6), 10. Hutchinson, Pamela 2018. “Hedy Lamarr: Stealing Beauty”. Sight & Sound, April 2018, Vol. 28 Issue 4, 42-45.

Lue lisää

Hyvät ja huonot uudisteet
4.9.2018
Juha Järvinen

Innovaation suomenkielinen vastine on uudiste. Uudiste on miellyttävä sana. Se viittaa siihen, että on luotu jotakin hyvää, uutuudellista, jotakin olemassa olevaa tilannetta parantavaa. Toisaalta innovaation ydintä, eli keksintöä, ja sen keksinnöllisyyttä arvioidessa ei yleensä tarkastella eettisiä tai yhteiskunnallisia ulottuvuuksia, koska keksintö on aina luonteeltaan tekninen: se pyrkii ratkaisemaan jonkin teknisen ongelman. Valtavia rahasummia onkin hankittu nimenomaan ”päinvastaisella” keksimistoiminnalla: kehittämällä jotakin, joka lopulta on käyttäjille tai käyttöympäristölle haitallista, vaarallista tai jopa tappavaa. Ilmiselvät esimerkit tästä sivuuttaenkin on arkielämäämme tuotu aikojen kuluessa yllin kyllin innovaatioita, jotka on viety hyötykäyttöön, koska niin on kannattanut tehdä, vaikka haittavaikutukset on tiedetty. Vastuullinen innovaattori kuitenkin pyrkii jo ideavaiheessa arvioimaan, millaisia hyödyllisiä tai haitallisia vaikutuksia kehitettävällä asialla mahdollisesti voisi olla. Aina voi pohtia, voisiko ongelman ratkaista toisin, kuin mitä ilmeisin ratkaisu näyttäisi olevan. Alla esitettävässä keksinnössä mentiin ojasta allikkoon: tekniseen ongelmaan löytyi oivaltava ratkaisu, mutta koska keksijä ei vaivautunut pohtimaan muita mahdollisia ratkaisutapoja, tuloksena oli mittava vyyhti maailmanlaajuisia terveys- ja ympäristöongelmia. 1920-luvun alussa autoteollisuus kasvoi nopeasti erityisesti USA:ssa. Henry Fordin aloittama autojen massatuotanto alensi hintoja ja tarjosi liikkumisen vapautta myös tavallisille kansalaisille. Tuon ajan autonmoottoreiden ongelmana oli, että niissä ilmeni ns. nakutusta, eli hallitsematonta polttoaineen palamista, joka laski tehoa ja saattoi pahimmillaan aiheuttaa moottorivaurioita. Työskennellessään General Motorsin tutkimuslaboratoriossa amerikkalainen kemisti Thomas Midgley Jr. (1889–1944) löysi tähän ratkaisun. Midgley huomasi, että lyijytetraetyylin (engl. Tetra-Ethyl-Lead, TEL) lisääminen bensiiniin vähentäisi nakutusongelmaa. Lisäksi TEL-yhdisteet toimivat hyvinä voiteluaineina eräissä moottorin osissa. Midgley jätti keksinnöstään patenttihakemuksen toukokuussa 1923. Keksinnön avulla moottorien nakutustaipumus väheni, ja siten niiden teho ja luotettavuus kasvoi. Teknologisesti tarkastellen keksintö oli siis hyödyllinen, mutta siinä oli yksi huono puoli. Lisäaineet olivat hengenvaarallisia ja bensiinin palamisen yhteydessä lyijy-yhdisteet levisivät pakoputkista ympäristöön. Tätä juttua varten kävin lävitse patenttitietokantoja. Midgleyn nimiin on kirjattu muitakin patentteja, joiden keskeinen sisältö on sama: polttomoottorin tehon parantaminen lisäämällä erilaisia kemiallisia yhdisteitä polttoaineeseen. Mieleen tulee innovaattorille aina tärkeä kysymys: miksi ilmeisen lahjakas keksijä ei vaivautunut pohtimaan, miten koko asian olisi voinut ratkaista jotenkin toisin?  Olisiko silloin voinut ottaa lähtökohdaksi kehittää jokin muu, vaikkapa vähemmän myrkyllinen yhdiste? Toisin kävi ja yhdessä esimiehensä Charles F. Ketteringin (1876–1958) kanssa Midgley alkoi sinnikkäästi puolustaa keksintöään ja sen vaarattomuutta, vaikka lyijyn myrkyllisyys oli ollut tiedossa jo antiikin ajoista lähtien. Midgley itsekin sairastui lyijymyrkytykseen tutkimustyönsä yhteydessä. TEL-yhdisteen tuottajaksi perustettu yritys brändäsi uuden bensiinin nimellä Ethyl, koska firma halusi häivyttää vihjeet lyijy-sanaan. Kettering puolestaan palkkasi lääketieteen asiantuntijan todistelemaan, että lyijyllä terästetty bensiini ei ollut ihmisille vaarallista. Nämä asiantuntijoiden taitavasti muotoilemat väitteet saatiin kumotuksi vasta 1960-luvulla. Terveys- ja ympäristöhaitoista huolimatta lyijypitoista bensiiniä myytiin kaikkialla maailmassa aina 1990-luvulle asti. Myöhemmät tutkimukset ovat esittäneet, että suurkaupunkialueilla, joissa on ollut runsaasti moottoriliikennettä, on tilastollisesti esiintynyt normaalia enemmän varhaista kuolleisuutta, yleistä asukkaiden älykkyysosamäärien laskua ja jopa enemmän rikollisuutta. Nämä kaikki on liitetty siihen, että liikenne on käyttänyt TEL-pitoisia polttoaineita, joiden lyijy on joutunut ensin pakokaasujen mukana ilmaan, ympäristöön ja sitä kautta ihmisten elimistöön. On väitetty, että kukaan muu yksittäinen keksijä ei ole keksinnöillään aikaansaanut niin paljon haittavaikutuksia ihmiselle, ympäristölle ja koko maapallolle, kuin Midgley, hänen keksintönsä kun oli myös sittemmin käyttökieltoon joutunut otsonikerrosta tuhonnut kylmälaitteissa ja ponnekaasupulloissa käytetty CFC-yhdiste, eli Freon. Toisaalta olisi jälkiviisasta yksioikoisesti tuomita sen perusteella, mitä tiedämme nyt ja Midgleyn toiminta on sijoitettava aikansa kontekstiin. Ikävä kyllä hänen toimintaansa näyttää ohjanneen se, että jotakin kannatti tehdä, koska niin voitiin tehdä ja koska siitä sai myös taloudellista hyötyä.   Kysymys ”Miten se tehdään” tulee vasta sen jälkeen, kun ensin tiedetään mikä kehitetty asia on, mihin sitä tarvitaan, miksi sitä tarvitaan - vai tarvitaanko sitä? Olipa tekeillä opintoihin liittyvä tiivis projekti tai mittava tuotekehitystyö, jo valmiiltakin tuntuvaa ideaa kannattaa tarkastella eri näkökulmista ennen jatkojalostamista. Tarvitaan kriittistä ajattelua ja oikeiden johtopäätösten tekemistä. Hyvä oivallus voi merkitä huikeita lopputuloksia, mutta se voi johtaa myös hirviön syntymiseen. Pienessä yhden erikoisalan piirissä tai yksin tehdessä ongelmakohtia ei välttämättä aina huomaa. Siksi on tärkeää, että kysymyksiä on pohtimassa monialainen tai moniammatillinen tiimi, joka tuottaa uusia, täysin poikkeavia, tuoreita näkökulmia. Sitä varten tiimin pitää käydä kriittisiä keskusteluja ja kyseenalaistaa jo valmiiltakin vaikuttavia suunnitelmia. Kirjoittaja Juha Järvinen työskentelee innovaatioasiantuntijana Metropolian TKI-palveluissa. Hän on koulutukseltaan taiteen tohtori ja teollinen muotoilija. Uusien innovatiivisten ratkaisujen, oivallusten ja toimintamallien löytäminen ja edistäminen innostavat häntä. Paremman tulevaisuuden kehittämiseen tähyävän päivätyön vastapainona hän harrastaa menneisyyteen liittyviä asioita, kuten sukututkimusta, keräilyä ja vanhoja autoja.

Lue lisää