Dynamo 54

DET BLI’R TIL NOGET

54

09

18

DA N M A R K S TE K N I S KE U N I VE RS I TE T

TEMA

CYBERSIKKERHED Hvordan ruster virksomheder sig mod cyberangreb?

Hvorfor skal ingeniørstuderende lære at hacke?

Kan vi vende cybertruslen til en fordel?

FO RS KE R U DVIKLER INTELLIGENT

MEJETÆRSKER S P IN O U T SÆTTER

NANOAFTRYK I GLOBALE PRODUKTER RO S K IL D E FESTIVAL:

PROF ES S OR OM DELEØKO N O M I PÅ E L M A RKE DE T :

”Hvis man har investeret i grøn energiteknologi, bør man også have råderet over den strøm, man selv fremstiller.”

23 løsninger blev testet BIO G A S:

GYLLE KAN UDNYTTES BEDRE

02

LE DE R

Vi bidrager til en sikker verden I efteråret 2014 gik virksomheden Dencrypt på markedet med en krypteringsteknologi, der var opfundet på DTU, og som forhindrer aflytning af mobilsamtaler. Halvandet år senere er For­ svarsministeriet blandt Dencrypts kunder. Et nyere eksempel på, at vores forskningsresultater inden for cybersikkerhed skaber spinouts, er virksomheden Cybercrypt, som du kan læse om i dette nummer af Dynamo.

Universiteterne har en vigtig samfundsop­ gave, når det gælder at skabe løsninger, der øger vores modstandskraft over for cyberangreb.

Stærke forskningsmiljøer er forudsætningen for, at vi kan bidrage med innovative løsninger. De er også afgørende for, at vi kan uddanne ingeni­ ører, der er helt fremme i bussen, når det gælder cybersikkerhed.

Vi har i mange år udbudt uddannelser og efteruddannelser inden for cybersikkerhed. Som noget nyt åbner DTU et hackerlaboratorium, hvor de studerende kan lære at tænke som en hacker. Se mere i artiklen på side 24. Når et uni­ versitet gør studerende bekendte med hacking, er det ikke for at blåstemple hacking, men for at sikre, at samfundets kompetencer udvikles på en forsvarlig og legitim måde og ikke i kriminelle undergrundsmiljøer.

Teknologi til forsvar og sikkerhed har længe været et fokuspunkt for DTU, og vi samarbejder med de myndigheder og organisationer, der har til opdrag at skabe et sikkert samfund. I 2017 etablerede vi centeret Security DTU, der tjener som en samlet indgang til DTU’s aktiviteter inden for sikkerhed. De omfatter forskning i alt fra droner over kommunikation til klimaløs­ ninger. Centeret er omverdenens vej ind til de faglige miljøer på DTU, der uddanner, forsker og udvikler løsninger, som skal bidrage til en sikker verden.

Anders Bjarklev Rektor

IN D H O L D

04

11

17

NYT OM FO RS K N IN G S BAS E RE T R ÅD G IVN IN G

CY B ERSIKKERHED

Spinoutvirksomhed gør data immune

E R H VE RVS - P H . D .

Høsten bliver automatiseret

It-virksomheden Cybercrypt beskytter produkter mod hackerangreb på en ny måde.

Et forskningssamarbejde skal gøre mejetær­ skeren intelligent, så maskinen automatisk får det mest mulige af høsten i hus.

12 DY N AM O S P Ø RG E R …

08 N Y M E TO D E

Sådan får vi mere biogas ud af gyllen Ammoniak kan forbedre udnyt­ telsen af gylle i biogasanlæg.

14

om dele­ økonomi på el­ nettet.

TEMA CYBERSIKKERHED

Sårbarheden kan vendes til en fordel Danmark er online. Det gør os sårbare over for cyberangreb.

DYNAM O

54 09

1 8

03

UDGIVER Danmarks Tekniske Universitet Anker Engelunds Vej 1 2800 Kgs. Lyngby tlf. 45 25 25 25, dtu.dk ANSV. CHEFREDAKTØR Tine Kjær Hassager REDAKTION Louise Simonsen, lois@adm.dtu.dk og Lotte Krull, lkru@adm.dtu.dk ABONNEMENT dynamo@dtu.dk Magasinet udkommer fire gange om året

24 C YB E RSI KKE RH E D

Studerende skal lære at hacke DTU-studerende får et hackerlaboratorium, så de lærer at tænke som hackere.

29 N A NO S T R U KT U RE R

Spin­out på vej til globalt gennembrud

26 KI G I NDE N FO R PÅ DT U

Globale virksomheder udnytter NIL Technologys produkter, der trykker nanostrukturer i overflader.

Arktisk forskning har fået nye laboratorier og et walk-in køleskab.

28

22

NYT O M FO RSKNI NG

CY BERS IKKE RHE D

Ny metode effektiviserer kvante­ kryptering Grundforskning sikrer, at kvantecomputeren ikke knækker al kryptering i fremtiden.

25 FO RSKNI NGS­ RE SULTAT

Vi færdes kun 25 steder hele livet Studie giver ny viden om menneskers færden.

20 CY BERS IKKER HED

Det bedste forsvar er en smidig organisation Virksomheder kan ikke styre, hvad der kommer udefra. Men de kan styre, hvordan de reagerer.

35

DESIGN & PRODUKTION OTW A/S ISSN 1604-7877 FORSIDEFOTO Shutterstock

41 S T U D E NTERINNOVATION

Nye ideer er testet på Roskilde Festival DTU-studerende tog 23 projekter med på årets festival for at afprøve dem.

NYT OM IN N OVAT IO N

32 AL AR M S T Y R IN G

Forsmag på fremtidens kontrolrum Et forbedret alarm­­ system kan sikre stabil olieindvinding.

40 NYT OM U D DAN N E LS E

36 DT U Ø RS TE D - FO RE L Æ S N IN G

Matematiker med en mission

Stanford-professor Stephen Boyd bruger konveks optimering til optimering inden for overraskende mange områder.

Det gælder især om at have formuleret sit pro­ blem rigtigt.

44 BAGSID EN

Vi zoomer ind på ... tjah, hvad er det?

04

FORSKNI NG SSAM ARBE J DE

I NTE LLI G E NTE M A S K I N E R

Høsten bliver Mejetærskeren er en yderst kompleks landbrugsmaskine, der udfører flere forskellige typer opgaver samtidig.

Et forskningssamarbejde har nu gjort det muligt for en af verdens største producenter at automatisere denne proces.

An n e K irste n Frederiksen AG CO

D

er er fire store virksomheder i verden, der producerer maskiner til landbrugets markarbejde. En af dem er den amerikanskejede AGCO, der er vokset gennem opkøb af eksisterende virksomheder verden over – heriblandt den danske producent af mejetærskere, Dronningborg. En del af virksomhedens udviklingsafdeling ligger således i Danmark.

DY NAM O

54

09

18

DTU

05

automatiseret AGCO har de sidste syv-otte år forberedt arbejdet med at automatisere mejetærskeren og har i den forbindelse taget kontakt til forskere på DTU om udvikling af egnede sensorer. Dette samarbejde tog yderligere fart, da AGCO for fire-fem år siden besluttede at skabe en helt ny global mejetærskerplatform, der skal kunne anvendes til at høste afgrøder alle steder i verden – lige fra sojabønner i Sydamerika til hvede i Nordeuropa. Den nye

mejetærsker skal samtidig være så automatiseret som muligt. Det kræver avancerede sensorer, der kan gennemføre komplekse målinger og vejninger af det høstede materiale – og processerne skal kunne kædes sammen til en egentlig automationsløsning.

AGCO har ikke selv den nødvendige ekspertise til at løse opgaven, forklarer Morten Leth Bilde, der er ansvarlig for forskning og udvikling af avanceret teknologi i AGCO.

Mejetærskeren er næsten en lille fabrik, hvor mange arbejdsgange finder sted.

”Først hyrede vi et nordamerikansk selskab med stor ekspertise i sensorer. De afprøvede en række ting i marken og ændrede dem efterfølgende, hvis de ikke virkede.

Men det gav os ikke nogen viden om, hvorfor noget virkede, og andet ikke gjorde. Vi savnede den teoretiske og modelbaserede tilgang til automation, som vi kender fra vores tidligere arbejde med DTU,” siger Morten Leth Bilde.

06

FO RSKN I NGSSA M A RB E J DE

I NTEL L I G ENTE M AS K I N ER

Inden udviklingen af sensorer og software kunne begynde, skulle flowet gennem mejetærskeren beskrives.

marken, eller om kornet er fugtigt af morgenduggen. I dag kræver høstar­ bejdet derfor en række manuelle ind­ stillinger af mejetærskerens funk­tioner, som føreren flere gange i løbet af dagen skal hoppe ned fra førerhuset for at tjekke og tilpasse, f.eks. når kornet tørrer i løbet af dagen, eller hvis der kommer for meget uønsket materiale med i korntanken. ”Målet for AGCO er at lave en så høj grad af automation, at mejetærskeren med diverse sensorer selv kan måle og reagere på de ændringer, den møder på marken. Maskinen skal selv kunne indstille sig til at køre så optimalt som muligt, så den leverer den bedste kva­ litet af den høstede afgrøde,” fortæller Dan Hermann.

AGCO indgik derfor et samarbejde med DTU om at ansætte en erhvervsph.d., Dan Hermann, der hurtigt blev en vigtig brik i arbejdet med at udvikle den nye mejetærskerplatform.

En lille fabrik En mejetærsker er i virkeligheden en hel lille fabrik. Først høster den kornet på marken, og kornet bliver derefter transporteret gennem maskinen. Her sikrer flere arbejdsgange undervejs, at kernerne bliver skilt fra strå og avner.

Det sker ved hjælp af en såkaldt pro­ cessor, hvor afgrøden bliver tærsket, og kernerne skilt fra halmen. Dernæst sørger en soldkasse – en slags sigte – for, at kernerne bliver renset helt, og uren­ heder skilt fra. Til sidst bliver strå og avner blæst ud, så de ender på jorden, mens kernerne bliver opsamlet i korn­ tanken og senere læsset af i en korn­ vogn, der kører dem væk fra marken.

Det er en kompliceret proces, der påvirkes af mange faktorer, som f.eks. om der er ujævnheder og bakker på

Først i løbet af fem-ti år vil de første fuldt autonome maskiner køre på markerne.

Automation på baggrund af data og modeller Dan Hermann begyndte med at ind­ hente de nødvendige data til at opbygge modeller af mejetærskerens mange forskellige arbejdsprocesser. Model­ lerne er både virtuelle og fysiske, og de gør det muligt at forstå, hvordan det samlede system virker – og hvordan de enkelte arbejdsprocesser i meje­ tærskeren med f.eks. at skære afgrøden af, skille kernerne fra strået mv. vægter og påvirker hinanden. Først da flowet gennem mejetærskeren var beskrevet og estimeret, begyndte udviklingen

DY N A M O

54

09

18

Erhvervs-ph.d.-ordningen • En erhvervs-ph.d. er et treårigt erhvervsrettet forskningsprojekt og en ph.d.-uddannelse, der gennemføres i samarbejde mellem en virksomhed, en erhvervs-ph.d.-kandidat og et universitet.

• En erhvervs-ph.d.-studerende er ansat i den private virksomhed og indskrevet på universitetet.

• Virksomheden søger Innovationsfonden om støtte til projektet, og den studerende ansættes med løn under hele projektet.

• Den studerende deler sin arbejdstid mellem virksomheden og universitetet og bruger al sin tid på projektet.

• DTU bistår med hjælp til at udforme ansøgning til et erhvervs-ph.d.-projekt, finde egnede kandidater m.m.

Pete r Mu n ch Kofo e d, pmkof@dtu.dk ko rtlin k.d k/ u c2 n

af den nødvendige software og de avancerede sensorer til automationen.

Undervejs var det hele tiden muligt at gå tilbage og justere på baggrund af modellernes viden om, hvordan pro­ cesserne fungerer hver især og i sam­ spil med hinanden. ”Dan indledte opgaven uden at have noget kendskab til mejetærskere. Men på grund af hans metodiske arbejde og udviklingen af modellen er han i dag en af de personer i AGCO, der ved mest om, hvordan mejetærskeren virker, og som vi andre går til med vores spørgsmål. Betydningen af hans indsats kan ikke overvurderes. Den har været helt essentiel for udviklingen af den automationsplatform, som skal danne grundlag for fremtidige pro­ duktgenerationer af mere intelligente maskiner,” siger Morten Leth Bilde.

Mål for optimering I første omgang har AGCOs nye mejetærsker fået installeret de første moduler til automation af processen, og senere vil flere følge efter. Da funk­ tionerne i mejetærskerens processer hænger tæt sammen, er det ikke muligt at optimere på alle forhold på én gang.

Eksempelvis betyder en højere fart, at kapaciteten øges, så der kan høstes mange ton i timen, men samtidig bliver renheden af det høstede materiale mindre. Hvis en meget høj renhed er vigtig, vil det til gengæld medføre et større spild, altså at flere kerner ender på jorden sammen med strå og avner.

Dan Hermann forklarer, at føreren af mejetærskeren skal bestemme sine optimeringsmål, hvorefter mejetær­ skeren automatisk indstiller disse. ”Vores automatiserede mejetærsker har en gennemsnitlig indstilling, der sikrer, at selv uerfarne førere kan få

en rimelig høst. Den erfarne fører vil fortsat selv kunne stå for indstillin­ gerne og vælge, hvilke parametre der skal optimeres på. Indstillingen sker på en slider, hvor henholdsvis kernespild, renhed af høsten og antal knækkede kerner kan vægtes, hvis det drejer sig om høst af korn,” siger han.

Det er i alt fem tæt forbundne ind­ stillinger af mejetærskeren, som AGCO enten har automatiseret eller automa­ tiserer i nær fremtid. Det drejer sig om antallet af omdrejninger af rotoren, omdrejninger af underblæseren, ind­

DTU

07

stillingen af sold og undersold (sigte­ funktionen) til renhedsprocessen samt fremkørselshastigheden.

Dan Hermann er i dag ansat i AGCO, hvor han arbejder på at videre­ udvikle og forfine automationen af virksomhedens næste generation af mejetærskeren. Målet er en helt autonom maskine, men det kommer til at tage et stykke tid, før udviklingen kommer så langt. ”Mejetærskeren er en af de sidste landbrugsmaskiner, der bliver fuldt automatiseret, fordi den rummer så mange processer og delsystemer, der kræver yderligere automatisering, før operatøren bliver helt overflødig.

Ydermere er mejetærskere særdeles følsomme over for ydre forhold og afgrødens beskaffenhed,” siger Morten Leth Bilde.

Han vurderer dog, at vi i løbet af de næste fem-ti år vil se de første fuldt autonome maskiner på markerne – i første omgang sandsynligvis til simplere markoperationer som jord­ bearbejdning og transport. l e R avn , l ek to r, DT U Ele k t ro , O o r@ el ek t ro . d t u . d k

”Mejetærskeren er en af de sidste landbrugsmaskiner, der bliver fuldt automatiseret, fordi den rummer så mange processer og delsystemer, der kræver yderligere automatisering, før operatøren bliver helt overflødig.”

MORTEN LETH BILDE, AGCO

08

Sådan får vi mere biogas ud af gyllen

B ÆRE DYG T I G E N E RG I

BIOG AS

En ny metode gør landbrugets gylle langt mere velegnet som råstof for biogas. Metoden kombinerer moderne kemi­ teknik med en praksis, som var almindelig i dansk landbrug indtil for 50 år siden.

Morten Andersen EnviDan

G

ylle og anden husdyr­ gødning har vi masser af i Danmark, men samtidig går det trægt med at opfylde den ener­ gipolitiske målsætning om at bruge gødningen som råstof til at lave biogas.

Nu har forskere ved DTU Kemiteknik i samarbejde med en række virksom­ heder udviklet en metode, der gør husdyrgødningen markant bedre egnet til formålet. ”Populært sagt bruger vi kemi til at ’tygge’ den svært tilgængelige del af gødningen for mikroberne, så de kan udnytte hele det organiske indhold til at producere biogas,” siger civilinge­ niør Kim Paamand, udviklingschef for biogas hos EnviDan, som er en af lan­ dets største rådgivende ingeniørvirk­ somheder inden for miljø og energi.

I 2009 satte den daværende regering som mål, at halvdelen af landets hus­ dyrgødning skulle bruges som råstof for produktion af biogas i 2020. Men ifølge Foreningen Biogasbranchen er andelen i dag mindre end 10 pct. ”50 pct. var egentlig ikke særlig ambitiøst, og nu viser det sig endda,

at vi er meget langt fra at kunne nå det mål. Men den ekstra gasudnyttelse, som er opnået med den nye metode, er virkelig signifikant,” siger Kim Paamand.

Problem vendt til fordel Der er flere grunde til, at det går lang­ somt med at udnytte husdyrgødningen til biogas. En af dem er, at gødningen indeholder betydelige mængder af materiale, som mikroorganismerne

i biogasanlægget har svært ved at omsætte. Det drejer sig dels om ufor­ døjet plantemateriale fra dyrenes foder og dels om dybstrøelse, som er den halm, der er strøet ud i dyrestaldene.

Halm og lignende plantemateriale indeholder stoffet lignocellulose, som mikroorganismer har svært ved at nedbryde. ”Så længe man kun fodrer mikro­ berne med let fordøjeligt organisk affald som fedt, alkohol og sukker, vil

DY N A M O

54

09

18

DTU

09

Om Ammonox-projektet Navnet Ammonox henviser til, at omdrejningspunktet for projektet er ammoniak. Metoderne til forbehandling af husdyrgødning er udviklet af forsk­ ere på DTU Kemiteknik. De industrielle partnere er Dansk Gasteknisk Center, Nordic Bioenergy og EnviDan. For­ skEL-programmet, som administreres af Energinet, har finansieret arbejdet.

”25-30 pct. ekstra udbytte virker bestemt realistisk.”

K I M PA A M A N D , U DV I KL I N G S C H E F F O R B I O G A S H O S E NV I DA N

de stort set spise op. Men for lignocel­ lulose-biomasse er udnyttelsen kun 60-70 pct. Det giver lavere biogaspro­ duktion, og samtidig får man et rest­ produkt. Begge dele går ud over drifts­ økonomien,” forklarer Kim Paamand.

Samtidig er det også et problem, at husdyrgødning indeholder store mængder ammoniak – med den kemiske formel NH3 – som stammer fra dyrenes urin. Ammoniak er uøn­ sket i et biogasanlæg, fordi mikroor­

Biogasanlæg kan med en ny metode udnytte en højere andel af husdyrgødningen til biogasproduktion.

ganismerne tåler ammoniak dårligt.

Forskerne på DTU Kemiteknik har imidlertid vendt problemet om til en fordel. De udnytter nemlig ammo­ niakken til at opbløde lignocellulose i gødningen. Teknikken har de døbt Aqueous Ammonia Soaking (AAS).

Slægtskab med gammelt landmandstrick Efter forbehandlingen med ammoniak er det lykkedes i laboratoriet at tre­

doble produktionen af gas fra lignocel­ lulose i gødningen. Med andre ord: 200 pct. ekstra udbytte. ”De eksisterende danske biogas­ anlæg er bygget på en anden måde end vores laboratorieopstilling,” fortæller lederen af projektet, lektor Ioannis Skiadas, DTU Kemiteknik. Han fort­ sætter: ”Derfor kan vi ikke gå direkte ud og opnå lige så højt ekstra udbytte ude på anlæggene, men 25-30 pct. ekstra

10

BÆRE DYGT I G E NE RGI

B I O G AS

”Det handler også om at få sluttet cirklen, så vi får næringsstoffer og energi­indhold i rest­produkter aktiveret i stedet for at betragte dem som et affaldsproblem.”

K I M PA A M A N D , E NV I DA N

udbytte virker bestemt realistisk. Det vil i så fald betyde en markant forbed­ ring af anlæggenes driftsøkonomi. Det vil igen give et bidrag til, at en højere andel af gødningen kan blive udnyttet til biogas, som det er målet i dansk energipolitik.”

Selvom det har krævet omfattende forsøg at udvikle metoden, forklarer Ioannis Skiadas, at man faktisk havde en beslægtet praksis i dansk landbrug midt i sidste århundrede: ”Indtil for 50 år siden var det almin­ deligt, at landmanden behandlede stakke af halm med ammoniak. Den­

Biogas kan tidobles Biogas består af en blanding af metan – med den kemiske formel CH4 – og CO2.

Gassen dannes i tanke, hvor mikroor­ ganismer omdanner husdyrgødning og organiske restpro­ dukter under iltfrie forhold. Gennem de senere år er der opført en række nye biogasanlæg. I 2017 svarede pro­ duktionen af biogas til 10 pct. af forbru­ get af naturgas i Danmark. Energi­ styrelsen vurderer, at der er biologisk råmateriale nok til, at man kunne tidoble produktio­ nen af biogas. Det kræver imidlertid en forbedring af mulighederne for at udnytte især lignocellulose-rest­ produkter. Dette er formålet med Am­ monox-projektet.

gang var formålet ikke at fremstille biogas, men derimod at gøre halmen lettere for kvæg at fordøje. Halm var jo en billig form for foder. Den forbe­ handling, som vi udfører, er grundlæg­ gende den samme. Vi forbereder bare et måltid til mikroorganismer i stedet for til kvæg.”

Den gamle praksis kom i miskredit, fordi der dampede ammoniak ud til omgivelserne. Det gav problemer for både miljø og sundhed, så metoden blev forbudt. ”Der slipper naturligvis ikke ammo­ niakdampe ud ved vores metode. Vi

indfanger dampene og genbruger ammoniakken til at sætte mere plante­ materiale i blød,” understreger Ioannis Skiadas.

Lad os slutte cirklen EnviDan har både projekteret og været projektleder for opførelsen af en række biogasanlæg. Her ser Kim Paamand et stort behov for den nye metode: ”Det attraktive ved metoden er, at hele infrastrukturen i form af biogas­ anlæg og transport af gødning og de andre råvarer allerede er etableret. Med andre ord har du allerede betalt for dine råvarer; nu får du bare mulighed for at få et større udbytte fra dem. Der vil naturligvis være nogle udgifter, fordi vi først skal tilføre ammoniak og senere trække ammoniakken ud igen, så den ikke generer mikroberne. Men ud fra resultaterne fra laboratoriet forventer vi, at den samlede driftsøkonomi vil være god. Det skal vi eftervise nu, når vi tager metoden videre i pilotforsøg i branchen.”

Kim Paamand tilføjer, at perspek­ tivet rækker ud over udnyttelse af hus­ dyrgødning: ”Metoden kan også bruges til at sætte halm, græs og andre tungt omsættelige plantematerialer i blød i ammoniak. I øvrigt er det her ikke kun et spørgsmål om produktion af vedva­ rende energi. Det handler også om at få sluttet cirklen, så vi får næringsstoffer og energiindhold i restprodukter akti­ veret i stedet for at betragte dem som et affaldsproblem. Heldigvis bliver der opført flere og flere biogasanlæg i Dan­ mark, men det vil være godt, hvis der kan komme endnu større bevidsthed om den rolle, som produktion af biogas kan spille.”

I o a n n is Sk ia d a s , le k to r, DT U Ke m i t e k n i k , ivs k @ k t . d t u . d k

FORS KNI NGS BAS ERET RÅ DGI V NI NG

NYHE D E R

DY N A M O

54

09

18

DTU

Vindmåling ved norske fjorde Norge står for at skulle bygge flere broer over fjorde, som man hidtil kun har kunnet krydse med færge. Før man bygger en bro, er det vigtigt at kende vindforholdene i området godt, og nordmændene har derfor købt værktøjet DTU Long Range WindScanner Software. DTU skal hjælpe med at programmere softwaren og få gang i målingerne. Vinden tæt på en fjeldside er en kompliceret størrelse, men vindskannerens 3D-målin­ ger kan hjælpe med til at give et godt billede af vindforholdene. I første omgang er måleudstyret installeret i Halsafjorden tæt ved Trondheim.

LED-BELYSNINGS LEVETID ER UDFORDRET

Nordiske anbefalinger for fluorstoffer DTU Fødevareinstituttet har i en rapport for Nordisk Ministerråd sammenfattet de nordiske anbefalinger for risikohåndtering af fluorerede stoffer i fødevareemballage.

Fluorerede stoffer er kemiske forbindelser, der f.eks. anvendes til at belægge mikro­ bølgepopcornposer, fastfood-papirem­ ballage samt kage- og mellemlægspapir.

Miriam Me iste r, Lotte Krull, Marianne Vang Ryde

Nogle af stofferne har kendte sundheds­ skadelige effekter og kan f.eks. forårsage kræft, øge kolesterol og sænke immun­ forsvaret. Rapporten samler dels den eksisterende viden om fluorerede stoffer i fødevareemballage, dels mulighederne for at reducere forbrugernes risiko for at blive eksponeret for stofferne.

Colourb ox

LED-belysningens lange levetid er først og frem­ mest knyttet til LED-chippen, der kan præstere over 100.000 timer. Men hvis LED-belysningens øvrige komponenter udsættes for f.eks. svingende temperaturer, fugt eller stærk varme, kan det sam­ lede system måske kun klare 10.000 driftstimer eller mindre. Årsagerne til den kortere levetid har DTU Elek­ tro undersøgt i samarbejde med FORCE Technology, innovationsnetværket Dansk Lys samt en række firmaer, og de er beskre­ vet i rapporten ’Levetid for strømforsyninger til LED-belysning’.

11

12

DY N AM O S P Ø RG E R …

… O M DE LE Ø KO NO MI PÅ E LNE TTE T

I dag får husstande med solceller ikke noget ud af at producere strøm til det fælles elnetværk, da energiselskaber i Danmark har monopol på at sælge energi. Dette system er udemokratisk, mener professor Pierre Pinson fra DTU Elektro.

Han forsker i design af fremtidens el-markeder med særligt fokus på integration af vedvarende energi, ligesom hans forskningsgruppe udvikler og tester modeller for lokal udveksling af el.

Je p p e Mø lgaard Mikal S chlosser

”Elsystemet er UDEMOKRATISK” q: Hvorfor er du kritisk over for det danske elsystem? a: E n række energiselskaber

har monopol på at sælge energi, og det gør energimar­ kedet til et lukket land for nye spillere. Selskaberne får ikke modspil fra nytænkere, hvilket også er skyld i, at deres forretningsmodeller har været uændrede de seneste 30 år. Når systemet styres oppefra, hæmmer det den frie konkurrence, og det er ikke forbrugerens ønsker, som driver markedet. Flere ønsker f.eks. mere grøn og lokalproduceret strøm i elnettet. Men det er ulovligt for private borgere at sælge energi til hinanden. Så de

borgere, der etablerer sol­ celler, får ikke så meget ud af at biddrage med strøm til fællespuljen. Systemet tager bare overskudsener­ gien uden at give borgeren tilstrækkelig belønning. Der mangler altså incitament til at investere i grøn energitek­ nologi som et bidrag til den grønne omstilling. Og det tror jeg, afholder mange fra at gøre det. q: Hvorfor skal vi lave systemet om netop nu? a: D er er to centrale grunde.

For det første har vi fået flere ’prosumers’, dvs. hushold­ ninger, der både forbruger og producerer strøm med f.eks. solceller. Hvis man har

investeret i grøn energitek­ nologi, bør man også have råderet over den strøm, man selv fremstiller. Men det har man ikke, da man ikke må konkurrere med elselska­ bernes priser, også selvom man vil betale skat af fortje­ nesten. En anden grund er, at flere i dag går op i bære­ dygtighed. Hvis forbrugeren får mulighed for at handle miljøvenlig strøm, har det en selvforstærkende effekt.

Forestil dig eksempelvis, hvor fed en historie det vil være at fortælle dine venner, at din elbil kører på 100 pct. solenergi. Når de hører det, får de måske lyst til at gøre det samme, og så stiger efter­ spørgslen på solceller. Der er

jo ikke nogen, som køber en Tesla i dag, fordi det er den billigste løsning. Man køber en Tesla, fordi dens mini­ male miljøbelastning giver en feel good-effekt – og fordi det er en vildt fed bil. q: Hvordan skal det nye system så se ud? a: I et centraliseret elnetværk,

der styres fra toppen og ned, flyder elproduktionen fra store kraft-varme-værker og ud til slutbrugeren. I et decentraliseret elmarked er alle forbrugere og pro­ ducenter – store som små – koblet sammen og i stand til at handle energi med hinanden direkte på elnettet.

Produktionen er altså spredt

P IERRE PIN SO N ,PRO FESSOR , DTU E LE KTRO

DY N A M O

54

09

18

13

DTU

Elmarkedet bør decentraliseres, så borgere kan sælge grøn strøm til hinanden. Det kan være med til at accelerere den grønne omstilling, mener professor Pierre Pinson.

Forskningen på DTU • Pierre Pinson er professor ved DTU Elektro, hvor han ved Centre for Electric Power and Energy (CEE) leder en forskningsgruppe, der har fokus på energianalyser, optimering, fleksibilitet og design af energi­markeder.

• Fra 2013-2017 ledede Pierre Pinson et fireårigt internationalt forskningsprojekt, 5s – Future Elec­ tricity Markets, der samlede økonomer, matematikere og elektroingeniører, som udforskede nye ideer til fremtidens elmarked, hvor store mængder vedvarende energi er integreret.

ud i det, vi kalder et ’peerto-peer’-system. Princippet er, at alle energiproducenter er i fri konkurrence med hinanden, og man kan sælge sin elektricitet på lige vilkår med elselskaberne. Det kan eksempelvis lade sig gøre med blockchainteknologi, og der er allerede nu demonstrations­ projekter i gang ude i verden, som forsøger sig med netop dette. q: Hvad vil de samfundsøkonomiske omkostninger være, hvis alle boliger skulle producere egen strøm? a: D et er et klassisk argument

mod decentralisering, at det er dyrere, og omvendt

er det hovedargumentet for en centralisering, at det er billigere. Og jo, det bliver dyrere. Det er også dyrere, at alle skal have deres egen bil, i forhold til hvis vi alle kørte i bus eller lavede samkørsel.

Spørgsmålet er, hvad folk har ret til. Ligesom folk har ret til at bestemme over egen bil, selvom dette er dyrere for samfundet, så burde folk også have råderet over deres egen energiproduktion. Det handler om demokrati. q: Hvad skal der til, før vi får et decentraliseret elnet? a: V i skal skabe større incitament

for, at forbrugeren har lyst til at være en del af kampen for et frit energimarked og

den grønne omstilling. Poli­ tikerne skal ophæve de love, som kun tillader elselskaber at sælge strøm. Vi kunne også give skattemæssige fordele til borgere, som producerer grøn strøm. Men jeg tror, der er lang vej, for Danmark har f.eks. satset hårdt på investe­ ringer i offshore-vind, og et decentralt energisystem vil være i konkurrence med nogle af disse investeringer. Det er en kamp, som rækker langt ud over almindelig teknologifor­ bedring. ierre P in s o n , p rofes s o r, DTU P E l ek t ro , p p in @ el ek t ro . d t u . d k

• I forskningsprojektet The Energy Collective udvikler Pierre Pinsons forsknings­ gruppe modeller og løsninger, der gør det muligt for private husstande at udveksle energi. Et sådan lokal deleøkonomisk system bliver testet i bofælles­skabet Svalin i Roskilde.

• CEE’s forskning, innovation og uddannelser har fokus på at understøtte omdannelsen af energisystemet til et bæredygtigt, omkostningseffektivt og pålideligt system, hvor vedvarende energi bliver en stadig større del. c ee. ele k t ro . d t u . d k

14

C YB E RSI KKE RH E D

DEN B R Æ N DEN DE P L ATFO R M

C YBERSIKKERHED

Sårbarheden kan vendes til en fordel

DYNA MO

54

09

18

DT U

15

Afgørende cyberangreb

Danmarks position som Europas mest digitaliserede land gør os sårbare over for hackerangreb. Men det kan vendes til en fordel, og Danmark har potentialet til at blive verdens førende nation inden for cybersikkerhed.

Je p p e Mø lgaard S h u tte rsto ck

I

nternet of things, big data, blockchain og kryptovaluta … Der er mange begreber, der beskriver den digitalise­ ringsproces, vores samfund gennemgår. De er alle udtryk for en generel tendens: Vi flytter vores vær­ dier og aktiviteter fra den fysiske til den digitale verden.

Værdierne, vi flytter, er mange og mangfoldige: persondata, kritisk infrastruktur, sundhedsdata, værdipa­ pirer, valuta osv. Danmark er et af de lande, der har placeret flest sådanne værdier online, og det gør vores samfund, virksomheder og borgere ekstra udsatte over for hackere. Men samtidig giver digitaliseringsgraden mulighed for, at Danmark kan blive et foregangsland inden for udvikling af teknologier og metoder til at modstå den hurtigst voksende form for krimi­ nalitet: cyber­angreb.

Digitalisering gør sårbar Køber man en kaffemaskine i dag, følger der en app med, så man kan brygge morgenkaffen direkte fra sengen. Antallet af elektriske appa­ rater, som er på nettet i en almindelig husstand, er steget fra otte i 2012 til 23 i 2017 ifølge en OECD-rapport.

Men de mange onlineapparater, tab­ lets, spillekonsoller og smart-tv’er gør os digitalt sårbare. Det fortæller kryptolog og forsker i cybersikkerhed Lars Ramkilde Knudsen fra DTU Compute: ”Når alting bliver koblet sammen, skaber det flere indgange for hackerne til at hente vores værdifulde oplys­ ninger. Så selvom din telefons sik­ kerhed er i top, hjælper det ikke noget, hvis man kan hacke den igennem en af de mindre sikre apps, du har installeret,” siger han.

En telefon eller computer kan hackes på mange måder. Styre­ systemet er nemlig bygget op af mange linjer kode, som hele tiden bliver udvidet i forskellige retninger, når brugeren installerer ny software – som eksempelvis appen til kaffe­ maskinen.

Hvis bare en af kodeudvidelserne ikke er tilstrækkeligt cybersikker, kan en hacker bryde ind og få adgang til dele af harddisken, intranettet eller styresystemet. Det fortæller Henrik Falkenthros, der arbejder som såkaldt etisk hacker for konsulentvirksom­ heden BDO. Hans arbejde består i at hacke virksomheder på bestilling for at afsløre sikkerhedshuller.

Stuxnet, 2010: Et angreb rettet mod Natanz-atomanlægget i Iran.

Angrebet kortsluttede atomcentrifugerne og forsinkede det iranske atomprogram med op mod halvandet år. Betegnes som det første moderne cyberangreb og det, der fik staters øjne op for at benytte computerteknologi som våben.

Sony Pictures, 2014: En hackergruppe lækkede fortrolige oplysninger om medarbejdere hos Sony Pictures i Californien samt ikkeoffentliggjorte film. Gruppen forsøgte at hindre offentliggørelsen af filmen ’The Interview’, som gjorde grin med Nordkoreas leder, Kim Jong-un.

”Der er særligt en betydelig trussel fra cyber­ kriminalitet, der sigter mod at afpresse penge fra myndigheder, virksomheder og borgere.”

KILDE CENTER FOR CYBERSIKKERHED, FORSVARETS EFTERRETNINGSTJENESTE

WannaCry, 2017: Verdens største ransomware-angreb. Påvirkede computere over hele verden og krypterede harddisken på de enkelte enheder med et løfte om at låse dem op igen mod en løsesum.

”Antallet af steder, hvor vi kan angribe f.eks. en server fra, er steget helt vildt de seneste år. Generelt er sikkerhedsniveauet ikke særlig højt i ny teknologi, som forbindes til nettet. Så for at komme ind skal vi bare finde et sted, hvor enhederne

16

CYBE RSI KKE RHE D

er koblet forkert sammen. Det lykkes i ca. ni ud af ti tilfælde,” siger han.

Princippet gælder alle digitale systemer, som er koblet til hinanden.

Og netop sammenkoblingen og cen­ traliseringen af computersystemer er noget, der er meget brugt i Danmark for at gøre den digitale omstilling mere brugervenlig, men metoden er risi­ kabel. ”Det, der gør netop vores samfund sårbart, er, at vi har centraliseret vores offentlighed omkring f.eks. NemID og CPR-registeret. Der er meget, som kan blive hacket på en gang, ligesom den samme trussel gælder smartdevices, der kobles til hinanden. Centraliserede data er altid mere udsatte end decen­ traliserede data,” siger Lars Ramkilde Knudsen.

Også virksomheder kan opleve konsekvenserne af at koble alle deres computersystemer sammen i ét system.

Mærsk måtte eksempelvis udskifte 45.000 computere og 4.000 servere sidste år som følge af et virusangreb, der lammede hele virksomhedens logistiske netværk i ti dage. Angrebet medførte et anslået tab på mellem 1,6 og 1,9 mia. kr.

Uoverskuelige konsekvenser Meget tyder på, at vi kommer til at se flere hackerangreb i fremtiden. Center for Cybersikkerhed under Forsva­ rets Efterretningstjeneste har i en ny rapport karakteriseret risikoen for cyberkriminalitet som ’meget høj’ i Danmark.

I 2016 stjal hackere næsten

100

mio. dollars fra Bangladeshs nationalbank.

KILDE CENTER FOR CYBERSIKKERHED, FORSVARETS EFTERRETNINGSTJENESTE

D E N B R Æ N D E N D E P LATFO R M

”Det er, fordi der i dag er langt flere værdier at hente online og mindre risiko for at blive snuppet,” siger chefen for Center for Cybersikkerhed, Thomas Lund-Sørensen.

Antallet af hackerangreb i Danmark steg med 42 pct. fra 2009 til 2016. I samme periode faldt antallet af rap­ porterede indbrud med 8 pct. ifølge tal fra Danmarks Statistik. Beregningerne forudsiger, at cyberkriminalitet inden for de kommende tre år vil blive mere almindeligt end indbrud.

Selvom private borgere er udsatte, er det dog myndigheder og virksomheder, der kommer til at opleve de største økonomiske og strukturelle konse­ kvenser ved cyberangreb.

Det så vi sidste år, hvor over 150 lande blev ramt af det såkaldte Wanna­ Cry-angreb, som er verdens hidtil største ransomware-angreb. Angrebet krypterede filerne på alle computere på et givent netværk, og filerne blev kun låst op, hvis brugeren betalte en løsesum i form af bitcoins. Danmark slap relativt let fra dette angreb med omkring 300 infektioner, men store dele af den britiske sundhedssektor blev ramt. ”Konsekvenserne af et cyberangreb kan pludselig blive uoverskuelige, hvis alting er koblet sammen. Potentielt kan al infrastruktur, biler eller hele dit hjem blive hijacket,” siger Lars Ramkilde Knudsen.

Kan blive en dansk niche Men selvom Danmark er særlig udsat for hackerangreb, giver digitalise­ ringen os også et forspring. Det bliver nemlig lettere for os at udnytte dette nye marked for cybersikkerhed kom­ mercielt og skabe vækst, fastslår den nye rapport ’The future market for cybersecurity in Denmark’ fra Innova­ tionsfonden, udarbejdet af revisions­ selskabet Deloitte.

Digitaliseringen har nemlig givet os den fordel, at vi generelt er bedre til it end borgere fra andre nationer.

Vores virksomheder har derfor lettere ved at rekruttere medarbejdere med kompetencer, som bliver mere og mere efterspurgte.

Desuden har både DTU og Aarhus Universitet som nogle af de få univer­

siteter i verden forsket i og uddannet kandidater i kryptologi. Kryptologi er en vigtig disciplin inden for cyber­ sikkerhed, da det handler om at hem­ meligholde information og data fra eksempelvis hackere. ”Vi er blandt verdens stærkeste i kryptologi, fordi vi underviser og for­ sker i det. På samme måde kan vi blive verdens bedste i cybersikkerhed, hvis vi lægger universiteternes fokus der,” siger professor i kryptologi Lars Ramkilde Knudsen.

Også chefen for Center for Cyber­ sikkerhed, Thomas Lund-Sørensen, mener, at det er vigtigt at satse på forskning og undervisning for at modstå et fremtidigt trusselsbillede. ”Hvert år ser vi angreb, som er mere avancerede end året før. Derfor er vi nødt til at være på forkant med et vok­ sende trusselsbillede med god, solid forskning. Både inden for det tekniske område, i forhold til hvordan man modstår cyberangreb, og med hen­ blik på undervisning i, hvordan man håndterer offentlige serviceopgaver i en digital verden,” siger han og uddyber, hvordan det vil skabe vækst til det danske samfund på lang sigt: ”Man kan sammenligne det med dengang i 70’erne og 80’erne, hvor vi omstillede vores energisystem til grøn energi og kraft-varme-værker. Det har vist sig at være en fantastisk niche for Danmark, og det samme tror jeg, vi kan skabe på cybersikkerhedsom­ rådet.” a rs R a mk il d e K n u d se n , p rofe sso r, L DTU Co mp u t e, l rk n@ d t u . d k

DY N A M O

54

09

18

DTU

17

The European Aviation Safety Agency har udmeldt, at luftfartens systemer gennemsnitligt bliver udsat for

1.000 cyberangreb om måneden.

C YBERSIKKERHED

KILDE: THE GLOBAL RISKS REPORT 2018

Spinoutvirksomhed gør data immune It-sikkerhedsvirksomheden Cybercrypt vender spørgsmålet om cybersikkerhed på hovedet og holder fokus på udelukkende at beskytte de mest kritiske data: de hemmelige krypteringsnøgler.

J ep p e M ø l g a a rd Sh u t t ersto c k

H

vis en konge vil have sine kronjuveler for sig selv, bygger han en voldgrav om sit slot for at holde fjenderne ude. På samme måde forsøger almindelige antivirus­ programmer at lukke alle indgange for hackere til et givent system. Men i takt med at vi kobler flere og flere enheder som f.eks. intelligente droner, kaffema­

skiner og vindmøller til nettet, skaber vi indgange for hackere, som kan over­ tage kontrollen med enhederne eller bruge dem som bagindgang til de com­ putere, apparaterne er forbundet til.

Dette fænomen har DTU-spinoutvirksomheden Cybercrypt bygget sin forretning på. Modsat andre antivirusprogram-leverandører vil Cybercrypt ikke beskytte et com­

18

puternetværk mod alle hackerangreb.

Virksomheden fokuserer på at beskytte enkelte enheder lokalt ved at gøre enhedernes kernedata immune over for cyberangreb.

Angrebsfladen vokser Behovet for at beskytte apparater, som er på nettet, vokser. Foruden telefoner og computere findes der i dag angiveligt mellem seks og otte mia. enheder på Internet of Things – tingenes internet. Det tal kan meget

I 2016 blev

357 millioner nye varianter af malware sendt ud.

KILDE: THE GLOBAL RISKS REPORT 2018

CY BE RS IK KE R H E D

S P I N O UT C Y B ERC RY P T

vel stige til 30 mia. inden 2020, viser flere analyser. ”Vores systemer bliver stadig mere komplekse med flere digitaliserede dele, og dermed bliver angrebsfladen større for hackere. En moderne bil har eksempelvis flere hundrede mikro­ chips, som er forbundet med hinanden og verden udenfor. Det samme gælder derhjemme, hvor vi har smartphones, computere, højttalere og køleskabe på nettet. Alle disse enheder kan hackes, så behovet for en løsning, der kan

beskytte dem enkeltvis, bliver kun større,” siger grundlæggeren af Cybercrypt, lektor Andrey Bogdanov, DTU Compute.

Dogmet i cybersikkerhed er at for­ svare sig mod alle trusler. Cybercrypt gør det modsatte. Netop fordi der er så mange indgange til at hacke et system i dag, at det er blevet tæt på umuligt at vogte hver port, beskytter virksomhe­ dens system kun de absolut vigtigste data i alle enkelte enheder. Peter Jerry Sørensen, chief commercial officer i Cybercrypt, fortæller: ”Vores teknologi beskytter kernen af systemet med mange lag af kryptering.

Så selvom en hacker f.eks. trænger ind i virksomhedens server, så kan han/hun stadig ikke få adgang til virksomhedens kernedata.”

Kernedataene er de hemmelige nøgler, som bruges til at låse en krypte­ ring op med. Alle intelligente systemer er låst med en kryptering for at sikre, at kun dem med rettighederne til enhe­ derne kan bruge dem. ”Cybersikkerhed har kryptografi i kernen, og al kryptering er baseret på en hemmelig nøgle, som udgør fundamentet, og som det derfor er det vigtigste at beskytte,” siger Andrey Bogdanov.

Flere store virksomheder har alle­ rede vist interesse for at beskytte deres enheder med Cybercrypts løsning.

Den japanske it-gigant Sony vil bruge

teknologien i virksomhedens pro­ dukter og har til gengæld været med i udviklingen af Cybercrypts løsning. Og folkene bag en af verdens største kryp­ tovalutaer, IOTA, har for nylig meldt sig som kunde.

Kunsten at skjule information Kryptering bruges overalt på inter­ nettet til at forhindre uautoriseret adgang til digital information, ligesom også droner, vindmøller og intelligente kaffemaskiner har en krypteringsal­ goritme i deres system, og hvis sikker­ heden ikke er tænkt ind i produktud­ viklingen, kan apparaterne udgøre en sikkerhedsrisiko. ”Alle krypteringsalgoritmer kører på et fysisk system som en server, en telefon eller en Internet of Things-de­ vice. Inde i krypteringsalgoritmerne ligger dekrypteringsnøglen gemt et sted langt inde i CPU’en (compute­ rens eller devicens centrale processor, red.). Selvom man ikke nødvendigvis kan bryde krypteringsalgoritmen i sig selv, så kan man hacke de maskiner, algoritmen kører på – og så kan man trække nøglen ud,” siger Andrey Bogdanov.

Oftest bliver krypteringsalgoritmen låst inde i en enheds software i en slags virtuel sort boks, så man ikke kan aflæse den hemmelige nøgle, der befinder sig et sted i systemets lange kodestrenge. ’Black box-teknologien’,

DY N A M O

54

09

18

som dette også kaldes, kan dog brydes, hvis en hacker finder et sikkerhedshul i kodningen, som er ukendt for pro­ grammøren.

I modsætning til denne krypterings­ form skiller Cybercrypts cyberimmun­ teknologi den hemmelige nøgle ad, da virksomhedens krypteringssoftware er baseret på det modsatte, nemlig en ’white box-teknologi’. Forskellen er, at hackere udefra godt kan se ind i systemet og aflæse krypteringsal­ goritmen, men algoritmen i sig selv er blevet krypteret med en avanceret matematisk formel, så den hemmelige nøgle aldrig forekommer noget sam­ menhængende sted i teksten. Den er derimod delt op i flere hundrede små bidder, så man ikke kan trække nøglen ud, fortæller Peter Jerry Sørensen: ”Det er i virkeligheden et spil om ressourcer, for der findes ikke en tek­ nologi, som er 100 pct. ubrydelig. Men lad os sige, at vi er på et slot. Det kan godt være, at det lykkes en hacker at svømme over voldgraven og trænge ind på slottet, men vores teknologi har gemt kongens kronjuveler i en sikkerhedsboks bestående af mange lag af beskyttelse. At bryde igennem den kræver ufattelig mange ressourcer i form af tid, viden og økonomi, og det er de færreste klar til at ofre.” ndrey Bo g d a n ov, l ek to r, DTU Co mp u t e, A anbog@dt u . d k

DTU

19

”Der er store mørketal, når det gælder viden om cyberangreb mod myndigheder og virksomheder.

Mørketallene skyldes bl.a., at nogle cyber­ angreb ikke bliver meldt til politiet eller andre relevante myndigheder, enten fordi organisationen ønsker mindst mulig opmærksomhed omkring et angrebsforsøg, eller fordi de ikke er klar over, at de har været udsat for angreb.”

KILDE: CENTER FOR CYBERSIKKERHED, FORSVARETS EFTERRETNINGSTJENESTE

20

CYBE RSI KKE RHE D

DY N A M I S K R I S I KOA N ALYS E

C YBERSIKKERHED

Det bedste forsvar er en smidig organisation Virksomheder bør kigge på strukturen i deres organisation, hvis de vil ruste sig mod cyberangreb, lyder det fra forsker.

Lotte Krull Shutterstoc k

C

yberkriminalitet er i stigning, og virksomheder er ofte målet. Da virksomhederne indgår i stadig mere kom­ plekse netværk, både i form af it-løsninger og globale forsynings­ kæder med mange leverandører, er mangfoldigheden af risici stor. Det gør det til en meget omfattende opgave for virksomhederne at lave en retvisende risikoanalyse, siger postdoc Daniel Sepulveda Estay fra DTU Manage­ ment Engineering. Han har med sine ti års erfaring som bl.a. supply chain manager i Coca Cola og i minesel­ skabet BHP Billiton på nærmeste hold iagttaget, hvordan kompleksiteten gør opgaven med at beskytte virksomheden

mod uventede hændelser som bl.a. cyberangreb stadig sværere. Som for­ sker i cyberrisiko har han bemærket en ny tendens: ”I stedet for at lægge hele indsatsen på at forebygge cyberangreb er nogle organisationer begyndt at arbejde med, hvordan de skal reagere på et angreb.

Den rigtige reaktion er afgørende for, hvor hårdt og hvor længe angrebet påvirker virksomheden,” siger Daniel Sepulveda Estay.

Analyser af cyberangreb I sin forskning har Daniel Sepulveda Estay bl.a. analyseret et konkret cybe­ rangreb på en amerikansk it-hard­ ware-virksomhed. Virksomheden fik

stjålet data om en række nye produkter, som de var tæt på at gå på markedet med. Angrebet betød bl.a., at virksom­ heden mistede nogle store kunder, og hændelsen gik ud over virksomhedens indtjening i op mod fem år efter tyveriet. ”Modstandsdygtighed handler ikke om at undgå angrebene, men om, hvor hurtigt virksomheden kan komme sig efter et angreb. En virksomhed er modstandsdygtig, hvis den er i stand til at dæmme op for ødelæggelserne og hurtigt komme tilbage til normalt akti­ vitetsniveau,” siger Daniel Sepulveda Estay. ”I vores forskning udfordrer vi den traditionelle måde at analysere risici i forsyningskæden på, fordi mangfol­ digheden af risici er blevet så enorm, at de traditionelle metoder til risiko­ analyse kommer til kort,” siger Daniel Sepulveda Estay.

Han mener, at man kan forbedre risikoanalysen ved at gå bort fra de statiske analyser, der fokuserer på en virksomheds driftssikkerhed, og i stedet anvende dynamiske analyser, hvor fokus

DY N A M O

54

09

18

21

DTU

Det globale WannaCry-ransomware­angreb inficerede mere end

300.000 150 computere i

lande i maj 2017.

KILDE: CENTER FOR CYBERSIKKERHED, FORSVARETS EFTERRETNINGSTJENESTE

I december 2015 blev store dele af Ukraine mørklagt i seks timer som følge af malwaren ’KillDisk’, der lagde en række kraftværker ned.

KILDE: RAPPORTEN ’THE FUTURE MARKET FOR CYBERSECURITY IN DENMARK’

ligger på at identificere og tage kontrol over virksomhedens svage punkter. ”Når man kender virksomhedens sårbarheder, kan man designe struk­ turer som f.eks. teams og kommando­ veje, der giver organisationen de egenskaber, der gør, at den kan reagere hurtigt ved f.eks. cyberangreb,” siger Daniel Sepulveda Estay.

Tre vigtige faktorer Gennem sin forskning har han identi­ ficeret tre vigtige faktorer, der gør virk­ somheder modstandsdygtige over for cyberangreb: fleksibilitet, redundans og reaktionstid.

Fleksibilitet er vigtig i krisens akutte fase og består i at mobilisere eksiste­

rende ressourcer i virksomheden. Det kan f.eks. være at allokere medarbej­ dere, der kan slippe de sædvanlige opgaver og i stedet hjælpe med at få overblik over angrebets omfang, hånd­ tere konsekvenser som forsinkelse af produkter og services samt kommuni­ kere med kunderne.

I krisens næste fase er redundans – en slags virksomhedens plan B – vigtig. Her mobiliserer virksomheden yderligere ressourcer i krisehåndte­ ringen. Det kan være i form af f.eks. ekstra servere med backup eller et alternativt netværk af leverandører, som man har haft stående standby.

Den tredje vigtige faktor, tid, handler om reaktionstiden, hvormed virksom­

heden bringer fleksibilitet og redun­ dans i spil. Tidsfaktoren er afgørende for virksomhedens modstandsdyg­ tighed: ”Den tid, det tager at mobilisere og udnytte både fleksibilitet og redundans, er afgørende for, hvor længe og hvor dybt krisen påvirker virksomheden,” siger Daniel Sepulveda Estay.

Kend sårbarhederne Har man først opbygget en cyber­ modstandsdygtig virksomhed, vil den ikke alene være modstandsdygtig over for cyberangreb, men også over for andre hændelser som strejker, ulykker, terror eller ekstremt vejr, siger Daniel Sepulveda Estay. Det hele kræver dog, at virksomheden kigger indad: ”Vi kan ikke styre, hvad der kommer udefra, men vi kan forsøge at styre, hvordan vi vil reagere, hvis en krise opstår. Ved at kigge på organisati­ onen i sin risikoanalyse får man øje på virksomhedens sårbarheder. De er vigtige at kende, hvis man vil have en modstandsdygtig organisation, som kan klare et cyberangreb,” siger Daniel Sepulveda Estay. a n iel Sep u l ved a E st ay, p o std o c , D DTU M a n a g ement E n g in eerin g , d a s ep @ d t u . d k

22

CYBE RSI KKE RHE D

KVA NTE K RY PTE R I N G

C YBERSIKKERHED

Ny metode effektiviserer kvantekryptering Verdensmestrene i hurtig datatransmission bruger deres viden og avancerede udstyr fra rekordforsøg til at udvikle en mere effektiv kvantekryptering.

D

Lot te K rull

S h utte rsto ck, Ma rtin K irsch gässne r

et meste af den kryptering, som i dag sikrer de infor­ mationer, vi sender over internettet, bliver usikker, når kvantecomputeren er en realitet. Med sin (forventede) uhyr­ lige regnekraft vil kvantecomputeren på kort tid kunne knække de matema­ tiske algoritmer, der i dag anvendes til at generere de dekrypteringsnøgler, der bruges til at afkode de krypterede

informationer. Modsvaret på denne udfordring er kvantekryptering.

Med kvantekryptering dannes dekrypteringsnøglen ud fra kvanteme­ kaniske principper, der er garant for fuldstændig tilfældighed, når nøglen skal skabes, hvilket gør den umulig at genskabe for andre.

Delingen af kvantekrypterings­ nøglen mellem afsender og modtager (fra A til B, ofte kaldet Alice og Bob)

Sådan Sådan Sådan virker virker virker den den nye den nye Quantum nye Quantum Quantum Key Key Distribution Key Distribution Distribution Sådan virker den nye Quantum Key Distribution PC

PC PC PC

Alice (A) vil Alice sende Alice (A) vil en (A)sende vil sende en en Alice (A) vil sende en krypteret krypteret besked krypteret tilbesked Bobbesked til Bob til Bob krypteret besked til Bob (B). Hun har (B).brug Hun (B). for Hun haren brug har brug for en for en (B). Hun har brug for en Foton kvantenøgle kvantenøgle tilkvantenøgle at til attil at kvantenøgle til at kryptere beskeden kryptere kryptere beskeden med.beskeden med.med. kryptere beskeden med.

Alices besked: Alices Alices besked: Hi besked: Hi Alices besked:

Hi Hi

Sådan serSådan beskeden Sådan ser beskeden ud ser beskeden ud ud Sådan ser beskeden ud skrevet som skrevet etskrevet som som et et skrevet som et binært tal:binært binært tal: tal: binært tal: 0100100001001001 0100100001001001 0100100001001001 0100100001001001

omtales som QKD (quantum key distribution). I QKD bruges enkelte lyspartikler – fotoner – til at bære krypteringsnøglen. Når man bruger enkeltfotoner, er det ikke muligt for uvedkommende at opsnappe nøglen, da det hurtigt opdages, at der mangler fotoner, og transmissionen kan standes.

I QKD udnyttes lysets kvantemeka­ niske egenskaber. En af egenskaberne er, at det er muligt for en enkelt foton at være flere steder på samme tid. Det udnytter forskerne på grundforsk­ ningscenteret SPOC (Silicon Photonics for Optical Communications) ved DTU Fotonik til at sende mere infor­ mation pr. foton. Det vil sige, at i stedet for at en enkelt foton kun bærer en enkelt bit (et ettal eller et nul), kan den bære flere bits.

Fra rekorder til kvantekryptering Kommunikationseffektivitet i form af at sende mere information pr. foton er hjemmebane for SPOC-centeret.

I flere omgange har forskergruppen sat verdensrekorder i overførsel af data – f.eks. i 2014, hvor det lykkedes at sende 43 terabit pr. sekund (Tbit/s)

Kerne A Kerne Kerne A A Kerne A Kerne B Kerne Kerne B B Kerne B

10101010 10101010 10101010 10101010

Foton i Foton Foi Fo superposition superp i su suB kerne B og kerne D: ke ke

0111 01 0 0

Kerne C Kerne Kerne C C Kerne C

Foton Foton Foton

1 11 1

Kerne D Kerne Kerne D D Kerne D Chip

Optisk Optisk fiber Optisk fiberfiber Optisk fiber

ChipChip Chip

Alices computer Alices Alices computer sender computer ensender vilkårlig sender en vilkårlig en vilkårlig Alices computer sender en vilkårlig Kerne A række af 1-taller række række afog1-taller nuller af 1-taller til oghendes nuller og nuller til hendes til hendes række af 1-taller og nuller til hendes siliciumchip. siliciumchip.

Hendes siliciumchip. laser Hendes sender Hendes laser fotoner laser sender sender fotoner fotoner Kerne B siliciumchip. Hendes laser sender fotoner gennem chippen, gennem gennem som chippen, guider chippen, som dem som guider videre guider dem inddem videre videre ind ind gennem chippen, som guider dem videre ind C Kerne i en optiski en fiber optisk i en med optisk fiber fire fiber kerner med med fire (glastråde). kerner fire kerner (glastråde). (glastråde). i en optisk fiber med fire kerner (glastråde).

Hver kerne Hver er Hver forudbestemt kernekerne er forudbestemt er forudbestemt til at repræsentil attil repræsenat repræsenKerne D Hver kerne er forudbestemt til at repræsentere henholdsvis tere tere henholdsvis 1-taller henholdsvis og1-taller nuller.

1-taller og nuller. og nuller. tere henholdsvis 1-taller og nuller.

= Kerne Kerne A0 A= Kerne A = Kerne 01 Kerne B B= Kerne B = Kerne 10 Kerne C C= Kerne C = Kerne 11 Kerne D D= Kerne D

=0 = 01 = = 10 = = 11 = =

2 22 2

3 33 3

Når fotonerne Når Det nye ved Detdenne nye Det ved nye måde denne vedatdenne lave mådemåde at lave at lave Det nye ved denne måde at lave 0 kvantekryptering hos Bob, måle hos kvantekryptering kvantekryptering på, er, at fotonens på, er, på,ater, fotonens at fotonens 0 kvantekryptering på, er, at fotonens supe superpositioner, superpos dv kvantemekaniske kvantemekaniske kvantemekaniske egenskab egenskab udnyttes. egenskab udnyttes.

Det udnyttes.

Det Det 01 supe kvantemekaniske egenskab udnyttes. Det 01 kern kerner har fo er en egenskab, er eneregenskab, der en egenskab, gør, atder den gør, der kanat gør, rejse den at kan den rejse kan rejse kerner fotonen kern er en egenskab, der gør, at den kan rejse 10 genn gennem den gennem optisk gennem flere gennem kerner gennem flere påflere kerner samme kerner på tidsamme på samme tid tid 10 genn gennem flere kerner på samme tid måd måde kan måde målinger kan (superposition). (superposition). (superposition).

Dvs. at når Dvs. fotonen Dvs. at når at f.eks. fotonen når fotonen f.eks. f.eks.

11 måd (superposition). Dvs. at når fotonen f.eks.

11 foton fotonerne superp rejser gennem rejser rejser kerne gennem gennem B og kerne D bærer kerne B ogden BDog bærer D bærer den den fotonernes foton rejser gennem kerne B og D bærer den 1-tao 1-taller og1-taller nuller. denne information: denne denne information: 0111. information: 0111.

0111.

1-ta denne information: 0111.

gennem en optisk fiber, og igen i 2016, hvor dette blev udvidet til 661 Tbit/s.

Rekorden kunne bl.a. lade sig gøre, fordi forskerne benyttede optiske fibre (glastråde) med flere kerner, som lyset kan løbe i – også kaldet en multiker­ nefiber.

I 2015 spekulerede forskergruppen på, om de kunne udnytte deres viden og det avancerede teknologiske udstyr fra deres rekord-dataoverførsler til kvantekrypteringsområdet. ”Vi kunne konstatere, at den gængse måde at lave QKD på svarer til den måde, vi udnyttede fotoner til data­ overførsel på for mange år siden, hvor én foton kun repræsenterer én bit.

Derfor blev vi nysgerrige på, om vi kunne overføre vores nyere metoder fra datatransmissionen til kvantekryp­ teringsområdet,” siger Leif Katsuo Oxenløwe, hvis grundforskningscenter derfor gik i gang med at eksperimen­ tere med at bruge optiske fibre med flere kerner (multikernefibre) til at lave kvantekrypteringsnøgler.

Udnytter optiske multikernefibre Ved at sende fotonen ind i en multi­ kernefiber kan man udnytte en rumlig dimension, der opstår, fordi der er flere

i position i B og D:

1111

DY N A M O

54

09

18

veje gennem fiberen. I SPOC’s første eksperiment udnyttede forskerne fire kerner i en optisk multikernefiber, for­ klarer fotonik-professoren: ”Når vi bruger fire kerner, har fotonen potentielt fire veje gennem fiberen. Ved at udnytte at fotonen kan være op til fire forskellige steder på samme tid, kan vi øge information pr. foton. I dette første eksperiment har vi vist, at vi kan styre, hvilke kerner fotonen skal benytte, og vi kan endda få den til at vælge flere kerner på samme tid,” siger Leif Katsuo Oxenløwe.

Eksperimentet viser, at SPOC-for­ skerne med den nye metode kan fordoble bitraten på en kvantekryp­ teringsnøgle, og i 2017 publicerede forskergruppen dette første resultat i Natures online partnerjournal ’npj Quantum Information’.

Mere detaljeret og længere nøgle Fordelen ved en kvantekrypterings­ nøgle med højere bitrate er, at nøglen bliver ’længere’. En nøgle skal bl.a. være lige så lang (have lige så mange bit) som den information, man ønsker at kryptere, for at garantere absolut ubry­ delighed. SPOC’s løsning er således et vigtigt skridt i retning af at skabe

23

DTU

Om SPOC Grundforskningscenteret Silicon Photonics for Optical Communications (SPOC) udvikler det videnskabelige grundlag inden for datatransmission, hvor der stræbes efter den ultimative datakapacitet.

Målet er at reducere internettets massive energiforbrug.

Centeret udvikler bl.a. nye lyskilder til ultra-bredbåndede superkanaler og til sikker kommunikation.

Silicium er centralt i denne forskning, idet silicium bruges til at lave optiske chips, der kan skabe særligt rumligt fordelt lys og lave ultrahurtig signalbehandling og udsende ultra-bredbåndet lys og enkeltfotoner. www. s p o c . d t u . d k

absolut sikre nøgler, der passer med de meget høje bitrater, der sendes rundt på internettet i dag. Forskergruppen eksperimenterer i øjeblikket med at udnytte optiske fibre med endnu flere kerner for at opnå endnu højere bitrater på kvantekrypteringsnøglerne. eif K at s u o Oxen l øwe, p rofes s o r, L DTU Foto n ik , l ed er af SP OC ( Sil ico n P h oto n ic s fo r Opt ic a l Co mmu n ic at io n s ), l kox @ foto n ik . d t u . d k

Foton Foton i i Foton i superposition superposition i i superposition i kerne D: B og D: kerne BB ogog D: kerne

0111 0111 0111 Chip

Chip

5 5

Chip

6 556 5

66

6

Bob Bob modtager modtager den Bob modtager Bob modtager denAlice ’blander’ den Bobden modtager den Alice Alice ’blander’ ’blander’ Alice ’blander’ Alice ’blander’ krypterede besked. besked. besked. krypterede besked. besked. krypterede nøglen nøglen med med den den nøglen med nøglen den med den krypterede nøglen med den krypterede Bob Bob dekrypterer dekrypterer indholdet indholdet indholdet Bob dekrypterer Bob hun dekrypterer indholdet indholdet Bob dekrypterer besked, besked, hun vilvil sende sende besked, hun besked, vil sende hun vil sende besked, hun vil sende ved atat ’trække’ ’trække’ ududnøglen ud ved attil’trække’ ved at nøglen ’trække’ ud nøglen udved vednøglen atnøglen ’trække’ til Bob Bob og og sender sender den den til Bob ogtil sender Bob og den sender den til Bob og sender den ogog kan kan nunu læse læse den den og kankrypterede nu og læse kanden nu læsetil den og kan nu læse den krypterede besked besked til besked krypterede krypterede besked tilbesked til krypterede til oprindelige oprindelige besked. besked. besked. oprindelige oprindelige besked. oprindelige Bob. Bob. Bob. Bob. Bob.besked.

Optisk Optisk fiber fiber Optisk fiber

334 34

Chip Chip

44

4

Når fotonerne fotonerne ankommer Bob Bob melder melder sine sine ede fotonerne ankommer Bob melder Nårankommer Bob fotonerne sine melderankommer sine Bob melder sine Alices besked: at lave ankommerNår Hi Hi besked: Hi Alices Alices besked: Alices besked: Alices besked: HiHi hos hos Bob, Bob, måles måles deres deres målinger målinger tilbage tilbage tiltil tilbage til sns es Bob, deres måles deres målinger hostilbage målinger Bob, måles tiltilbage derestil målinger ens er, at fotonens superpositioner, superpositioner, dvs. dvs. hvilke hvilke Alice.

Alice Alice sammenligner sammenligner sitioner, hvilke Alice. Alice superpositioner, Alice. sammenligner Alice sammenligner dvs. hvilke Alice.

Alice.

Alice sammenligner Det .vs.

Dethvilkedvs. b udnyttes.

Det 0100100001001001 0100100001001001 0100100001001001 Besked Besked binært: binært: Besked binært: Besked binært: 0100100001001001 Besked binært: 0100100001001001 kerner kerner fotonen fotonen har har benyttet benyttet dem dem med det, det, hun hun sendte, sendte, ogogsendte, otonen rejse benyttet benyttet dem med kerner dem det, fotonen hun med sendte, det, harhun benyttet ogsendte, og med dem med det, hun og kvantenøglen: den kanhar rejse 0011010100101100 0011010100101100 0011010100101100 0011010100101100 0011010100101100 Tilføjer Tilføjer kvantenøglen: kvantenøglen: Tilføjer Tilføjer kvantenøglen: Tilføjer kvantenøglen: gennem gennem den den optiske optiske fiber. fiber.

PåPå den den verificerer, at at informationinformationke denfiber. optiske På den fiber.

På den verificerer, gennem verificerer, at informationden optiske at informationfiber. Påverificerer, den verificerer, at informationmme tid måde måde kan kan målingerne målingerne ’oversætte’ ’oversætte’ erne erne stemmer stemmer overens. overens. n rne målingerne ’oversætte’ erne stemmer måde erne kanoverens. stemmer målingerne overens. ’oversætte’ erne stemmer overens. ks. eks. fotonen f.eks.’oversætte’ 0111110101100101 0111110101100101 0111110101100101 0111110101100101 Krypteret Krypteret besked: besked: besked: KrypteretKrypteret besked: besked: 0111110101100101 Krypteret fotonernes fotonernes superposition superposition til Alice ogog Bob Bob deler deler nuBob nu den den superposition til til Alice og fotonernes Bob Alice deler og superposition Bob nutilden deler nu den til Alice Alice og deler nu den nes Dposition bærer den 1-taller 1-taller ogog nuller. nuller. samme version version afaf nøglen. nøglen.af nøglen. og nuller. samme 1-taller version samme ogafnuller. version nøglen.af nøglen.samme samme version

24

CYBE RSI KKE RHE D

U D DA N N E LS E

DY N A M O

54

09

18

DTU

C YBERSIKKERHED

Studerende skal lære at hacke Fremtidens it-sikkerhedseksperter skal lære at tænke ligesom hackerne. Derfor får studerende nu et laboratorium, et hackerlab, hvor de skal lære at hacke smarte apparater.

Je p p e Mø lgaard S h u tte rsto ck, All O ver Press

I

t-sikkerhedseksperter skal vide, hvordan man bryder koden til smarte dørlåse, højttalere og andre apparater, som er for­ bundet på Internet of Things – IoT. Derfor skal computer-ingeniør­ studerende lære at hacke. ”Hackere tænker ofte skævt og lidt ud af boksen for at finde sikker­ hedshuller. Så hvis vi skal forsvare os mod cyberangreb, skal de studerende forstå, hvordan en hacker tænker,” siger lektor Christian D. Jensen fra DTU Compute, som er ansvarlig for det nye hackerlab.

Det er ikke tilfældigt, at der er fokus på sikkerheden i apparater på IoT. Digitaliseringens hastige udbredelse har nemlig betydet en voldsom stigning i antallet af enheder, der kommunikerer med hinanden.

Enheder og apparater, hvor cybersik­ kerhed ikke nødvendigvis er tænkt ind i produktudviklingen.

”Der er behov for at undersøge sikker­ heden i de fysiske installa­tioner, fordi apparaterne skaber flere indgange for hackere og derfor mere usikkerhed.

It-sikkerhedsfolk har brug for et værk­ sted, hvor disse IoT-devices står til rådighed, på samme måde som kemi­ kere har brug for et laboratorium til at lave eksperimenter,” siger Christian D. Jensen. ’White hat hacking’ At et universitet underviser stude­ rende i hacking, lyder måske kontro­

versielt, men indsatsen handler også om at rekruttere talentfulde unge it-interesserede til at blive ingeniører ved at vise dem, at man kan hacke i en god sags tjeneste – såkaldt white hat hacking i modsætning til cyberkrimi­ nelle, der begår ’black hat hacking’. ”Jeg tror, at ideologien om hacking bliver formet allerede i folkeskolen og gymnasiet, så for os handler det også om at vise omverdenen, at unge it-talenter kan tage deres kompetencer denne vej. Jeg mener samtidig, at DTU giver en sund, moralsk ballast oven i undervisningen,” siger Christian D. Jensen.

DTU Hackerlab forventes at åbne i efteråret 2018. h rist ia n D . J en s en , l ek to r, DTU Co mp u t e, C c d je@ d t u . d k

”Truslen fra cyberkriminalitet er MEGET HØJ.” KILDE: TRUSSELSVURDERINGEN FOR DANMARK, UDSENDT I MAJ 2018 AF CENTER FOR CYBERSIKKERHED VED FORSVARETS EFTERRETNINGSTJENESTE

NYT FORS KNINGS RES U LTAT

Et nyt videnskabeligt studie viser, at mennesker livet igennem færdes højst 25 steder ad gangen.

Resultatet giver ny viden om den menneskelige mobilitet.

M E N N E S KE RS M O B I LI TE T

Postdoc Laura Alessandretti og lektor Sune Lehmann Jørgensen har påvist, at mennesker bevæger sig mellem et begrænset antal steder livet igennem.

Vi færdes kun 25 steder hele livet C h ristin a Tæ kke r Jo achim Ro d e

P

å ethvert givet tidspunkt vil mennesker altid have højst 25 steder, som de regelmæs­ sigt vender tilbage til. Mere kan vores hjerne ikke kapere.

Det viser et videnskabeligt studie, der afslører helt nye sider af, hvem vi er som mennesker, og hvordan vi fungerer.

Studiet er offentliggjort i Nature Human Behaviour og bygger på ana­ lyser af 40.000 menneskers mobildata og fire datasæt – heriblandt data fra dataindsamlingsprojektet SensibleDTU, hvor DTU-studerende i 2015 fik udle­ veret en smartphone til at kortlægge deres færden.

Studiet er det første af sin art, hvor man undersøger menneskers mobilitet over tid og studerer, hvordan adfærden ændrer sig. Bag projektet står DTU, City, University of London og Sony Mobile Communications. ”Jeg forventede, at der ville være forskel på de DTU-studerendes adfærd og et bredt udsnit af befolkningens. Men det var der ikke. SensibleDTU viste, at de studerende havde et begrænset antal steder, de besøgte, selv om stederne ændrede sig over tid. Det samme resultat fandt vi, da vi skalerede projektet op til 40.000 mennesker fra hele verden med

25

Foretrukne steder

Tid tilbragt på hver lokation

Hjemme

Arbejde

Når en ny lokation introduceres, bliver en gammel forladt

Mennesker er konstant i bevægelse, men der er et loft på antallet af steder, vi vender tilbage til.

Tankstation

Fitness Café

Bar

Indkøb Busstop

forskellige vaner og køn. Det var over­ raskende,” siger Laura Alessandretti, der er postdoc på DTU Compute.

Gamle steder forsvinder Et vigtigt delresultat af studiet er, at men­ nesker konstant er i bevægelse og bliver ved med at finde nye steder. Man kan f.eks. flytte til en ny bolig, skifte favorit­ restaurant, finde en ny bar eller dyrke fitness et andet sted, end man plejer.

Men antallet af steder er konstant på 25 i en given periode. Hvis der kommer en ny lokalitet til, forsvinder en af de gamle. Samme mønster går igen, når forskerne deler lokaliteterne ind i kate­ gorier efter, hvor ofte og hvor længe man befinder sig på lokaliteten. ”Mennesker er ikke statiske. Vi har typisk vores sommer-, vinter, forårs- og efterårssteder, som vi holder af. Men de ændrer sig på en interessant måde. Der er konstant en fast størrelse af steder, som vi tager hen til – og det skyldes ikke tidnød. Meget tyder på, at det er hjernen, der siger, at den ikke har lyst.

Vi kender ikke mekanismen, der ligger bag. Men studiet fortæller os, at alle mennesker har en begrænsning, som vi ikke er bevidste om,” siger Sune Lehmann, der er lektor på DTU Compute.

Han forklarer, at studiet kan øge forståelsen af menneskers mobilitet og adfærd. ”Vi er milliarder af mennesker på kloden, og vi bevæger os hele tiden mellem mange steder, når vi skal på arbejde, købe ind osv. Det skaber både forurening og kaos. Jo bedre vi er til at forstå menneskers færden, jo bedre kan vi designe de systemer, vi bruger til at bevæge os rundt i det offentlige rum,” siger Sune Lehmann. u n e Leh ma n n J ø rge n se n , le k to r, S DTU Co mp u t e , slj o @ d t u . d k a u ra A l es s a nd ret t i , p o std o c , L DTU Co mp u t e , la u a le @ d t u . d k æ s ’ E vid en c e fo r a Co n se r ve d Q u a nt i t y L in H u ma n M o bi li t y ’ p å ko r t li n k . d k / u e ay .

26

KI G I N DE N FO R PÃ… DT U

A R KT I S K FO R S K N I N G

J OAC H I M RO DE

DTU

DYN AMO

54

09

18

Walk-in køleskab til arktisk forskning Forskningen i arktisk teknologi og byggematerialer ved DTU Byg er blevet opgraderet med en ny laboratoriebygning på 1.100 m2 på DTU Lyngby Campus. I bygningens centrale fællesområde er der opført et kølerum på 12 m2, hvor forskere og studerende opbevarer forskellige opløsninger og væskeprøver, som skal analyseres. Kølerummet er indkapslet i matteret glas med hvide, blålige og grønlige farver, som skal associere bygningens forskning til landskaberne i de arktiske egne.

Bygningens øvrige faciliteter omfatter også et laboratorium til forskning i permafrost samt to klimakamre med temperaturstyring, der giver mulighed for at lave eksperimenter ved meget præcise temperaturer.

C e nte r fo r Arktisk Teknologi, artek.byg.dtu.dk

27

28

FO RSKN I NG

NY H EDER

DY N A M O

54

09

18

DTU

Nyt institut for sundhedsteknologi DTU opretter et nyt institut for sundhedsteknologi pr. 1. januar 2019. Instituttet sam­ ler over 300 forskere fra flere institutter, der skal medvirke til at etablere en stærk platform for universitets regionale, nationale og internationale samarbejde inden for sund­ hedsteknologi.

”DTU er allerede en bety­ delig aktør på dette område.

Vores forskning inden for sundhedsteknologi involverer et bredt spektrum af intelli­ gente løsninger til indsamling og behandling af sundheds­ data, forskning i medicinsk signalbehandling, medicinske sensorer, bio­materialer, inno­

vativ høreteknik, drug delivery, telemedicin og meget mere.

Vores ingeniører får dermed stadig større betydning for udviklingen af de teknologier, som sundhedssektoren skal bruge til diagnosticering og behandling af patienter,” siger Rasmus Larsen, prorektor på DTU. Prorektor Rasmus Larsen er i spidsen for etableringen af det nye institut DTU Sundhedsteknologi.

FLEST AFTALER I 2017 indgik DTU 649 forsknings­ aftaler med såvel offentlige som private parter. Dermed er DTU den forsk­ningsinstitution med flest forskningsaftaler efter­ fulgt af Region Hovedstaden og Aarhus Universitet. Det fremgår af rapporten ’Viden til Vækst 2018’ fra Uddannel­ ses- og Forskningsministeriet.

TAG MED TIL HIGH TECH SUMMIT 10. og 11. oktober mødes virksomheder, forskere og studerende til High Tech Summit på DTU i Lyngby.

Begivenheden er en kombineret konference og messe med fokus på digitale teknologier som bl.a. kunstig intelligens og robotter.

Se programmet på hightechsummit.dk

FRA KØBENHAVN TIL LYNGBY DTU har med virkning fra 1. september ansat Mette Wier som ny direktør for DTU Management Engineering. Mette Wier kommer fra en stilling som prodekan for forskning og omverdensrelati­ oner ved Det Samfundsvidenska­ belige Fakultet på Københavns Universitet (KU). Mette Wier er 57 år og uddannet økonom fra KU, hvor hun også har taget en ph.d.-grad. Mette Wier har tidligere været professor på både KU og RUC. I peri­ oden 2005-2013 var hun direktør i sektorforsknings­ instituttet AKF, Anvendt KommunalForskning.

H en rik Larse n, Lotte K rull, Tom Nervil

Joac him Rode

”DAWN vil bidrage markant til at øge vores forståelse af, hvad der skete, lige efter vores univers blev født, og de første stjerner og galakser blev dannet.”

Kristian Pedersen, professor og direktør på DTU Space, ved åbningen af grundforskningscenteret DAWN, hvor Københavns Universitet og DTU sammen skal forske i det tidlige univers.

SPINOUT

NANOIM PR INT L I TO G R A FI

29

Som ph.d.-studerende ved DTU for 12 år siden opfandt Theodor Nielsen sammen med to professorer en metode til at trykke nano­strukturer i en overflade.

Højteknologisk spinout på tærsklen til globalt gennembrud Det er et langt, sejt træk at udvikle højteknologiske produkter og få forklaret omverdenen, hvad de kan bruges til. Det er spinout-virksomheden NIL Technology et godt eksempel på.

Mariann e Vang Ry de Bax Lin d h ard t

”I

har en god idé, men vi tror, det bliver svært at få succes med den, så vi vil fraråde jer at starte et firma.” Sådan lød beskeden i 2006 fra en rådgiver til de to ph.d.-studerende på DTU Nanotech Theodor Nielsen og Brian Bilenberg. De havde ellers fået positiv feedback ved flere konkurrencer på deres forretningskoncept baseret på en opfindelse, Theodor havde gjort sammen med to DTU-professorer. Og

den negative besked slukkede heller ikke håbet; tværtimod tændte den en ild i Theodor. I dag, 12 år senere, står han med ansvaret for 18 medarbejdere i virksomheden NIL Technology, som er eksperter i at trykke nanostrukturer i en overflade.

Virksomheden kom altså i gang trods advarslen, og efter en lang etableringsfase og et kæmpe arbejde med at forklare kunder og investorer, hvad teknologien kunne bruges til, er drømmen om den store, globale succes

30

rykket helt tæt på: ”Vores teknologi vil inden længe findes i virkelig mange af de højteknologiske apparater, som vi allesammen bruger. Vi vil vokse til mere end 100 ansatte de næste fem år og være at finde over hele verden,” siger Theodor Nielsen.

Startede med et patent Det hele begyndte på DTU. Theodor Nielsen havde sammen med professor Anders Kristensen og professor Ole Hansen fundet på en ny metode til nemt og præcist at trykke nanostruk­ turer i en overflade, typisk silicium eller glas; såkaldt nanoimprint litografi (NIL), deraf navnet NIL Technology. Tek­ nologien er relevant for produktion af forskellige

Ved hjælp af nano­ imprint litografi kan man trykke nanostrukturer i en overflade af glas eller silicium.

S P IN O U T

højteknologiske komponenter inden for optik, bioteknologi og sensorer. Én anvendelse af nanostrukturer er at lave linser i f.eks. mobiltelefoner mindre, end de er i dag.

DTU tog patent på idéen, og Theodor Nielsen, som under hele sit studium havde været opsat på at skabe arbejdspladser og vækst, formulerede sammen med Brian Bilenberg og et par andre studerende fra DTU en forret­ ningsplan på baggrund af patentet.

Projektet vandt en andenplads i iværksætterkonkurrencen Venture Cup. Der var flere, som viste interesse for det, og efterhånden begyndte de studerende at se det som mere end bare en god idé. Selvom nogle rådgivere altså mente, at det

NA NO I MP RI NT LI TO G RA F I

ville blive svært at omsætte den til en god forretning. ”Det var et meget nyt felt, og der var ikke mange, som forstod det. Man kan også godt sige, at rådgiveren fik ret, hvis han med en god forretning mente, at virksomheden skulle kunne sælges videre for mange millioner inden for fem-syv år, som er den typiske investe­ ringshorisont for mange venture-fir­ maer. Set gennem de briller er vi jo ikke en succes. Men i løbet af 12 år har vi altså formået at tage en meget avan­ ceret teknologi, gøre den konkret og skabe en forretning med en omsætning på mellem 20 og 30 mio. kr. om året.

Vi har opbygget en ufattelig stor viden og skabt en anseelig kundebase. Hidtil har vi solgt vores teknologi til virksom­ heder, der har brugt den til udvikling af deres produkter. Deres udvikling er

DY N A M O 5 4 0 9 1 8

DTU

31

"Vores teknologi er på vej på markedet og vil kunne købes af forbrugerne inden for cirka to år.”

THEODOR NIELSEN, DIREKTØR, NIL TECHNOLOGY

Én anvendelse af nanostrukturer er at lave linser i f.eks. mobiltelefoner mindre, end de er i dag.

lykkedes, og vi står nu foran et ægte kommercielt gennembrud, fordi pro­ dukter med nanoimprint lavet med vores teknologi er på vej på markedet og vil kunne købes af forbrugerne inden for cirka to år,” forklarer Theodor Nielsen.

Virksomheden har bestemt ikke stået stille i de 12 år. Der er løbende gang i forsknings- og udviklingspro­ jekter sammen med bl.a. DTU, og for nylig købte NIL Technology endnu et patent, baseret på et samarbejde mellem Theodor Nielsen og professor Anders Kristensen.

De fik nemlig i 2009 en idé til, hvordan nanoimprint-teknologien også kunne bruges til at nanostruktu­ rere forme til sprøjtestøbning af plast.

Med deres teknik kan man allerede i formgivningsfasen udstyre plasten

med forskellige egenskaber, f.eks. gøre den vandafvisende eller sågar give den farve – uden at bruge farvestoffer. Og hermed er markedet for NIL Techno­ logy udvidet betydeligt.

Forankret på DTU Blandt NIL Technologys kunder finder man de største højteknologiske virk­ somheder i verden, som vi alle kender.

Så meget kan Theodor Nielsen sige, men af forretningshensyn kan han ikke nævne dem ved navn. ”Vi er med til at udvikle de pro­ dukter, som vi alle vil bruge de næste mange år. Og det er enormt spæn­ dende, både ud fra en kommerciel og en ingeniørmæssig betragtning: Det, vi laver, bliver faktisk brugt,” siger han.

Den ventede ekspansion betyder, at NIL Technology vil få aktiviteter flere

steder i verden, men virksomheden vil altid være til stede på DTU, mener Theodor Nielsen: ”DTU ligger dybt i vores DNA. Firmaet bygger på en idé, der er skabt på DTU, og er et direkte produkt af, at universitetet for mange år siden beslut­ tede at etablere renrummet Danchip og satse på forskningen i nanoteknologi.

Adgangen til siliciumprocessering i DTU Danchip har stor betydning for vores forretning. Universitetet er stadig vores største samarbejdspartner, vi har kon­ torer herude, udvikler ny teknologi med forskere i DTU Nanotech og lejer os ind i DTU Danchip. Vi er simpelthen DTU’ere af hjerte, sind, følelser og tanker.” nders Kristensen, professor, DTU Nanotech, A anders.kristensen@nanotech.dtu.dk n il t . co m

32

OLI E P ROD U KT I ON

ALA R M SYS TE M E R

Forsmag på fremtidens kontrolrum For hver liter udvundet olie fra Nordsøen må man pumpe 10 liter vand ned i undergrunden. Et forskningsprojekt skal hjælpe Total med at optimere driften af de komplicerede anlæg, der renser enorme mængder af havvand og pumper vandet ned under højt tryk.

Morten Andersen Lene Esthave

T

ænk på et kontrolrum, hvor der er gået en alarm, så alle medarbejdere er på tæerne. Tag så lyden væk.

Sådan er stemningen i kontorlandskabet på 4. sal i Totals byg­ ning i Esbjerg Havn. ”Heroppe er alarmen altid gået,” siger projektingeniør Steven Munk Østergaard Lauridsen, Total, og understreger, at der er tale om alarmer uden betydning for sikkerheden på platformene. Kritiske alarmer hånd­ teres af et helt andet system, ESD (Emergency Shutdown), som sætter gang i en automatisk, sikker ned­

lukning. Det sker heldigvis ekstremt sjældent. ”Alarmerne, som kommer ind her, handler om tekniske uregelmæssig­ heder, der skal håndteres for at sikre optimal drift af anlæggene. Oliepro­ duktionsanlæg er komplicerede, og der opstår hele tiden små og store tekniske uregelmæssigheder.”

Steven Munk Østergaard Lauridsens arbejdsfelt er vandinjektion. I avisernes nyhedsgrafikker ser man som regel offshoreudvinding illustreret som et sugerør, der er stukket ned i en sort boble under havbunden. Men den fase, hvor trykket i reservoirerne i Nordsøen

var højt nok til at få olien til selv at søge op i rørledningen, er for længst forbi. I dag pumper operatørerne kon­ stant enorme mængder vand ned i de kompakte lag af kalk for at drive olien ud af sit skjul.

Nu er vandinjektionen genstand for Totals del af et projekt ledet af Center for Olie og Gas – DTU. Baseret på modeller udviklet af professor emeritus Morten Linds gruppe på DTU Elektro udvikler parterne i projektet software, der kan hjælpe operatørerne i et kon­ trolrum med at skelne mellem kritiske og mindre kritiske tekniske alarmer.

Desuden skal systemet oplyse opera­

DY N A M O

54

09

18

Center for Olie og Gas – DTU Også kaldet Danish Hydrocarbon Re­ search and Techno­ logy Center (DHRTC) er et nationalt forsk­ ningscenter, som skal skabe grundlag for at øge indvindingsgra­ den for olie og gas i den danske del af Nordsøen. Centeret, der har til huse på DTU’s campus, er etableret i 2014 med en bevilling på en mia. kr. over 10 år fra partnerne i Dansk Undergrunds Consor­ tium: Total, Shell, Chevron og Nordsø­ fonden. Fem danske vidensinstitutioner er partnere i centeret: DTU, Københavns Universitet, Aarhus Universitet, Aalborg Universitet og GEUS.

tøren om den underliggende årsag til den enkelte alarm.

Vigtigt med stabil vandinjektion Dengang man begyndte at pumpe vand ned, skulle der kun lidt til for at opnå en effekt. Med tiden må man øge mængden af vand. Som en tom­ melfingerregel skal der i øjeblikket 10 liter vand til for at udvinde én liter olie.

I alt bliver det til mere end 400.000 kubikmeter vand om dagen. Ganske vist er der masser af vand til rådighed i Nordsøen, men det går ikke at bruge havvandet uden videre. Anlægget består

Total samarbejder med bl.a. DTU om at udvikle software, der hjælper operatører med at skelne mellem kritiske og mindre kritiske alarmer.

DTU

33

”Hvis vandinjektionen må indstilles på grund af et nedbrud, vil det gå hårdt ud over indvindingen af olie.”

Det betyder omvendt, at der er store økonomiske gevinster ved at sikre stabil vandinjektion.

Sprækker i kalken skal undgås Sagt på en anden måde er det økono­ misk sund fornuft for Total – og giver udsigt til højere skatteindtægter, vækst og beskæftigelse for det danske sam­ fund – at optimere vandinjektionen. ”Hvis du øger vandtrykket, øger du umiddelbart produktionen af olie.

Men bliver trykket for højt, skaber du sprækker i kalklaget. Sprækker kan fungere som små motorveje for vandet. Uanset hvor meget vand du pumper ned, vil det meste flyde gennem sprækkerne. Olien vil så sidde i områder af kalken, hvor der aldrig kommer noget vand. Med andre ord har du delvist ødelagt dit reservoir,” forklarer Steven Munk Østergaard Lauridsen.

Det er en balance at finde det rigtige tryk. ”Du vil gerne ligge på ’the sweet spot’. Det vil sige der, hvor du har det maksimale tryk, som du kan have uden at skabe sprækker i reservoiret.

Men når man ikke ved, hvor punktet præcist ligger, er man nødt til at holde en ganske stor sikkerhedsmargin og mister derved produktion.”

”Olieproduktionsanlæg er komplicerede, og der opstår hele tiden små og store tekniske uregelmæssigheder.”

S T E VE N M U N K Ø S T E R G A A R D L A U R I D S E N , T O TA L

af syv moduler. I hvert af dem gen­ nem­går vandet en form for enten meka­ nisk, kemisk eller biologisk rensning, inden det pumpes ned i undergrunden under meget højt tryk – 300 bar. ”Vi har i dag stort fokus på vand­ behandling, og selvom der trods alt ikke er lige så store sikkerhedsrisici involveret som for håndteringen af olie og gas, er den tekniske kompleksitet lige så høj. Det betyder, at der kommer lige så mange meldinger om tekniske uregelmæssigheder,” forklarer Steven Munk Østergaard Lauridsen.

Samtidig er den økonomiske betyd­ ning stor.

Og her kommer spørgsmålet om alarmer ind i billedet. Hvis trykket falder på en bestemt ventil, kan det være et afgrænset teknisk problem eller en fejl fra en operatørs side. Men det kan også være et signal om, at der er noget galt i reservoiret – f.eks. at man nærmer sig punktet, hvor der kan dannes sprækker. Med et optimeret alarmsystem får man præsenteret de mulige årsager til trykfaldet og også sandsynligheder for, hvorvidt de er rigtige. Dermed får man et bedre grundlag for at reagere. Samtidig kan man tillade sig at køre tæt på det opti­ male tryk i forvisning om, at man vil få

34

O L I E P RO DUKT I O N

AL A R M SYS TEM ER

linket til vores virkelighed. Som energi­ selskab er det ikke os, der kan udvikle et produkt som AlarmTracker. Derfor er det godt, at vi har centeret til at sætte sig i spidsen for tingene, så det til sidst ender med et produkt, som vi kan benytte os af.”

bestemte typer alarmer, inden man går over stregen.

Til kamp mod intetsigende alarmer Grundprincippet i dag er, at man starter med at definere et normalom­ råde for driften. Det vil sige acceptable intervaller for de vigtigste parametre som tryk, temperatur, flow, partike­ lindhold mv. Bevæger et parameter sig ud til kanten af sit interval, udløses en alarm. ”Problemet er, at på dette tidspunkt er der meget lidt tid til, at operatøren kan forsøge sig med et mindre omfat­ tende indgreb og se, om det har den forventede effekt. I stedet ville det jo være smart, hvis vi kunne udnytte mønstrene i de bevægelser, som altid findes inde i normalområdet, til at se, om systemet var på vej til at komme ud af balance – inden det rent faktisk kom ud af balance,” forklarer Steven Munk Østergaard Lauridsen. ”I fremtiden håber vi, at operatøren kan slippe for at tage stilling til helt så mange ting og samtidig få støtte, så det bliver lettere at træffe det rigtige valg.”

Forskningen linket til virkeligheden På DTU Elektro har gruppen ledet af Morten Lind gennem 25 år forsket i at forbedre systemer til kontrolrum. Det har skabt metoden ’Multilevel Flow Modeling’, som er kernen i dette pro­ jekt. At man arbejder ’multilevel’, vil

sige, at systemet leder efter årsagerne til en given alarm på flere niveauer. I nogle tilfælde er der tale om en simpel teknisk fejl. Andre gange har en ope­ ratør måske ændret en indstilling uden at tænke på, at det kunne have en uheldig effekt et andet sted i systemet.

Og endelig kan der være tale om en dårlig ledelsesbeslutning. ”Tankegangen er meget brugbar for os. Vi havde i forvejen taget initiativ til at arbejde med ’alarm management’, hvor vi netop arbejder med at ned­ bringe antallet af intetsigende eller direkte unødvendige alarmer,” fortæller Steven Munk Østergaard Lauridsen.

Ud over Center for Olie og Gas – DTU og DTU Elektro er DTU Compute samt Institut for Energiteknik på Aalborg Universitet akademiske partnere i projektet. På virksomheds­ siden deltager ud over Total også ConocoPhillips UK samt den unge norske virksomhed Eldor Technology, der skal udvikle og markedsføre det kommercielle slutprodukt. Det bliver under varemærket AlarmTracker. ”Projektet viser værdien i konstruk­ tionen med Center for Olie og Gas – DTU,” siger Steven Munk Østergaard Lauridsen. ”Hvis vi som virksomhed går til en forskningsinstitution alene med et forskningsmæssigt sigte, ender det som regel med, at der kommer en ph.d.-afhandling ud af det. Det kan nogle gange være fint nok, men ofte er der behov for nogen, som kan sørge for, at forskningsresultaterne bliver

Projektingeniør Steven Munk Østergaard Lauridsen håber, at en forbedring af alarmsystemet letter arbejdet for operatørerne, så de får nemmere ved at træffe de rigtige valg.

Big data skal udnytte bagkatalog af alarmer ”Som udgangspunkt skal AlarmTracker installeres offshore som hjælp til ope­ ratørerne. Men jeg forestiller mig, at vi i første omgang vil lade systemet køre som en digital tvilling til det nuvæ­ rende alarmsystem. Efter noget tid kan vi så evaluere systemet. Fanger det de kritiske ting, som det skal? Leverer det de rigtige underliggende forklaringer på de alarmer, der kommer?” siger Steven Munk Østergaard Lauridsen.

På længere sigt er forventningerne høje: ”Projektet er et stort skridt i retning af yderligere digitalisering. Det åbner for, at vi kan vride større værdi ud af de store mængder af data, som vi gene­ rerer om vores produktionssystem.”

Siden 2000 har virksomheden lagret alle alarmer, og siden 2012 er der sup­ pleret med data fra sensormålinger.

Drømmen er at skabe et intelligent system, der selv drager nytte af dette enorme datakatalog. Det vil sige, at når der kommer en bestemt type alarm i dag, kan systemet selv afdække, at situationen svarer fuldstændig til en

”Projektet er et stort skridt i retning af yderligere digitalisering.”

S T E VE N M U N K Ø S T E R G A A R D L A U R I D S E N , T O TA L

kritisk tilstand, der måske forekom for fire år siden, og oplyse, hvad årsagen var dengang – og også hvilken løsning der virkede.

Steven Munk Østergaard Lauridsen sammenfatter: ”Alarmerne slipper vi ikke for. Men forhåbentlig kan vi undgå, at det er en enkelt persons dagsform, der afgør, hvor klogt der bliver reageret på dem.” o rt en L in d , p rofe sso r e m e r i t u s, M DTU E l ek t ro , ml i@ e le k t ro . d t u . d k rik Bek - Ped ers en , p ro gra m m e m a n a ge r, E C ent er fo r Ol ie o g G a s – DT U , e r i k b p @ d t u . d k

INNOVATI ON

NYHE D E R

DY N A M O

54

09

18

35

DTU

DTU-STARTUPS KLARER SIG GODT Virksomheder baseret på opfin­ delser fra DTU skaber store sam­ fundsmæssige værdier og klarer sig næsten dobbelt så godt som spin-outs og startup-virk­ somheder generelt. Det viser en opgørelse baseret på tal fra Det Centrale Virksomhedsregister i perioden 2000-2017. Hvor 54 pct. af spin-outs og startups i samfundet generelt overlever i fem år, er det tilsvarende tal for virksomheder baseret på

en aftale om IP-rettigheder fra DTU på 94 pct. Ud af de 70 virksomheder, der er oprettet i perioden, har kun fire virksomhe­ der drejet nøglen om, og samlet set er der blevet skabt 675 nye arbejdspladser. Opgørelsen viser endvidere, at firmaerne samlet set repræsenterer en værdi på 3,5 mia.kr.

Startupvirksomheden Aquaporin bygger på en ide om at kopiere naturens måde at rense vand på i cellemembraner. I dag producerer virksomheden vandrensningsfiltre, der også har været en tur i rummet med den europæiske rumfartsorganisation, der ønskede at teste refiltrering af vand på rumstationer.

Danish Design Award til mobilt urinal Peefence er et bæredygtigt og fleksibelt urinal, der nemt kan sættes op ved festivaler, og som imødekommer mandlige deltageres impuls til at lade vandet lige dér, hvor tissetrangen melder sig. Ideen er så god, at den i maj modtog en Danish Design Award i kategorien Clean Solutions. Peefence startede som et studenterprojekt i 2013 på Roskilde Festival og har siden udviklet sig til en succesfuld startup. Både Distortion og Roskilde Festival har taget Peefence til sig, og festivalarrangører i Holland vil i år også afprøve løsningen.

NORDISK NUMMER

1

På ranglisten Reuters Top 100: Europe’s Most Innovative Universities ligger DTU på en nordisk førsteplads.

Ranglisten anvender en række indikatorer for innovation heriblandt antallet af patenter samt disses succes og citationer.

Dyst i bæredygtige ideer De bedste ideer blev præmieret med op til 30.000 kr., da DTU i juni afholdte Grøn Dyst, der er en årlig studenterkonference for bæredyg­ tige projekter. Vinderideerne omfattede bl.a. udnyttelse af svampe som materiale til emballage og surfboards og genbrug af spildprodukter fra fødevareindustrien til morgenmadsprodukter.

Pete r Aagaard Brixen, Tore Vind Jensen, Lotte Krull

Aqu a p o rin A / S, D it t e Va l ent e, U l rik M . E rik s en

36

DT U Ø RSTE D- FO RE L ÆSN I NG

KO NVEK S O P T I M ER I N G

MATEMATIKER MED EN MISSION Mød Stanford-professor Stephen Boyd, der opnår overvældende resultater med en særlig matematisk disciplin – konveks optimering.

Mo rte n An d e rse n DTU

D

TU bør oprette et kursus i konveks optimering. Og det bør være obliga­ torisk for samtlige

studerende!”

Amerikanere har ry for at være direkte. Stephen P. Boyd, Samsung Professor of Engineering ved Ele­ ctrical Engineering Department, Stanford University, er ingen und­ tagelse.

Inden forklaringen på, hvad konveks optimering går ud på, kommer her en hurtig illustration af det momentum, som bevæ­ gelsen, der har Stephen Boyd som uofficiel anfører, nyder netop nu.

Gennem den seneste halve snes år er konveks optimering taget i anvendelse inden for områder som design af elektroniske kredsløb, kontrolsystemer, signalbehandling, finansielle tjenester, dataanalyse og

model-til­ pasning.

Resultaterne er nærmest overvældende: Optimeringer kan enten ske meget hur­ tigere eller med langt højere præcision. Det betyder i sidste ende højere udbytter, bedre forudsigelser og flere penge på bundlinjen for virksomheder.

Juvelen i samlingen af resultater er Boyds forskergruppes bidrag til verdens første lodrette landing af en løfteraket,

Med konveks optimering kan optimeringer ske meget hurtigere eller med langt højere præcision.

Falcon 9, fra Space Exploration Technologies (i daglig tale SpaceX) i 2017. Den vellykkede landing indvarsler en ny æra inden for rumflyvning, hvor løfteraketter kan blive brugt igen i stedet for at blive forvandlet til skrot. For et halvt år siden offentliggjorde SpaceX, at de brugte software fra Stephen Boyds forskningsgruppe. ”Jeg havde vidst i et stykke tid, at de benyttede vores software, men jeg kan først tillade mig at nævne det nu, hvor de selv har annonceret det.”

Inden for optimering er man normalt glad for forbedringer på måske 10 eller 20 pct. Den slags kan imponere kolle­ gerne – og vil helt sikkert gøre ledelsen af enhver virksomhed særdeles tilfreds – men kan sjældent begejstre den bredere

DY NAM O

54

09

18

DTU

DTU Ørsted-forelæsninger Flere gange om året inviterer DTU nogle af verdens førende forskere til at forelæse om deres fagområde, forskningsresultater og perspektiverne i deres forskningsområde på DTU i Kgs. Lyngby. Forskernes fagområder har alle snitflader til forskningen på DTU. Forelæsningerne er åbne for alle.

Se eller gense videoer med tidligere forelæsere, og få information om kommende DTU Ørsted-forelæsninger her: ko rt l in k . d k / rn 5 6

”I forbindelse med Falcon 9 har vi medvirket til at gøre noget muligt, som tidligere var umuligt.”

S T E P H E N B OY D , P R O F E S S O R , S TA N F O R D U N I VE R S I T Y

37

offentlighed. Derfor gav bidraget til SpaceX-projektet en ekstra god fornemmelse. ”I forbindelse med Falcon 9 har vi medvirket til at gøre noget muligt, som tidligere var umuligt.

Så i dette tilfælde er størrelsen af forbedringen jo uendelig!”

Og hvad er konveks optimering så?

For at forstå, hvad konveks optime­ ring er, må man vide, hvordan tek­ nisk optimering normalt foregår.

Tag et problem fra hverdagen.

Hvordan er sammenhængen mellem vejret og salget af is? Alle ved, at der bliver solgt flere is, når solen skinner, men hvordan får man en mere præcis beskrivelse?

Her vil man være nødt til at have data. Det kan f.eks. være salget af is i en kæde af supermarkeder plottet ind i et diagram i forhold til antallet af solskinstimer pr. dag. Tilsammen vil datapunkterne antyde en opadgående kurve.

Men der vil også være nogle få punkter, som ligger langt fra det forventede, og mange punkter, som afviger en lille smule.

Kunsten er nu at tegne den kurve, som repræsenterer den samlede mængde af datapunkter bedst muligt. Denne kurve vil være en model af sam­ menhængen – klar til brug for f.eks. den logistik­ansvarlige hos supermarkeds­ kæden.

Eksakt løsning på komplekse problemer Det matematiske værktøj til at løse opgaven er kendt som ’de mindste kvadra­ ters metode’.

Metoden blev udviklet for mere end 200 år siden for at løse problemer inden for astronomi.

38

DT U Ø RSTE D- FO RE L ÆSN I NG

Kurven, som giver den laveste sum af kvadraterne på afvigelserne af de enkelte punkter fra kurven, er den bedst mulige repræsentation af mængden af data. ”De mindste kvadraters metode er et eksempel på en simpel optime­ ringsopgave, hvor der er en eksakt løsning. Mange problemer inden for optimering er imidlertid langt mere komplekse end sammenhængen mellem solskinstimer og salget af is.

Det smarte ved konveks optimering er, at man kan omformulere tilsy­ neladende meget komplekse pro­ blemer til noget, der kan løses eksakt – helt som om der havde været tale om et ’mindste kvadrater’-problem,” forklarer Stephen Boyd.

En konveks funktion krummer opad. Velkendte konvekse funkti­ oner er kvadratfunktionen (x2) og eksponentialfunktionen (ex). ”Den positive krumning er sær­ deles praktisk i forhold til optime­ ring. Det betyder, at vi altid vil vide det, når vi har fundet den bedst mulige løsning. Hvis en funktion ikke er konveks, vil man tit stå med noget, som ligner en god løsning, men uden at være sikker på, om der findes en endnu bedre. Inden for konveks optimering er man altid sikker på at være kommet i mål.”

Bidrag til dansk vindkraft Den grundlæggende matematik blev udviklet for mere end 50 år siden. ”Nogle af de vigtigste arbejder blev udført af sovjetiske matemati­ kere i 1960’erne. Siden har mange forskere beskæftiget sig med kon­

KO NVEK S O P T I M ER I N G

Professor Stephen Boyds forskningsgruppe ved Stanford University har samlet alle de basale værktøjer inden for konveks optimering og gjort dem tilgængelige for en række ingeniørdiscipliner.

veks optimering, især udvikling af nye algoritmer, som kan håndtere ekstremt store problemer som dem, man møder inden for machine learning. I min forskningsgruppe har vi også bidraget til at udvikle nye metoder, men først og frem­ mest har vi samlet alle de basale værktøjer på området og gjort dem tilgængelige for en række ingeniør­ discipliner og tilsvarende anven­ delser,” siger Stephen Boyd.

Som illustration nævner han et eksempel af stor dansk relevans: ”For et par år siden blev jeg kon­ taktet af en ingeniør fra en dansk virksomhed inden for vindkraft.

Udfordringen var, hvordan man optimerer produktionen fra en offshorevindmøllepark.”

Det er velkendt, at møller, der står bagerst i parken i forhold til vindretningen, vil producere mindre, når de forreste møller skygger for dem. Situationen vil naturligvis skifte, når vindret­ ningen eller vindens styrke ændrer sig. På trods af kompleksiteten lyk­ kedes det Stephen Boyd at formu­ lere opgaven som en konveks funk­

BLÅ BOG Stephen P. Boyd er Samsung Professor of Engineering ved Electrical Engineering Department, Stanford University.

Han er uddannet matematiker fra Harvard University i 1980 og ph.d. fra U.C. Berkeley i 1985. Stephen Boyds forskningsgruppe har produceret en række open source-softwarepakker, som bruges verden over til konveks optimering, bl.a.

CVX, CVXPY og Convex. Han er medlem af en række videnskabelige selskaber, blandt dem National Academy of Engineering.

”Det smarte ved konveks optimering er, at man kan omformulere tilsyneladende meget komplekse problemer til noget, der kan løses eksakt.”

S T E P H E N B OY D , P R O F E S S O R , S TA N F O R D U N I VE R S I T Y

tion. Egentlig var der ganske vist tale om en konkav funktion, hvor det maksimalt opnåelige samlede output var toppen af funktionen, men andre løsninger lå lavere. En konkav funktion krummer nedad og er dermed det omvendte af en konveks funktion. Men for en matematiker kommer det ud på et.

“Pointen er, at det er formu­ leringen af opgaven, som er den egentlige udfordring inden for opti­ mering. Når en virksomhed eller en ingeniør beskriver et problem, vil du som regel umiddelbart tænke, at det er virkelig kompliceret. Jeg må da også indrømme, at konveks optimering ikke kan bruges på alle problemer – men alligevel på overra­ skende mange,” siger Stephen Boyd.

Matematik i praksis Matematikprofessoren afslører et trick, han jævnligt bruger: ”Når jeg har lyttet til en beskri­ velse af et problem, inviterer jeg per­ sonen ud på frokost. Mens vi spiser, vil en studerende fra min gruppe arbejde på sagen. Når vi så vender tilbage fra måltidet, har min stude­ rende en løsning klar, som måske ikke er perfekt, men ofte betydeligt bedre end det, man normalt bruger på det pågældende område.”

Tricket virker altid. ”Når folk ser, hvor hurtigt en studerende har været i stand til at forbedre deres egen bedste metode, får de naturligvis mod på mere. Som regel er vi i stand til at skabe noget, som er en faktor 10 eller 12 mere effektivt i forhold til det, de normalt

DYN AMO

54

09

18

arbejder med. En matematiker ville normalt være godt tilfreds og ikke gøre mere ved sagen. Vi kan dog lide at følge projekterne lidt længere.

Det vil typisk kræve noget mere arbejde at nå frem til en metode, som man kan benytte i praksis,” siger Stephen Boyd og uddyber: ”Inden for ingeniørvidenskab er der ofte underforståede begræns­ ninger. Ting, man ikke kan gøre eller er nødt til at gøre. Nogle gange vil vores første løsning overtræde den slags regler. Så beklager inge­ niøren sig. Men hvordan skulle vi – som matematikere – kunne vide, at man ikke kan hæve trykket så hurtigt i en bestemt slags anlæg?

Med andre ord er det vigtigt, at man husker at beskrive de virkelige begrænsninger, som gælder for den løsning, man er ude efter.”

Forhåbentlig fornærmer denne observation kun ingeniørstanden i moderat grad. Faktisk har Stephen Boyd selv en delvist teknisk bag­ grund. ”Sideløbende med mit studie og i mine første år som ph.d. arbejdede jeg som lydtekniker for rockbands på tur. Lyder det sjovt? Det var det, men det lærte mig også at påskønne, hvordan praktiske tekni­ kere går til tingene, når der opstår problemer – eller, ofte, kriser!”

Alt er open source Medlemmerne af Stephen Boyds forskningsgruppe har vidt forskellig akademisk baggrund. Der er kan­ didater inden for elektro, mekanik, bioengineering, anvendt mate­ matik, ren matematik, medicin, business, matematisk it samt datavidenskab. Den faglige spred­ ning går igen, når Stephen Boyd underviser ca. 350 studerende fra 30 forskellige institutter på Stanford i konveks optimering. ”Uanset hvilket emne jeg taler om, vil der sidde mindst ti menne­ sker i auditoriet, som ved mere om det end jeg selv. Så der er virkelig tale om et multikulturelt fænomen.

Vi bruger mange kræfter på at få

39

DTU

folk til at kommunikere indbyrdes, på trods af at de taler forskellige akademiske ’dialekter’, som umid­ delbart er gensidigt uforståelige.”

Alt arbejde fra Stephen Boyds hånd – artikler, foredrag og software – udkommer som open source, og det bliver flittigt læst og downloadet. ”Det er svært at give et eksakt tal, men ud fra antallet af downloads og citationer er mit bedste gæt, at der er mindst 100.000 aktive deltagere i vores community. De fleste af dem har vi aldrig mødt. Folk nøjes ikke med at benytte vores software, men bidrager også selv. Det kan meget vel være, at noget nyt software, som jeg er i gang med at anvende, er udviklet af en 16-årig i Estland. Det er en del af det sjove.”

Problemet er en del af løsningen En yderligere ambition er at gøre software tilgængelig for et større publikum. ”I betragtning af hvad konveks optimering kan, burde der være

Stephen Boyd holdt DTU Ørstedforelæsning i Lyngby den 25. juni 2018.

flere brugere. Men som tingene er i dag, kan vi ikke forvente mere end fire-fem gange så mange brugere.

Vi er begrænset af, at man er nødt til at have en del kundskaber inden for matematik for at kunne benytte vores software. For en typisk med­ arbejder i erhvervslivet vil det for­ mentlig være svært.”

Men ikke for en kandidat fra DTU? ”Alle, der er uddannet på DTU, vil helt sikkert være i stand til at bruge vores software. Alligevel mener jeg, at DTU bør oprette et kursus i konveks optimering. Ikke kun fordi det er et nyttigt værktøj inden for praktisk taget alle ingeni­ ørdiscipliner, men i høj grad også på grund af den tænkemåde, man lærer. Arbejdet med konveks opti­ mering opmuntrer til tværfagligt samarbejde, og endnu vigtigere fremmer det, at man strukturerer sin tænkning. I samme øjeblik du formulerer dit problem rigtigt, er du allerede nået meget langt i for­ hold til at løse det.”

40

U DDA NN E LSE

NYH EDE R

DY N A M O

54

09

18

Arktisk ingeniør nummer 100 I juni dimitterede arktisk ingeniør nummer 100 fra DTU. Faktisk drejede det sig om to ingeniører, da det var henholdsvis Jens-Christian Dangkel og Emil Bøggild, som forsvarede et fælles afgangsprojekt om ventilationsinstallationer på Thule Air Base. Milepælen blev markeret på DTU Byg i Lyngby, hvor der blev skålet med DTU’s campus

i Sisimiut gennem en direkte skypeforbindelse.

Søgningen til diplomingeniøruddannelsen Arktisk Teknologi er stigende. Som færdig­ uddannet finder 97 pct. af de arktiske ingeniører beskæftigelse inden for tre måneder. Tre ud af fire får job i Grønland.

2.340 ansøgere

Jens-Christian Dangkel og Emil Bøggild deler den fornemme 100.-plads, da de forsvarede et fælles afgangsprojekt.

Trivsel blandt DTU-studerende

fik tilbudt en studieplads på DTU den 28. juli 2018.

Det er en stigning på 6 pct. i forhold til året før.

I alt havde 7.837 unge ansøgt om en plads på en af DTU’s uddannelser.

Mere end ni ud af ti studerende på DTU føler sig generelt godt tilpas og trives på universitetet, viser DTU’s nyeste studiemiljøundersøgel­ se. Sammenlignet med den tidligere undersøgelse fra 2015 kan DTU notere en stigning i tilfredsheden på flere områder af såvel det psykiske som det fysiske studiemiljø: • 97 pct. er overvejende enige i, at der generelt er en god atmosfære på DTU (96 pct. i 2015).

• 93 pct. føler sig generelt godt tilpas og trives (91 pct. i 2015).

• 93 pct. erklærer sig overordnet tilfredse med de fysiske rammer på DTU (90 pct. i 2015).

• 85 pct. føler sig generelt velinformerede om deres studier (82 pct. i 2015).

Undersøgelsen omfatter 4.113 besvarelser fra studerende på henholdsvis civil­ bachelor- og civilkandidatuddannelsen samt diplomingeniør­uddannelsen.

”Vi kunne måske glæde os over, at det går godt.

Det er en indikation af, at studerende i Danmark er dygtige og arbejder hårdt.”

Anders Bjarklev, DTU-rektor og formand for Rektorkollegiet, på www.dr.dk om, hvorvidt der er gået inflation i karakteren 12 på videregående uddannelser i Danmark.

S a bina Askho lm Larse n , Lotte Krull, Katrine Krogh- Jeppesen

J o a c h im Ro d e, M ika l Sc h l o s s er.

DTU

STUDENTER INNOVATIO N

ROSKIL D E F ES T I VAL

41

For niende sommer i træk har en flok DTUstuderende som en del af deres uddannelse udviklet teknologiske løsninger til Roskilde Festival. I år var 23 projekter med på festivalen.

Nye ideer er testet på Roskilde Festival

To re Vind Je n sen og Jeppe Mølgaard Mikal S chlo sser, Alarmified

Sirenealarm forhindrer tyveri Alarmified er en lille tyverialarm, der midlertidigt kan fastgøres på værdigenstande og forhindre tyveri i campingområderne. Når alarmen er aktiveret, vil en høj sirene lyde, hvis den låste genstand bevæges – ligesom en bilalarm. Ejeren kan tænde og slukke for alarmen med en chip, der kan fastgøres i f.eks. et nøglebundt. Alarm­ified blev testet på festivalen med henblik på videreudvikling.

Silikonetragt til mobilen Ingen spild af drikkevarer DrinkSaver er en rund plastikring, som placeres inde i et plastikkrus og forhindrer, at drikkevarer skvulper ud af kruset ved pludselige bevægelser. Den kan bruges af folk, som ryster på hænderne, kørestolsbrugere eller koncertgæster med en ustyrlig dansetrang. På festivalen afprøvede festivalgæster DrinkSaver, så de studerende kunne indsamle erfaringer fra brugerne med henblik på videreudvikling af produktet.

”Hvabehar?!” Festivalens lydniveau gør telefonsamtaler svære, men det kan en silikonetragt, som føres ned over telefonen, afhjælpe. Roger, som løsningen kaldes, blev testet af festivalgængere.

42

ST UDE NTE RI N N OVAT I O N

RO S K I L DE FES T I VAL

Transportabel vindmølle På festivalens campingområder testede studerende en transportabel vindmølle, som kan sættes op på under 15 minutter.

Møllen producerede strøm til opladning af gæsternes telefoner.

Opfindernes ambition er, at møllen også skal bruges i flygtningelejre og andre steder med akut behov for strømforsyning.

Interaktiv LED-lanterne Glød er navnet på en LED-lanterne, der kan levere lys i over otte timer, når den er koblet til en powerbank. Lanternen kan ud over at levere lys i forskellige farver også blinke i takt med musikken. Den første prototype blev præsenteret på sidste års festival.

De studerende har efterfølgende forbedret lampen og brugte dette års festival til at afprøve, om der er et marked for lanternen, idet den blev sat til salg for 199 kr. pr. stk.

DYN AMO

54

09

18

DTU

Samarbejdet mellem Roskilde Festival og DTU • I 2 0 1 0 ind gik Roskilde Festival og DTU et sam arb e jd e o m at benytte festivalen til at skab e inn ovative ingeniørløsninger på nogle af fe stival e n s udfordringer.

• D e stud e re nd e optjener fem ECTS- point i løbet af p ro je ktp e rioden.

• S am arb e jd et har bl.a. medvirket til, at der er stiftet i alt sy v start ups af DTU- studerende, som har brugt Ro skil d e F e stival til at afprøve deres produkt. r o skild e .d tu.dk

Pavillon af paprør PaperPavillon dannede rammen om DTU’s tilstedeværelse på festivalen. Det er en bæredygtig konstruktion bestående af to meter lange lakerede paprør og tekstilpaneler i to dæk. De studerende bag pavillonen havde fokus på design og bæredygtighed, samt at pavillonen skal kunne sættes op og tages ned på kort tid, uden at elementerne bliver ødelagt. Pavillonen er bygget til at kunne genbruges på festivalen frem til 2020.

FÅ DYNAMO TIL DØREN – HELT GRATIS

Hvis du ikke allerede er abonnent på Dynamo, eller hvis du kender nogen, der kunne tænke sig at få magasinet tilsendt, så husk, at det er ganske gratis.

Send en mail med navn og arbejdseller privatadresse til dynamo@dtu.dk.

Så lander magasinet i din postkasse eller på dit skrivebord fire gange om året.

DTU- studerende Katrine Jeric hau N is s en o g Daniel Bauric hter, info@roski l d e. d t u . d k

Skriv til dynamo@dtu.dk – og få Dynamo tilsendt.

ZO O M

BA X L I N D H A R DT DY N A M O

54

09

18

Trykte nanostrukturer Close-up af nanostrukturer i overfladen af en siliciumskive.

Nanostrukturerne frembringes vha. et stempel, der bruges i en produktionsmetode, der kaldes for nanoimprint litografi.

LĂŚs hele historien side 29.