Användning av teknologi för att främja innovation

När vi tänker och talar om teknik och innovation idag så är det enkelt att låta tankarna styra mot IT och digitalisering. Men vi får inte glömma att teknologi är så mycket mer än så. Olika typer av fysiska och mekaniska innovationer har drivit framsteg inom industri, medicin, energi och andra områden. För att bredda vårt mindset så tar vi upp några teknologier som bidrar till och är resultatet av utveckling och innovation.

Material- och nanoteknik

Materialteknik handlar om att utveckla och förbättra material med nya egenskaper som styrka, lätthet, hållbarhet eller resistens mot extrema förhållanden. Nya material möjliggör innovation inom exempelvis flyg- och bilindustrin. Ett exempel är kolfiberkompositer, som används för att tillverka lättare och starkare produkter, vilket sparar bränsle och minskar miljöpåverkan.

Nanoteknik innebär att arbeta med material på molekylär eller atomär nivå, där det går att påverka materialens egenskaper. Det används för att skapa starkare, lättare eller mer värmetåliga material och har även tillämpningar inom medicinsk innovation, såsom leveranssystem för läkemedel eller utveckling av nya diagnostiska verktyg.

Exempel: Grafen[1]

Grafen är ett revolutionerande material som består av ett enda lager kolatomer arrangerade i ett tvådimensionellt hexagonalt mönster. Grafen upptäcktes 2004 av forskarna Andre Geim och Konstantin Novoselov, som lyckades isolera materialet med hjälp av vanlig tejp för att dra av lager från grafit. Deras arbete belönades med Nobelpriset i fysik 2010.

Grafen har exceptionell styrka, är 200 gånger starkare än stål, extremt lätt, flexibelt och har mycket hög elektrisk ledningsförmåga. Det är också nästan helt genomskinligt och leder värme effektivt.

Efter upptäckten har forskningen fokuserat på att förstå grafens egenskaper och hitta kommersiella tillämpningar. Det används nu i olika områden som elektronik (snabbare och flexiblare enheter), energilagring (batterier och superkondensatorer), kompositmaterial och bioteknik. Den största utmaningen har varit att producera grafen i större kvantiteter till en rimlig kostnad, samtidigt som man bevarar dess unika egenskaper. Tekniker som kemisk ångdeponering (CVD) har utvecklats för att producera grafen på industriell skala.

Bioteknik

Bioteknik innebär att utnyttja biologiska system, organismer eller processer för att skapa nya produkter och tjänster. Det används till exempel inom jordbruket för att skapa genetiskt modifierade grödor som är mer motståndskraftiga mot sjukdomar eller klimatförändringar. Inom medicinen används bioteknik för att utveckla nya behandlingar, såsom genterapi eller bioprinting av organ.

Exempel: CRISPR-Cas9[2]

CRISPR-Cas9 är ett verktyg som gör det möjligt för forskare att exakt ändra DNA-sekvenser i levande organismer. Det är baserat på ett försvarssystem som bakterier använder för att skydda sig mot virus, där de kan klippa ut delar av virus-DNA och på så sätt neutralisera dem. Forskare har anpassat detta system för att kunna redigera gener hos människor, djur och växter.

CRISPR används för att behandla genetiska sjukdomar genom att korrigera mutationer direkt i patientens DNA. Ett exempel är behandling av sjukdomar som sicklecellanemi och cystisk fibros. CRISPR används också för att modifiera grödor så att de blir mer motståndskraftiga mot sjukdomar, torka eller extrema klimatförhållanden, samt i cancerforskning. Genredigering med CRISPR används för att skapa specialanpassade immunceller som effektivare kan angripa cancerceller. Den här tekniken har förändrat bioteknikens landskap och erbjuder lovande framtida tillämpningar inom både medicin och jordbruk.

Energiteknik

Innovation inom energiteknik fokuserar på att utveckla nya sätt att producera, lagra och distribuera energi på ett mer effektivt och miljövänligt sätt. Exempel inkluderar förbättrade vind- och solkraftsteknologier, energilagringssystem som litiumjonbatterier och vätgasbränsleceller. Utvecklingen av smarta elnät och förnybara energikällor har potential att drastiskt förändra vår energianvändning.

Exempel: Tesla[3]

Tesla är mest känt för sina elbilar, men företaget är också en viktig aktör inom förnybar energi och energilagring. Tesla utvecklar och tillverkar litiumjonbatterier för energilagring genom sin produktlinje Powerwall och Powerpack. Dessa energilagringslösningar hjälper både hushåll och företag att lagra solenergi för senare användning, vilket gör energianvändningen mer effektiv och miljövänlig.

Tesla Powerwall är en hembatterilösning som lagrar solenergi och gör det möjligt för hushåll att använda förnybar energi även när solen inte skiner, vilket minskar beroendet av det vanliga elnätet. Tesla Megapack används i större energilagringsprojekt för att stabilisera elnät och optimera användningen av förnybar energi som vind- och solkraft. Tesla har också utvecklat innovativa solcellstak (Solar Roof), där integrerade solceller är en del av själva taket, vilket effektiviserar både energiproduktionen och byggnadsdesignen. Tesla bidrar alltså till att förändra hur energi produceras, lagras och distribueras med ett starkt fokus på förnybar energi och hållbara energilösningar.

Robotik och mekanisk automation

Utöver IT-baserad automation har robotik och mekanisk automation varit centrala för tillverkningsindustrier och andra sektorer. Industrier har använt robotar för att bygga produkter snabbare och med högre precision än vad människor kan göra, särskilt inom bilindustrin och elektronikproduktion. Innovativa robotar inom kirurgi möjliggör mer exakta och mindre invasiva operationer.

Exempel: Fanuc[4]

Fanuc är ett globalt företag inom automationsteknologi och har spelat en betydande roll i att driva innovation i tillverkningsindustrin. Företaget grundades 1956 i Japan och har sedan dess blivit pionjär inom industrirobotik, CNC-system (Computer Numerical Control) och fabriksautomation. Deras produkter och tjänster används inom flera industrier, till exempel bilindustrin, elektronik, flygindustrin och metallbearbetning.

Fanuc utvecklar och tillverkar avancerade robotar som används för att automatisera arbetsuppgifter inom fabriker. Dessa robotar utför uppgifter som svetsning, montering, palletering och målning, vilket ökar produktiviteten och minskar behovet av manuellt arbete. Genom sin breda portfölj av robotar, från små robotar för precisionsarbeten till stora robotar för tunga lyft, hjälper Fanuc till att förbättra flexibilitet och skalbarhet i produktionen.

Fanuc är en av de främsta tillverkarna av CNC-styrsystem, som används för att driva maskinverktyg som svarvar, fräsar och slipmaskiner. Deras CNC-teknologi möjliggör hög precision och hastighet i bearbetningsprocesser, vilket bidrar till minskade produktionscykler och förbättrad kvalitet. Detta är särskilt viktigt i industrier som kräver hög noggrannhet, som flyg- och bilindustrin.

Fanuc integrerar artificiell intelligens (AI) och maskininlärning i sina automationslösningar för att förbättra effektiviteten och anpassningsförmågan i produktionsprocesser. Deras AI-baserade system kan till exempel optimera robotarnas rörelser, upptäcka defekter och förutsäga underhållsbehov, vilket minskar driftstopp och ökar produktionskapaciteten.

Fanuc har också spelat en nyckelroll i utvecklingen av smarta fabriker genom att integrera IoT (Internet of Things) i sina system. Deras plattformar, som FIELD System (Fanuc Intelligent Edge Link & Drive), samlar in data från olika maskiner och robotar och möjliggör realtidsövervakning och analys. Detta ger tillverkningsföretag insikter om hur deras processer kan optimeras och hur de kan förutse problem innan de uppstår.

Fanuc har ett omfattande globalt nätverk med forsknings- och utvecklingscentra, utbildningsanläggningar och servicecenter. De erbjuder utbildningar och certifieringsprogram för att hjälpa företag och deras anställda att förstå och effektivt använda deras automationslösningar. Detta bidrar till att sprida kunskap och möjliggör snabbare innovation inom tillverkande industrier runt om i världen.

Fanuc revolutionerat tillverkningsindustrin genom att driva automatisering, förbättra precision och effektivitet samt skapa förutsättningar för smarta fabriker. Deras innovationer bidrar till att företag kan öka sin produktivitet, minska kostnader och möta ökande krav på kvalitetskontroll och flexibilitet.

Transportteknik

Innovation inom transportteknik handlar om att utveckla mer effektiva, säkra och miljövänliga transportsystem. Exempel inkluderar elektriska fordon, höghastighetståg och utvecklingen av hyperloop-system som teoretiskt sett skulle kunna transportera människor och gods i höga hastigheter i vakuumrör. Även nya flygplansdesigner med förbättrad aerodynamik minskar bränsleförbrukning och utsläpp.

Exempel: Hyperloop[5]

Hyperloop är ett futuristiskt transportsystem som innebär att kapslar (pods) färdas genom nästan lufttomma rör med extremt hög hastighet, ofta över 1 000 km/h. Tekniken bygger på att minska luftmotstånd och friktion genom att använda magnetisk levitation (maglev) eller luftkuddar. Detta gör det möjligt för kapslarna att sväva och färdas snabbt genom röret, vilket ger en nästan ljudlös och energieffektiv transport.

Vad som är innovativt med Hyperloop:

• Hög hastighet: Genom att eliminera luftmotstånd och friktion kan Hyperloop-kapslar färdas betydligt snabbare än dagens tåg eller bilar.
• Energieffektivitet: Systemet använder mindre energi än flygplan eller höghastighetståg och kan drivas med förnybar energi som solpaneler.
• Säkerhet och miljövänlighet: Röret är hermetiskt tillslutet, vilket skyddar mot väderförhållanden och minimerar risken för olyckor. Det minskar också miljöpåverkan jämfört med traditionella transportsätt.

Rymdteknik

Rymdteknik är ett område där innovationer inom fysiska och mekaniska system har varit avgörande. Nya raketer som kan återanvändas, som de från SpaceX, har förändrat möjligheterna att utforska rymden och sänkt kostnaderna för rymdfärder. Rymdteknik driver också innovation inom material och propulsionsteknik, vilket kan ha tillämpningar på jorden.

Exempel: SpaceX[6]

Ett exempel på innovativ rymdteknik är SpaceX återanvändbara raketer, särskilt Falcon 9 och Falcon Heavy. Dessa raketer är designade för att lyfta satelliter, rymdfarkoster och människor till omloppsbana och sedan återvända till jorden för att användas igen. Denna återanvändbarhet revolutionerar rymdindustrin genom att kraftigt minska kostnaderna för rymdfärder och öppna dörren för mer frekventa och hållbara uppdrag.

Traditionellt har raketer varit engångsbruk, men SpaceX har utvecklat teknik för att landa och återanvända de första stegen i sina raketer. Detta gör rymdfärder mer kostnadseffektiva. Raketerna kan landa vertikalt på landningsplattor eller drönarfartyg i havet med stor precision, vilket är ett stort teknologiskt genombrott. Genom att återanvända delar av raketerna har SpaceX drastiskt sänkt kostnaderna för att skjuta upp satelliter och genomföra andra rymduppdrag, vilket banar väg för fler aktörer att delta i rymdutforskning och ger en vision om framtiden för rymdfärder: Denna teknik spelar en viktig roll i SpaceX långsiktiga vision att kolonisera Mars och göra mänskligheten till en multiplanetär art. Denna innovation har förändrat förutsättningarna för rymdindustrin och banar väg för en ny era av rymdutforskning och kommersialisering.

Byggteknik

Byggindustrin har sett innovationer inom teknik som förbättrar hållbarhet och effektivitet. Nya byggnadsmaterial, som självhelande betong eller hållbara kompositmaterial, gör det möjligt att bygga mer hållbara strukturer. Modulära byggsystem och prefabricering förbättrar byggnadsprocesser och möjliggör snabbare, billigare och mer energieffektiva byggprojekt.

Exempel: 3D-utskrift av byggnader[7]

Ett exempel på innovativ byggteknik är 3D-utskrift av byggnader, där byggnader konstrueras med hjälp av stora 3D-skrivare som använder material som betong eller andra kompositer. Denna teknik revolutionerar hur vi bygger strukturer genom att vara snabbare, mer kostnadseffektiv och miljövänlig. Vad är det då som är innovativt med 3D-utskrift av byggnader?

3D-skrivare kan skapa väggar och strukturer på bara några dagar, vilket dramatiskt minskar byggtiden jämfört med traditionella metoder. Tekniken kräver färre byggarbetare och mindre materialspill, vilket leder till minskade byggkostnader. 3D-utskrifter möjliggör användning av återvunnet material och exakt dosering av byggmaterial, vilket minskar avfall och gör tekniken mer miljövänlig. 3D-utskrift kan skapa avancerade geometriska former och unika byggnadsstrukturer som annars skulle vara svåra eller omöjliga att bygga med traditionella metoder. Denna teknik har potential att lösa bostadskrisen i utvecklingsländer och i katastrofdrabbade områden genom att snabbt och billigt bygga enkla, hållbara hus. Tekniken har redan använts för att bygga bostäder, broar och till och med kontorsbyggnader, och den har potential att radikalt förändra byggindustrin.

Medicinteknik

Utöver digitala verktyg finns det medicintekniska innovationer som pacemakers, konstgjorda organ, proteser och implantat. Dessa produkter är ofta ett resultat av avancerad materialvetenskap och mekaniska system, som bidrar till att förbättra livskvaliteten för människor med medicinska behov.

Exempel: Igelösa Science Centre[8]

Njursjukdomar ökar på grund av diabetes och högt blodtryck, och många patienter behöver dialys medan de väntar på en njurtransplantation. Det finns dock få tillgängliga donatorer, vilket leder till långa väntetider och dödsfall bland patienter. Michael Olausson, professor vid Sahlgrenska akademin, forskar på att använda njurar från personer som dött av hjärtstopp, vilket skulle kunna öka antalet donatorer. Genom att utveckla en metod för att återställa njurarna efter syrebrist har han lyckats få njurar från döda grisar att fungera efter rekonditionering. Forskningsresultaten är lovande och tester på mänskliga njurar planeras snart.

Kemiteknik

Kemiteknik används för att utveckla nya kemiska processer och produkter, som nya läkemedel, material, och energikällor. Ett exempel är utvecklingen av gröna kemikalier som minskar användningen av fossila råvaror och därmed har lägre miljöpåverkan.

Exempel: Syntetiska polymerer[9]

Ett exempel på en innovation möjliggjord genom kemiteknik är framställningen av syntetiska polymerer, som ledde till utvecklingen av plastmaterial. Plast har revolutionerat många industrier, från förpackningar och byggnation till medicinsk utrustning och elektronik.

Kemitekniker utvecklade processer för att syntetisera material som polyeten och polypropen, som har unika egenskaper som hållbarhet, flexibilitet och resistens mot kemikalier. Dessa innovationer har gjort plast till ett oumbärligt material i vår moderna värld, med stor påverkan på både industriell produktion och dagliga produkter.

Det här var några exempel på innovativa tekniker vid sidan om digitalisering som har drivit den industriella revolutionen i världen. Teknik utanför IT och digitalisering fortsätter att vara en avgörande faktor för innovation inom många industrier, genom att erbjuda nya material, metoder och maskiner som driver utveckling framåt.

Nästa veckas blogginlägg kommer att handla om hantering av teknologiska disruptioner. Det vill säga innovationer som kraftigt förändrar eller omkullkastar en befintlig marknad, teknik eller affärsmodell. Vi hoppas och tror att det blir intressant läsning. Häng med, vi ses i nästa post av Innovationsbloggen!

Joakim Falkäng och Mikael Berg

Innovationsbloggen startsida