Biohakkerointi ja 3D-tulostus

hal-gatewood-405338.jpg

Hakkeritoiminta tarkoittaa alakulttuureita, jossa eri aiheista innostuneet tavalliset ihmiset etsivät uusia, luovempia tai fiksumpia tapoja tehdä asioita. Motivaationa on usein älyllisen haasteen tai rajoitteen voittaminen. Hakkeritoiminta sai alkunsa 60-luvun MIT:ssa, jossa opiskelijat halusivat rikkoa erilaisia toiminnan esteitä, tai yksinkertaisesti tehdä jäyniä.

Hakkeritoiminta on yleistyessään organisoitunut. Organisoitumisen ilmentymiä ovat mm. yhteisölliset matalan kynnyksen Maker-tilat (maker space, hacklab) ja verkostot (Fablab -verkosto). Usein myös tilat ja verkostot itsessään ovat kokeellisia ja muokkaantuvat aktiivisesti toiminnan myötä.

Biohakkerointi yhdistää hakkerikulttuurin ja hakkerietiikan. Etiikan perusajatuksena on vastuullinen tiedon jakaminen ja toiminnan hyödyllisyys. Biohakkerointia ovat mm.

  • Tee-se-itse biologia (DIY); bioteknologian tutkimuksen sosiaalinen toiminta, jossa yksilöt ja pienet organisaatiot tutkivat biologiaa käyttäen samoja menetelmiä kuin tutkimusinstituutit.
  • Biohäkkäys (Grinder); ihmiset muuntavat kehoaan erilaisilla implanteilla ja kyberneettisillä DIY-laitteilla.
  • Lääketieteelliset itse tehdyt kokeilut. Mm. lääkkeiden valmistus.
  • Nutrigenomiikka; ravintoaineilla tehdyt ihmisbiologian kokeilut.
  • Itsemitttaus; oman kehon, biomamarkkereiden ja käyttäytymisen mittaus terveyden optimoimiseksi.

Gartner on tunnistanut tee-se-itse -biohakkeroinnin nousevana trendinä. Trendi on osa laajempaa ja yleistyvää ”trans-human” ilmiötä, johon liittyy biohäkkäys ja muut tavat muokata ihmisen toimintakykyä, kuten neuroimplantit.

Esimerkiksi biosiruilla voidaan tulevaisuudessa havaita sairauksia, kuten syöpä tai isorokko, ennen kuin oireet ilmenevät. Siruissa hyödynnetään molekyylisensoreita, joiden avulla analysoidaan biologisia elementtejä ja kemikaaleja. Uutena biohäkkäyksen mahdollisuutena ovat keinotekoiset biologiaa jäljittelevät keinotekoiset lihakset. Bioteknisten menetelmien kehittymisen myötä esimerkiksi robotille voidaan tulevaisuudessa kasvattaa painetta tunnistavaa keinoihoa.

Biohakkereiden toiminta ei ole sitoutunut organisaatioihin, tutkimuslaitoksiin tai muihin instituutioihin. Biohakkerit ovat siis merkittäviä kansalaistutkijoita (citizen science), innovaattoreita, raja-aitojen rikkojia ja uusien alueiden tutkimusmatkailijoita. Biohakkereille on tuoteistettu useita palveluita ja tuotteita, joiden avulla toiminnassa pääsee kotikonstein alkuun.

Erikoistunut biohakkeroinnin muoto ovat potilasyhdistykset, joiden jäsenet kokeilevat omaehtoisesti uusia hoitokeinoja ja vertailevat kokemuksia keskenään.

Diagnostiikkavälineiden kuluttajistuminen tehostaa tätä toimintaa. Bioteknologian keinoin monimutkaistenkin molekyylien syntetisointi voi tapahtua kotilaboratoriossa. Tämä avaa tien kohti laajoja ihmiskokeita. Potilaat voivat syntetisoida lääkkeitä itselleen ja vertaisyhteisön avulla jakaa kokemuksia.

3D-tulostus nähdään siltana, joka yhdistää Tekijöiden (Makers, Hackers) ja biohakkereiden maailmat. Erotuksena on käytettävä materiaali. Kun Tekijät hyödyntävät elotonta materiaalia, kuten muovi, biohakkerit käyttävät biomateriaaleja, kuten biomusteita ja eläviä soluja kolmiulotteisten rakenteiden tuottamiseen.

BioCurious – bioteknologian kummajaiset

Biologisen 3D-tulostuksen häkkeritoiminta alkoi BioCurious -liikkeen myötä USAssa. BioCurious perustettiin 2010 innostuneiden harrastajien ja ammattitutkijoiden tarpeisiin, joilla ei ollut pääsyä suurten tutkimuslaitosten biolaboratorioihin ja bioteknologiaan.  Maailman ensimmäinen luovuuteen ja avoimuuteen perustuva bioteknologian hackerspace avattiin piilaaksossa onnistuneen Kickstarter-kampanjan, ihmisten vapaaehtoisen työpanoksen ja lukuisten lahjoitusten myötä.

Toiminta siirtyi autotallista kunnon laboratorioympäristöön ja tarjoaa nykyisin voittoa tavoittelemattomana toimintana teknologioita, materiaaleja, koulutusta ja työympäristön jäsenilleen. 100$:n jäsenmaksua vastaan kuka tahansa voi testata uusia bioteknologian yritysideoita, toteuttaa kokeilevia bioteknologiaprojekteja, sekä tutkia esimerkiksi uusia tapoja syövän havaitsemiseksi.

Twitter: @bioCuriouslab

BioCurious ja biotulostus

BioCurious oli ensimmäinen ryhmä, joka onnistui kehittämään tee-se-itse 3D biotulostimen. Kehitys alkoi 2012, jolloin toimijat etsivät tapoja laajentaa yhteisöä ja kasvattaa toiminnan monialaisuutta. Alkuvaiheessa tavoitteena ei ollut erityisesti mikään tietty biotulostuksen sovellus, eikä edes tietoa, kuinka 3D-tulostin rakennetaan. Ratkaisut löytyivät kuitenkin suhteellisen helposti:

“You can just take a commercial inkjet printer. Take the inkjet cartridges and cut off the top essentially. Empty out the ink and put something else in there. Now you can start printing with that.”

BioCurious -ryhmä aloitti tulostuksen hyödyntäen kahvinkeittimen suodattimia ja vaihtaen musteen arabinoosiin (sokeri). Suodatin asetettiin geneettisesti muokatun E. coli bakteeriviljelmän päälle, jonka ominaisuutena on tuottaa vihreää fluoresoivaa proteiinia, kun sen reagoi arabinoosin kanssa. Kun laite tulosti arabinoosia suodattimen päälle, solut alkoivat hohtaa.

Koska kaupallisen tulostimen muuntaminen biotulostimeksi osoittautui työlääksi, ryhmä kehitti oman biotulostimen. Uusi versio hyödyntää CD-soittimista purettuja moottoreita, mustetulostimen mustepatruunoita tulostinpäänä ja Arduinoa. Tee-se-itse 3D-tulostimen hinnaksi muodostui n. 150$. Rakennusohje löytyy täältä.

Vasemmalla: 3D-tulostettu fluoresoiva E. coli pinta, toteutettu itsetehdyllä biotulostimella.  Oikealla: Biotulostin. Lähde: makezine.com

Kaksiulotteisesta 3D-tulostukseen

Ensimmäinen laite onnistui tulostamaan biomustetta 2D-muodossa (yhteen kerrokseen). Kolmiulotteisuuden saavuttaminen osoittautui nykyisellä tekniikalla mahdottomaksi. Alustaksi vaihdettin RepRapin avoimen lähdekoodin 3D-tulostin. Muovien 3D-tulostuspäät vaihdettiin muovituubeihin, joihin pumput ohjasivat biomustetta ja 3D-tulostus saatiin onnistumaan.

Seuraava ratkaistava haaste liittyy biomusteen tasalaatuisuuteen, sekä solujen elossapysymiseen. Riittävän tulostuslaadun tuottamiseksi juokseva biomuste on muutettava geelimäiseksi materiaaliksi, jolla on hyvä viskositeetti.

Työn myötä 3D-biotulostuksen kehittäjien yhteisö kasvaaa, kehitystä tehdään kodeissa ja hackerspaceissa (mm. BioCurious BUGSS, Hackteria) ja tietoa edistysaskeleista jaetaan akiivisesti yhteisön sisällä.

3D-biotulostus ja elävät solut

3D-biotulostuksen yleisenä visiona on tuottaa toimivia elimiä. Tavoite on erittäin haastava, erityisesti kun puhutaan ihmisen ja yleisemmin nisäkkäiden elimistä. Biotulostushakkereiden ensimmäinen kehitystavoite on hiukan helpompi: toimivan ja yhteyttävän kasvisolukon tuottaminen 3D-biotulostuksella, keinotekoinen kasvin lehti.

Kasvisolujen 3D-biotulostus on sopiva haaste tee-se-itse biohakkereille, koska aihetta ei ole kovin paljon tutkittu ja aihe tarjoaa lukuisia uusia tutkimuspolkuja. Kysymyksiä ovat mm. millaisia soluja kannattaa käyttää, kuinka solut saadaan liittymään toisiinsa ja millainen on keinotekoisen lehden solujen rakenne. Useat tutkijat ovat käynnistäneet ammattimaisen tutkimustoiminnan BioCurious -ryhmän tulosten perusteella.

Biohäkkerit, 3D-tulostus ja lääkkeet

Biohäkkerit hyödyntävät 3D-tulostusta monin tavoin. Tarvikkeita ja työkaluja valmistetaan perinteisellä 3D-tulostuksella eri materiaaleista. Varsinaisia biotulostimia kehitetään biologisten rakenteiden tuottamiseksi. Lääkkeitä kehittävät biohakkerit ovat myös ottaneet menetelmän haltuunsa lääkkeitä syntetisoivien laitteiden kehittämiseksi.

Four Thieves Vinegar Collective kehittää menetelmiä, joilla ihmiset voivat syntetisoida lääkkeitä itse. Visiona on lääkkeiden vapaa saatavuus: Free Medicine for Everyone.

Ryhmä on kehittänyt pienikokoisen Apothecary MicroLab -reaktorin, joka toimii samoin kuin lääketehtaiden kalliit laitteet. Edullinen laite on valmistettu valmisosista, sekä 3D-tulostetuista komponenteista. Reaktiokammiossa on suuremman kammion sisällä pienempi säiliö. Materiaalit virtaavat kammioiden välillä erityisrakenteisen 3D-tulostetun kannen kautta. 3D-tulostuksella on valmistettu myös askelmoottori, ruiskupumppu ja muita komponentteja. Laite toimii automaattisesti.

MicroLab syntetisoi edullisista kemikaaleista lääkeaineita. Tähän mennessä on onnistuttu tuottamaan viisi lääkettä: Naloxone (opiaattien yliannostuksen estäminen), Daraprim (HIV -sairaiden infektioiden hoito), Cabotegravir (HIV lääke) ja lääketieteellisessä abortissa käytettävät mifepristone ja misoprostol. Yhden lääkkeen resepti on jo ladattavissa Internetistä.

Aiheeseen liittyvä kuva

Lähde: http://www.engineering.com

Biohakkeritoiminnan suurena mahdollisuutena on lääkkeiden digitalisaatio. Kun lääkkeen valmistuksen prosessi on digitalisoitu ja prosessi on tarjolla avoimen lähdekoodin idealla, se on luotettavasti toistettavissa lääketehtaista riippumatta. Prosessin ja reseptien turvallisuus ja aitous voidaan varmentaa esimerkiksi lohkoketjuilla.

Ketkä kehittävät 3D-biotulostusta?

BioCurious aloitti ensimmäisenä 3D-biotulostuksen DIY-toiminnan. Nyt asian parissa toimii useita hakkeriyhteisöjä. Biotulostuksen tiimoilta on käynniss myös organisoitu verkostominen eri toimijoiden välillä 3DHeals -projektissa. Seuraavassa muutamia 3D-biotulostuksen häkkeritoimijoita.

BUGSS — Baltimore

Baltimore Underground Science Space (BUGSS) kehittää 3DP.BIO alustaa. Sen tavoitteena on yhdistää insinöörit, tutkijat ja suunnittelijat biotutkimuksen ja -kehityksen vauhdittamiseksi. BUGSS keskittyy resiinitulostimien (resiini = hartsi) ja näissä käytettävien bioyhteensopivien materiaalien kehitykseen. Näillä voidaan tulostaan solujen kasvualustoja.

Twitter: @BUGSSlab

London Biohackspace

Lontoon biohakkerit ovat kehittäneet JuicyPrint -bakteeritulostimen. Laite hyödyntää Gluconacetobacter hansenii -bakteeria, joka kasvaa mm. hedelmän mehussa. Bakteeri tuottaa vahvan ja monipuolisen kerroksen biopolymeeria,  bakteeriselluloosaa. Bakteeria on geneettisesti muokattu siten, että selluloosaa ei synny valossa. 3D-biotulosteella tuotettavaa rakennetta ja muotoa voidaan siis ohjata säätelemällä valoa.

Twitter: @LondonBioHack

Pelling Lab

Pelling Lab kehittää menetelmiä, joissa ihoa ja elimiä voidaan kasvattaa hyödyntämällä olemassaolevia rakenteita solukkojen muotteina ja tukirakenteina. 3D-tulostusmateriaalina hyödynnetään mm. hydrogeeliä.

Sian korvan 3D-tulostusta Pelling Labissa. Lähde: https://makezine.com

Twitter: @pellinglab

Counter Culture Labs

Counter Culture Lab, Oakland, kehittää menetelmiä, joissa biomateriaali tuotetaan olemassaolevan elimen, kuten sydämen, sisälle. Alkuperäisestä elimestä, joka on tyypillisesti saatu kuolleelta eläimeltä, poistetaan kaikki elävät solut. Jäljelle jätetään vain tukirakenteet. Rakenteiden sisälle kasvatetaan sen jälkeen halutut solut.

Twitter: @CountrCultrLabs

Biohakkeroinnin haasteita

Erilaiset itsetehdyt biologiset kokeilut lisääntyvät nopeasti. Kokeilijoina ovat mm. terveysentusiastit, biohakkerit, kroonisista sairauksista kärsivät potilaat ja potilasyhdistykset.

Toiminnassa tuotetaan ja jaetaan pyyteettömästi mm. henkilökohtaista, biologista, teknistä ja lääketieteellistä tietoa. Tiedon jakamiseen liittyy mm. tietoturvaan, provokaatioon, tiedon oikeellisuuteen ja tiedon saatavuuteen liittyviä haasteita. Voiko esimerkiksi biohakkereiden tuloksia hakkeroida ja väärinkäyttää?

Kun ihmisen tai kasvien biologiaan ja toimivuuteen tehdään merkittäviä muutoksia, lähestytään skenaarioita, jotka ovat tuttuja tieteiskirjallisuudesta. Skenaariot voivat olla sekä positiivisia tai väärinkäytettyinä negatiivisia. Jos ihminen aiheuttaa itselleen merkittävän vamman esimerkiksi itse kehitetyn lääkkeen vaikutuksesta, missä kulkevat hoitovastuun rajat?

Biohacking Suomessa

Suomessa toimii biohäkkerointikeskus BCF, jonka tavoitteena on ihmisen hyvinvoinnin lisääminen.

Biohäkkerit verkostoituvat aktiivisesti kansainvälisesti ja jakavat tietoa avoimuuden periaattella tutkimusryhmien välillä. Mm.  Biohacker Summit 2019, (1-2.11, Helsinki) kokoaa alan toimijoita yhteen.

Lähteitä

Onko sinulla kommenteja artikkelista tai biohakkerointiin liittyvää lisätietoa? Lähetä viesti: pketola @ gmail.com.

Pekka Ketola, 1.5.2019

 

Tee itsellesi duuni 3D-tulostuksen avulla

3D-tulostusta hyödyntäen voit luoda itsellesi työpaikan ja tuloja ilman suurempia investointeja. Yleensä tähän riittää tietokone, perustiedot 3D-mallintamisesta ja innostus.

3D-tulostus on nopeasti kehittyvä alue, jossa uusia ansaintamahdollisuuksia syntyy päivittäin. Asiantuntijoiden, tekijöiden ja ongelmanratkaisijoiden kysyntää syntyy mm. kuluttajamarkkinoilla, yrityksissä ja harrastajapiireissä. Alalla on lupaavat tulevaisuudennäkymät.

Miten siis pääsee alkuun ja tienaamaan ensimmäiset eurot? Seuraavassa muutamia esimerkkejä mahdollisuuksista, joilla voit nopeasti lähteä liikkeelle.

  1. Suunnittelu ja mikroansainta. Netistä löytyy monipuolisesti digitaalisen toiminnan palvelualustoja, joiden avulla voit muuttaa osaamisen rahaksi. Tällainen on mm. Fiverr. Kyseessä on osaamisen markkinapaikka, jossa osaajat voivat mainostaa taitojaan ja palveluiden tarjoajat pystyvät helposti etsimään sopivia tekijöitä. Alusta tarjoaa työkalut, joiden avulla mm. töiden laskuttaminen onnistuu turvallisesti.  Tyypillisiä 3D-tulostukseen liittyviä töitä ovat 3D-tulostettavien 3D-mallien luominen ja muokkaaminen, sekä näihin liittyvät erikoistehtävät kuten topologian optimointi. Tyypillisen työn hinta on 5€ – 100€. Erilaisia osaamisen markkinapaikkoja on koottu mm. tänne

fiverrscreencopy

Kuvakaappaus fiverr.com:sta

2. 3D-mallien myynti. Mikäli olet jo suunnitellut omia 3D-tulostettavia töitä, voit myydä mallejasi erikoistuneissa 3D-tulostuksen markkinapaikoissa. Markkinapaikoissa on kaksi päätoimintamallia:

  1. 3D-mallien myynti määrittelemälläsi hinnalla (tai ilmaiseksi sopivin käyttöehdoin), tai
  2. 3D-tulosteiden myynti, perustuen suunnittelemiisi 3D-malleihin. Tuotteiden tulostus tapahtuu markkinapaikan tarjoamalla tulostusmenetelmällä ja materiaalilla. Tuote postitetaan suoraan asiakkaalle.

Näyttökuva 2018-6-17 kello 10.44.29

Kuvakaappaus Shapeways.com -sivustolta

4. Oman 3D-tulostimen muuttaminen hyötykäyttöön. Jos sinulla on 3D-tulostin ja hallitset sen käytön, voi liittyä esimerkiksi 3D Hubs verkostoon, jonka kautta asiakkaat löytävät sinut. 3D Hubsin tavoitteena on tarjota lähitulostuspalvelut kaikkialla maailmassa. Naapurisi voi olla seuraava asiakkaasi!

5. Tehdas pystyy sohvan kulmasta. Digitaaliset työkalut ja toiminta-alustat tarjoavat kokonaisen tuotekehitysketjun, jonka avulla on mahdollista toteuttaa kaikki tarvittavat vaiheet ideoinnista tuotantoon ja markkinointiin. Esimerkiksi:

  1. Ideointi: Uusien tuoteideoiden synnyttäminen ja rikastaminen joukkoistamalla. Mm. Viima. Viima on ideoinnin joukkoistusalusta ja maksuton 50 hengen joukkoistukseen asti.
  2. Suunnittelu: Kun tuotteen idea on olemassa, sen voi muuttaa asiantuntijan laatimaksi tekniseksi suunnitelmaksi esimerkiksi red clay -palvelussa.
  3. Rahoitus: Suurin rahoituksen tarve syntyy yleensä siinä vaiheessa kun tuotekonsepti on olemassa ja sen eteenpäin vienti alkaa vaatia konkreettisia varoja. Eräs vaihtoehto on joukkorahoitus, johon on olemassa useita kotimaisia ja ulkomaisia vaihtoehtoja. Mm. 3D-tulostettu viulu 3D Varius kokosi tarvittavan rahoituksen Kickstarter – palvelussa.
  4. Valmistus: Maailmalta löytyy lukuisia valmistuspalveluita, jotka voivat toteuttaa tuotteesi tarvitsemassasi mittakaavassa. Suomalainen 3DStep tarjoaa 3D-tulostusta hyödyntävät valmistupalvelut  yksittäisistä prototyypeistä sarjavalmistukseen.
  5. Markkinointi: Tuotteiden ja palveluiden jakeluun on suuri määrä palveluita, joiden avulla toteutat sekä digitaaliset että fyysiset markkinointikampanjat haluamasi kokoisella budjetilla. Näitä on koottuna mm. tässä artikkelissa. Pienen budjetin täsmämarkkinointi onnistuu ketterästi mm. Googlen ja Facebookin palveluissa.
  6. Verkkokauppa: Oman nettikaupan perustaminen on suhteellisen vaivatonta. Tätä vaihtoehtoa kannattaa harkita silloin, jos haluat täyden kontrollin palveluiden ja tuotteiden myyntiin, sekä asiakaspalautteen keräämiseen. Verkkokauppa-alustoja on myös tarjolla lukuisia.
  7. Jakelu: Tuote on lopuksi saatava luotettavasti asiakkaalle. Maailmanlaajuiseen jakeluun erikoistuneita yrityksiä on myös runsaasti, kuten DHL ja UPS. Mikäli keskityt paikallisiin markkinoihin ja lähituotantoon, kannattaa käyttää paikallisia tapoja ja toimintoja, kuten pyöräkuriirit ja yhteistyö vaikkapa pizzajakelun kanssa. Jakeluun liittyviä niksejä ja ongelmakohtia on kuvattu tässä.

Verotus! Yllä kuvatut mahdollisuudet liittyvät usein toimintoihin ja tuloihin, jotka eivät suoraan näy verottajalle. Toiminnan luotettavuuden ja jatkuvuuden suhteen kannattaa kuitenkin toimia reilusti ja avoimesti myös verottajan suuntaan, eli saadut tulot on syytä ilmoittaa. Tähän liittyviä kokemuksia ja ohjeita on tarjolla mm. tässä blogissa.

Polku kohti 3D-tulostuksen asiantuntijuutta alkaa kokeiluista! Maailmalla on suuri pula osaajista ja globaalisti työttömyysprosentti on puhdas nolla. Kuinka sinun tarinasi alkaa?

Lukemista: Suosittelen tutustumaan Chris Andersonin inspiroivaan teokseen Makers: The New Industrial Revolution, jossa kuvataan laajemmin kuinka uudenlainen tuotteiden tekeminen on hahmottumassa ja millaisia mahdollisuuksia on tarjolla.


3DStepin Start-up -iltapäivä 22.8 2018 Ylöjärvellä

3DStepin start-up -iltapäivässä 22.8. tutustutaan start-up -yritysten kokemuksiin 3D-tulostuksen parissa ja pureudutaan alan tarjoamiin uusiin ansaintamahdollisuuksiin. Tule kertomaan myös oma tarinasi!

Lisätietoja ja ilmoittautuminen: http://www.3dstep.fi/tapahtuma/startup/

Haluatko tapahtuman yhteistyökumppaniksi? Ota yhteyttä: pekka.ketola @ 3dstep.fi

Tervetuloa!

autojuttu 3d ortoosi 3dstep7

3D-tulostus ja uudet pelimerkit

Pekka Ketola, 13.3.2018

3D-tulostuksen sovellusalueiden ja liiketoiminnan löytäminen ja löytyminen riippuvat nykyisten toimialueiden laidoilla toimivista yllättäjistä – uusien näkökulmien tuottajista.

3D-tulostuksen teknologia on ollut nousujohteisella polulla 1980-luvulta asti. Sen merkittävin kehitys, erityisesti viime vuosina, on tapahtunut samanaikaisesti sekä edelläkävijöitä edustavien kotitulostajien toiminnassa, että teollisuuden sovelluksissa. Molemmilla rintamilla kysytään kuumeisesti: mihin ongelmaan 3D-tulostus tarjoaa parhaat ratkaisut?

3D-tulostus on teknologia-alusta, jonka hyödyntämiseen ei ole vielä vahvoja loppukäyttäjätarpeita. Tilanne on samankaltainen kuin Internetin syntyaikoina 1990-luvulla. Silloin vaikutti, että Internet soveltuu parhaiten akateemisen maailman tiedonvälitykseen, mutta sillä ei tule olemaan varsinaisia kaupallisia sovelluksia, varsinkaan koska monet toiminnot ovat käyttäjille ilmaisia. Leijonan Luolasta Internet ei ehkä olisi löytänyt sijoittajia, koska näkymät eivät olleet kummoiset ja riskit olivat suuret.  Mitä sitten tapahtuikaan? Internet kehittyi nopeasti infrastruktuuriemme välttämättömyydeksi ja talouden moottoriksi, jota ilman emme enää selviäisi.

Mitä Internetin historiasta voidaan oppia 3D-tulostuksen ymmärtämiseksi? Esimerkiksi, meiltä puuttuu toistaiseksi yhteinen ruohonjuuritason käsitys 3D-tulostuksen mahdollisuuksista: Miten se konkreettisesti luo kaupallista toimintaa, millaista osaamista hyödyntämiseen tarvitaan, miten käyttäjät voivat hyödyntää teknologiaa ja miten toiminnan pitäisi organisoitua.

3D-tulostuksen moottoreina ovat erityisesti korkeakoulut, joissa 3D-tulostuksen ajatukset ja osaaminen kehittyvät ja viriävät eri muodoissaan. Kun kypsyystaso on riittävä, alkaa kaupallistamisen kultaryntäys, jolloin sijoittajat tekevät kaikkensa ottaakseen uudesta teknologiasta ja siihen patoutuneista odotuksista kaiken hyödyn. Olemme lähestymässä tuota pistettä.

Mikä Internetin kehityksessä oli ainutlaatuista? Se ei kehittynyt kenenkään yksittäisen toimijan ideoista tai liiketoimintainnovaatiosta. Internetin menestyksen laukaisivat toiminnan laidoilla olevat innovaattorit, ns. outlierit: siis loppukäyttäjät ja odottamattomat toimijat, jotka loivat omia kummallisia ratkaisujaan Internetin hyödyntämiseksi. Kokonaisvaikutus syntyi, kun näitä toimijoita oli riittävän monta ja riittävän erilaisia, ja koska Internetin maailma oli avoin kaikille. Hyödyntäjiä löytyi niin kaupallisista kuin ei-kaupallisista piireistä. Kukaan yksittäinen toimija ei ollut Internetin omistaja.

Internetin kehitystä edistivät merkittävästi politiikat, erityisesti USA:ssa. Näillä estettiin yhtäältä monopolien syntyminen (FCC) ja toisaalta luotiin yhteisiä standardeja (IETF, W3C). Erityisesti IETF ja W3C kuuntelivat aktiivisesti loppukäyttäjiä ja loivat edellytyksiä Internet -teknologioiden tarpeisiin vastaaville standardeille, sekä inkrementaaliselle ja radikaalillekin kehitykselle. Tänä päivänä vastaavaa toimintaa tapahtuu useissa avoimissa (open source) kehityshankkeissa, sekä standardointiorganisaatioissa (mm. ASTM).

Internet kehittyi standardien ansiosta kaupallisten palveluiden ja arvoketjujen alustaksi, joka mahdollisti palveluiden ja tuotteiden ostamisen ja myymisen. Tärkeää oli, että kaupallisesta toiminnasta tuli demokraattista: kuka tahansa pystyi hyödyntämään tarjolla olevaa teknologiaa ja luomaan uutta liiketoimintaa. Ei siis pelkästään olemassa olevat vahvat brändit.

Ketkä hyötyivät kehityksestä eniten? Laidoilla olevat toimijat ja outlierit, jotka saivat työkalun unelmiensa toteuttamiseen. Siis yksityishenkilöt, keksijät, pienyritykset, start-upit ja yritykset, joiden toiminnan suuryritykset ja monopolit olivat käytännössä aiemmin estäneet. Dominoivien puhenlinoperaattoreiden rinnalle syntyi satoja Internet -palveluntarjoajia. Syntyi muitakin uutta kommunikaatioteknologiaa hyödyntäviä alustaratkaisuja, kuten Netscape ja Google.

1990-luvun loppupuoli näytti, kuinka hyvään arkkitehtuuriin ja systemaattiseen suunnittelutoimintaan pohjautunut niche-ilmiö kasvoi massojen de-facto -toiminnaksi. Internet itsessään ei ollut rahasampo ja sijoituskohde – joskin verkkoteknologioiden tarjoajat menestyivät. Isoin business ja muutos syntyi Internetin mahdollistamista uusista ilmiöistä ja palveluista. Voittajia eivät olleet perinteiset kommunikaatioalan suuryritykset, vaan täysin uudenlaiset toimijat.

Uudet toimijat loivat onnistuneita esimerkkejä ja prototyyppejä ansaintamahdollisuuksista, kuten edelläkävijänä Intranet-sivustoihin erikoistunut vaasalainen VisualWeb. Suurempien toimijoiden ja investorien, kuten IBM ja Microsoft, oli pakko kiinnostua ja reagoida. Reaktio oli nopea ja voimakas. Käynnistyi luova tuho, joka synnytti nykyisen tietoyhteiskunnan. Lähes kaikki yllättyivät uuden horisontin avaamista loppumattomista mahdollisuuksista. Internetin kehityksessä merkittävänä askeleena oli langattoman tekniikan nousu WiFin ja puhelinverkkojen datapalveluiden muodossa. Tämän taustalla oli luova yhteispeli, jossa olivat mukana infrastruktuurikehittäjät (top-down) ja loppukäyttäjien palveluita tuottavat yritykset (bottom-up).

Mikä oli laidoilla olevien toimijoiden rooli Internetin kehityksessä? Kaikki etsivät uusia arvontuottomahdollisuuksia, joiden kokeilun ja prototypoinnin Internet mahdollisti. Kokeilujen erilaisuus, mielipiteiden ristiriidat ja ideoiden yhteentörmäykset loivat tilanteen, jossa vääjäämättä syntyi uusi toiminnan avaruus. Kansainvälisenä yhteisönä opittiin kollektiivisesti, Internetin hengessä, kuinka teknologia hyödyttää eri toimialueita.

Mikäli Internetin kehitys olisi ollut yhden tai muutaman toimijan käsissä, informaatioyhteiskunta ei olisi syntynyt samalla voimalla, nopeudella ja monipuolisuudella. Vastaavasti, jos Internet olisi ollut vain suljetun sisäpiirin kehityshanke, niin kehitys ja innovaatiotoiminta ei olisi skaalautunut.

Mitkä ovat johtopäätökset 3D-tulostuksen tulevaisuuden suhteen?

Teollisen 3D-tulostuksen kaupallisesti menestyneitä sovelluksia on vasta kourallinen. Erinomaisia showcaseja löytyy sen sijaan runsaasti mm. auto- ja lentokoneteollisuudesta. Teollisuuden osalta puhutaan enemmänkin muutamasta hyötyjä tuottavasta perusperiaatteesta ja ideaalista, kuten painon pienentämisestä ja rakenteiden optimoinnista. Suuren mittakaavan ja laajan soveltamisen hyötyjä 3D-tulostus ei tuota ihan vielä.

3D-tulostuksen täysi hyöty ja vallankumous realisoituvat vasta, kun ekosysteemin laidoilla olevat toimijat pääsevät riittävän monipuolisesti, suurella rintamalla ja toisiaan kirittäen kokeilemaan ja luomaan uuden toiminnan prototyyppejä. Prototyypit ovat uusien tuotteiden lisäksi uusia palveluketjuja, uusia ammatteja, ja uusia tapoja vastata tunnettuihin ja piileviin tarpeisiin. On kyettävä kokeilemaan myös niitä järjettömiä ideoita. Kuka olisi 1990-luvulla uskonut Instagrammiin, Snapchattiin, tai Facebookiin?

3D-tulostuksen maailmanvalloitus on hyvissä lähtökohdissa. Teknologialla useita vahvoja kehittäjiä kaikilla mantereilla. Sen ympärille on jo syntynyt miljardiluokan kaupallista toimintaa, korkeakoulut luovat osaajia ja toiminta on luonteeltaan digitaalista – siis globaalia ja skaalautuvaa.

Mitä sitten puuttuu?

1.    Ideoita. Erityisesti ekosysteemin reunoilla olevien toimijoiden on aktivoiduttava ja keksittävä uudet sovellukset, liiketoimintamallit, disruptiot ja toiminnan prototyypit. Osa näistä voi nousta perinteisestä valmistavasta teollisuudesta, mutta kuten Internet osoitti, vähintäänkin 80% uudesta liiketoiminnasta tulee syntymään aivan uusista käytännöistä.

2.    Investointeja ja rahoituksen innovaatioita. 3D-tulostus koetaan edelleen suuren riskin huonosti ennakoitavana toimintana. Vain rohkeimmat edelläkävijät ovat liikkeellä. Teknologian jalkautuminen erityisesti Suomessa on kiusallisen hidasta verrattuna mm. Saksaan, Belgiaan ja Espanjaan, vaikka loistavaa kehitystä tapahtuukin mm. Pirkanmaalla.

Ideoiden ja prototyyppien kehittyessä 3D-tulostuksen tarjoamat mahdollisuudet kypsyvät kuitenkin nyt nopeasti. Edessä on kultaryntäys, jossa pian jaetaan uudet pelimerkit. Miten sinä olet pelissä mukana?

Suomen 3D-tulostuksen strategia

Mikä on Suomen 3D-tulostuksen (additive manufacturing) strategia? Tarvitaanko sellaista?

Poikkeuksetta kaikissa kansallisissa ja kansainvälisissä tulevaisuutta ennakoivisssa selvityksissä 3D-tulostus on nostettu yhdeksi tulevaisuutta, teollisuutta ja työpaikkoja merkittävästi muuttavista teknologioista. Aihe on vahvasti mukana myös Eduskunnan tulevaisuusvaliokunnan selvityksessä Suomen sata uutta mahdollisuutta – Radikaalit teknologiset ratkaisut. On mielekästä kysyä: kuin Suomen pitäisi tähän mahdollisuuteen suhtautua?

3D-tulostus on noussut strategiseksi aiheeksi useilla tasoilla. CECIMO (European Association of the Machine Tool Industries) on julkaissut eurooppalaisen lisäävän valmistuksen stategian. Iso-Britannia on laatinut kansallisen tason strategian, samoin Dubai. Ruotsissa Swerea (Swedish Arena for Additive Manufacturing of Metals) rakentaa kansallista 3D-tulostuksen yhteistoimintaa. Aktiiviset maat ja kaupungit, kuten Singapore, perustavat voimakkaita 3D-tulostuksen keskittymiä. Standardoinnin (ISO) kautta teknologialle luodaan yhteisiä globaaleja käytäntöjä ja pelisääntöjä.

Iso-Britannian 3D-tulostuksen strategia tähtää huomattavan markkinaosuuden varmistamiseen alan nopeasti kasvavassa liiketoiminnassa, uusien työpaikkojen luomiseen, sekä tuotannon uudistamiseen. Haasteet ovat samankaltaisia kuin Suomessa: useimmat PK-yritykset eivät tunne 3D-tulostuksen perusasioita eikä sen tuomia liiketoimintamahdollisuuksia.

Suomessa 3D-tulostuksen toiminta on kansainvälisiin toimijoihin verrattuna edelleen vaatimatonta, vaikka paljon hyviä asioita on jo liikkeellä. Suomessa on n. kaksikymmentä kaupallista 3D-tulostuksen yritystä, monissa organisaatioissa teknologia on osa päivittäistä toimintaa ja edelläkävijäyritykset hyödyntävät jo 3D-tulostusta sarjavalmistuksessa. Korkeakouluissa, ammattiopistoissa ja kouluissa on käynnissä suuri määrä hankkeita, projekteja ja koulutusratkaisuja. Maakuntatasolla, kuten Pirkanmaalla, aiheeseen investoidaan. Alan huippututkimusta tehdään tutkimusorganisaatioissa ja yliopistoissa. TEKES myöntää rahoitusta 3D-tulostusta edistäviin ja hyödyntäviin projekteihin. Muutamia mainitakseni.

3D-tulostuksen kanssa ollaan siis liikkeellä ja osaamista on syntynyt, mutta tässä vaiheessa toiminta on varsin sirpaloitunutta, siiloutunutta ja haparoivaa, eikä osaamisen ja kokemusten kehittyminen kykene tuottamaan merkittävää synergiaa. Kireässä taloustilanteessa paljon rahaa hukataan päällekkäiseen ja liian vaatimattomaan tekemiseen. Hyvää ei saa halvalla.

Ehdotus

Aika on kypsä Suomen 3D-tulostuksen vision ja strategian luomiselle. Strategia yhdistää liiketoiminnan, koulutuksen ja tutkimuksen, ja luo perustan 3D-tulostuksen kansainvälisen kilpailukyvyn syntymiselle ja systemaattiselle kehittämiselle. Onnistunut strategia aktivoi myös julkiset ja yksityiset investoinnit alan kehitykseen.

Suomen3Dstrategia

Suomen 3D-tulostuksen strategia on Suomen näköinen. Se voi lainata hyväksi havaittuja elementtejä muilta ja on välttämätöntä kytkeytyä kansainvälisiin toimintoihin. Pienenä maana vahvuutemme löytyvät erityisesti korkeasta osaamistasosta eri teknologia-alueilla, monialaisesta yhdesssä tekemisestä ja tekemisen meiningistä, sekä toimijoiden keskinäisestä luottamuksesta. Strategia voi olla perinteinen, joka kehittää olemassaolevia toimintoja. Tai voimme luoda myös sinisen meren strategian, jossa pelisäännöt luodaan puhtaalta pöydältä. Näitä pitää tuumia yhdessä.

Luodaan Suomen yhteinen 3D-tulostuksen visio, strategia ja aletaan tekemään. Oletko mukana?

Pekka Ketola 22.10.2017 / pekka.ketola@3dstep.fi

Ps. Pirkanmaan 3D-tulostuksen toimijat kokoontuvat 12.12. 2017 klo 12. Tampereella. Tällöin pohditaan strategisia kysymyksiä maakuntatasolla. Lisätietoa LinkedIn -ryhmässä 3D Pirkanmaa.

Tampereen Visio: The Co-creative Manufacturing City

Vaikka nykymenossa on vaikea pysyä mukana ja digitaalisuus tuottaa monenlaisia harhoja, yritän silti antaa mahdollisimman totuudenmukaisen kuvan kotikaupunkini teollisuusmaisemasta sellaisena kuin se tänään, elokuun 17. päivänä vuonna 2042, avautuu Pyynikin näkötornin juurelta itään, länteen, pohjoiseen ja etelään. Sekä tietysti kaupungin digiulottuvuuteen.

Sain eilen kutsun Tarastenjärven materiaalikylään. Siellä avataan ensi viikolla kolmas jalostuslinja, joka valmistaa jätteestä jalometallipulveria elektroniikan 3D-tulostukseen. Kaksi aikaisempaa laitosta toimivat jo täydellä teholla. Muovijätteestä jalostetaan ykköslinjassa monipuolisesti erilaisia materiaaleja mm. kivijalkapuotien 3D-tulostustuotteisiin. Kakkoslaitoksessa metalliromu päätyy metallitulostuskortteleiden loputtomiin tarpeisiin.

Vielä muutama vuosi sitten metallipulvereita valmistettiin vain harvoissa jalostuslaitoksissa, mutta tekniikan kehittyessä edulliseksi laitokset levisivät kaikkialle. Neljäs jalostuslinja on jo valmisteilla. Sen on tarkoitus muuntaa biojäte biotalojen tulostusmateriaaliksi.

Menen avajaisiin vesiratikalla T4, joka rakennettiin palvelemaan materiaalikylän kehittyvää liikennetarvetta. T4 on lempireittini, koska se oikaisee Teiskon suuntaan kätevästi Siilinkarin kautta Näsijärven pinnassa ja maisemat ovat edelleen upeat.

Tampereen yliopisto on rakentanut materiaalikylän yhteyteen Euroopan edistyneimmän urbaanin kaivostoiminnan kehitysyksikön, joka palvelee nopeasti muuntuvaa materiaalikehitystä. Yksikköä johtaa materiaalipsykologian professori Karo Viikki, jonka erityisalana on luovuus kiertotaloudessa.

Kaupungit nähdään tulevaisuuden kaivoksina, joista voidaan kerätä kaikenlaisia materiaaleja kierrätykseen. Ilmiötä kutsutaan nimellä urban mining, ja sillä tarkoitetaan metallien talteenottoa esimerkiksi jätteistä, rakennuksista ja infrastruktuurista. Urban mining on yksi megatrendeistä.

Tampereen on kokenut viime vuosina nopean muutoksen. Ilmastopakolaisuuden johdosta Espanjasta, Portugalista ja Välimeren eteläpuolelta saapui Pirkanmaalle SPR:n jo vuonna 2018 tekemän ennusteen mukaisesti nopeassa tahdissa lähes puoli miljoonaa uutta asukasta, tuoden mukanaan käsittämättömän määrän huippuosaajia. Tampereen väkiluku lähestyy nyt miljoonan haamurajaa. Suomalaisten osuus väestösä on lähes 40%, siis paljon suurempi kuin Turussa.

Science-tiedelehdessä julkaistussa tutkimuksessa todettiin, että jos ilmaston lämpeneminen etenee kahteen asteeseen, suuri osa eteläistä Espanjaa, samoin kuin muut alueet Välimeren ympäristössä muuttuvat autiomaaksi. Kansainvälinen Punainen Risti arvioi, että vuonna 2050 ilmastopakolaisia voi olla 250 miljoonaa. 

Myös Tampereen valmistava teollisuus on uusiutunut täydellisesti. Riiassa vuona 2030 laaditun kansainvälisen resurssisopimuksen mukaisesti valmistava teollisuus saa nykyään valmistaa tuotteita ainoastaan kysynnän mukaan ja kaikki yli 10 kappaleen varastot ovat jyrkästi kiellettyjä kaikilla toimialueilla, paitsi elintarviketeollisuudessa. Sopimus oli helppo saada aikaan, koska raaka-aineet olivat kaikkialta loppumassa ja hinnat nousseet pilviin.  Sopimuksen jälkeen tilanne on helpottunut ja hinnat ovat kääntyneet jälleen laskuun. Eihän varastojen ylläpidossa ylipäätänsäkään olisi enää mitään järkeä.

Maailman ylikulutuspäivä on laskennallisesti se päivä, jona ihmisten ekologinen jalanjälki ylittää maapallon biokapasiteetin. Suomalaiset kuluttavat oman osansa maailman luonnonvaroista noin nelisen kuukautta maailman keskiarvoa aiemmin. Vuonna 2017 suomalaisten ylikulutuspäivä oli 3. huhtikuuta. 

Vuoden 2030 jälkeen seurasi kaksi vaikeaa vuotta, koska yritysten oli luotava uudet toimintamallit materiaalitehokkuuden saavuttamiseksi. Sen jälkeen yritysten tuottavuus nousi radikaalisti, kun raaka-ainevarastot ja varaosavarastot eivät enää rasittaneet yritysten toimintaa. Myös suuri määrä varastoina käytettyjä kiinteistöjä vapautui uuden teollisuuden käyttöön.

Ylikansalliset materiaaliyritykset eivät onneksi onnistuneet valtaamaan markkinoita, koska materiaalituotanto ja materiaalin jalostaminen tuotteiksi oli muuntunut suurelta osin lähituotannoksi materiaalikylien ansiosta.

Lähituotannon kehittyminen sai lisävauhtia, kun rahoittajat lähtivät liikkeelle. Vielä muutama vuosi sitten yksityishenkilöiden pankkitileillä nukkui enemmän rahaa kuin koskaan aiemmin Suomen historiassa, mutta uusi toimintamalli tarjosi houkuttelevia sijoituskohteita. Pankit loivat uusia ketterän teollisuuden rahoituspalveluita ja lähituotannon rahastoja. Tampereella perustettiin muuten Euroopan ensimmäinen erikoistunut 3D Pankki, joka täyttää ensi vuonna 15 vuotta.

Teollisuuden suurin muutos ja disruptio tapahtui jo kaksikymmentä vuotta sitten, kun 3D-tulostuksen tekniikat tekivät odotetun laajamittaisen läpimurron. Valmistusnopeudet nousivat tuhatkertaisiksi, materiaalien saatavuuteen liittyvät ongelmat ratkaistiin materiaalikylissä ja menetelmän yleinen kustannustaso alitti kipukynnyksen. Ohjelmistojen ja laitteiden avoimuuteen perustuva kehityskulttuuri varmisti, että laite- ja prosessi-innovaatiot levisivät salamannopeasti kaikkialle.

Investointien myötä Tampereelle syntyi ripeästi useita erikoistuneita tulostuskortteleita. Nyt niitä on jo lähes kolmekymmentä. Tulostuskortteleiden verkosto palvelee lähes kaikkia teollisuuslaitoksia, kauppoja, yrityksiä ja kaupunkilaisia. Vain harva yritys investoi enää omiin koneisiin ja laitteisiin.

Ensimmäisenä Sokoksen kortteli muuttui nopeaksi kuluttajatuotekeitaaksi, jossa tuotetaan mitä kummallisimmilla tulostustekniikoilla arjen käyttöesineitä.  Sen jälkeen Ylöjärven liepeille syntyi tunnelmallinen Titaanikaupunki, joka on kuuluisa titaanista tulostetusta puumaisesta portista. Osa Tampereen tulostuskortteleista on koottu muodikkaista tulostuskonteista ja -moduleista. Muokattavat 3D-kerrostalomodulit ovat muutoinkin muodissa, kuten Tesoman design-korttelissa jokainen voi itse todeta.

Viime keväänä Vuoreksen ekokylään nousi puutalojen tulostuksen Biotalolaakso, joka tuottaa ketterästi uusia asuntomoduleja biomateriaalista kasvavan kaupungin tarpeisiin. Toistaiseksi materiaali on tuotu junalla Lahden biokomposiittijalostamolta, mutta kohta se saadaan Tarastenjärveltä, ylpeästi oman kaupungin jätteistä!

Työn tekeminen on muuttunut kovasti. Lapsenlapseni Juanita kouluttautui Nambian verkkoyliopistossa 3D-tulostuksen Tuottajaksi. Malli kopioitiin muinoin musiikkiteollisuudesta, koska se vastasi parhaiten teollisuuden tarpeita. Juanitan työhön kuuluu nopeiden 3D-tuotekehitysprojektien tuottaminen kaikenlaisille asiakkaille, kuten pankeille, autoteollisuuden mikrotehtaille ja kenkästudioille. Eihän kukaan enää halua riskiä ja vaivaa raskaan organisaation rakentamisesta, kun varsinaisen työn voi yhtä hyvin tehdä siihen erikoistunut tuottaja, joka tuntee kaikki tuotannon verkostot ja uusimmat jujut.

Työn muuttuminen on yksi suurimmista megatrendeistä. Työpaikat, asiantuntijuus ja työsuhteet muuttuvat. Tiedämme tulevaisuuden työpaikoista yhtä paljon kuin 1800-luvun suomalainen pystyi arvaamaan meidän arkipäiväämme.

Vierailin viime viikolla Vehmaisten tulostuskorttelissa, joka keskittyy työkalujen tulostukseen. Toiminta on täällä samankaltaista kuin muissakin kortteleissa. Uusi työkalu valmistuu tulostimesta keskimäärin 60 sekunnissa tilauksen saapumisesta. Robotti tekee työkalulle tarvittavat jälkikäsittelyt ja laadunvarmistuksen, jonka jälkeen se toimitetaan asiakkaalle sopivimmalla tavalla, tyypillisesti nelikopterilla tai sähköjäniksellä. Asiakas saa uuden työkalun n. 20 minuutin kuluttua tilauksesta. Vehmaisten tulostuskorttelissa on n. 90 tulostinta ja työtehtäviä se tarjoaa n. 5000:lle toimijalle, kun mukaan lasketaan mikromaksuja saavat freelancerit.

Oppivat koneet ja tekoälyjärjestelmät hoitavat lähes kaikki rutiinit. Teollisuudessa keskitytäänkin lähinnä uusien ideoiden tuotantoon ja liiketoimintamallien virittämiseen. Miljoonan asukkaan Tampere on uskomaton ideoiden ja osaamisen aarreaitta. Teollisuuden muutosprosesseista tärkein on tällä hetkellä tuotekehityksen joukkoistuminen. Joka hetki kaupungissa on hereillä ja vapaana kymmeniätuhansia freelance-tuotekehittäjiä ja tuottajia, jotka pystyvät salamannopeasti luomaan uusia tuoteideoita ja muuttamaan ideat suunnittelupiirrustuksiksi. Työt palkitaan välittömästi mikropalkkioilla, joista nykyään muodostuu ansainta lähes kaikilla aloilla.

Nopeudesta on myös haittaa, sillä tieto liikkuu vaivattomasti myös kilpailijoille. Kilpailuedun (KE) menettäminen on yksi suurimmista riskeistä ja sen estämiseksi on syntynyt kokonainen uusi toimiala. On syntynyt mm. KE-vakuutuslaitoksia ja KE:n-palautuspalveluita. Tärkeimmäksi suojamekanismiksi on kuitenkin noussut ihmisten arvostaminen ja arvoketjuluottamuksen rakentaminen, joka luo vahvan ihmismuurin ja suojaa parhaiten myös digitaalisilta hyökkäyksiltä.

Työttömiä ei käytännössä enää ole, koska jokaiselle halukkaalle löytyy mielekästä työtä. Työttömyysprosentin laskennasta luovuttiin viime vuonna, koska se todettiin turhaksi rutiiniksi. Tampere palkittiin jälleen kerran maailman parhaana työpaikkana – nyt jo viidennen kerran.

Miten kuvailisin Pyynikin maisemaa, jossa munkintuoksu on edelleen yhtä ihana kuin lapsuudessani? Takana on pitkä kehityskaari ja suuri hyppäys teollisuuskaupungista innovaatiometropoliksi, lähes renesanssiajan kaupunkivaltioksi.

Pormestareiden johdonmukainen yli 40 vuotta jatkunut osallistavaa kehitystä luonut kaupunkistrategia kantaa hedelmää. Tampere on luonut resilienssin muutosten suojaksi ja kyennyt hyödyntämään kaupunkiin saapuneet eri alojen osaajat, monikulttuurisuuden, sekä heidän kansainväliset ja digitaaliset verkostonsa.

Tampereen teollisuus otti ensimmäisenä 3D-tulostuksen suuressa mittakaavassa tosissaan ja loi kansainvälisen ykkösaseman alan veturina. Teollisuutta yhdistävä visio tuotannon muuttumisesta mahdollisti laajan ja perusteellisen uudistumisen. Poikkeuksellinen uudistumiskyky onkin kaupungin arvostetuin ominaisuus, joka näkyy mm. huippusijoituksena Rockefeller Foundation:in 100 Resilient Cities listoilla.

Pekka Ketola & Ideascout -tiimi, 17.8.2042

3D-tulostus on autoalan hevosvoima

Autoala on jatkuvassa myllerryksessä. Muutoksen tuulia edustavat mm. robottiautot, autojen kytkeytyminen tietoverkkoihin ja tekoälyn vauhdittamat älykkäät ominaisuudet. Myös kaupunkisuunnittelussa autoiluun haetaan uusia systeemisiä ratkaisuja, jotta ruuhkien tukehduttamat kaupungit saataisiin taas eläviksi. Kaupunkisuunnittelua tukevat lukuisat smart traffic – hankkeet kaikilla mantereilla.

Muutosten myötä autovalmistajat ja uudet pelurit, kuten Google ja Amazon, etsivät uusia ajatusmalleja, tuotantotapoja ja haluavat ymmärtää, miten liikkumisen tarpeet muuttuvat seuraavien vuosien aikana.

Tulevaisuustyötä tehdään kiihkeästi kaikilla rintamilla. Tästä on esimerkkinä Ladan tulevaisuusvisio, joka käsittelee autoilua kokonaisuutena. Suurten toimijoiden lisäksi erityistä mielenkiintoa herättävät outlierit – pienet toimijat, jotka kehittävät kummallisilta tuntuvia ratkaisuja ja kokeiluja normaalitoiminnan laitamilla omilla pelisäännöillään, mutta jotka onnistuessaan voivat skaalautua ja muuttaa yllättäen pelikenttää, kuten Uber.

3D-tulostus

3D-tulostus tarjoaa oman vääntönsä autoalan muutokseen. Teknologian avulla autojen suunnittelu, valmistus ja elinkaaripalvelut tulevat uusiutumaan ja muuntumaan. Seuraavassa on muutamia skenaarioita mahdollisista muutoksista.

Autotehtaasta mahdollistajaksi

Auto on yhä enemmän käyttäjänsä määrittelemä. Sen yksityiskohdat ja ergonomiset ratkaisut räätälöidään automaattisesti ja myös vuoropuheluna käyttäjän kanssa. Suurin osa räätälöinnistä ei juurikaan vaikuta auton hintaan, koska automatisoiduille ja 3D-tulostusta hyödyntäville valmistusprosesseille on yhdentekevää yksityiskohtien muodot tai toiminnallisuudet, kunhan valmistusalusta on viritetty palvelemaan tarkoitusta. Yksilöllisten ominaisuuksien luomisessa hyödynnetään asiakkaasta eri yhteyksissä kerättyä henkilökohtaista dataa.

Toimijoiden roolit siis muuttuvat. Autotehdas muuttuu palveluntarjoajaksi ja mahdollistajaksi, myyjästä tulee empaattinen autoräätäli, asiakkaasta kehkeytyy myyjän kumppani auton suunnitteluun. Varsinainen auton valmistus tapahtuu asiakkaan lähellä siirrettävässä mikrotehtaassa.

bengaluru

Lähde: http://www.coroflot.com/neobhushan/LOCAL-MOTORS-for-Bengaluru

Edelläkävijänä tämänkaltaisessa toiminnassa on amerikkalainen LocalMotors, joka toteuttaa jo tämänsuuntaisia palveluita autosuunnittelussa. LocalMotorsin ensimmäinen sarjavalmisteinen 3D-tulostettu automalli on tulossa markkinoille 2017.

Ekotehokas auto

3D-tulostus tekee autosta paremman. Luontoa jäljittelevillä rakenteilla ja muodoilla autoista tulee keveämpiä ja kestävämpiä. Tietä tälle kehitykselle raivaa erityisesti lentokoneteollisuus, kuten Airbus, joka hyödyntää 3D-tulostusta aktiivisesti lentokoneiden keventämiseksi.

3D-tulostusta hyödyntämällä auton mekaanisista osista ja moottorista saadaan tehokkaampia ja kevyempiä. Esimerkiksi Renault on onnistunut keventämään moottorin painoa 25%:lla, samoin kuin osien lukumäärää.

Renault-3D-printed-engine

Auto on parempi, kun se rasittaa ympäristöä vähemmän elinkaarensa aikana. Tähän johtavat uudet rakenteet, pienempi materiaalin kulutus, keveys, sekä ylläpidon ja avoimen innovaation uudet mahdollisuudet. Auton kehittäjiksi ja suunnitteluratkaisujen parantajiksi voidaan valjastaa kaikki halukkaat suunnittelijat ja joukkoistamalla tuottaa nopeasti korkealaatuisia ratkaisuja havaittuihin ongelmiin.

Myös tässä toiminnassa LocalMotors on tiennäyttäjä. Joukkoistuksen ja 3D-tulostuksen avulla paremmat osat voidaan valmistaa saman tien prototyypeiksi ja ottaa koekäyttöön. Samaa strategiaa käytetään myös muilla aloilla. Esimerkiksi kameravalmistaja GoPro tukee avointa innovaatiota ja kannustaa avoimesti kehittämään uusia lisälaiteratkaisuja 3D-tulostusta hyödyntämällä.

Huollon paremmat työkalut

Autojen kehityksen yhteinen piirre on autojen kompaktius. Moottoritilaan ahdetaan yhä enemmän laitteita ja osien saavutettavuus vaikeutuu. Tämä purkautuu tarpeena sijoittaa laitteita ja elektroniikaa auton muihin rakenteisiin. Tilannetta ei helpota autojen laajamittainen yksilöllistyminen ja normaalirakenteista poikkeavat yksityiskohdat.

Syntyy siis tarve hyvinkin yksilöllisille huoltotyökaluille – sekä ammattilaisille että tee-se-itse -korjaajille. 3D-tulostuksen avulla kaikki mahdolliset työkalut ovat jokaisen saatavilla ilman merkittäviä lisäkustannuksia. Yksinkertaiset työkalut syntyvät jo edullisilla kotitulostimilla muutaman sentin kappalehintaan. Kalliimmat työkalut voi noutaa lähimmästä 3D-tulostuksen palvelutoimistosta.

3D-tulostus mahdollistaa edullisesti myös henkilökohtaiset apuvälineet, jotka lisäävät käsivoimaa, auttavat ulottumaan tai poistavat fyysisen vamman aiheuttaman hankaluuden, kuten sormien puuttumisen. Auton ylläpitoon voidaan tuottaa täydellinen ja henkilökohtainen huoltovälineistö, joka päivittyy esimerkiksi auton vaihdon yhteydessä.

autojuttu 3d ortoosi dragonflex

Lähde: Vasen: http://www.3ders.org/articles/20151202-unyq-launches-collection-of-3d-printed-prosthetic-upper-limb-covers.html. Oikea: https://3dprint.com/tag/3d-printed-surgical-tools/

Uudet palvelut

3D-tulostus luo vääjäämättä uusia palvelutarpeita. Osa näistä tarpeista voidaan ratkaista kehittämällä nykyisiä toimintoja, mutta syntyy myös uudenlaisia ratkaisuja. Nämä löytyvät jo osittain tämän päivän outlier -toimijoista.

Kun auto on yhä yksilöllisempi ja se voi kehittyä elinkaarensa aikana, syntyy luultavasti tarve jonkinlaiselle autokummi -toiminnalle. Autokummi ottaa hoitaakseen yksilöllisyyden ylläpidon ja auton kunnossapitoon liittyvät päivittäiset kysymykset, sekä tuottaa 3D-tulostusta hyödyntämällä uusia ratkaisuja autoilijan muuttuviin tarpeisiin.

Auton omistaja muuttuu ostajasta suunnittelijaksi ja osittain tekijäksi (prosumer). Koska autoiluun liittyy massiivinen määrä lakeja ja säädöksiä, tarvitaan palveluita, jotka tukevat autoalan prosumerismia. Käytännössä tämä johtaa monenlaisiin yhteissunnittelun toimintatapoihin, uusiin suunnittelu- ja valmistuspalveluihin, sekä tiedonhankintapalveluihin.

Painettu ja 3D-tulostettu elektroniikka tuo uusia ratkaisuja auton rakenteisiin, mutta myös penkin ja ratin väliin. Amerikkalainen Organovo tarjoaa asiakkailleen ohjelmoitavia biotulosteita, jotka asennetaan ihmisen kehoon. Millainen palvelu syntyy, kun tuodaan yhteen auton älykkyys, auton kytkeytyminen käyttäjään langattomalla yhteydellä ja nopeasti kehittyvä tekoäly? Jos tänään auton ovi avautuu käden heilautuksella, niin huomenna tapahtuu jo paljon enemmän.

So what?

Miten suomalaisen autoalan kannattaisi huomioida erityisesti 3D-tulostuksen vaikutukset?

  1. Koulutus: 3D-tulostus on ymmärrettävä riittävällä tasolla. Ymmärrys luodaan tehokkaasti täydennyskoulutuksen ja ammatillisen peruskoulutuksen kautta. 3D-tulostus tulee muuttamaan maailmaamme kuten Internet. Perustiedot on hallittava: mistä 3D-tulostuksesssa on kyse. Kuinka moni autoalan toimija pärjäisi tänä päivänä ilman Internetiä? On kehitettävä koulutusratkaisuja! 3D-tulostuksen innovatiivisia koulutusratkaisuja tarjoaa mm. ylöjärveläinen 3DStep.
  2. Palvelukehitys. Maailmalla on jo lukuisia autoalan sovelluksia ja palveluita, jotka hyödyntävät 3D-tulostusta mm. varaosien tuotannossa, kuten Daimler. Palveluiden määrä kasvaa tasaiseen tahtiin tuoden lisäarvoa sekä autoalan toimijoille, että asiakkaille. Autoalan on saatava liikkeelle uskaliaita palvelukehityshankkeita ja kokeiluita, jotta pärjäämme kilpailulle joka vääjäämättä rantautuu Suomeen.
  3. Aiheen tutkiminen asiakkaiden kanssa. 3D-tulostuksen hyödyt ja mahdollisuudet löydetään yhdessä asiakkaiden, asiantuntijoiden ja edelläkävijöiden kanssa. Tehokas työkalu tähän on monialainen edelläkävijätyöskentely (lead user co-creation). Esimerkiksi suomalainen ideascout on erikoistunut juuri tällaiseen työskentelyyn. Yksinkertaisimmillaan oivallukset syntyvät nopeissa ideatyöpajoissa.
  4. Kokeilut. Parhaiten 3D-tulostuksen maailman oivaltaa kuitenkin itse kokeilemalla. Jo kymmenet suomalaiset yritykset ovatkin hankkineet kokeilu- ja ammattikäyttöön 3D-tulostimia, sekä tukeneet laitteiden hankintaa omatoimiseen opiskeluun. Ehkäpä yksinkertainen 3D-tulostin olisi mielekäs ajatustenkehittäjä myös autokaupoisssa, korjaamoilla ja katsastuskonttoreissa.

3D-tulostus ei ole enää hypen harjalla. Se on ohittanut kriittiset kehitysvaiheet ja on nopeasti yleistymässä normaalitoiminnaksi eri aloilla. Autoalan, jos minkä on syytä pysyä vauhdissa mukana.

20170407_073927

Prototyyppi Avant kauhakuormaajan 3D-tulostetusta hydrauliikkaosasta. Lähde: 3DStep

– Pekka Ketola, 3DStep, 29.4.2017 –

Kiinnostuitko? Ota yhteys:

Mitä 3D-tulostettu Jeesus tekisi? Uskontojen ja 3D-tulostuksen risteyskohtia

Kirjoitus on julkaistu Vartija-lehdessä 1.10.2015. http://www.vartija-lehti.fi/mita-3d-tulostettu-jeesus-tekisi/

Uskonnollisten esineiden, taideteosten ja temppeleiden tekijät, kuten pyramidien suunnittelijat, kirkkojen rakentajat ja innovaattorit, kuten Leonardo da Vinci, ovat kautta historian ottaneet käyttöönsä uusimmat tekniikat ja usein olleet tiennäyttäjinä tieteille ja taiteille. Uusinta tekniikkaa edustaa tällä vuosikymmenellä 3D-tulostus.

Onko uskonnoilla ja 3D-tulostuksella yhtymäkohtia? Yllättävää kyllä, yhtymäkohtia on lukuisia. Tässä kirjoituksessa tarkastellaan muutamia esimerkkejä. Tavoitteena on tarjota lukijalle tietoa 3D-tulostuksen nykysovelluksista ja myös pohtia, mitä tulevaisuus saattaa tarjota uskontojen näkökulmasta.

Raamatun vaikutukset ovat nähtävillä kaikkialla maailmassa. Mikään yksittäinen kirja ei ole vaikuttanut ihmisten toimintaan yhtä laajasti. Useiden arvioiden mukaan, myös 3D-tulostus tulee vaikuttamaan poikkeuksellisen laajasti ihmisten tapaan toimia, jopa laajemmin kuin Internet. 3D-tulostuksen sovelluksia on jo nyt nähtävissä lähes kaikilla elämänalueilla, myös uskonnoissa ja uskontojen tutkimuksessa.

Uskonnolliset esineet

3D-tulostettu risti Kippha

Kaikkialla maailmassa ihmiset konkretisoivat vakaumustaan, uskoaan tai toivoaan pienillä mukanakulkevilla esineillä. Niillä myös tunnistaudutaan samanhenkisten kesken. Ei olekaan mikään ihme, että pienikokoiset uskonnolliset esineet, riipukset, korut, amuletit ja symbolit ovat tyypillisiä 3D-tulostuksen sovelluksia.

Taiteiljat, yhteisöt ja yksityishenkilöt luovat aktiivisesti uskonnollisia esineitä, jotka on tarkoitettu valmistettavaksi 3D-tulostuksen keinoin. Vapaasti käytettäviä 3D-malleja löytyy runsaasti ja niitä on tarjolla verkkopalveluissa, kuten www.shapeways.com ja www.thingiverse.com.

Tulevaisuudessa uskonnollisten symbolien luominen 3D-tulostamalla lisääntyy ja arkipäiväistyy.  Esineitä voidaan helposti ja edullisesti tuottaa vaikkapa rippikouluryhmälle tai kesätapahtumaan, tai tehdä uniikkeja henkilökohtaisia esineitä elämäntilanteen mukaan.

Digitaaliset 3D-mallit saavuttavat nopeasti jokaisen maailmankolkan, tarjoten tavan esimerkiksi pakolaisille luoda ja toteuttaa yhteisiä tunnuksia, kehittää yhteisöä ja kertoa tarinoitaan 3D-tulostettujen esineiden kautta.

Historialliset esineet

Arvokkaat uskonnolliset esineet ovat alttiita varkauksille. Vuosittain varastetaan satoja esineitä julkisista tiloista, museoista ja yksityisistä kokoelmista. 3D-tulostus tarjoaa tähän yhden ratkaisun. Esimerkiksi japanilaiseen Seitajin temppeliin 3D-tulostettiin 90 cm korkea Amitabha -patsaan replika ja alkuperäinen siirrettiin kassaholviin. Alkuperäinen patsas on tehty Kamakura aikakaudella (1192-1333) ja se on temppelille ja kaupungille mittaamattoman arvokas. Japanissa vastaavalla tavalla suojattuja patsaita on tulostettu tähän mennessä n. 160 kpl. Lähde.

Buddha

Alttarit ja palvonta

Useista kodeista löytyy kotialttari. Se saattaa olla luterilaisen vaatimaton ikoni kirjahyllyssä tai kenties hindulaisten kultaa ja loistoa tihkuva uhripaikka. Intialainen Cremagine -yritys 3D-tulosti hindujen Mandir -pienoistemppelin. Tulostuksen jälkeen pinta kullattiin ja siihen kiinnitettiin mm. jalokiviä. Jälkeenpäin on mahdotonta nähdä, millä tekniikalla temppeli on valmistettu.

Mandir temppeli

Arkeologia ja replikat

Arkeologiset löydöt, kuten hautaholvit tai esineet, usein suojataan yleisöltä jotta ne säilyisivät alkuperäisessä kunnossaan. Harvinaisen monet esillä olevat esineet ovatkin tosiasiassa jäljennöksiä. Mutta entä jos esine on niin suuri, että sen muuttaminen jäljennökseksi on vaikeaa? Tähän vastauksen tarjoaa eräs 3D-tulostuksen esivaiheista, 3D-mallinnus.

Kuningas Tutankhamonin hauta on yksi menneisyyden suurista aarteista. Vilkas turismi ja sen tuomat haitat, kuten tärinä ja kosteuden muutokset, todennäköisesti tuhoaisivat vähitellen alkuperäisen haudan seinämaalauksineen. Espanjalainen Factum Arte ryhtyi toimeen ja loi hautaholvista tarkan replikan. Hauta 3D-mallinnettiin käyttäen sekä laserskannereita, että tarkkuusvalokuvausta. Kuvien perusteella haudasta rakennettiin millimetrintarkka jäljennös, joka on nyt esillä lähellä alkuperäistä löytöpaikkaa Kuninkaiden laaksossa.

Rakennukset ja entisöinti

Suuri osa maailman käytössä olevista kirkoista ja temppeleistä on peräisin menneiltä vuosikymmeniltä ja vuosisadoilta. Rakennukset rapistuvat ja niitä on jatkuvasti entisöitävä. Erityisiä ongelmia ja suuria kustannuksia tuottavat mm. arkkitehtooniset yksityiskohdat ja runsaat koristelut. 3D-tulostuksella voidaan edullisesti valmistaa sekä pienoismalleja, että oikean kokoisia yksityiskohtia ja jopa kokonaisia rakennuksia (rakennusten 3D-tulostus) oikeista materiaaleista, kuten hiekasta.

Ääriesimerkki on Sagrada Familia Barcelonassa, jonka rakennus alkoi 1882 ja työ on edelleen kesken. Tavoitteena on saada työ valmiiksi 2026. Aikataulun varmistamiseksi rakentajat ovat ottaneet käyttöönsä 3D-tulostuksen. Monimutkaiset rakenteet suunnittellaan 3D-mallinnusohjelmassa ja niiden pienoismallit 3D-tulostetaan. Pienoismallien avulla voidaan suunnitella erilaisia rakennusvaihtoehtoja, rakennustapoja ja varmistaa rakennusprosessin sujuvuutta.

Sagrada Familia

Mitä 3D-tulostus voi sitten tarjota kuvanveistäjille? Esimerkiksi puolalainen Fucco Design valmistaa uskonnollisia veistoksia tulostamalla niitä puukomposiitista. Veistoksia voidaan käyttää esimerkiksi uusien kirkkojen sisustuksessa.

Sveitsiläiset arkkitehdit ottivat suuremman tavoitteen. He valmistivat 16 neliömetrin katedraalin, lukuisine yksityiskohtineen. Digital Grotesque johdattaa pyhien tilojen suunnittelijat uusiin tekniikoihin, sekä luonnollisten ja matemaattisten muotojen yhdistelyyn.

3D-tulostus seurakuntatyössä?

Miten 3D-tulostus voisi tukea ruohonjuuritason seurakuntatyötä? Luonnollisimman väylän tähän tarjonnee kerhotoiminta. Seurakuntien ATK-kerhot ovat tulleet ja menneet. Monet seurakunnat potevat nuorten kaikkoamista seurakunnan yhteydestä. Olisiko 3D-tulostuksen kerhoissa sopiva tapa tavoittaa nuoria?  Tässä voisi olla kokeilun paikka, etenkin kun toimintaan tarvittavat laitteet ovat edullisia ja helppokäyttöisiä. Esimerkkiä näyttävät mm. suomalaiset kirjastot ja työväenopistot, joihin on viime aikoina tullut 3D-tulostuksen toimintaa.

3D-tulostus, etiikka ja moraali

3D-tulostus vaikuttaa siis kelpo tekniikalta, joka kehittää yhteisöjä, auttaa historian tutkimisessa ja säilyttämisessä, sekä helpottaa taiteilijoiden ja rakentajien työtä. Mutta millaisia haasteita menetelmä tuo etiikan näkökulmasta?

3D-tulostuksen ehkä kiistainalaisin sovellus on biotulostus. Siis menetelmä, jossa 3D-tulostamalla korjataan luuvaurioita ja tuotetaan elimiä, kuten maksa tai sydän (toimiva maksa on jo 3D-tulostettu). Kuinka kristinuskon tai islamin näkökulmasta pitäisi suhtautua toimintaan, jossa ihminen luo elämää teknologian avulla tai parantaa ihmisen luontaisia ominaisuuksia? Missä menee hyväksyttävän toiminnan raja? Onko moraalisesti oikein, että rahalla voi rakentaa paremman ihmisen?

Yllämainitut kysymykset tarjoavat ajankohtaisen ja monitieteisen aiheen uskontotieteilijöille, filosofeille ja insinööreille. Milloinkahan nähdään ensimmäinen tutkimusseminaari tästä aiheesta?

Tulevaisuus ja 3D-tulostettu Jeesus

3D-tulostuksen tarina on vasta alussa. Mm. science fiction näyttää meille useita näkymiä siitä, miten tarina voisi jatkua. Merkittävimmät muutokset ovat kuitenkin todennäköisesti 3D-tulostuksen sosiaaliset vaikutukset. Esimerkiksi köyhyysrajan alapuolella eläville ihmisille tarjoutuu tapa valmistaa puuttuvia esineitä tai yhteisö voi tulostaa slummialueelle tai pakolaisleiriin kirkon.

Uskonnolla on aina materiaalinen ulottuvuus. Uskonto näkyy symboleina, esineinä ja rakennuksina. 3D-tulostus ja digitaalinen maailma luo tilanteen, jossa kuka tahansa voi suunnitella, tuottaa ja jakaa uskonnon merkkejä helposti. Esimerkiksi uusi uskonlahko leviää salamannopeasti ympäri maailman. Kyseessä on myös kulttuurinen muutos, johon on otettava kantaa. Onko se meille uhka vai mahdollisuus? Kuinka hyödynnämme edessä olevan muutoksen?

Pekka Ketola, FT, yrittäjä

3D-tulostuksen mestarit ja kisällit

3D-tulostus on useimmille vielä asia, josta on kokemusta lähinnä uutisten ja lööppien kautta. Suhteellisen harvoilla on aiheesta omakohtaista kokemusta. Samanlainen tilanne oli kaksikymmentä vuotta sitten, jolloin Internet ja WWW alkoivat tulla ihmisten tietoisuuteen.

Kuten Internetin omaksuminen aikanaan, myös 3D-tulostus on uusi taito, jonka hallitsemisesta on konkreettista hyötyä työssä ja harrastuksissa. Perusteet on helppo oppia, mutta vasta mestari soveltaa osaamistaan luovasti ja pystyy ratkomaan kimuranttejakin ongelmatilanteita ja hyödyntää menetelmää luovasti. 3D-tulostus on joustava työkalu, jota voi soveltaa lukemattomiin asioihin. Kun toiset valmistavat 3D-tulostuksella muovisia joulukoristeita yksinkertaisilla muovipursottimilla, toiset tuottavat koneiden metalliosia kehittyneemmillä lasersintrauslaitteilla. Siksi se leviää nopeasti. Peruslaitteet ovat kaikkien saatavilla kotitietokoneiden hinnalla ja niitä hankitaan oppilaitoksiin, harrastuskäyttöön, yrityksiin ja yksityishenkilöiden käyttöön. Suurin osa oppimisesta tapahtuu toistaiseksi kantapään ja kokeilujen kautta. Muutamia organisoituja koulutusratkaisuja on tarjolla. 3D-tulostuksen, mallinnuksen ja muihin siihen liittyvien taitojen osaajia syntyy vauhdikkaasti. Yhteinen tapa kertoa osaamisesta puuttuu. Tässä blogikirjoituksessa avataan 3D-tulostukseen liittyvän osaamisen kehittämistä erityisesti osaamismerkkien avulla.

Osaamismerkit Osaamismerkki (Open badge) on kansainvälisesti sovittu tapa kertoa osaamisesta ja taidoista. Se on järjestelmäriippumaton ja henkilölähtöinen konsepti, jonka on kehittänyt Mozilla.org. Osaamismerkki on palkitseva tapa tuoda esille osaamista, joka ei kuulu formaalin opetuksen piiriin, esim.:

  • järjestöjen ja oppilaitosten koulutuksissa
  • hiljaisen tiedon ja aiemmin hankitun osaamisen näkyväksi tekemisessä
  • organisaatioiden sisäisissä koulutuksissa ja henkilöstön kehittämisessä
​Lähde: lccdigilit.our.dmu.ac.uk​

​Lähde: lccdigilit.our.dmu.ac.uk​

Osaamismerkkejä voi myöntää organisaatio tai henkilö. Merkin saaja on aina henkilö, joka voi vastaanottaa tai jättää vastaanottamatta hänelle myönnetyn merkin. Saaja säilyttää osaamismerkkinsä Mozillan pilvipalvelun henkilökohtaisessa kansiossa. Lähde: http://www.discendum.com/openbadge Tekes on rahoittanut Open Badge Factory -projektia, jonka puitteissa on luotu pilvipalvelu, jonka avulla käyttäjät voivat luoda, myöntää, jakaa ja hallita Mozilla-säätiön Open Badge -konseptiin perustuvia osaamismerkkejä. Merkkejä on tällä hetkellä hyödynnetty esim. IlonaIT:n koulutukseen osallistumisen osoittamiseksi ja OsaOppi III – Osaamispisteet pelissä! OsaOppi III on OPH:n rahoittama pelillinen ammatillisen koulutuksen opetustoimen henkilöstön osaamisen kehittämisohjelma. Hankkeessa on luotu OPE.fi-taitotasojen osoittamiseksi osaamismerkit vaadittavista taidoista (http://www.oppiminenonline.com/osaoppi-iii-hanke/).

Osaamismerkit 3D-tulostuksessa 3D-tulostus on erinomainen sovellusalue osaamismerkeille, mm. koska:

  • 3D-tulostus on universaali menetelmä, joka kehittyy nopeasti.
  • 3D-tulostusta voi soveltaa lähes kaikilla mahdollisilla sovellusalueilla
  • Oppiminen perustuu usein henkilön omaan innostukseen ja intohimoon
  • Yhteiset tavat kertoa aiheen osaamisesta puuttuvat kansallisesti ja kansainvälisesti.

Pirkanmaalla toimivan 3D-tulostuksen Akatemian innovaatiopäivässä Helmikuussa 2015 pohdittiin, mitkä ovat luontevia aiheita osaamismerkeille ja mihin kysymyksiin ne voisivat vastata? Näitä voisivat olla:

  • Tulostuksen perusteet
    • Kuinka saan esineen tulostettua yksinkertaisella laitteella?
    • Mistä saan tietoa? Mitä suomenkielisiä oppaita on tarjolla? Mitkä ovat tärkeimmät tietolähteet?
    • Millaisia verkostoja ja toimijoita on Suomessa ja maailmalla?
  • Ohjelmistot ja tiedostomuodot
    • Mitä ohjelmistoja on tarjolla ja mihin tarkoitukseen?
    • Onko olemassa suomenkielisiä ohjelmistoja?
    • Millaisia tiedostomuotoja liittyy 3D-tulostukseen?
  • 3D-mallinnus ja skannaus:
    • Kuinka muotoja voi mallintaa skannaamalla?
    • Kuinka muotoja voi mallintaa ohjelmistoilla? Mitä ohjelmistoja on tarjolla?
    • Mistä saa valmiita malleja?
  • Liiketoiminnan aloitus
    • Millaisia sovellusesimerkkejä on tarjolla?
    • Mitkä ovat tärkeimmät asiakastarpeet? Ketkä ovat mahdollisia asiakkaita?
    • Kuinka kustannukset muodostuvat?
    • Kuinka tuotteistan palveluni?
  • Miljoonabisnes
    • Millaisia ansaintalogiikoita on olemassa? Kuinka luodaan liiketoimintainnovaatioita? Kuinka toiminta skaalataan isoksi?
    • Olemassaolevien verkkopalveluiden tehokas hyödyntäminen
    • Kuinka hyödynnetään tuoteräätälöinnin mahdollisuuksia?
  • Mestaritaso
    • Kuinka suojadun? IPR, mallisuojat ja muut
    • Kuinka hankin ja ylläpidän laitteita?
    • Kuinka hyödynnän eri materiaaleja?

Kansalaistaidot muuttuvat Yhteiskunnassa tarvittavat kansalaistaidot muuttuvat nopeaan tahtiin. Joskus oli oleellista pystyä kynimään kana saadakseen ruokaa. Tänään on hallittava Internetin käyttö. Mitkä ovat oleellisia kansalaistaitoja vaikkapa 10 vuoden kuluttua? On mahdollista, että globaalit kestävän kehityksen vaatimukset pakottavat vähentämään turhan tavaran valmistusta (=suuret varastot) ja tavaroiden siirtelyä rahtikuljetuksina (esim. Kiinasta Suomeen). Tällaisessa tilanteessa lähivalmistus ja on-demand -valmistus nousevat arkipäivän käytännöiksi. Tietotekniikan ympärille on kehittynyt suunnaton määrä uusia ammatteja, laitteita ja taitajia. Lähes jokaisen työikäisen oletetaan osaavan perusteet: kykenevän käyttämään tietokonetta ja tulostinta, sekä ratkomaan päivittäisiä ongelmatilanteita. Voisiko 3D-tulostus olla tulevaisuuden kansalaistaito, jonka soveltaminen muuttuu yhtä arkipäiväiseksi kuin Internetissä surffaaminen? Voiko olla niin, että tavaroita valmistetaan ainoastaan tarpeeseen ja tämän pohjalta syntyvät kestävän kulutuksen uudet tavat ja käytännöt? Mikäli näin tapahtuu, 3D-tulostuksen osaamismerkit tarjoavat mainion väylän lähteä systemaattisesti mutta luovasti rakentamaan uuden kansalaistaidon perusteita. Toisen asteen ammatilliset oppilaitokset ovat reagoineet 3d-tulostusosaamisen tarpeen kasvamiseen. 17 koulutuksenjärjestäjän yhteishankkeessa on haettu Opetushallituksen kehittämisrahaa opetuksen kehittämiseen. Pirkanmaalta hankkeeseen osallistuu Sastamalan koulutuskuntayhtymä. Opetushallitus rahoittaa EDU3D.fi (http://edu3d.fi) -hanketta, jossa mukana olevat koulutuksen järjestäjät kehittävät 3D-tulostusteknologian opetuskäyttöä osaksi opetussuunnitelmiaan ja tavoitteena on, että 3D-tulostuksen käyttöä edistetään systemaattisesti eri koulutusaloilla.

Osa Suomen innovaatiostrategiaa? Millainen on 3D-tulostuksen merkitys Suomen tulevaisuudelle? Eduskunnan tulevaisuusvaliokunnan raportti Suomen sata uutta mahdollisuutta kuvaa lukuisia 3D-tulostukseen liittyviä teemoja, joista voidaan rakentaa Suomalaisia menestystarinoita. Raportin laatijat toteavat:  “vaikutus Suomen ja maailman toimintatapoihin voi jo vuoteen 2030 mennessä olla suurempi kuin internetin ja älypuhelinten vaikutus nykymaailmaan.” Kyse on suurista asioista.

Ehdotus 1: Suomen innovaatiostrategia 3D-tulostus on teema, joka synnyttää uutta osaamista, työtä, keksintöjä ja innovaatioita. Suomi tarvitsee ipr- ja innovaatiostrategian, jossa huomioidaan mm. 3D-tulostus. Innovaatiostrategiassa on  mielekästä huomioida laaja kuva oppimisen ensiaskelista vientiteollisuuden keihäänkärkiin. 3D-tulostus on konkreettinen esimerkki, jonka avulla suomalaisten sukanvarsirahat saadaan tuottamaan työtä ja luomaan uudenlaista kansallista ja kansainvälistä liiketoimintaa.

Ehdotus 2: Osaamismerkit ketterästi käyttöön 3D-tulostuksen osaamismerkit tarjoavat ketterän tavan synnyttää yhteinen kieli uuden osaamisen systemaattiselle ja tarvelähtöiselle kehittämiselle. Ehdotamme, että osaamismerkit otetaan välittömästi käyttöön ja sovitaan niihin liittyvät tärkeimmät pelisäännöt kaikilla opetusasteilla ja erityyppisissä organisaatioissa. Osaamismerkkien yhteistä perustaa voidaan rakentaa mm. tässä kirjoituksessa ehdotettujen merkkien pohjalta.

Pekka Ketola Ideascout Oy:stä on 3D-tulostuksen sanansaattaja Tampereen seudulla,Nina Naskalin sydäntä lähellä ovat keksinnöt ja rahoitus, ja Jarno Haapaniemi on uusista teknologioista ja opetuksen kehittämisestä kiinnostunut opettaja Sastamalan koulutuskuntayhtymässä

Kirjoitus on alunperin julkaistu Tampereen seudun vetovoima -blogissa 14.4.2015. http://tampereenseudunvetovoima.fi/blogi/3d-tulostuksen-mestarit-ja-kisallit