Uusimmat

Anna-Maria Henell: Pääraaka-aineena matematiikka, eli miten matematiikasta tehdään tuote

Jokainen osaa käyttää matematiikkaa mallintamaan määrää. Montako omenaa, montako euroa? Minä käytän matematiikkaa mallintamaan kokonaisia maailmoja.

Matemaattisen mallintamisen ideana on muuttaa kappale joukoksi pisteitä, jotka ymmärtävät oman sijaintinsa suhteessa toisiinsa. Mieti kolmea pistettä, jotka yhdistetään viivoilla kolmioksi, ja pääset alkuun. Piste muuttuu datapisteeksi. Näihin datapisteisiin voidaan lisätä suunta, vauhti ja vaikkapa materiaaliominaisuuksia. Saadaan malli, joka vastaa todellisen asian tai esineen käyttäytymistä todellisessa maailmassa. Tätä käytetään teollisuudessa esimerkiksi lujuuslaskennassa.

Kun mukaan otetaan lisää matematiikkaa, voidaan hakea parasta mahdollista ratkaisua esimerkiksi muodolle: minkälainen muoto kestää parhaiten pudotuksia? Minkä mallisessa lentokoneessa on pienin ilmanvastus ja siten pienin polttoaineen kulutus? Kuinka ison rekan silta kestää?

Mallintaminen on myös idea tuotteemme taustalle. Työkseni johdan yritystä, joka tekee lääkäreille ohjelmistoja työkaluiksi luunmurtumien diagnosointiin ja hoitoon. Voidakseen hoitaa murtuman, lääkärin on ymmärrettävä, miten luu on murtunut, ja minkälaiset voimat vaikuttavat tähän murtumaan. Paraneeko se kipsaamalla? Vai pitäisikö ne ruuvata kasaan, jotta ne voivat luutua?

Näitä asioita on tutkittu laskien ja kokeillen jo kauan, mutta vasta nykyaikaiset tietokoneet ja niiden huima laskentateho ovat mahdollistaneet matemaattisen mallintamisen käytön jokapäiväisessä työssä. Tähän on tarvittu myös valtava määrä insinööriosaamista ja muutama ovela algoritmi, joiden alkuperä on aivan muualla kuin lääketieteessä.

Minun ja työparini Sakarin tausta on Nokian matkapuhelinkehityksessä. Teimme vuosikymmenen ajan maailman hienoimpia virtuaalimalleja puhelimista: niiden pudotustesteistä, antenneista ja monesta muusta asiasta. Kun älypuhelinten valmistus lopulta loppui, mietimme mihin muuhun tällaista matematiikkaa voisi käyttää. Ajatustyö oli mahtavaa: koska matematiikalla voi mallintaa mitä vaan, meitä ei sitonut toimiala eikä kappaleiden muoto.

Päädyimme tekemään työkaluja lääkäreille, koska näin saamme insinööreinä olla mukana parantamassa ihmisiä. Ja koska näin voimme tuoda lääkäreille sellaisia työkaluja, jotka aikaisemmin olivat vain teollisuuden käytössä.

Paitsi matematiikkaa, tällaisten tuotteiden tekemiseen tarvitaan myös ihmisten ymmärtämistä. Teen joka päivä töitä monenlaisten tohtorien kanssa: lääkärien, tietysti, mutta myös tekniikan ja biomekaniikan tohtorien kanssa. Heistä jokainen ymmärtää matematiikkaa. Ja matematiikan kielellä puhuminen onkin helpoin osuus – se kieli on kaikille sama.

Minun tehtävänäni on katsoa, että kaikki puhuvat samaa kieltä myös silloin, kun puhutaan ihmisten kieliä. Koska paraskin tuote on hyödytön, ellei se vastaa käyttäjän todellisiin tarpeisiin.

 

Anna-Maria Henell on Disiorin toimitusjohtaja ja diplomi-insinööri, joka työssään tuo matemaattisen mallintamisen lääkäreiden jokapäiväiseksi työkaluksi.