Elektronisk självbetjäning innebär att ett företag kan sänka kostnaderna för kundtjänsten, öka tillgängligheten och stärka uthålligheten. I sin avhandling fokuserar Håkan Alm på så kallade avatarer eller digitala assistenter. Avataren använder artificiell intelligens vilket bland annat möjliggör kommunikation med naturligt språk, vilket underlättar för användaren. Håkan Alm har samarbetat med flygbolaget SAS och Marks kommun och genom dem genomfört praktiska försök. Avatarerna hos Marks kommun och SAS heter ”Fråga Elin” respektive ”Fråga Eva”. 

Flera intressenter viktiga
Det är många olika gruppers intressen som bör samordnas när man skapar nya e-tjänster. Det kan vara olika kundgrupper, företagsledning och ekonomer.

– Teknikerna som driver IT-systemet kanske vill bevaka teknisk långsiktighet medan marknad och försäljning har andra prioriteringar, säger Håkan Alm.

I ett modernt utvecklingsarbete gäller dock att inte bara fånga in de tradionella intressenterna utan även perspektiv som ekologiska konsekvenser, genus eller bilder och metaforer som kan vara kulturbärande.

Viktigt med komplett bild
– I sådant här utvecklingsarbete är det naturligt att vända sig till de olika intressenterna. Men många av modellerna för medverkan, som används i näringslivet, är så förenklade att de kan bli dysfunktionella. Jag har försökt utveckla en metod som ger de utvecklingsansvariga en mer komplett bild av de olika behoven. 

Genom att använda metoden Co-Design identifierade han de olika intressenternas behov, gav förslag till förändringar och mätte resultat. Detta ledde bland annat till att ”Eva” fick ett utökat antal synonymer och mer kunskap inom olika områden. Dessutom ändrades svaren så att kunderna i högre grad fick samma svar oavsett om de använde Eva, webbsidan eller andra kanaler.

Håkan Alm konstaterar att Co-designmetoden har kommit att spridas och användas inom olika delar av flygbolaget SAS. 

Text: Anna Kjellsson

FAKTA
Håkan Alm, forskare i informatik vid Högskolan i Borås, spikar sin avhandling Self Services and Disservices, 27 januari i högskolans bibliotek.

Avhandlingen läggs fram inom ämnet informatik. Examen ges av högskolans partner Asian Institute of Technology (AIT) i Bangkok.

Kontaktinformation
Håkan Alm, hakan.alm@hb.se, 076-188 1118

Framtidens förnybara energikällor befinner sig ofta långt borta från slutanvändaren. Till exempel är vindkraftverk som mest effektiva om de placeras ute till havs. Solenergi får störst betydelse i det europeiska energisystemet om man satsar på transport av sol-el från Nordafrika och Sydeuropa till norra Europa.

– Att minska energiförlusterna vid elkraftöverföring är en av de tre viktigaste faktorerna för morgondagens energisystem, säger chalmersforskaren Christian Müller. De andra två är utveckling av förnybara energikällor och tekniker för att lagra energin.

Han har hittat en kraftfull metod för att minska energiförlusterna i växelströmskablar, tillsammans med kollegor på Chalmers och företaget Borealis i Stenungsund. Resultaten publicerades nyligen i den högrankade vetenskapliga tidskriften Advanced Materials.

Forskarna har visat att olika varianter av kolbollen C60, ett nanomaterial i molekylgruppen fullerener, ger ett starkt skydd mot nedbrytning av isoleringsplasten som används i högspänningskablar. Idag måste man begränsa spänningen i kablarna för att isoleringslagret inte ska bli förstört. Ju högre spänningen är desto fler elektroner läcker ut i isoleringsmaterialet, en process som bryter ner det.

Det räcker att tillsätta mycket små mängder av fulleren i isoleringsplasten för att den ska tåla en spänning som är 26 procent högre än spänningen som plast utan tillsatsen kan klara utan nerbrytning.

– Möjligheten att höja spänningen så mycket skulle kunna ge enorma effektivitetsvinster i eltransporter världen över, säger Christian Müller. Inom industrin är det en stor fråga hur man ska kunna höja effektiviteten utan att göra strömkablarna tjockare, eftersom de redan idag är mycket tunga och krävande att hantera.

Att man kan skydda isoleringsplasten med hjälp av tillsatser har varit känt sedan 70-talet, men hittills har ingen vetat exakt vad och hur mycket man ska tillsätta. Därför använder man idag inga tillsatser alls för det ändamålet, utan tillverkar isoleringsmaterialet så rent som möjligt.

Andra forskare har på senare år experimenterat med fullerener i de elektriskt ledande delarna av högspänningskablar. Men ingen har hittills känt till att ämnet kan göra så stor nytta i isoleringsmaterialet.

Chalmersforskarna har nu visat att fullerener är den bästa spänningsstabilisatorn för isoleringsplasten som hittills har identifierats. Det innebär att de har en hittills oöverträffad förmåga att suga upp elektroner och därmed skydda andra molekyler från att slås sönder av elektronerna.

För att komma fram till detta har forskarna testat en mängd molekyler som också används inom solcellforskningen på Chalmers. Molekylerna undersöktes med flera olika metoder, och tillsattes i bitar av isoleringsplast för högspänningskablar. Plastbitarna utsattes sedan för ett ökande elektriskt fält tills de krackelerade. Sammantaget visade det sig att fullerener är den typ av molekyl som skyddar plasten mest effektivt.

Nästa steg blir att testa metoden storskaligt i högspänningskablar för växelström. Forskarna kommer också att testa metoden i högspänningskablar för likström, eftersom likström är mer effektivt än växelström vid elstransport över mycket långa sträckor.

FAKTA
Om kolbollen C60 – som också kallas för buckminsterfulleren. Den består av 60 kolatomer som är placerade så att molekylen liknar en nanometerstor fotboll. C60 ingår i molekylklassen fullerener.

Fullerenerna upptäcktes 1985, vilket belönades med nobelpriset i kemi 1996. De har unika elektroniska egenskaper och har länge setts som mycket lovande material för en mängd tillämpningar. Men hittills har de industriella användningsområdena varit få.

Fullerener är en av de fem formerna av rent kol som finns. De andra fyra är grafit, grafen/kolnanorör, diamant och amorft kol, till exempel sot.

Högre spänning ger effektivare eltransport
Om man tillsätter små mängder fulleren i högspänningskablars isoleringsplast kan spänningen höjas med upp till 26 procent. Detta betyder att den överförda elektriska kraften också ökar med upp till 26 procent, eftersom den elektriska kraften = spänningen multiplicerat med strömstyrkan. Men energiförlusten i form av värme ökar inte om strömstyrkan hålls konstant, eftersom värmeutvecklingen till största delen beror av strömstyrkan. Elkraftöverföringen kan alltså höjas med upp till 26 procent samtidigt som energiförlusten stannar på samma nivå – en ökning av effektiviteten i eltransporten.

Om forskningen
Forskningen har utförts av åtta chalmersforskare på institutionerna för kemi och kemiteknik samt material- och tillverkningsteknik, och en forskare på Borealis AB i Stenungsund. Chalmers styrkeområden Materialvetenskap och Energi har stått för finansieringen, liksom Borealis AB.

Läs den vetenskapliga artikeln, A New Application Area for Fullerenes: Voltage Stabilizers for Power Cable Insulation: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201404306/full

Graphene Flagship

Kontaktinformation
Christian Müller, forskare i polymerteknologi på Chalmers, 031-772 34 06, christian.muller@chalmers.se

– När det gäller korttidsminnet verkar det fungera nästan likadant hos alla djur. Det är lite förvånande att människoapor inte minns bättre än råttor, men resultaten är tydliga. Människans minne skiljer ut sig genom att det är så mottagligt, vad som helst verkar kunna fastna i minnet under mycket lång tid, säger Johan Lind, docent i etologi vid Stockholms universitet.

Forskare vid Centrum för evolutionär kulturforskningvid Stockholms universitet och Brooklyn College har utfört studien som är en metaanalys av nästan 100 minnesexperiment på 25 olika arter. Studien visar att djur har olika minnessystem. Enkelt uttryckt har djur korttidsminne och specialiserade minnen. I korttidsminnet kan djur lagra information om nästan vad som helst men informationen försvinner snabbt. Djur har även en mängd specialiserade minnen som å ena sidan bara kan lagra en viss typ av information men å andra sidan kan den informationen lagras väldigt lång tid.

– Som exempel kan man ta en hamstrande kråkfågel som minns platsen där den gömt nötter i flera månader, men samma djur har svårt att komma ihåg andra saker i andra sammanhang ens en minut. Specialiserade minnen håller information mycket länge, tänk till exempel på att djur kan minnas andra individer, platser rika på föda eller om viss mat är giftig under väldigt långa tidsperioder. Men, minnen från händelser som inte triggar dessa specifika system försvinner inom loppet av sekunder eller ett par minuter. Detta verkar gälla för alla djur utom människan, säger Magnus Enqvist, professor i etologi vid Stockholms universitet.

– Någon gång i vår förhistoria utvecklades mentala förmågor som möjliggör för människor att tala, lära sig läsa och bygga komplicerade samhällen. Vår studie bidrar till att bättre förstå hur människans psykologi förändrats de senaste årmiljonerna, säger Stefano Ghirlanda, professor i psykologi vid Brooklyn College.

FAKTA
Experimenten som analyserats, så kallade delayed matching-to-sample-test, undersöker korttidsminnet och börjar med att ett djur får se ett stimulus, till exempel en röd prick. Den röda pricken försvinner, och efter ett uppehåll får djuret se två stimuli varav ett är likadant som det första medan det andra är annorlunda, till exempel en svart fyrkant. Djuret belönas om det väljer samma stimulus efter uppehållet som det fick se före uppehållet, i det här fallet den röda pricken.

Kontaktinformation
Johan Lind, docent i etologi vid Stockholms universitet, johan.lind@zoologi.su.se, tel: 08 16 27 47.

– Övergången till smarta skogsmaskiner måste gå stegvis genom att vi, innan maskiner kan bli helt självgående, först utformar halvautonoma system där människa och teknik samarbetar, säger Daniel Ortíz Morales, som utfört sina doktorandstudier vid institutionen för tillämpad fysik och elektronik.

Världens befolkning fortsätter att öka i snabb takt, år 2050 beräknas befolkningsökningen att vara 40 procent. Med det följer en ökad efterfråga på mat, bostäder, el och värme. Mänskligheten står därför inför en stor utmaning med tanke på att många naturresurser är ändliga, inte minst oljan. En ökad användning av förnybara energikällor är inte längre bara ett alternativ, det är en nödvändighet.

Här spelar skogen spelar en viktig roll som förnybar resurs. Frågan är hur vi kan utvinna mer ur skogen, men samtidigt undvika avskogning? Det är därför viktigt att vi utvecklar ny skogsteknik som omfattar smarta maskiner och skogsbrukstjänster.

Samhället har alltid haft visioner om maskiner eller robotar med samma kapacitet som vi människor. Det är dock mycket svårt att utveckla robotsystem som är fullt ut automatiserade, med ett beslutsystem som liknar de biologiska systemen i naturen. I stället, menar Daniel Ortíz Morales, bör vi tänka oss applikationer som kan hjälpa oss att öka produktiviteten och förbättra vår livskvalitet genom samspel mellan människa och maskin.

Han har i sin forskning ställt sig frågorna: ”Vilka uppgifter bör automatiseras” och ”Hur kan vi kombinera det bästa av både människor och automation”? Detta sätt att tänka leder till idén om ett utvecklingssystem med olika nivåer av ”smarthet”, där intelligensen fördelas mellan människa och maskin. Graden av smarthet definieras som maskinens förmåga att automatiskt utföra en uppgift utan människans kommando.

Efter att ha registrerat och analyserat maskinförares nuvarande arbetsuppgifter kunde Daniel Ortíz Morales identifiera planering och utförande av en viss kategori skotarkranrörelser som ett viktigt första steg för automation på kortare sikt. Användning av metoden Virtuella holonoma bivillkor (Virtual Holonomic Constraints) visar att automatiserade kranrörelser potentiellt kan ge en väsentlig förbättring jämfört med rörelser som utförs av erfarna mänskliga operatörer.

Avhandlingen är publicerad digitalt

FAKTA
Om disputationen: Måndagen den 2 februari försvarar Daniel Ortiz Morales, institutionen för tillämpad fysik och elektronik vid Umeå universitet, sin avhandling med titeln: Virtual Holonomic Constraints: from academic to industrial applications. På svenska: Virtuella holonoma bivillkor: från akademiska till industriella tillämpningar. Disputationen äger rum klockan 13:00 i rum MA 121, MIT-huset. Fakultetsopponent är professor Ivan Kalaykov, Örebro universitet.

Daniel Ortiz Morales är född och uppvuxen I Mexico city, Mexico. Han har en kandidatexamen i Electronics and Communications från Escuela Superior de Ingeniería Mécanica y Eléctrica (ESIME Culhuacán, IPN), Mexico, samt en masterexamen i reglerteknik vid Umeå universitet.

Kontaktinformation
Daniel Ortíz Morales, institutionen för tillämpad fysik och elektronik. Telefon: 090-786 71 63, e-post: daniel.ortiz.morales@umu.se

– Den struktur av enzymet som vi har lyckats påvisa i dessa bilder gör det både möjligt att förstå enzymets funktion vid bygget av nytt DNA, men också att mutationer som leder till förändringar i enzymet kan bidra till utvecklingen av cancersjukdom, säger Rais Ganai, doktorand vid Institutionen för medicinsk kemi och biofysik, Umeå universitet, som har skrivit avhandling om detta.

Den information som är nödvändig för överlevnad hos en organism är kodad i arvsmassan i form av deoxiribonukleinsyra, DNA. När en cell delar sig i två dotterceller, kopieras DNA i två exemplar, ett för varje dottercell. Eftersom kopieringsprocessen är väldigt noggrann får dessa två dotterceller samma DNA-innehåll. Då och då sker det dock små misstag i kopieringsprocessen vilka kan leda till ett antal sjukdomar, inklusive cancer.

Enzymet DNA-polymeras-epsilon är ansvarigt för att kopiera hälften av allt DNA i alla så kallade eukaryota organismer, från encelliga jästceller till människor. Mutationer som leder till förändringar i enzymet har visat sig vara viktiga för utvecklingen av flera typer av cancer.

För att avgöra hur molekylstrukturen hos DNA-polymeras-epsilon ser ut har forskarna använt sig av så kallad röntgenkristallografi. Bilden som framträder med tekniken visar enzymet i ett komplex tillsammans med DNA och även dATP, som cellen använder vid produktion av nytt DNA.

Vid analys av den övergripande strukturen av DNA-polymeras-epsilon har Rais Ganai visat att enzymet liknar andra DNA-polymeraser. Men också att DNA-polymeras-epsilon innehåller en unik del, en P-domän, som man tidigare inte har sett hos DNA-polymeraser.

– Genom att använda olika biokemiska tekniker har vi lyckats klarlägga att denna P-domän gör så att enzymet kan bygga DNA i långa sträckor, utan att det tappar greppet om DNA:t och faller av. P-domänen hjälper alltså DNA polymeras epsilon att hålla fast vid DNA-molekylen, säger Rais Ganai.

Rais Ganai har vidare med hjälp av både biokemiska och genetiska metoder använt informationen i bilderna för att studera hur DNA-polymeras-epsilon bygger DNA med hög noggrannhet och hastighet. En studie i avhandlingen som nyligen har publicerats visar att en del av enzymet, Pol2, fungerar som katalysator i den kemiska processen vid uppbyggnad av DNA och att den kemiska reaktionen inte påverkas av andra delar av enzymet. Han har även studerat förmågan hos DNA-polymeras-epsilon, att korrigera sina egna misstag utan att det påverkar dess effektivitet när det gäller att bygga DNA.

Avhandlingen är publicerad digitalt

FAKTA
Rais Ganai kommer från Kashmir, Indien. Han har en magisterexamen i bioteknologi och är doktorand vid Institutionen för medicinsk kemi och biofysik, Umeå universitet.

Om disputationen: Fredagen den 30 januari försvarar Rais Ganai vid Institutionen för medicinsk kemi och biofysik, sin avhandling med titeln: Strukturell och biokemisk grund för den höga nogrannheten och processivitet hos DNA polymeras e. (Engelsk titel: Structural and biochemical basis for high fidelity and processivity by DNA polymerase e). Opponent: Per Elias, professor vid Göteborgs universitet. Huvudhandledare: Erik Johansson. Disputationen äger rum kl. 10.00 i Naturvetarhuset, N300. Umeå universitet

Kontaktinformation
Rais Ganai. Telefon: 076-268 13 20. E-post: rais.ganai@umu.se

Solenergi finns i stora mängder. På en timme tar jorden emot lika mycket solenergi som människan förbrukar på ett år. För att möta våra behov även då solen inte lyser så starkt, till exempel på natten eller vintern, måste solenergin kunna lagras. Ett sätt att göra detta kan vara att omvandla solenergin direkt till ett bränsle, som till exempel vätgas eller en alkohol, ur enkla råvaror som vatten och koldioxid.

För att effektivt och energisnålt kunna tillverka bränslet krävs en bra kemisk katalysator som underlättar processen. Exakt vilka kemiska steg som en katalysator tar är inte alltid känt utan måste först undersökas noga. Den kunskapen ger hjälp att förstå hur man kan skräddarsy ännu bättre katalysatorer.

Nu har forskare vid Uppsala universitet kunnat påvisa en reaktion där katalysatormolekylen tar två reaktionssteg på en gång på sin väg mot ett bränsle. Därigenom kan den undvika mer energikrävande och långsamma mellansteg. Studiens resultat visar på möjligheten att skräddarsy processen så att man kan omvandla vatten och koldioxid till ett bränsle på ett mer effektivt sätt än idag. Det är ett steg mot en framtida produktion av solbränslen.

Forskarna har använt ett metallkomplex som modell för katalysatorn, ett wolfram-hydrid-komplex. Detta fick reagera med olika oxidanter och baser som tar elektroner och protoner från komplexet, och forskarna mätte hur snabbt reaktionerna skedde. Med hjälp av fysikalisk-kemisk analys visade försöksresultaten att med de svagaste oxidanterna och baserna – vilket motsvarar en energisnål process – överfördes elektronen och protonen samtidigt från komplexet till oxidanten respektive basen, vilket kallas en konsertant reaktion. Forskarna vill nu gå vidare och designa katalytiska komplex som producerar vätgas i konsertanta och energisnåla reaktioner, och finjustera den molekylära strukturen så att reaktionen sker så fort som möjligt.

Resultaten publiceras i Nature Chemistry: “Concerted Proton-Coupled Electron Transfer from a Metal Hydride Complex”.

Kontaktinformation
För mer information kontakta: Leif Hammarström, tel: 070-4250832, 018-471 3648, e-post: Leif.Hammarstrom@kemi.uu.se