18.11.2019
Mittaustekniikan merkitys kasvaa nyt teollisuuden lisäksi eri kuluttajatuotteissa. Jotta näiden alojen keksinnöt onnistutaan suojaamaan parhaalla mahdollisella tavalla, IPR-asiantuntijan on hallittava mittaustekniikat ja matemaattiset kaavat. Eurooppapatenttiasiamies Arto Karppinen, jos kuka, tuntee ne pohjia myöten.
Eri mittaustekniikoita on perinteisesti käytetty teollisuudessa, mutta erilaisten anturien, itseohjautuvien ajoneuvojen ja älykotien myötä erilaiset mittaukset tulevat yhä lähemmäs myös tavallista kuluttajaa. Ympäristötietoisuus puolestaan tuottaa kaikkialla maailmassa entistä enemmän niin sanottuja GreenTech -keksintöjä. Niiden määrä on moninkertaistunut viime vuosina.
Onpa kyse jätevesien puhdistuksesta, polttoprosesseista tai akkutekniikasta, uusien ratkaisujen kehittäminen vaatii tarkkoja mittauksia. Kun energiaa ja materiaaleja halutaan säästää, mittaamisen rooli nousee keskeiseksi.
– Käytössä on tällä hetkellä esimerkiksi sellaisia polttoprosesseja, joiden päästöt on saatava kuriin. Jätevesien ja juomavesien mittaukset ja puhdistusprosessit nousevat aivan uuden kiinnostuksen kohteiksi. Koska kaikesta vanhasta ei voi luopua hetkessä, vanhoja prosesseja on pyrittävä kehittämään. Tämä kaikki yleistyy lähivuosina, toteaa Kolsterin eurooppapatenttiasiamies Arto Karppinen.
Usko keksintöjen maailmaa parantavaan voimaan on nyt vahva kaikkialla. Tämä tarkoittaa, että Karppisen erikoisosaaminen on kysyttyä. Hänen intohimonsa on kouluajoista lähtien ollut fysiikka, ja nyt suurin osa hänen IPR-töistään liittyy mittaustekniikkaan. Kyse voi olla esimerkiksi paperiteollisuuden innovaatioissa ja niiden suojaamisessa tarvittavista paperin ja paperimassan mittauksista. Tai akustisista tai mikroaaltoteknisistä mittauksista.
– Mittaamisessa on usein mukana optoelektroniikkaa. Optista mittaamista käytetään niin elintoimintojen ja prosessien kuin etäisyyksienkin mittaamisessa. Lisäksi sitä sovelletaan autoteollisuuden uusissa ratkaisuissa, joissa autot itse arvioivat liikennetilanteen ympäristössään.
Aineettoman omaisuuden arvonmäärityksessä matematiikka on keskeisessä roolissa, kun esimerkiksi arvioidaan nykyistä ja tulevaa arvoa, käytetään riskikertoimia ja otetaan huomioon niin teknologiset kuin taloudelliset ja strategisetkin tekijät. Karppiselle tämä kaikki on työn arkea. Hänet tunnetaan matemaattisena ajattelijana ja mittausspesialistina, jolle mikään teknologian osa-alue ei ole vieras.
– Kun opiskelin Oulun yliopiston teknillisessä tiedekunnassa sähköosastolla elektroniikkaa, suoritin kursseja muun muassa optoelektroniikasta, mittaustekniikasta, digitaalisesta kuvankäsittelystä, ultraäänitekniikasta, lääketieteellistä instrumentoinnista ja prosessitekniikasta. Optiseen mittaustekniikkaan tutustuin lisensiaatintyötä tehdessäni. Näitä kaikkia olen tarvinnut eurooppapatenttiasiamiehen työssäni.
Karppinen sanoo olevansa teoreetikko, joka lukee lähinnä vain tietokirjoja eikä juuri koskaan kaunokirjallisuutta. Reaalimaailmassa on niin paljon kiehtovaa tutkittavaa, että se ruokkii myös tieteellistä mielikuvitusmaailmaa.
– Viimeksi luin ruotsalaisen fyysikko-kosmologi Max Tegmarkin kiinnostavaa kuvausta siitä, että koko maailmankaikkeutta tai multiversumia ei vain voi kuvata matematiikalla, vaan se itse asiassa on pelkkää matematiikkaa ja numeroita. Tämä ajatus sopisi myös prosessin mittaamiseen ja ohjaamiseen liittyviin keksintöihin, jotka ovat pitkälti matematiikkaa, Karppinen kertoo.
Parhaillaan esimerkiksi sähkömoottoreita kehitetään yhä puhtaammin ja tehokkaammin toimiviksi, jotta mahdollisimman vähän energiaa menisi hukkaan. Karppisen mukaan luontoa voidaan säästää myös keräämällä energiaa ympäristöstä eli harvestoimalla.
– Paristoista ja johdoista päästään eroon, kun energia kerätään vaikkapa aurinkokennoilla. Kun esineiden internet eli IoT yleistyy ja erilaisia sensoreja käytetään yhä enemmän, energian harvestoinnin tarve kasvaa. Pienikulutteiset komponentit pystyvät toimimaan ilman ulkoista energianlähdettä ja jopa ilman paristoja, jotka ovat ongelmajätettä. Näin harvestointi tuo säästöjä, Karppinen kertoo.
Hänen mukaansa pieni anturi, joka mittaa ympäristöstä esimerkiksi lämpötilaa, painetta tai venymää, voi tarvita niin vähän energiaa, että se saa sitä mittaukseen ja mahdollisesti signalointiinkin riittävästi ympäristöstä – kuten ympäristön lämmöstä tai valosta.
– Harvestointia voidaan soveltaa laajalla teknisellä kentällä. Siksi patenttiasiamiehellä on hyvä olla kattavat tiedot monista tekniikan aloista samoin kuin luonnontieteestä.
Eräässä Karppisen hoitamassa keksinnössä oli kehitetty niin sanottuja differ-integraalisovelluksia.
– Se tarkoitti, että keksinnön mukaisessa ratkaisussa tiedonkäsittely hoidettaisiin matemaattisilla algoritmeilla, joissa differentiaali- tai integraalioperaattorin Dq aste q voi olla muukin kuin kokonaisluku. Tässä tulivat vastaan murtolukujen ja reaalilukujen lisäksi kompleksiluvut. Ne ovat sikäli erikoisia, että ne esitetään vektoreina eikä niitä pystytä asettamaan suuruusjärjestykseen.
Myöskään esimerkiksi signaalin kulkua kännykästä tukiasemaan ei voida Karppisen mukaan esittää kunnolla ilman kohtalaisen mutkikasta kompleksilukumatematiikkaa.
– Monesti on niin, että kun keksinnön matemaattinen monimutkaisuus lisääntyy, kasvaa myös patentin saamisen todennäköisyys.
Mutkikkaankin matematiikan ymmärtäminen kuuluu Karppisen vahvuuksiin IPR-asioissa, ja hänelle lukujen lukeminen on arkipäivää. Koska myös mekaniikka on hänelle tuttua, käytännössä mikään teknisiin aloihin liittyvä innovaation suojaus ei ole hänelle vieras.
– Matematiikkahan on tautologiaa eli itsestäänselvyyksien toistoa. Ei sen kummempaa.
Karppinen kuvaa keksinnön ydintä sanamäärän avulla: kun keksintöä kuvaamaan tarvitaan paljon sanoja, sen suojapiiristä tulee suppea.
– Mitä enemmän kirjoitan keksinnöstä määreitä, sitä täsmällisemmin kuvaan asian ja sitä pienemmäksi supistuu keksinnön suojapiiri. Minun pitää siis pyrkiä määrittämään keksinnöstä vain välttämättömät mutta samalla kuitenkin riittävät piirteet, jos haluan saada keksinnölle laajan suojan.
Hän havainnollistaa tätä yksinkertaisella arjen esimerkillä: keksintö nimeltä ovi on tunnettu siitä, että ovi sisältää metallisen ovenkahvan. Tässä sana metallinen on kuitenkin liian supistava, koska kahva voisi usein olla myös esimerkiksi muovia tai puuta.
– Jos ovelle siis halutaan laaja suojapiiri, kahvan materiaalia ei kannata määritellä patenttihakemuksessa vain yhdenlaiseksi. Silloin patentti kattaa kaikenlaiset ovet.
Työnsä salaiseksi aseeksi Karppinen nimeää keskustelut – paitsi tietysti asiakkaiden myös patenttivirastojen edustajien kanssa.
– Epäviralliset puhelinkeskustelut esimerkiksi Euroopan patenttiviraston tutkijoiden kanssa ovat tehokas keino parantaa hakemusten läpimenoa. Tämän olen vuosien varrella havainnut monta kertaa. Ihmiset tätäkin työtä viime kädessä tekevät, ja yhdessä keskustellen päästään parhaaseen lopputulokseen.
Tarvitsetko suojausta mittaamista tai matemaattista ajattelua vaativalle keksinnöllesi? Ota yhteyttä.
Arto Karppinen
arto.karppinen@kolster.fi
040 512 5762