Tämän päivän Koodikärpistä toivotaan tulevaisuuden teekkareita

Kesälomien alkaessa Linnanmaan kampuksen hyörinä hiljenee hetkeksi. FabLabissa ja arkkitehtiluokassa on kuitenkin elämää – kahden kuukauden aikana nuoret oululaiset koodaavat, rakentavat, kolvaavat ja 3D-printtaavat. Oli projekti mikä hyvänsä, tavoite on sama: houkutella nuoria tekniikan alalle. Kun innostus syttyy projektin äärellä, sillä voi olla kauaskantoisia seurauksia.

TEKSTI Anni Hyypiö

KUVAT Anni Hyypiö

Kesätöissä eteen voi tulla monia haasteita: kesäduunari voi joutua lepyttelemään raivoisaa asiakasta, pyörittämään umpijäistä jäätelöpalloa, tyhjentämään festarivieraiden jälkiä pursuilevaa roskakoria.

Linnanmaan kampuksella kesäduunissa työskennellään aivan toistenlaisten haasteiden parissa, kun Koodikärppien 15–17-vuotiaat kesätyöläiset tutustuvat kesä-heinäkuussa robotiikkaan, koodaukseen ja grafiikkaan.

Koodikärppä-kesätyötapahtuma järjestetään Oulussa tänä kesänä kolmatta kertaa. Kiinnostus tapahtumaa kohtaan on vuosien aikana kasvanut. Kun Dan Ackers järjesti tapahtuman ensimmäisen kerran vuonna 2016, mukana oli 40 nuorta. Tänä vuonna osallistujia on jo 209, kertoo Jani Lehtovirta tapahtuman järjestämisestä vastaavasta Buutti Oy:sta. Lehtovirran mukaan tapahtuma on nyt kasvanut Oulussa niin isoksi kun sen on mahdollista yhden kaupungin raameissa kasvaa: ”Nyt testataan, kuinka tapahtuma toimii näin isolla porukalla.”

Oululaisnuoret työskentelevät kahden viikon jaksoissa: ensimmäiset aloittivat työnsä 4.6., viimeiset aloittavat työjakson heinäkuun puolivälissä. Oulun kaupungin kesätyösetelillä työskentelevän Koodikärpän työaika on kuusi tuntia päivässä, viitenä päivänä viikossa. Työskentelytiloina toimivat FabLab ja opetusluokka arkkitehtuurin yksikön tiloissa.

Kahden työviikkonsa aikana Koodikärpät koodaavat, mallintavat, rakentavat ja tekevät grafiikkaa pienryhmissä. Pienryhmillä on kullakin omat projektinsa: sellainen voi olla esimerkiksi vanhan Android-kännykän muuttaminen virtuaalitodellisuuspeliohjaimeksi, tietokone- tai mobiilipelin ohjelmointi, digipiirtäminen grafiikkaohjelmistolla tai esineiden internetin tekniikan hyödyntäminen.

Uudet Koodikärpät aloittavat aina maanantaisin. Kun samassa pienryhmässä on sekä vasta-aloittaneita että jo yhden viikon työskennelleitä, kokeneemmat voivat neuvoa ja opettaa myöhemmin aloittaneita.

”Joillakin nuorilla on harrastuskokemusta, mutta ennakkotaitoja ei vaadita keneltäkään. Ainoa vaatimus on innostus aiheeseen. Projekteja tehdään oppimismielessä ja demoiksi, jotta voidaan näyttää tulevaisuudessa mitä nuoret ovat tehneet”, Lehtovirta sanoo.

Oli projekti mikä hyvänsä, tavoite on sama: houkutella nuoria tekniikan alalle. Kun innostus syttyy projektin äärellä, sillä voi olla kauaskantoisia seurauksia – tai näin järjestäjät ainakin toivovat.

”Haluamme tällä omalla osaltamme vastata ICT-alalla vallitsevaan työvoimapulaan. Uskomme, että työvoiman tarve vain kasvaa entisestään tulevaisuudessa.”

Lehtovirta itse tunnetaan näyttävistä robottipuvuista, kuten Telluksessa tällä hetkellä aikaansa viettävästä kolmimetrisestä Teraleon-robotista. Myös Teraleon hyötyy Koodikärpistä, sillä kesän aikana sitä kehitetään – tosin sitä, millaista päivitystä se saa, ei Lehtovirran mukaan ole vielä päätetty.

Lehtovirralla itsellään on taustalla robottipuvun rakentamiseen soveltuvat opinnot: hän on opiskellut ammattikoulussa rakennusalaa, ja opiskelee nyt Oulun yliopistossa sähkötekniikkaa. Hänen nuoruudessaan tämänkaltaisia ohjelmointikerhoja ei vielä ollut.

”Mutta olisin kyllä käynyt, jos olisi ollut siihen mahdollisuus! Yksi syy tälle toiminnalle onkin, että haluaa auttaa muita, kun ei itsellä ollut tätä mahdollisuutta.”

 

Mutta millaisia keksintöjä Koodikärppien ryhmissä syntyy? Oulun ylioppilaslehti tutustui tiistaina 12.6. muutamaan keskeneräiseen projektiin.

 

Alex Siira, 16, tekee huoltotöitä 3D-tulostimeen. Korjauslistalla on ollut muun muassa Tevo Tarantula-tulostimen tuulettimen vaihto. Päivitetyllä printterillä saa parempaa ja nopeampaa tulostusjälkeä. ”Tämä on pikkutarkkaa hommaa.” Koodikärppiä edeltävää kokemusta 3D-printtauksesta hänellä ei ole.

 

 Inka Holma (edessä), 16, ja Essi Meriläinen, 17, ovat työskennelleet 3D-printattavan kynän kanssa. Syntymässä on kosketusnäyttökynä, joka toimisi ilman suoraa kosketusta. Ensimmäinen prototyyppi opetti, että kynään tulevan käämin koko ja asettelu vaatii vielä säätöä. Holman mukaan 3D-mallinnus oli aluksi hidasta, mutta nyt muutoksia on nopea tehdä.

 

Koodikärpissä tehdään myös tuotekehitystä. Kuvassa Tevo Tarantula -3D-printteriin itse tehty emolevysuoja, joka on rasteroitu ja leikattu laserleikkurilla. Vasemmalla varhainen prototyyppi, oikealla viimeisin malli.

 

Elias Törmäkangas, 17, on koodannut Alien Dodge-mobiilipeliä, jossa liikutetaan pikkuista avaruusolentoa läpi kentän. Hänellä ei ole aiempaa kokemusta koodaamisesta, mutta tämän viikon kokemus on vakuuttanut. ”Olen kyllä tykännyt, ihan 5/5.” Pelin tekeminen on ollut mielenkiintoista, sillä tuloksen näkee heti. ”En ole muuten kauhean kova pelaamaan puhelimella, joskus ajan tappamiseksi.”

.

Janette Paavilainen, 15, Anna Hepolammi,15, ja Pinja Pirtala, 17, työskentelevät graafikkoina. Paavilainen tekee mainosjulistetta Liikkuva linna-elokuvalle, Hepolammella on kesken mainos tallille, ja Pirtala suunnittelee voimisteluhallia.

 

Kun koodi käskee, väri vaihtuu. Veeti Hietalan, 17, käsissä on Arduino-alustaan kytketty ledinauha, johon on mahdollista ohjelmoida haluamansa väriyhdistelmä: tasainen yksivärinen värinauha, nauhamaista vilkkuvaloa, diskostroboa. Mutta mitä tästä syntyy? ”Jaa’a, emme vielä tiedä, olemme vasta harjoitelleet. Katsotaan, mihin komponentteihin vielä päädymme.” Kuvassa taustalla Niko Tuomainen, 15, ja Katri Hurskainen, 17.

Anni Hyypiö

Oulun ylioppilaslehden entinen päätoimittaja. Twitter: @AnniHyypio

Lue lisää:

Kaavioiden kielellä

Kun taululle piirtyy transistorien piirikaavioita, on eturivissä ruuhkaa.

TEKSTI Essi Oikarinen

KUVAT Essi Oikarinen

8.12  Luentosalissa TS101 aamu alkaa aikaisin. Kun luennoitsija, professori Juha Häkkinen saapuu saliin, nousee valkokangas ylös. Tänään riittää tussitaulu. Häkkinen kerää tussikokoelman ja testaa värit taulun reunaan.

Suurin osa kurssilaisista taitaa viettää aamua vaaka-asennossa, sillä ilmoittautuneista 72 opiskelijasta paikalle on saapunut kymmenen. Paikallaolijat ovat täyttäneet eturivin, takapenkin nukkumapaikkoja suosii vain muutama.

Seinäkello nytkähtää varttiin, ja Häkkinen kirjoittaa taululle päivän ensimmäisen otsikon. Bipolaari-transistorin perusteita on käyty läpi jo kahdella edellisellä luennolla, nyt käsittelyssä on yhteisemitterikytkentä ja sen soveltaminen bipolaaritransistoriin.

Humanistia hikoiluttaa. Lukiofysiikan kursseista on vierähtänyt aikaa. Luentoa on kulunut noin minuutti ja jo nyt ollaan ymmärryskyvyn tuolla puolen.

Otsikon alle alkaa piirtyä vinhalla tahdilla virtapiirin kaavio nuolineen, symboleineen, kirjaimineen ja alaindekseineen.

”Tähän tulee signaaligeneraattori, jolla on oma sisäinen resistanssi. Sitten on kondensaattori. Lähtö on samanlainen kuin viime kerralla, mutta nyt meillä on kollektorivastus välissä”, Häkkinen avaa piirtäessään.

8.33 Taulu täyttyy ja suurin osa opiskelijoista kopioi kuviot keskittyneesti ruutuvihkoihinsa. Tekniikan edelläkävijät opiskelevat perinteisin menetelmin.

Pelkkä seuraaminen ei kuitenkaan riitä, vaan siirrytään tehtävään. Häkkinen pyytää vastauksia virtapiirin puuttuviin osiin eturivistä.

”Kun tarkastellaan piensignaalia, mikä on emitterivirta?”, Häkkinen kysyy.

Vastaus löytyy heti. ”Yksi jaettuna pikku-är-ee plus är-ee yksi. Transistorin sisäpuolelle pikku-är-ee-yksi ja ulkopuolelle kytketty är-ee-yksi.”

”Entä kollektorivirta?”

”Alfa kertaa ii-cee”, tiedetään taas eturivissä.

Insinöörien uppoutuessa tehtävään eksyy humanisti nettiin. Mikä ihmeen bipolaaritransistori?

Hakukone kertoo transistoreita löytyvän käytännössä kaikista sähköisistä järjestelmistä.

Transistorin keksiminen mahdollisti valmistettavien tuotteiden pienentymisen ja hintojen alentumisen. Keksijöilleen se toi Nobelin fysiikan palkinnon vuonna 1956.  Nykyisissä elektroniikkalaitteissa käytetään yksittäispakattujen transistorien lisäksi myös mikropiirejä. Netin mukaan mikropiirit koostuvat usein suurimmaksi osaksi transistoreista, joita saattaa olla samalla mikropiirillä jopa miljardeja.

Nyt taidetaan siis olla perusasioiden ytimessä.

8.45  Taulu on täyttynyt piirikaavioista ja kaavoista. Pyyhitään ja jatketaan eteenpäin.

Välillä tarvitaan matematiikkaa. Kerrotaan yhtälön molempia puolia, ratkaistaan A:ta.

Häkkinen kertaa vielä viimeisimpiä vaiheita: ”Perusproseduuri on, että ensin ratkaistaan emitterivirta laskemalla kantajännite, josta pois 0,75 volttia, josta saadaan emitterijännite, joka jaetaan DC-resistanssilla. Kun emitterivirta tunnetaan, lasketaan är-ee-yksi. Sen jälkeen lasketaan kokonaisvahvistus. Näiden kahden vahvistuksen tulo on kysytty vahvistus piirissä.”

Täsmälleen yhdeksältä on vartin tauon aika. Häkkinen alkaa pyyhkiä taulua. Eturivissä ollaan vielä hereillä: miksi A hävisi viimeisimmästä laskusta? Häkkinen pysähtyy. Laskussa on oikaistu hieman.

”Tätähän se on kun innostuu liikaa.”

Innostus taitaa olla yhteistä.

9.20 Tauon aikana luentorivit on käännetty ryhmätyöpöydiksi. Opiskelijat asettuvat ryhmiin ja saavat haasteen. Taululle syntyy uusi piirikaavio. Tavoitteena on laskea piirin jännitevahvistus seuraavan tunnin aikana.

”Nyt pöhinää, pulinaa ja keskustelua!”, Häkkinen kehottaa.

Laskimet kaivetaan esiin. Kynät suhisevat, muistiinpanoja selataan. Osa neuvottelee hiljaa ryhmässä, osa kumartuu itsekseen paperiensa ylle.

”Yrittäkää ensin ratkaista emitterivirta Ohmin lain avulla”, Häkkinen opastaa.

9.50 Jännitevahvistus on jo lähes selvillä, mutta vielä on varmistettava että kaikki ovat kärryillä. Ryhmät sekoitetaan ja opiskelijat pääsevät opettamaan toisilleen puuttuvia vaiheita.

”Saitteko ajatusta selville?”, eturivin tyttö kysyy takarivin uneliaammilta.

”Joo, ainakin tuo kaava tuli nyt selväksi.”

Kello lähestyy kymmentä ja tavarat alkavat etsiytyä laukkuihin.

Päässä pyörii sekamelskana käsitteitä ja lauseita. Positiiviset ja negatiiviset vahvistukset, superpositioperiaate, AC, DC. Kirchhoffin virtalaki, jonka mukaan sähkövirtaa ei tule mihinkään pisteeseen enempää kuin sieltä poistuu.

Napsautan läppärini kannen kiinni. Koneen sisäisten mikropiirien elämä on minulle yhä arvoitus, mutta on huojentava tietää, että jossain on joukko innokkaita, joilta piirikaavioiden kieli sujuu vaivatta. Saan keskittyä jatkossakin näppäimistön naputteluun.

Luento: Elektroniikkasuunnittelun perusteet
Luennoitsija: Professori Juha Häkkinen
Kenelle: Sähkötekniikan pääaineopiskelijat
Sisältö: Elektronisen järjestelmän rakenne, signaalien luonteeseen ja vahvistimiin liittyvät peruskäsitteet.
Diodiin, operaatiovahvistimeen sekä bipolaari- ja MOS-transistoriin perustuvien elektroniikan rakennelohkojen analysointi ja suunnittelu.

Essi Oikarinen

Tiedeviestinnän opiskelija, joka haluaisi keksiä lisää värejä ja valon aallonpituuksia.

Lue lisää:

Liiketoimintaa ja kestävää kehitystä

Lokakuussa Oulun yliopistolla avattiin kuusiosainen seminaarisarja puhtaasta teknologiasta. Alueen asiantutuntijoille, tutkijoille ja yrityksille kohtaamispaikaksi tarkoitettu seminaari avattiin 20. lokakuuta teemalla ’Tekniikkaa paremman ympäristön puolesta’, ja se jatkuu joulukuuhun asti kuutena seminaaripäivänä, jotka tulevat käsittelemään muun muassa automaatiota, biotaloutta ja kiertotaloutta.

TEKSTI Jarno Ahola

KUVAT Jarno Ahola

Tutkimusyhteistyöllä lisää liiketoimintaa -seminaarisarja on Oulun yliopiston teknillisen tiedekunnan tiedeyhteisöjen järjestämä, ja sen tarkoituksena on saada alueen yrityksiä ja tutkijoita yhteen. Sen teemat ovat globaaleja, ja tarkoitusperät paikallisia. Jälkimmäisellä viitataan seminaarin ideaan koota kaikki oman alueen asiantuntijat yhteen.

Puhtaalle vedelle on maailmanlaajuinen tarve, selittää dekaani Riitta Keiski seminaaripäivän avauspuheenvuorossa. Samoin kaikenlaiselle materiaali- ja energiatehokkuudelle. Keiskin mukaan puhtaan energian maailmanmarkkinoilla on suuri kasvuennuste: tämän vuoden 550 miljardin euron rahankäytön odotetaan seitsemänkertaistuvan vuoteen 2050 mennessä. Vuoden 2020 kasvuennuste on jo 1200 miljardia euroa.

”Tarve puhtaaseen energiaan on tänään valtava”, Keiski selittää. ”Päivän aikana selvitetään, minkälaisia tutkimusyhteisöjä yliopistossa on perustettu, miten ne toimivat, ja millaisia yhteistyörakenteita niillä on.”

Keiski selittää tieteentekemisen muuttuneen. Hän selittää tiedeyhteisöjen syntymisen tieteen muutoksilla.

”Tiede on entistä enemmän yhteisön asia, eikä yksi asiantuntija enää riitä”, hän selittää. Yliopistojenkin on siksi luotava yliopistojen välisiä yhteisöjä saadakseen tuloksia. Liike-elämän lait, raha, ja tieteentekeminen yrittävät kohdata.

Puhdas teknologia

Seminaarisarjan kantava sana on puhdas teknologi’, eli Cleantech, millä tarkoitetaan kestävää kehitystä ja liiketoiminnan mahdollisesti laiminlyömien tai aiheuttamien ympäristövaikutuksien vähentämistä uudella teknologialla ja innovaatioilla, eli tuotteita ja tuontantoprosesseja, jotka edistävät kestävää kehitystä. Yleisellä tasolla termin alle lasketaan esimerkiksi tuuli-, vesi- ja aurinkovoima, biopolttoaineet sekä esimerkiksi kiertotaloutta edistävän tekniikan tai innovaatioiden toteuttaminen.

Lähempää tarkasteltuna termin alle lasketaan kaikenlaisen energia- ja materiaalitehokkuutta edistävän tekniikan sekä näihin liittyvien erilaisten prosessointi- ja puhdistusmenetelmien kehittäminen, ja sitä myöten teollisuuden uudelleensuuntaus niin, ettei esimerkiksi ympäristölle koidu haittaa, ja kaikki mineraaliset sivuvirrat tulevat tehokkaasti hyödynnetyiksi.

Teemallinen päämäärä seminaarilla on kestävät teolliset prosessit. Se on myös Oulun yliopiston teknillisen tiedekunnan tavoite: kestävä luonnonvarojen hyödyntäminen ja luonnonvarojen arvon kasvattaminen teollisten prosessien avulla. 270 työntekijän ja 18 professorin tiedekunnan vuotuinen budjetti on 20 miljoonaa euroa.

”Toivon, että tämä seminaari lisää alueen tutkimusyhteisöjen ja yritysten yhteistyötä”, sanoo tutkimuksen vararehtori Taina Pihjajaniemi puheessaan.

Teknillinen tiedokunta on läpikäymässä organisaatiouudistusta, jonka tarkoituksena on muun muassa paitsi tiedekunnan sisäisen yhteistyön, tutkimuksen ja tiedonsiirron parantaminen, myös esimerkiksi kilpailun ja yhteistyön ja liiketoiminnan yhdistäminen. Organisaatiouudistus on aloitettu vuonna 2014 ja se jatkuu yhä.

Seminaaripäivän yhteenvedon teki professori Björn Klöve. Hänen mukaansa yritysten ja tieteentekijöiden yhteistyö on ”win-win”, eli kumpikaan osapuoli ei häviä. Tavoitteena puhtaan teknologian tekemisellä on tietysti tuottaa lisäarvoa alueelle ja koko Suomelle.

Seminaarisarja koko loppuvuoden

Syksyn aikana seminaaripäivinä käydään läpi juuri näitä lisäarvoa tuottavia teemoja automaatiosta ja robotiikasta kiertotalouteen, eli teollisuuden mineraalisten sivuvirtojen ottamista hyötykäyttöön. Se käsittää myös teollisuusjätteen hyötykäytön.

Mikä tällaisen seminaarin järjestämisen temaattinen pohja on? Se on sekä globaali, että paikallinen: globaali ilmastonmuutos, luonnonvarojen rajallisuus, liiketoiminta, talouskasvu, voitonteko, vesistöjen rehevöityminen ja ympäristövastuu yhdessä ajavat yhä enemmän tekemään puhtaita ratkaisuja.

Lisätietoja Teknillisen tiedekunnan verkkosivuilta.

Jarno Ahola

Kirjallisuudentutkijaksi valmistunut perhokalastaja ja metsästäjä. Kirjoittaa eräkulttuurista salanimellä Jonas Sandison. Instagram: @jahenaho

Lue lisää: