Programmera biologiska celler – nästa mjukvarurevolution

The next software revolution – programming biological cells

00:04
The second half of the last century was completely defined by a technological revolution: the software revolution. The ability to program electrons on a material called silicon made possible technologies, companies and industries that were at one point unimaginable to many of us, but which have now fundamentally changed the way the world works. The first half of this century, though, is going to be transformed by a new software revolution: the living software revolution. And this will be powered by the ability to program biochemistry on a material called biology. And doing so will enable us to harness the properties of biology to generate new kinds of therapies, to repair damaged tissue, to reprogram faulty cells or even build programmable operating systems out of biochemistry. If we can realize this — and we do need to realize it — its impact will be so enormous that it will make the first software revolution pale in comparison.

01:11
And that’s because living software would transform the entirety of medicine, agriculture and energy, and these are sectors that dwarf those dominated by IT. Imagine programmable plants that fix nitrogen more effectively or resist emerging fungal pathogens, or even programming crops to be perennial rather than annual so you could double your crop yields each year. That would transform agriculture and how we’ll keep our growing and global population fed. Or imagine programmable immunity, designing and harnessing molecular devices that guide your immune system to detect, eradicate or even prevent disease. This would transform medicine and how we’ll keep our growing and aging population healthy.

01:59
We already have many of the tools that will make living software a reality. We can precisely edit genes with CRISPR. We can rewrite the genetic code one base at a time. We can even build functioning synthetic circuits out of DNA. But figuring out how and when to wield these tools is still a process of trial and error. It needs deep expertise, years of specialization. And experimental protocols are difficult to discover and all too often, difficult to reproduce. And, you know, we have a tendency in biology to focus a lot on the parts, but we all know that something like flying wouldn’t be understood by only studying feathers. So programming biology is not yet as simple as programming your computer. And then to make matters worse, living systems largely bear no resemblance to the engineered systems that you and I program every day. In contrast to engineered systems, living systems self-generate, they self-organize, they operate at molecular scales. And these molecular-level interactions lead generally to robust macro-scale output. They can even self-repair.

03:07
Consider, for example, the humble household plant, like that one sat on your mantelpiece at home that you keep forgetting to water. Every day, despite your neglect, that plant has to wake up and figure out how to allocate its resources. Will it grow, photosynthesize, produce seeds, or flower? And that’s a decision that has to be made at the level of the whole organism. But a plant doesn’t have a brain to figure all of that out. It has to make do with the cells on its leaves. They have to respond to the environment and make the decisions that affect the whole plant. So somehow there must be a program running inside these cells, a program that responds to input signals and cues and shapes what that cell will do. And then those programs must operate in a distributed way across individual cells, so that they can coordinate and that plant can grow and flourish.

03:59
If we could understand these biological programs, if we could understand biological computation, it would transform our ability to understand how and why cells do what they do. Because, if we understood these programs, we could debug them when things go wrong. Or we could learn from them how to design the kind of synthetic circuits that truly exploit the computational power of biochemistry.

04:25
My passion about this idea led me to a career in research at the interface of maths, computer science and biology. And in my work, I focus on the concept of biology as computation. And that means asking what do cells compute, and how can we uncover these biological programs? And I started to ask these questions together with some brilliant collaborators at Microsoft Research and the University of Cambridge, where together we wanted to understand the biological program running inside a unique type of cell: an embryonic stem cell. These cells are unique because they’re totally naïve. They can become anything they want: a brain cell, a heart cell, a bone cell, a lung cell, any adult cell type. This naïvety, it sets them apart, but it also ignited the imagination of the scientific community, who realized, if we could tap into that potential, we would have a powerful tool for medicine. If we could figure out how these cells make the decision to become one cell type or another, we might be able to harness them to generate cells that we need to repair diseased or damaged tissue. But realizing that vision is not without its challenges, not least because these particular cells, they emerge just six days after conception. And then within a day or so, they’re gone. They have set off down the different paths that form all the structures and organs of your adult body.

05:51
But it turns out that cell fates are a lot more plastic than we might have imagined. About 13 years ago, some scientists showed something truly revolutionary. By inserting just a handful of genes into an adult cell, like one of your skin cells, you can transform that cell back to the naïve state. And it’s a process that’s actually known as ”reprogramming,” and it allows us to imagine a kind of stem cell utopia, the ability to take a sample of a patient’s own cells, transform them back to the naïve state and use those cells to make whatever that patient might need, whether it’s brain cells or heart cells.

06:30
But over the last decade or so, figuring out how to change cell fate, it’s still a process of trial and error. Even in cases where we’ve uncovered successful experimental protocols, they’re still inefficient, and we lack a fundamental understanding of how and why they work. If you figured out how to change a stem cell into a heart cell, that hasn’t got any way of telling you how to change a stem cell into a brain cell. So we wanted to understand the biological program running inside an embryonic stem cell, and understanding the computation performed by a living system starts with asking a devastatingly simple question: What is it that system actually has to do?

07:13
Now, computer science actually has a set of strategies for dealing with what it is the software and hardware are meant to do. When you write a program, you code a piece of software, you want that software to run correctly. You want performance, functionality. You want to prevent bugs. They can cost you a lot. So when a developer writes a program, they could write down a set of specifications. These are what your program should do. Maybe it should compare the size of two numbers or order numbers by increasing size. Technology exists that allows us automatically to check whether our specifications are satisfied, whether that program does what it should do. And so our idea was that in the same way, experimental observations, things we measure in the lab, they correspond to specifications of what the biological program should do.

08:02
So we just needed to figure out a way to encode this new type of specification. So let’s say you’ve been busy in the lab and you’ve been measuring your genes and you’ve found that if Gene A is active, then Gene B or Gene C seems to be active. We can write that observation down as a mathematical expression if we can use the language of logic: If A, then B or C. Now, this is a very simple example, OK. It’s just to illustrate the point. We can encode truly rich expressions that actually capture the behavior of multiple genes or proteins over time across multiple different experiments. And so by translating our observations into mathematical expression in this way, it becomes possible to test whether or not those observations can emerge from a program of genetic interactions.

08:55
And we developed a tool to do just this. We were able to use this tool to encode observations as mathematical expressions, and then that tool would allow us to uncover the genetic program that could explain them all. And we then apply this approach to uncover the genetic program running inside embryonic stem cells to see if we could understand how to induce that naïve state. And this tool was actually built on a solver that’s deployed routinely around the world for conventional software verification. So we started with a set of nearly 50 different specifications that we generated from experimental observations of embryonic stem cells. And by encoding these observations in this tool, we were able to uncover the first molecular program that could explain all of them.

09:43
Now, that’s kind of a feat in and of itself, right? Being able to reconcile all of these different observations is not the kind of thing you can do on the back of an envelope, even if you have a really big envelope. Because we’ve got this kind of understanding, we could go one step further. We could use this program to predict what this cell might do in conditions we hadn’t yet tested. We could probe the program in silico.

10:08
And so we did just that: we generated predictions that we tested in the lab, and we found that this program was highly predictive. It told us how we could accelerate progress back to the naïve state quickly and efficiently. It told us which genes to target to do that, which genes might even hinder that process. We even found the program predicted the order in which genes would switch on. So this approach really allowed us to uncover the dynamics of what the cells are doing.

10:39
What we’ve developed, it’s not a method that’s specific to stem cell biology. Rather, it allows us to make sense of the computation being carried out by the cell in the context of genetic interactions. So really, it’s just one building block. The field urgently needs to develop new approaches to understand biological computation more broadly and at different levels, from DNA right through to the flow of information between cells. Only this kind of transformative understanding will enable us to harness biology in ways that are predictable and reliable.

11:12
But to program biology, we will also need to develop the kinds of tools and languages that allow both experimentalists and computational scientists to design biological function and have those designs compile down to the machine code of the cell, its biochemistry, so that we could then build those structures. Now, that’s something akin to a living software compiler, and I’m proud to be part of a team at Microsoft that’s working to develop one. Though to say it’s a grand challenge is kind of an understatement, but if it’s realized, it would be the final bridge between software and wetware.

11:48
More broadly, though, programming biology is only going to be possible if we can transform the field into being truly interdisciplinary. It needs us to bridge the physical and the life sciences, and scientists from each of these disciplines need to be able to work together with common languages and to have shared scientific questions.

12:08
In the long term, it’s worth remembering that many of the giant software companies and the technology that you and I work with every day could hardly have been imagined at the time we first started programming on silicon microchips. And if we start now to think about the potential for technology enabled by computational biology, we’ll see some of the steps that we need to take along the way to make that a reality. Now, there is the sobering thought that this kind of technology could be open to misuse. If we’re willing to talk about the potential for programming immune cells, we should also be thinking about the potential of bacteria engineered to evade them. There might be people willing to do that. Now, one reassuring thought in this is that — well, less so for the scientists — is that biology is a fragile thing to work with. So programming biology is not going to be something you’ll be doing in your garden shed. But because we’re at the outset of this, we can move forward with our eyes wide open. We can ask the difficult questions up front, we can put in place the necessary safeguards and, as part of that, we’ll have to think about our ethics. We’ll have to think about putting bounds on the implementation of biological function. So as part of this, research in bioethics will have to be a priority. It can’t be relegated to second place in the excitement of scientific innovation.

13:26
But the ultimate prize, the ultimate destination on this journey, would be breakthrough applications and breakthrough industries in areas from agriculture and medicine to energy and materials and even computing itself. Imagine, one day we could be powering the planet sustainably on the ultimate green energy if we could mimic something that plants figured out millennia ago: how to harness the sun’s energy with an efficiency that is unparalleled by our current solar cells. If we understood that program of quantum interactions that allow plants to absorb sunlight so efficiently, we might be able to translate that into building synthetic DNA circuits that offer the material for better solar cells. There are teams and scientists working on the fundamentals of this right now, so perhaps if it got the right attention and the right investment, it could be realized in 10 or 15 years.

14:18
So we are at the beginning of a technological revolution. Understanding this ancient type of biological computation is the critical first step. And if we can realize this, we would enter in the era of an operating system that runs living software.

Principer för hållbar design

Principerna för hållbar design är integrerade i alla stadier i design- och byggprocessen och kan driva innovation, samtidigt som naturresurserna bevaras.

Denna kurs innehåller videoföreläsningar, designutmaningar, programvaruhandledning för Fusion 360 och en rad hållbara designdokument och exempel från ledande experter inom området. Under denna kurs kommer du att använda programvaran Fusion 360 CAD / CAM för att designa, utveckla, prototypa och testa hållbar innovation genom en serie 3-timmars utmaningsuppdrag.

Genom att använda detta strukturerade tillvägagångssätt kan du lära dig att stänga av dina förutfattade meningar och se saker på ett nytt sätt. Oavsett om du vill förbättra en befintlig lösning eller ta itu med en hållbar utmaning för första gången, förbereder denna kurs produktdesigners och ingenjörer att ta ett snabbt steg framåt för att integrera principerna för hållbarhet i deras designprocess.

The Principles of Sustainable Design



The principles of sustainable design are integral to all stages of the design and build process and can drive innovation, while also preserving natural resources.

This course includes video lectures, design challenges, Fusion 360 software tutorials, and a range of sustainable design documents and examples from leading experts in the field. During this course, you’ll use Fusion 360 CAD/CAM software to design, develop, prototype, and test sustainable innovation through a series of 3-hour challenge assignments.

Working through this structured approach, you can learn how to suspend your judgment and look at things in a new way. Whether you are looking to improve an existing solution or address a sustainable challenge for the first time, this course prepares product designers and engineers to take a quick step forward to integrating the principles of sustainability into their design process.

Project resource download

Getting started
In this lesson, we’ll discover what you’ll learn in this course and download the software and resources you need.

Instructor guidePrinciples of Sustainable Design – Instructor guide

Lesson 1: Introduction to sustainable design
This lesson introduces you to case studies of good practice models.

Lesson 2: Extending product lifetimes
This lesson introduces you to good practice models for improving product lifetimes.

Lesson 3: Green materials
This lesson provides you with lectures, videos, case studies, and good practice models for green materials selection.

Lesson 4: Reducing energy loss
This lesson introduces you to case studies and good practice models for energy-efficient design, including fluid dynamics, optimizing heat transfer, and reducing friction.

Lesson 5: Lightweighting
This lesson introduces you to case studies and good practice models for lightweighting in design.

Lesson 6: Persuasive design
This lesson introduces you to case studies and good practice models for persuasive design.

Lesson 7: Biomimicry
This lesson introduces you to case studies and good practice models for biomimicry.

Appendix: Getting started with Fusion 360
This lesson introduces you to case studies and good practice models when using CAD/CAM in the design development process.

Verktyg som mäter ditt klimatavtryck

Testa din klimatpåverkan med beräkningsverktyg från olika organisationer!

Med en klimatsmart livsstil kan du minska din klimatpåverkan.
Att leva klimatsmart innebär att man har en livsstil som inte har långsiktig negativ påverkan på klimatet. Med det menas ett personligt klimatavtryck om maximalt 2 ton CO2e per person och år.
Världssnittet ligger idag på 5 ton CO2e per år och snittsvensken har ett klimatavtryck på 9 ton.

Klimatförändringar och klimathot

Kan vi avvärja klimathotet genom en klimatneutral livsstil? Med hjälp av en klimatkalkylator kan du få insikt i din klimatpåverkan. Du kan även snabbt och enkelt testa att ändra dina svar för att se hur en förändring av din livsstil påverkar din klimatpåverkan. Om vi är många som gör förändringar som minskar miljöbelastningen så kan det få en stor effekt totalt.

Klimatkontot

Klimatkontot har du chans att se ditt personliga klimatavtryck baserat på din livstil.

Börja med att fylla i ”Snabba svar”. Dessa frågor täcker in de mest klimatpåverkande utsläppen från din livsstil. Det finns även frågor om konsumtion av varor och tjänster. Sedan kan du se ditt resultat eller fylla i ”Fler frågor tack!”. Om du fyller i dessa frågor också blir beräkningen av din klimatpåverkan mer komplett, om du inte gör det används schablonfaktorer för dessa frågor.

Du kan själv välja att fylla i din livsstil under ett specifikt år eller för ett normalår. Genom att logga in och spara dina resultat kan du sedan jämföra mellan olika år. Du kan också testa och se vad du får för resultat om du potentiellt skulle ändra din livsstil.

Klimatkontot har tagits fram av IVL Svenska Miljöinstitutet och har utvecklats för den nya upplysningstjänsten
www.hallakonsument.se vilket samordnas av Konsumentverket. IVL är ett fristående forskningsinstitut som sedan 1966 arbetar med tillämpad forskning och uppdrag för en ekologiskt, ekonomiskt och socialt hållbar tillväxt inom näringslivet och övriga samhället.

Klimatkalkylatorn

En viktig förutsättning för att nå minskade klimatutsläpp är att förstå den totala klimatpåverkan som kan kopplas till den egna livsstilen. Klimatkalkylatorn som utvecklats av WWF och SEI (Stockholm Environment Institute) syftar till att illustrera den totala klimatpåverkan från våra livsstilar och vill inspirera så många som möjligt att förändra sina vanor i en mer hållbar riktning.

En stor del av klimatpåverkan från våra produkter har genererats någon annanstans. Därför tar klimatkalkylatorn även med utsläppen från tillverkningen av exempelvis ett vindkraftverk, en värmepump eller en bil.
Hur lever du? Och vad kan du ändra?
Testa på https://www.klimatkalkylatorn.se/

ClimateHero

ClimateHero kan du snabbt och enkelt beräkna ditt klimatavtryck.

Testet består av ett antal frågor som tar cirka 5 minuter att besvara.

Testet består av ett antal frågor i tre kategorier. Den första kategorin är Bostad, som beräknar klimateffekten av uppvärmning och elkonsumtion.
Den andra kategorin är Resor, som beräknar klimatpåverkan från flyg och bil resor, motorcykel, motorbåt, moped, scooter m.m.
Den tredje kategorin är Konsumtion som beräknar klimatpåverkan från köttkonsumtion, matsvinn, shopping, återvinning etc.

Källkritik

Kan vi lita på klimatkalkylatorerna?

Grova fel i verktygen som mäter klimatavtryck”, enligt en skribent i NyTeknik 2019-04-19.

Viktigt ta hänsyn till den totala klimatpåverkan”, svarar WWF och SEI för att bemöta kritiken 2019-04-26.

Fortfarande fel värden i klimatverktyget”, hävdar samme skribent i NyTeknik 2019-05-07.

Hållbar utveckling – hållbara företag

Tillverkning, distribution och användningen av olika typer av produkter står för en stor andel av världens utsläpp, utnyttjande av ändliga naturtillgångar och bidrar till en negativ och destruktiv klimatpåverkan.
Vad kan ett varumärke eller företag göra för att bli ett mer hållbart företag?
Hur kan man som företag jobba med hållbar utveckling?
På denna sida kommer ett antal konkreta exempel presenteras.

FN prisar Apples satsning på förnybar energi

Apple är ett företag som under många år stått för en betydande del av världens utsläpp. Många av företagets produkter har medvetet designats, konstruerats och tillverkats på ett sätt som försvårat möjligheten att reparera och laga dem.
Efter massiv kritik från upprörda konsumenter världen över, och ett flertal kostsamma och långdragna juridiska tvister, har företaget på senare år styrt om till ett mer hållbart företagande ur ett miljö- och klimatperspektiv.

Det Apple lyckats åstadkomma inom ramen för sina miljösatsningar, och anledningen till att de nu alltså uppmärksammats av FN, är följande:

  • Minskat sina koldioxidutsläpp med 35% de senaste tre åren.
  • Bytt till 100% förnybar energi i sina kontor, butiker och serverhallar i 43 länder.
  • Minskat den genomsnittliga energianvändningen med 70% fördelat över företagets huvudsakliga produktsortiment.
  • Apple har också inlett samarbete med Conservation International för att skydda och återskapa ett 11000 hektar stort saltvattenrikt skogsområde i Colombia som beräknas kunna suga upp 1 miljon ton koldioxid (CO2) under projektets livstid.

Läs mer om Apples pris i artikeln i 9to5mac: Apple wins United Nations award for use of 100% renewable energy and more, av Ben Lovejoy, sep. 26th 2019



Elsparkcyklarna har blivit en symbol för arrogans och tvivelaktigt miljöansvar

Trafikkaos, nedskräpning och miljöfarligt avfall.
Elsparkcyklarna, eller elscooters, väcker starka känslor. Men de upprörda känslorna kring elscootrarna handlar om mer än så.

”Om ni tycker att Sverige är splittrat i synen på invandring, kan jag konstatera att det är inget mot polariseringen i hur vi ser på fenomenet elsparkcyklar.”, skrev nationalekonomen Andreas Bergh lite skämtsamt på Twitter.

Hur har det på så kort tid kunnat bli så här?

Elsparkcyklarna dök först upp i Kalifornien för ett par år sedan. Under det senaste året har företag som Voi, Lime, Tier och Bird spridit ut sina hyrfordon i en rad svenska och europeiska städer.

Det handlar om en snabb omvandling av stadsrummet. Det påverkar inte bara estetiskt hur staden ser ut och upplevs, utan också de mellanmänskliga relationerna, hur medborgare interagerar med varandra. Daniel Helldén (MP), som är trafikborgarråd i Stockholm, talar om ”en brytningstid för transporter”, och att vi kanske kommer att se ”en helt annan stad framöver”. Då är det ju inte konstigt att det här berör och upprör människor.

Men den svenska debatten om elsparkcyklarna handlar inte så mycket om denna kulturförändring. Det handlar mest om stök, säkerhet, olyckor, nedskräpning och arbetsvillkor. Om behovet av nya lagar och regler. Och om de nu är så miljövänliga egentligen, vilket de inte är.

Läs gärna följande artiklar gällande hur miljövänliga, eller rättare sagt icke miljövänliga elsparkcyklarna är:

Länk till artikel på engelska i The Verge:
https://www.theverge.com/2019/8/2/20751610/scooters-electric-dockless-carbon-emissions-study-life-cycle-analysis

Länk till forskningsrapporten (på engelska):
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/ab2da8

Länk till svensk artikel med vissa tillhörande beräkningar:
https://m3.idg.se/2.1022/1.721750/voi-elscooter-miljo
https://www.breakit.se/artikel/21197/ny-undersokning-elscootrar-slapper-ut-mer-vaxthusgaser-an-en-dieselbuss

https://www.mestmotor.se/recharge/artiklar/nyheter/20190806/forskarrapport-elsparkcyklar-ger-storre-co2-utslapp-an-att-aka-med-dieselbuss/

Hur som helst, inget av detta ovan är oviktigt, tvärtom. Men känslorna de väcker kan nog handla minst lika mycket om mer diffusa ting som har med värderingar och normer att göra. I Paris, elsparkcyklarnas kanske starkaste fäste i Europa, har såväl författare som filosofer och psykologer givit sig in i diskussionerna.

Elsparkcyklarna associeras med ett slags provocerande överlägsenhet, som understryks av hur de rör sig i stadsrummet, utanför etablerade normer, ett ”fordon med alla rättigheter”, enligt den franska filosofen och psykologen Elsa Godart.

Elsparkcykelns snabba utbredning på våra gator i städer har blivit en vardaglig symbol för ”disruption”, processen där ny teknik skakar om etablerade affärsmodeller.

På samma gång rubbas föreställningar om individens ansvar. Om någon parkerar cykeln så att den blockerar trottoaren skulle ingen komma på tanken att skylla på fabrikören.
Men i fallet med elsparkcyklarna finns inga individuella ägare att rikta ilskan mot. Då blir allt bolagens, tjänsteleverantörernas, fel. På samma gång känner sig många befriade från ansvar, såväl brukare som de som avskyr och rentav vandaliserar fordonen, och som stoltserar med detta på sociala medier.

Elsa Godart ser elsparkcyklarna som sinnebilder för det som hon kallar ”utan-ansträngning-samhället”.
Läs gärna mer i ursprungsartikeln av Svenska Dagbladets kulturchef Lisa Irenius.

Diskussionsfrågor:

Syftet med följande diskussionsfrågor är att låta eleverna arbeta språkutvecklande med innehållet i texten och de länkade svenska och engelska artiklarna och forskningsrapporten. De tränar, utvecklar och visar sina kunskaper och förmågor inom läsförståelse, att ta del av fakta, uttrycka sig i tal och skrift, argumentera, resonera, beskriva, förklara och tolka olika typer av texter. De kan även källkritiskt granska fakta och påståenden, hänvisa till olika källor, reflektera och ta ställning till egna personliga val gällande användning av transportmedel och hur de påverkar miljön, ekonomin och klimatet.
Lämpliga arbetsmetoder kan vara t ex EPA (Enskilt – Par – Alla), jobba i basgrupper eller individuellt.

  1. Vad tror du kommer hända härnäst gällande elsparkcyklarna?
  2. Hur kommer det se ut i framtiden? Om 5 år, om 10 år?
  3. Vilka fördelar ser du med elsparkcyklarna i städer?
  4. Vilka nackdelar ser du med elsparkcyklarna i städer?
  5. Vad krävs för att minska problemen men behålla fördelarna?
  6. Hur kan en bussresa med en dieseldriven buss bidra till lägre koldioxidutsläpp än motsvarande resa med en elsparkcykel?
  7. Gör ett diagram som visar en jämförelse mellan CO2-utsläpp för en resa från ditt hem till din skola med elsparkcykel och bil. Använd siffrorna från länkad artikel i M3 ovan.
  8. Gör ett diagram som visar fördelningen mellan hur stor andel elscooterfärder i USA som ersätter en bilresa, en promenad, cykeltur, kollektivtrafiktur eller där personen helt enkelt hade avstått från att åka. Använd siffrorna från länkad artikel i M3 ovan.
  9. Hur mycket längre livslängd anser du behövs för att elsparkcyklarna ska anses vara miljövänliga alternativ? Motivera ditt svar med beräkningar. Använd siffrorna från den länkade forskningsrapporten.
  10. Ta fram en teknisk uppfinning eller innovation som löser något eller några av dagens problem med elsparkcyklarna.
    (Använd gärna skolprogrammet ”Uppfinnarresan” från Finn upp)
  11. Vem ligger bakom forskningsrapporten gällande elsparkcyklarnas miljöavtryck som flera artikelskribenter hänvisar till?



Kalkylatorer online

I många av våra dagliga beslut borde vi förlita oss mer på fakta istället för att gå på känslor, gissningar och antaganden. Problemet är ofta att vi inte orkar ta reda på saker, inte har tid eller helt inte känner till rätt formel eller inte vet hur man räknar ut det vi behöver veta.
På denna sida hittar du länkar till smidiga digitala verktyg i form av webbaserade kalkylatorer som hjälper dig med olika typer av beräkningar inom alla möjliga tänkbara vardagliga eller yrkesmässiga problemområden inom fysik, elektronik, krafter och rörelser, kemi, matematik, statistik, sannolikhet, geometri, mekanik, hållfasthet, ekologi, sport m.m.

Dessa kalkylatorer är skapade av Omnicalculator.com.

Chemistry – Kemi

Construction – Konstruktion

Construction converters

Construction materials calculators

Other calculators

Conversion

Ecology – Ekologi

Everyday life – Vardagsliv

Everyday savings calculators

Transportation calculators

Time and productivity calculators

Clothing calculators

Other calculators

Finance – Finans

Business planning calculators

Investment calculators

Sales calculators – Försäljning

Tax and salary calculators – Skatt och lön

Real estate calculators – Fastigheter

Personal finance calculators – Privatekonomi

Debt management calculators – Skulder och lån

Microeconomics calculators

Macroeconomics calculators

Other calculators

Food – Mat och näring

Health – Hälsa

Cardiology calculators

Electrolytes & fluids calculators

Fertility & pregnancy calculators

Hematology calculators

Pediatric calculators

Pulmonary calculators

General health calculators

Body measurements calculators

Metabolic disorders calculators

Other calculators

Math – Matematik

Percentages calculators – Procent

Algebra calculators

Arithmetic calculators

Coordinate geometry calculators

Trigonometry calculators

2D geometry calculators

3D geometry calculators

Sequences calculators

Other calculators

Physics

Classical mechanics calculators

Rotational and periodic motion calculators

Waves calculators

Optics calculators

Fluid mechanics calculators

Atmospheric thermodynamics calculators

Thermodynamics calculators

Electromagnetism calculators

Quantum mechanics calculators

Relativity calculators

Astrophysics calculators

Other calculators

Sports

Running calculators

Cycling calculators

Other calculators

Statistics

Other

Photo and video calculators

New tech and electronics calculators

Other calculators

Robotbyggsatser för att bygga en egen robot rover

Skapa en egen robot baserat på t ex en mBot wifi, Velleman Allbot Four Legged Robot, eller Pi2Go.

Det finns många olika byggsatser att köpa om du vill bygga en egen programmerbar robot eller en robotbil.
Ett chassi till ett fordon är en ram, stomme eller bottenplatta med tillhörande hjul, hjulupphängning och motorer. För att få önskad funktion på din robot behöver du komplettera chassit med motordrivkretsar, styrelektronik och strömförsörjning.
Det finns en hel del att ta hänsyn till när du ska välja vilka komponenter din robot ska bestå av. Enklast är att välja något som andra redan testat, så att du vet att delarna fungerar ihop och kan hitta instruktioner för hur man bygger ihop allt.

Här nedan visar vi ett antal exempel på byggsatser med chassi, motorer och hjul samt några lite mer kompletta lösningar där även alla elektronik-komponenter medföljer.
När du har ett färdigt chassi kan du designa och bygga en egen kaross eller hölje till det. Varför inte t ex göra så att det ser ut som ett djur?
Du kan givetvis även konstruera och bygga ett helt eget chassi som liknar något av dessa i valfritt material (t ex trä, plast, kartong eller metall). För att spara pengar och skona miljön kanske du kan hitta och använda något lämpligt återbruksmaterial? (Skolans läromedelsbudget är ju begränsad).
Du skulle kunna göra det som ett riktigt bra ämnesövergripande skolprojekt som handlar om hållbar utveckling, uppfinningar, konstruktion, design, elektronik, mekanik, ekonomi, kommunikation, samarbete, materialkunskap, verktyg och bearbetning, skisser och ritningar, 3D-CAD och 3D-printing och programmering. Inte bara för att det är väldigt lärorikt, utan även för att det är kreativt, utmanande och kul!
Skolämnen som berörs är i huvudsak teknik, bild och slöjd, men även matematik, fysik, samhällskunskap, hem- och konsumentkunskap, svenska, engelska och kemi.

Här är ett antal exempel på färdiga robot-kit:

Mini Robot Rover Chassis Kit

Mini Robot Rover Chassis Kit

Kit för att bygga en egen robot med två hjul. Innehåller chassi, motorer och hjul. Komplettera med motordrivning, en Arduino eller Micro:bit och strömförsörjning.
Innehåll: 2 DC-motorer (4-6 V) med hjul, stödhjul, metallchassi och topplatta för tillbehör. Mått monterad: 103x74x156 mm. Pris ca 250:- på Kjell & Co

Robotbyggsats med hjul och motor

Robotbyggsats med hjul och motor

Kit för att bygga en egen robot med två hjul. Innehåller chassi, motorer och hjul. Komplettera med motordrivning, en Arduino eller Micro:bit och strömförsörjning. Gör roboten smart med t.ex. optisk linjespårning (87064) eller avståndsmätning (87059). Chassit har hål för montering med skruv. Spänning motorer: 5 – 10 V.

  • Chassi, motorer och växellådor
  • Två drivhjul med stödhjul

Pris ca 300:- på Kjell & Co

Robo:Bit Buggy MK2

Robo:Bit Byggy MK2 ihopmonterad

En liten buggy som enkelt monteras med bara en skruvmejsel, ingen lödning krävs.

Innehåll
Robo:Bit robotik-kontroller (kretskort)
monteringsdetaljer (batterihållare, skruv, distanser, osv)
2 gula hjul med däck
2 motorer med anslutningskabel (ingen lödning)
notera att micro:bit inte ingår!

Med den här byggsatsen kan man lära sig om att:
Styra motorer med enkla fram/bak-kommandon.
Styra motorernas hastighet i båda riktningarna med PWM.
Med hjälp av en till micro:bit radiostyra buggyn.
Använda rörelsesensorn hos micro:bit för att detektera krockar med hinder och undvika dem.
Priset för detta kit är ca 480:- på Electrokit

Med en ultraljudsavståndsmätare (ingår ej) även:
Upptäcka hinder när de kommer nära och undvika dem
”följa John”-program som försöker hålla ett konstant avstånd till föremål

Med en linjeföljare (ingår ej) även:

Använda linjesensorerna för att få buggyn att hålla sig i ”spåret”
Skriva mer komplicerade program för när roboten stöter på korsningar av olika slag
Jämföra olika strategier för att följa linjer
Tillsammans med ultraljudsavståndsmätaren kan du få roboten att undvika hinder på banan och, efter att ha rundat den, upptäcka den igen.


Robo:Bit Buggy MK2 delar
Robo:Bit Buggy MK2 ihopmonterad inklusive ultraljudsdetektorer

Olimex Robotplattform 3 hjul

Olimex Robotplattform 3 hjul monterad

Olimex Robotplattform 3 hjul är en robotbyggsats med chassie, motorer, hjul och batterihållare. Chassiet består av en 3mm akrylplastskiva med en mängd fästpunkter för motorer, sensorer och övrig elektronik. Byggsatsen innehåller två utväxlade DC-motorer som skruvas fast i chassiet och två hjul med gummidäck som enkelt trycks fast direkt på motoraxlarna. Utöver de två drivhjulen medföljer även en stödkula som följer rörelser i alla riktningar samt en batterihållare för 4st AA-batterier. Komplettera med valfri mikrokontroller, motordrivare samt sensorer och du har en komplett autonom robot!

Motorspecifikationer:
* Spänning: 6VDC
* Ström: 240mA
* Hastighet: 230rpm
* Utväxling: 1:48
* Vridmoment: 0.078Nm (0.8kgf-cm)

Innehåll:
* 1st chassie
* 2st motorer
* 2st hjul 65 x 25mm
* 1st stödkula
* 2st monteringssatser för motor
* 1st batterihållare 4xAA
Pris för detta kit är ca 280:- på Electrokit

Olimex Robotplattform 3 hjul delar

AlphaBot2 – Robot kit för Raspberry Pi

AlphaBot2 – Robot kit för Raspberry Pi

AlphaBot2 är en robotbyggsats gjord för Raspberry Pi Zero/Zero W, och klarar bland annat av att följa en linje, undvika föremål, mäta avstånd med ultraljud, kommunicera över Bluetooth/IR/WiFi (Bluetooth och WiFi kräver Pi Zero W) och har en inbyggd kamera som gåra att vinkla i höjdled.
Monteringen är enkelt avklarad utan någon lödning eller kabeldragning; det är klart på några minuter och det finns gott om exempelkod för att komma igång snabbt.

Funktioner:
* 5-kanals infraröd sensor, med analog utgång och PID-algorithm för stabil linjeföljning
* Moduler för linjeföljning och för att undvika hinder, utan kabeldragning
* TB6612FNG dubbel H-brygga motordrivare
* N20 minimotor med metallkugghjul i växellådan.
* Inbyggda RGB LEDs

På det övre kortet finns:
* LM2596 spänningsregulator, levererar stabil ström (5V) till Raspberry Pi Zero
* TLC1543 10 bitars AD-omvandlare, för integration med analoga givare och sensorer
* PCA9685 servocontroller för jämn rörelse av kameraservot
* CP2102 UART-konverterare, för att styra Pi över UART
* USB HUB chip, så du kan använda fler USB-anslutningar (fyra stycken)
* En summer
* IR-mottagare

Mått: 220 x 165 x 70mm

Innehåll:
AlphaBot2-PiZero (adapterkort)
AlphaBot2-Base (chassi)
RPi Camera (B)
Ultraljudssensor
Micro SD kort 16GB
SG90 servo
2 DOF pan and tilt kit
IR fjärrkontroll
FC-20P kabel 8cm
Micro USB-kontakt
RPi Zero V1.3 Camerasladd 30cm
USB-kabel typ A hane till microB hane
AlphaBot2-PiZero skruvar
skruvmejsel
Pris ca 1200:- på Electrokit

Rover 5 Robotplattform

Rover 5 Robotplattform

Rover 5 är en robotplattform av modell stridsvagn (tank) och använder 4 individuellt oberoende motorer, var och en med en halleffekt-kvadraturkodare och växellåda. Hela växellådsaggregatet kan roteras i steg om 5 grader för olika markfrigångskonfigurationer. Du kan även byta ut robotens larvfötter mot traditionella hjul.

Funktioner:

Justerbara växellådsvinklar
4 oberoende likströmsmotorer
4 oberoende hall-effektkodare
Tjocka gummitankar
6x AA batterihållare
10 kg / cm stallmoment per motor
Pris ca 800:- på Elektrokit

mBot Blue/Wifi från Makeblock

mBot Blue från Makeblock

mBot Blue och mBot wifi från Makeblock är robotbyggsatser speciellt framtagna för barn och utbildning. Roboten monteras enkelt ihop, ingen lödning krävs, och programmeras i Arduino eller Scratch. En modul för 2.4GHz eller Bluetooth kommunikation medföljer och kan användas för att styra roboten trådlöst från en dator eller mobil. App för iPhone och Android finns gratis i Appstore och Google Play, sök efter namnet mBot. Det medföljer även en IR-fjärrkontroll som redan från start kan användas för att styra roboten manuellt.
Med i paketet finns alla mekaniska delar som behövs för att bygga ihop roboten, styrkort, hjul och motorer, ultraljudssensor, linjeföljarsensor, kablar, batterihållare, fjärrkontroll samt skruvmejslar.

mBot är en komplett lösning för elever som vill lära sig mer om programmering, elektronik och robotar. Att arbeta med mBlock, inspirerad av Scratch 2.0 och kontrollerad av en Bluetooth-modul ger detta robotkit elever en oändlig massa möjligheter att lära sig vetenskap, teknologi, ingenjörskunskap och matematk.

Dra och släpp grafiskt programmeringsmjukvara som baseras på Scratch 2.0 ger barnen ett snabbt sätt att lära sig programmering, att kontrollera roboten, och att möjliggöra multipla funktioner från roboten. mBot bygger på lek och kreativitet.

Den mekaniska aluminiumkroppen av mBot är kompatibel med Makeblock plattformen och många Legodelar, medan elektroniken är utvecklad med Arduinos open source ekosystem. Detta gör att mBot har en nästan oändlig utökningsmöjlighet genom att använda många olika elektroniska moduler som du kan behöva för att bygga din ”drömrobot”.

• Mjukvara och programmering: mBlock (Grafisk) för Mac och Windows, iPad mBlocky, Arduino IDE
• Microcontroller: Baserad på Arduino Uno
• Strömförsörjning: 3,7V DC Lithium batteri eller fyra 1,5V AA batterier (säljes separat)
• Trådlös kommunikation: Bluetooth eller 2,4 GHz wifi

I paketet ingår:2x Micro TT motor
1x Universal hjul
1x Me Ultraljud sensor
1x mCore
15x M4 x8 skruvar
1xME Line follower
2x Tyre 90T B
8x M3 muttrar
2x Velcro
4x M2.2 x 9.5 skruvar
1x Line follower map
4x M2 x 25
2x 6P6C RJ25-kablar 0,2m
1x IR fjärrkontroll (Knappcellsbatteri CR2025, medföljer ej)
1x Chassi
1x USB Typ A – Typ B kabel 1m
1x Batterihållare för 4 AA-batterier (batterier medföljer ej)
1x skruvmejsel
1x Skyddslock Mått(BxDxH): 170x130x90mm
Längd 17 cm
Fyra AA batterier köps separat
1 st knappcellsbatteri CR2025 köps separat 
Priser från ca 900:- beroende på modell och kan köpas från t ex Hands On Science
mBot Blue och mBot wifi kan programmeras med Scratch
mBot Blue från Makeblock i delar
mBot Wifi monteras enkelt ihop till en komplett fungerande robot
mBot Blue kan styrs från en mobiltelefon

mBot Ranger Robot kit från Makeblock

Produktbild
mBot Ranger Robot Kit från Makeblock

mbot Ranger Robot Kit är ett 3-i-1 robotkit som stöder tre byggutföranden: Off-Road Land Raider, två-hjulig självbalanserande bil och Dashing Raptor, Predator.

Programmera och kontrollera mbot Ranger via smartphone, surfplatta, Mac eller PC.
Trådlös komunikation via Bluetooth och WiFi 2,4G.

mBot Ranger är fullt kompatibel med mBlock som är en grafisk programmeringsmiljö baserad på Scratch 2.0 open-source kod. Den gör programmeringsprojekt och interaktiva projekt enklare genom drag-and-drop funktionsblock. Utöver stöd för programmering via en PC har mBot Ranger även stöd för att bli programmerad från en iPad och andra surfplattor med en enkelanvänd app: Makeblock HD.

Programmering:
PC – mBlock
iPad/Tablet – Makeblock
Arduino IDE 

Datorkort:
Arduino Mega 2560, 256 KB flash memory, 8 KB SRAM, 4KB EEPROM 

Sensorer:
2 ljussensorer
1 ljudsensor
1 gyroskop
1 temperatursensor
1 ultraljudssensor
1 linjeföljare

Ljudenhet:
1 Summer 

Motor: 2×400 RPM Encoder Motor

Storlek: 200x165x120 mm
Vikt: 1600 gram 

Drivs med 6 stycken AA batterier (ingår ej, köpes separat).
Pris ca 1500:- och kan köpas från t ex Hands On Science

Kolla in vad man kan göra med mBot Ranger Robot Kit

Läs mer om mBot Ranger på www.makeblock.com 

Bil med remdrift

Produktbild
Bilchassi med elmotor och remdrift

Bil med kraftöverföring via remdrift i serien Bilar och kraftöverföring.

Byggsatsen innehåller chassi av korrugerad plast, hjul, axlar och axelbockar med monteringskuddar, 2 remskivor, gummiband, elmotor, batterihållare och omkopplare.

Storlek 20x14cm. 
Batteri 2 st AA beställs separat.
Pris ca 80:- på Hands On Science

Enkla byggsatser där ni jämför effekten av olika kraftöverföringar från energikälla till rörelseenergi. Här är utväxling gjord med remskivor av olika diameter.

Remdrivning i fordon finns i lite olika varianter. I riktiga personbilar används det mest till att driva generatorn, vattenpumpen, AC-kompressorn, kylarfläkten eller servostyrningspumpen från bilens förbränningsmotor. Det finns dock några klassiska gamla exempel på bilar som hade remdrivning som kraftöverföring för att driva hjulen som t ex Daf/Volvo 343, även kallad Remjohan.
Vissa veteranmopeder hade kraftöverföring med en rem för länge sedan, men sedan blev det i princip standard med kedja på både mopeder och motorcyklar. Idag har remdrift blivit vanligare igen på Scooter-mopeder bl a pga ryckfri och behaglig gång samt möjlighet att justera utväxlingen dynamiskt i den automatiska växellådan mha en variator.
Andra remdrivna produkter är kvarnar, luftkompressorer och kapsågar.

Bilchassi med kugghjulsdrift

Bilchassi med kugghjulsdrift som kraftöverföring

Byggsatsen innehåller chassi av korrugerad plast, hjul, axlar och axelbockar med monteringskuddar, 2 kugghjul, elmotor, batterihållare och omkopplare.

Storlek 20x14cm. 
Batteri 2 st AA beställs separat.
Pris ca 80:- på Hands On Science

Enkla byggsatser där ni jämför effekten av olika kraftöverföringar från energikälla till rörelseenergi. 
Mellan drivkälla och hjul finns i allmänhet en växellåda med flera kugghjul.

Kugghjulsdrivna fordon är våra vanliga standardbilar, lastbilar och mopeder, cyklar traktorer samt även i borrmaskiner.

Blodsbatterier – kobolt

En länk till en artikel om den blodiga jakten på mineraler i Kongo-Kinshasa. Ett reportage om Kobolt, den viktiga dyrbara mineralen i Litiumjon-batterierna som driver allt från mobiltelefoner, bärbara datorer och elbilar. Enligt Aftonbladets reportrar som granskat Kobolt-industrin i Kongo så förekommer det både barnarbete och allvarliga missförhållanden i gruvorna.
Vilket ansvar tar de stora teknikföretagen?
Många är de som köper upp och använder Kobolt i sina produkter. Företaget Northvolt, som ska bygga Europas största batterifabrik i Skellefteå. Och Volvo, som från 2019 ska bygga in elmotorer i alla sina nya modeller. Och Tesla, världens största tillverkare av elbilar och elbilsbatterier. Och elektronikkedjorna som i reklamen lockar med sina senaste telefoner och surfplattor från tillverkare som Apple och Samsung.

Läs artikeln på Aftonbladet:
https://special.aftonbladet.se/blodsbatterier/?fbclid=IwAR3nZfESH_MdN0GYDoWB5oLlOXmxE71tE8W-k9mM4-O8wlJwsX6COUuZqqk