Göm menyn

Se vår framtid med Modelica

Modellerings- och simuleringsspråket Modelica har fått en ny tillämpning: Nu kan man med dess hjälp göra datorberäkningar för att se hur mänskligheten på jorden kan komma att utvecklas – eller inte – i en rad olika scenarier. Budskapet är tydligt: Vi måste snabbt ändra vårt sätt att förvalta planeten om vi vill undvika en kollaps.

Modelleringsspråket Modelica såg dagens ljus 1997 som ett resultat av ett internationellt samarbete, och har sedan dess vidareutvecklats mycket. Modelica används idag brett inom industrin för att modellera och simulera allt från industrirobotar till bilar, värmepumpar och kylmaskiner.

- Idag är Modelica spritt i hela världen. De senaste två åren har även användningen i USA tagit fart.

Peter-FritzsonDet berättar Peter Fritzson, professor i datavetenskap vid LiU och ledare för en forskargrupp som arbetar med att utveckla Modelica. De samarbetar med forskare i Lund och Stockholm, i flera europeiska länder, samt i USA, Japan, och Kina.

Modelicaspråket är en öppen standard som utvecklas av Modelica Association, en internationell ideell organisation med säte i Linköping. Det finns idag nio kommersiella Modelicaverktyg varav ett ägs av företaget Wolfram Mathcore som har ett 20-tal anställda i Linköping. Men för ca tio år sedan bestämde sig forskargruppen i Linköping för att utveckla ett gratisverktyg för Modelica, i öppen källkod, fritt tillgängligt för forskningens, undervisningens, och industrins behov. Sedan 2007 drivs detta av den ideella organisationen Open Source Modelica Consortium grundad 2007. Den har utvecklats till en internationell organisation med 45 företag och universitet som medlemmar.

Med hjälp av Modelica kan man inte bara modellera, utan också simulera. Vägen till att börja titta på framtidsscenarier var kanske inte så lång. Peter Fritzson kom in på den via en schweizisk kollega, professor Francois Cellier, världsmodellen World3 och boken ”Limits to Growth – the 30 Year Update” som är en uppdatering av Romklubbens klassiska skrift.

- Francois Cellier är expert på matematiska modeller och intresserad av världssimuleringar. Och han kom på att man kunde översätta de scenarier och den världsmodell, World3, som tidigare gjorts i Limits to Growth i ett annat äldre modelleringsspråk, till det nya språket Modelica.

- På det sättet kan vi använda ett kraftfullare modelleringsspråk som både är enklare och där man kan göra mycket mer.

I modellen World3 finns elva olika scenarier. Det dystraste bygger på att vi fortsätter hantera vår planet som vi gör idag. Utarmade jordar, utfiskade hav, vattenbrist, kollaps av ekosystem, ett varmare klimat – sammantaget leder det till en kollaps inom mindre än hundra år. I värsta-scenariet (se figur) börjar befolkningskurvan stupa brant neråt under det andra halvseklet på 2000-talet. Massvält och stora flyktingströmmar är vad vi kan vänta oss.

De data och den matematiska modell World3 som scenarierna bygger på är väl underbyggda och hårt granskade enligt Peter Fritzson. Dock är den som alla modeller en approximation av verkligheten. Modellen, som är relativt komplex, är kalibrerad och stämmer bra med data från den nuvarande utvecklingen. Under de stora påfrestningarna vid en möjlig framtida kollaps kan dock omständigheterna ändras så att modellen av själva övergångsskedet inte stämmer helt. Dock vet vi säkert på grund av fysikens lagar vad slutresultatet blir: en hållbar värld, antingen det sker via en kollaps eller en kontrollerad omställning.

- Mänskligheten har haft tvåhundra år av ständig tillväxt sedan den industriella revolutionen. Att jorden är ändlig finns inte i vårt medvetande, säger Peter Fritzson. Men egentligen krävs det bara sunt förnuft för att inse att exponentiell tillväxt inte kan fungera i längden på en begränsad planet med ändliga resurser.

curves modelica

I de övriga scenarierna varieras ingångsdata, exempelvis med antaganden om förbättringar på ca fyra procent per år på områden som återvinning och avfallskontroll, förnybara energikällor, resurssnål teknik, hållbara brukningsmetoder, skydd för jordbruksmark och erosionsskydd. Lägg därtill befolkningskontroll, med ett genomsnitt av högst två barn per familj, och en snabb start för alla de åtgärder som krävs så blir de sista scenarierna riktigt uthärdliga.

Människan kan fortfarande minska sitt ekologiska fotavtryck och säkra en bra framtid för sin art på jorden, är budskapet. Men då krävs en snabb kursomläggning.

Sedan några veckor finns världssimuleringarna tillsammans med simuleringsverktyget fritt tillgängliga på Open Modelicas hemsida. Peter Fritzson hoppas att de ska kunna användas som ett långsiktigt planeringsunderlag för politiker och företagare.

- Att räkna på hållbarhet måste bli centralt, säger han. Varje ny sak, varje investeringsbeslut borde ha en hållbarhetsdeklaration med en livscykelanalys. Det måste bli dyrt att agera icke hållbart, och billigt att agera hållbart. Idag är det tyvärr tvärtom. Hållbarhetsanalys borde in i kursutbudet på alla nivåer i på universitet och skolor.

- Vi är fast i ett materiellt tillväxttänkande. Vi är fortfarande på uppåtkurvan, men vi har inte så lång tid kvar på den.

I figuren visas tre scenarier av folkmängdens utveckling på jorden. Den röda kurvan är ett basscenario, ”business as usual”. Den blåa kurvan antar dubbelt så mycket icke-förnybara resurser i världen som i basscenariet, kollapsen fördröjs men blir snabbare när den kommer. Den gröna kurvan visar omställning till ett hållbart samhälle med fyra procent per år, genom kraftfulla politiska beslut om massivt införande av ny resurssnål teknik, förnybar energi, bevarande av jordbruksmark, etc.

Här finns världssimuleringarna och simuleringsverktyget: www.openmodelica.org


Anika Agebjörn 2013-12-09



Lika intresserade

Flickor utforskar.Flickor är lika intresserade av naturvetenskap och teknik som pojkar, visar forskarna Anders Jidesjö och Åsa Danielsson.


Heligt maktlustspel

Strålkastare, ljusbordet i bakgrundenSnart är det premiär på Påvarna och troföljden. Men utan ljus blir det inte mycket till studentspex.

 

Akademisk bojkott mot USA

Protestplakat mot Trumps inreseförbudOckså LiU-forskare har skrivit på det internationella uppropet om bojkott av vetenskapliga konferenser i USA.

 

Riskfylld perfektionism

Kvinna sminkar sigPsykologistudenter deltog som behandlare i en studie om internetbaserad kognitiv beteendeterapi vid perfektionism.

 

social hållbarhet

Stressade storstadsmänniskor på språng i StockholmSocialt värdeskapande är en faktor som allt fler företag och organisationer sätter på sin agenda. Erik Jannesson, lektor i ekonomistyrning, har just skrivit en bok om det.

 

Kritiserar socialstyrelsen

Rolf HolmqvistRolf Holmqvist är en av 17 forskare som protesterar mot riktlinjer för behandling av depression och ångest.

 

träffade ÖB

Studenter intervjuar överbefälhavare Micael Bydén. Foto: Lasse Jansson/Försvarsmakten

När studenterna på kursen i projektledning fick i uppgift att intervjua en projektledare, siktade de högt. Och fick träffa överbefälhavare Micael Bydén.

 

klimatvänligare bränsle

Jianwu Sun med kollega i labbetVatten + koldioxid + solljus = bränsle. Jianwu Sun hoppas kunna minska utsläppen av koldioxid till atmosfären.

 

äger rockscenen

Stolrader i Arbis salongFrån studenter till teaterdirektörer. Sebastian Andersson och Isak Wernhoff träffades på LiU. På ett år har de gjort Arbis i Norrköping till en succéscen.

 

när forskare möter sårbarhet

Barn i SyrienMalin Thor Tureby var key note-talare på internationell konferens om oral history.

 

spelkurs gav AF-pris

Fondtapet på IDA som Erik Berglund gjortGrattis Erik Berglund, kreativ lektor i datalogi på IDA och som är en av årets AF-pristagare.  Hur känns det?

 

LinTek på Nobelfest

Dukade bord i StadshusetKårordförande för LinTek, Erik Claesson, var med i fanborgen på årets Nobelfestligheter.

 

Ger studenter ny bild av afrika

Per-Olof HanssonPer-Olof Hansson öppnar möjligheter för lärarstudenter att på plats lära sig mer om Östafrika och globala frågor.


global mediahit

katt som jamarKatter som jamar på dialekt har fått världens media att gå i spinn. Robert Eklund, språkteknolog och kattforskare på IKK,  kan inte längre hålla räkningen på alla nedslag i media.

 

Hälsa som religion

YogagruppAtt uppnå den perfekta hälsan är västerlandets nya religion, enligt en färsk studie. En otäck utveckling, anser Barbro Wijma, en av forskarna bakom studien.
 

Svart i Sverige

Victoria KawesaHudfärg spelar roll, även i Sverige. Men många tror inte att rasism är något problem här, bara i andra länder. Det menar Victoria Kawesa, doktorand som skriver om svart feminism och vithet i Sverige.
 

sista filmen

Bild: Ung Tage Danielsson i radiostudio I universitetets arkiv finns många fina minnen. Ett av de bästa är en inspelning från humanistdagarna 1985 där Tage Danielsson framträdde för sista gången, kort innan han gick bort.

 

Revolutionerande ordvrängeri

Scenbild Holgerspexet. Lenin med röd flagga.Att skriva spexmanus är inte någon lättvindig historia. Inte ens om det handlar om ryska revolutionen.

 

Upprättelse för vanvård

Skuggor av människor mot väggJohanna Sköld, Tema Barn, var med och arrangerade en internationell workshop där forskare jämförde olika modeller för ersättning för vanvård på institution.

 

succé för Master i migration

Stefan JonssonVi har ett globalt och kritiskt perspektiv som lockar, säger Stefan Jonsson, professor på REMESO om Filfak:s första internationella masterprogram vid REMESO i Norrköping.

 

 

 

 

 

 

 

 

Följ LiU-nytt

Nyhetsbrev Nyhetsbrevet LiU-nytt

RSS Nyheternas RSS-flöde

RSS Kalendariets RSS-flöde

 

Notiser

Här sitter forskningen i väggarna

Fukt är ett problem som kan bli både dyrt och besvärligt för fastighetsägare. I Studenthuset finns 750 inbyggda fuktsensorer som i ett tidigt skede upptäcker eventuell fukt. Tekniken bygger på universitetets egen forskning inom tryckt elektronik.

Gamla möbler får nytt liv i Studenthuset

Miljö och hållbarhet har varit en ledstjärna för Studenthuset redan från idéstadiet. Det innebär också återbruk av möbler. Närmare 1 500 olika möbler har fått ny design och nytt liv i Studenthuset.

Lönnspringare tar form

En del av golvytan på plan 3 i Studenthuset utgörs av ett stort schackspel. Pjäserna har formgivits av två studenter som under sommaren fått tillverka sin egen idé, Lönnspringare.

Ärftlig risk för diabetes kopplad till bakteriefloran

Barn med hög risk att utveckla typ 1-diabetes har delvis en annan bakterieflora i tarmen jämfört med individer med låg risk, enligt en ny studie. Fynden, som publicerats i Nature Communications, tyder på att ärftlig risk kan forma hur individen reagerar på miljöfaktorer vid uppkomsten av autoimmuna sjukdomar.

Stora utmaningar för hållbara transporter

Östergötland står inför en rad stora utmaningar om de klimatpolitiska målen ska nås för länets transporter. Det måste bli svårare att ta bil och lättare att åka kollektivt samtidigt som nya bränslen ersätter gamla. Kanske måste vi också resa mindre i framtiden.

Digitala tvillingar hjälpmedel för skräddarsydd medicinering

Avancerade datormodeller av sjukdomar kan användas för att förbättra diagnos och behandling. Målet är att utveckla modellerna till ”digitala tvillingar” av enskilda patienter för att kunna prova ut den bästa medicinen för just den patienten.

Autonoma fordon lär sig runda hinder

Kristoffer Bergman, doktorand vid avdelningen Reglerteknik, har i sin licentiatavhandling tagit fram metoder som får autonoma farkoster att hitta den snabbaste eller mest energisnåla vägen från start till mål, även om det finns hinder på vägen.


Sidansvarig: webbredaktionen@info.liu.se
Senast uppdaterad: 2019-08-22