lauantai 25. huhtikuuta 2015

Vaikea teollisuushistoria

Suomen rautateiden kehityshistoria on mielenkiintoinen. Suomessa seurattiin kansainvälisiä trendejä, turvallisesti hieman jäljessä. 1800- luvun puolessa välissä meillä syntyi todellinen rautatiekuume. Senaattori Snellman puhui innostuneesti rautateiden puolesta. Asian vauhditti osaltaan se, että Venäjä oli suunnittelemassa ratayhteyttä Pietarista Helsinkiin. Suomessa kuitenkin emmittiin kansallisen rataverkon rakentamista. Suomea pidettiin jotenkin erityisenä, rautatien sosiaalisia vaikutuksia (väestön liikkuvuutta) pelättiin, rautatietä pidettiin turhana ja liian kalliina, ja ehdotettiin enintään kapearaiteisia ratoja. Onneksi Venäjä ilmoitti, että kapearaiteiset radat eivät käy. Loppu onkiin sitten niin sanotusti historiaa. 

Kun rautateiden rakentaminen pääsi vauhtiin, niiden merkitys tuli pian ilmeiseksi. 1800-luvun loppuun mennessä rautateille hankittiin 310 veturia. Lisäksi hankittiin 755 henkilövaunua ja peräti 8500 tavaravaunua Tämä suhde kuvastaa rautateiden luonnetta. Niistä tuli tärkeä osa teollista infrastruktuuria. Minusta erityisen kiinnostavaa on, että suuri osa vetureista rakennettiin Suomessa. Valtionrautateiden konepaja Helsingissä valmisti 1800-luvun puolella kuusi veturia. Vuoteen 1907 mennessä Tampereen pellava- ja rautateollisuusyhtiö rakensi 127 veturia, ja rautatietä oli tuolloin jo 3000 kilometriä. 

Historiantutkimus voi lähestyä rautateiden kehittämistä dokumenttien, lehtiartikkeleiden ja yleisemmän aikakautta kuvaavan materiaalin avulla. Rautatiehankkeet saivat alkunsa lopultakin poliittisista päätöksistä, joita edelsi kiivas debatti. Tilannetta helpotti, että Suomi oli jälkijunassa. Rautatiepäätösten edellytykset ja seuraukset ymmärrettiin pitkälti muiden maiden kokemusten pohjalta. Silti mieltäni jäi askarruttamaan, miten Suomi aluksi vaikutti niin itseensä sulkeutuneelta, vanhoilliselta ja nurkkakuntaiselta. Mutta muutamaa vuosikymmentä myöhemmin suomalaiset konepajat suorastaan kilpailevat siitä, kuka saisi suunnitella ja rakentaa valtakunnalle vetureita, aikansa huipputekniikkaa. Historiankirjoitus kertoo, että konepajat ilmaisivat kiinnostusta, joka johti valtiovallan tilauksiin. Mutta miten ne arvioivat olevansa kyvykkäitä siihen? Miten ne rohkenivat tarjota vetureita? Ja miksi ne selvisivät tehtävästä? Tätä on vaikeampi ymmärtää. 1800- luvun Suomen konepajoissa oli yleensä ulkomainen mestari tai omistaja, silti tuuntuu hurjalta. Taustalla on monia teknologisia tekijöitä, ei pelkästään kaupasta saatavat tulot: aiempi teknologinen kokemus ja osaaminen, yleinen tieto teknologiasta, arviot teknologioiden kypsyydestä, laajemmat strategiset tavoitteet, kuten kokemuksen ja osaamisen hankkiminen synergisiin hankkeisiin. Tällaisia asioita voisi arvailla - mutta historia ei kerro. 

Toinen esimerkkini liittyy rautateiden sähköistäminen. Luin hiljattain asiaa koskevan tutkimuksen. Asiaa lähestyttiin taas yhteiskunnallisen debatin kautta, valottaen erilaisia näkemyksiä. Tosiasia on, että rautateiden sähköistys käynnistyi Suomessa myöhään - 1960- luvun lopulla. Ja se eteni tavattoman verkkaisesti. Oliko syynä teknologiset ongelmat, vai jotkut talouteen liittyvät yleisemmät asiat? Artikkelissa oli myös katsaus sähköjunien teknologiaan. Pystyin ymmärtämään sen vain vaivoin - koska olen itse sähkötekniikan ammattilainen. En usko, että selostus avautui kenellekään, jolla ei ole insinööritaustaa, sen veran outo tuo esitys oli. 

Oma käsitykseni sähköistyksen viipymisestä on seuraava. Aluksi teknologian epävarmuus jarrutti kehitystä. Odotellessa tehtiin päätös siirtyä höyrykalustosta dieselvetureihin. Samaan aikaan - Yhdysvaltojen esimerkin mukaan - arvailtiin että maantieliikenne syrjäyttää rautatiet. Rautateitä ei ylipäätään haluttu kehittää. 2000- luvulla on - taaskin ulkomaisen esimerkin mukaan - alettu elämään kiskoliikenteen renessanssia.

Ehkä turhankin masentava kuva teknologiaan liittyvästä poliittisesta päätöksenteosta. Teknologian ajopuuteoria. Tehdään heikkoja päätöksiä lähinnä jäljitellen muuta maailmaa, ja turvallisesti jälkijunassa. 

Joten ajatukseni oli nyt tarkastella hieman sähköliikenteen teknologisia reunaehtoja. Koska ne eivät tule normaalissa tarkastelussa kovinkaan selvästi esille. Ja varmasti ne vaikuttavat päätöksentekoon. Käyttäväthän komiteat asiantuntijoina insinöörejä, joiden mielipiteet sitten enemmän tai vähemmän hyvin suodattuvat niihin pöytiin, joissa asiat lopulta lyödään lukkoon.

Aluksi yleisen havainto, jota en ainakaan itse ole huomannut kenenkään historiantutkijan korostaneen. Höyrykone oli 1700- luvun suuri innovaatio, ja sitä sovellettiin pian myös laivoissa ja junissa. Sähkö oli seuraava suuri käyttövoimainnovaatio. Ilman muuta sitä koetettiin soveltaa kiskoliikenteessä lähes välittömästi, kun se oli teollisella asteella, eli 1800- luvun lopulta alkaen. (Polttomoottori saavutti rautatiekäytön edellyttämän kypsyyden oikeastaan vasta toisen maailmasodan jälkeen dieselmoottorin muodossa). Ja sitten se havainto. Kun mennään niihin suuriin tehoihin, joita vetureissa tarvitaan, megawattiluokan tehoihin, ongelmaksi muodostuu voimansiirto. Siis se, kuinka muutetaan voimakoneesta saatava voima tasaiseksi työntövoimaksi, liikkeellelähdöstä aina huippunopeuteen. Höyrykone on voimansiirron kannalta jokseenkin ihanteellinen. Se antaa suuren vetovoiman nollakierrosluvusta lähtien aina huippunopeuteen, ilman kytkintä ja vaihteistoa. Ja säätö tapahtuu yksinkertaisesti höyryventtiilin avulla. Nuorin tulokas, dieselmoottori, edustaa tehonsäädön tekniikan toista ääripäätä. Sen hyödyllinen kierroslukualue on kapea. Siksi se tarvitsee kytkimen ja vaihteiston. Ja suurella, megawattiluokan tehoalueella nämä mekaaniset komponentit ovat todella ongelmallisia. (Siksi monet nykyaikaiset dieselveturit ovatkin sähköisiä: dieselmoottori pannaan tekemään sähköä, joka sitten viedään sähköisille ajomoottoreille; tuntuu monimutkaiselta - ja onkin sitä).

Lukija arvaa jo. Sähköveturin ongelmakenttä liittyy sähkömoottorin tehonsäätöön. Sähköveturien kehitys on siis sähkömoottorin tehonsäädön kehityshistoriaa. Historiallisesti vanhin moottorityyppi, tasavirtamoottori, otettiin välittömästi ja menestyksellisesti käyttöön raitiovaunuissa ja kaivosjunissa. Moottorin tehoa ohjattiin säädettävän etuvastuksen avulla. Se oli yksinkertainen menetelmä. Vaikka sen hyötysuhde oli osateholla huono, sillä ei juuri ollut väliä näissä kohtuullisen teholuokan sovelluksissa.

Valitettavasti tasavirta ei sovellu pitkän matkan juniin, joissa sähkö pitäisi syöttää satojen kilometrien päähän, ja veturien tehot olivat kertaluokkaa suuremmat kuin raitiovaunuissa. Sähkön siirtohäviöiden takia jännite pitäisi nostaa 10- 50 kertaiseksi raitiolinjoihin verraten. Mutta se ei onnistunut 1900- luvun alun teknologialla. Moottorin suurin käyttöjännite jää eristysongelmien takia muutamaan kilovolttiin, siis kertaluokkaa liian pieneksi. 

Oli siis siirryttävä vaihtovirtaan, jonka jännitettä voidaan helposti nostaa tai laskea muuntajien avulla. Ainoa helposti säädettävä vaihtovirtamoottori on liukurengasmoottori. Mutta se on kolmivaiheinen, tarvitaan kolme rinnakkaista ilmajohtoa yhden asemasta. Tällaisia vetureita kokeiltiin saksassa 1910- luvulla. Ne olivat kompakteja ja yksinkertaisia, ja niillä ajettiin helposti 200 km/h nopeudella. Mutta kolmivaiheinen ilmajohto oli käytännössä ylivoimaisen vaikea rakentaa ja ylläpitää. 

Tasavirtamoottorin tehoa säädetään muuttamalla käyttöjännitettä, mutta jännitteen muuttaminen on hankalaa. Vaihtovirralla taas  jännitteen muuttaminen sujuu helposti säätömuuntajalla. Sen toisiokäämissä on väliulosottoja, joista valitaan oikea jännite käämikytkimellä. Se on yksinkertainen ja kompakti ratkaisu. Ja jos vaihtovirran taajuutta pienennettäisiin riittävästi, vaihtovirtaa voitaisiin syöttää sopivalla tavalla rakennettuun tasavirtamoottoriin, niin sanottuun sekavirtamootoriin*. Näin tehtiinkin. Ensimmäiset rakennetut sähkörautatiet käyttivätkin 16 2/3 Hz vaihtovirtaa. Tämä taajuus on tasan 1/3 normaalista vaihtovirrasta, ja sähköradoille syötettävä jännite voitiin synnyttää pyörivillä muuttajakoneilla.

Kehitys ei jäänyt tähän. Koko rataverkon käyttöjännitteen taajuuden muuttaminen oli ongelmallista. Tarvittiin pyörivä muuttajakoneisto jokaisella virran syöttöasemalla. Lisäksi näin pienellä taajuudella veturiin asennettavasta muuntajasta tulee painava. Olisi helpompaa, jos rautatiet toimisivat samalla taajuudella kuin muu sähköverkko. Seuraavassa vaiheessa sähköjunia varten kehitettiin sekavirtamoottoreita, jotka toimivat yleisen verkon 50 Hz taajuudella. Sitten, 1960- luvulla, syntyi puolijohdetekniikka. Käämikytkimeltä saatava vaihtovirta voitiin tasasuunnata tehodiodeilla ja syöttää tasavirtamoottoriin. Ei tarvittukaan enää kalliita sekavirtamoottoreita. Hyvin nopeasti myös käämikytkimillä varustettu säätömuuntaja korvattiin tavallisella muuntajalla ja ohjattavilla diodeilla eli tyristoreilla. Tämä järjestely osoittautui kestäväksi. Siitä syntyi ns. vallitseva tuotetyyppi, eli teknologinen vakioratkaisu vuosikymmeniksi eteenpäin.

Asetetaan nyt edellä kuvattu teknologinen kehityskulku Suomen rautateiden kehityshistorian janalle. Kun rautateiden sähköistys alkoi suurissa teollisuusmaissa 1910-luvulla, asiaa ei ilmeisesti koettu meillä ajankohtaisena. Vaikka valtakunta oli varsin hyvin sähköistetty (sähköntuotanto henkilöä kohti oli korkeimpia maailmassa), Suomessa ajeltiin kaikessa rauhassa höyryvetureilla toisen maailmansodan jälkeiseen aikaan. En tiedä, johtuiko viivyttely hankalasta teknisestä valinnasta (50 Hz vai 16 2/3 Hz taajuudella toimiva), vai yleisestä rautatieverkon laiminlyönnistä. Ja saattoi siinä olla turvallisuuspoliittinen näkökulma: höyryvetureilla saattoi ajella kotiumaisella polttoaineella,

Sotien jälkeen tilanne oli muuttunut, ja vaihtoehtona oli dieselveturit tai sähköistys. Suomi valitsi dieselit, ehkä siksi, että oli jo myöhästytty sähköradoissa. Nopeaa sähköistystä ei ehkä pidetty mahdollisena. Siitä eteenpäin dieselit hidastivat sähköistystä, dieselveturit olisi ensin ajettava loppuun. Ratkaisuun saattoi vaikuttaa myös Yhdysvalloista käsin levitetty autoliikennettä korostava yhdyskuntasuunnittelun oppi. Sähköistys ilmeisesti koettiin kuitenkin väistämättömänä. Se alkoi pääkaupunkiseudun lähiliikenteestä, joka oli nopeasti kasvamassa. Siksi korvattiin aluksi  lähiliikennettä hoitaneet hidastempoiset, mutta monien mielestä nostalgiset siniset dieseljunat, lättähatut. Niiden tilalle tuli Strömbergin ja Valmetin kehittämät modernit sähkömoottorijunat (niitä on edelleen liikenteessä). Siitä eteenpäin sähköistys vietiin läpi valtakunnan rataverkoissa, tosin verkkaisen tahtiin, dieseleitä loppuun ajaen.

Kun pohditaan uusien teknisten infrastruktuurien rakentamista, olennainen kysymys on, milloin teknologian kehitys tasaantuu riittävästi, jotta investointeihin uskalletaan ryhtyä. Sähkörautateiden kohdalla vakiintunut ratkaisu oli suurjännitteinen yksivaiheinen vaihtovirtasyöttö ja 50 Hz taajuus. Mutta miten pian tällainen teknologinen tasanne tunnistetaan? Uusia innovaatioita ajatellen se on aina vain ajankohtainen ja vaikea kysymys. Olen käsitellyt näitä teknologioiden ja innovaatioiden dynamiikan kysymyksiä kirjassani ”Innovaattorin opas”.

Suomen rautateiden sähköistyshistoria noudatteli eurooppalaisia linjoja. Yhdysvallat rakennettiin tunnetusti sähkön ja rautateiden tahdissa. Mutta siellä auto- ja öljyteollisuus katkaisivat sähköistyksen. Jo sähköistetyiltä rataosuuksilta kerättiin ilmajohdot pois. Nykyisin vain Washington - New-York linja on sähköistetty.


*) Sekavirtamoottori on edelleen erittäin yleinen pienissä kodin koneissa, kuten sähkövatkaimissa, pölynimureissa, pesukoneissa, hiustenkuivaimissa ja sähkötyökaluissa

**) Ohitin eräitä pois käytöstä jääneitä kokeiluja, joista melko yleinen oli jo 1900- luvun alussa kehitetty Ward Leonard - käyttö: ratamoottorin tarvitsema säädettävä tasavirta kehitettiin veturissa ilmajohdon vaihtovirrasta muuntajalla ja pyörivällä muuttajakoneella.Toimii hyvin, mutta on kovin monimutkainen.

***) Helsingin metrossa ja eräissä uusimmissa sähköjunissa ja vetureissa myös junien moottorit ovat yksinkertaisia ja luotettavia vaihtovirtamoottoereita (oikosulkumoottoreita eli epätahtikoneita). Ratkaisuna perustana ovat tehopuoljohteisiin perustuvat taajuusmuuttajat. Ratojen jännitesyöttöön ei tarvita muutoksia. Strömberg Oy kehitti tämän teknologian ensimmäisenä maailmasa 1970- luvun lopulla.

keskiviikko 22. huhtikuuta 2015

Soitto alkaa, kytkekää Bach!

Jokin aika sitten aloin theremin- soittimen innostamana selvitellä Leon Thereminin elämänvaiheita. Kirjoitinkin siitä otsikolla ”Uskomaton ufolaatikko, uskomaton elämä”. Itse soitin taas oli yhtenä esimerkkinä kirjoituksessani ”Materian pyhä vastus”. Joten niistä ei sen enempää.

Mutta jatketaan pohtimalla sähkösoittimien evoluutiota. Ihminen on aina ollut kiinnostunut soittimista, ja ollut yhtä valmis ottamaan soittimissa käyttöön uusimman teknologian. Hienomekaniikka ja valmistustekniikka ovat antaneet meille modernin viulun, modernin pianon, Böhm- huilun (modernin huilun) ja saksofonin. Ja tokihan sähkökin piti ottaa käyttöön. Ainutlaatuiset sähkökitara ja Hammond- soitin perustuvat sähkön ja mekaniikan liittoon. Mutta radioputken keksimisen myötä, 1900- luvun alussa, keksittiin myös sähköiset värähtelypiirit. (Ne oli lähes pakko keksiä; jokainen elektroniikan harrastaja tietää, kuinka vahvistinpiirit alkavat värähdellä lähes itsekseen). Avautui täysin uusi maailma, puhtaasti aineettoman, elektronisen musiikin maailma.

1950- luvulta lähtien ns. vakavan elektronisen taidemusiikin säveltäjät ovat tuottaneet musiikkia raskaalla laboratoriokalustolla ja äärimmäisen työläästi. Olin itse varsin nuori, kun kuulin radiosta Karlheinz Stockhausenin nauhasävellyksen ”Gesang der Jünglinge.” (sävelletty Kölnin studiossa 1955). Ja tekihän se vaikutuksen. Tuohon aikaan moderni taidemusiikki oli jokseenkin täysin hylännyt esittävyyden ja kuunneltavuuden, ja sävellyksen taustalla oli valtavasti monimutkaista teoriaa. Suomalaisia tämän musiikin linjan pioneereja olivat mm. Erkki Salmenhaara, Pekka Airaksinen ja Jukka Ruohomäki. Ja tärkeässä osassa oli Yleisradion kokeilustudio.

Mutta elektronimusiikki eteni myös toista reittiä. Theremin- soitin tuotti puhdasta ja kaunista elektronista ääntä reaaliajassa. Soittaja käytti äänen tuottamiseen kehonsa, lähinnä käsiensä liikkeitä koskematta lainkaan soittimeen. Jo 1920- luvulla theremin- taiteilijat, mukaanlukien itse Leon Theremin esiintyivät sinfoniaorkesterien solisteina. Tämä oli thereminien kulta-aikaa.

Amerikkalainen elektroniikkainsinööri ja fysiikan tohtori Robert Moog innostui theremineistä, ja hänen yhtiönsä valmisti niitä. Pian hän alkoi kehittää omaa elektronista soitinta, syntetisaattoria. Hänen yrityksensä alkoi tuottaa elektronisia moduuleja, joilla saattoi tuottaa ja muokata ääniä. Hieman samaan tapaan kuin elektronimusiikin pioneerit 1950- luvun studioissaan. Ensimmäiset kompaktit syntetisaattorit, kuten mini-Moog, pystyivät tuottamaan vain yhden äänen kerrallaan.

(Tässä kohtaa on pakko mainita suomalainen keksijä, taiteilija ja muusikko Erkki Kurenniemi. Samaan aikaan kuin Moog, hänkin kehitteli omia musiikkikoneitaan ja sävelsi niille musiikkia; tunnetuin konesarja kantoi nimeä Dimi (digital music instrument). Moogista poiketen Kurenniemi oli teknisesti aikaansa edellä, hän oivalsi, että musiikin tulevaisuus on digitaalinen. Valitettavasti Suomi on liian syrjäinen paikka, ja valtavat mahdollisuudet menivät sivu suun.  Dimeistä eitullut maailmanluokan innovaatiota.

Moogin ensimmäisiä asiakkaita oli Wendy Carlos (aiemmin Walter). Vuonna 1968 hän julkaisi LP- levyn ”Switched-on Bach”, jolla oli Moogilla soitettuja suosittuja Bachin sävellyksiä. Moog ja Carlos olivat nähneet valtavasti vaivaa rakentaessaan syntetisaattorimodulien avulla Bachin musiikille ainutlaatuisen äänimaailman. Levystä tuli jättimenestys, se myi platinaa (ainoana klassisen musiikin levynä ikinä). Moogin ja Carlosin ansiosta elektronisesta musiikista tuli kuunneltavaa, soitettavaa ja suosittua. Kraftwerk, Vangelis, Emerson-Lake-Palmer, Chick Corea, Herbie Hancock ja monet muut veivät sen ilosanomaa eteenpäin. 2000- luvun digitaalinen vallankumous hävitti sitten viimeisetkin tekniset esteet elektronisen musiikin (”konemusiikin”) tieltä.

Takaisin asiaan. Muistin kyllä Carlosin levyn, mutta minulla ei ollut sitä. Sain sen hankittua kirjastosta (CD versiota ei ole tehty erikseen, vaan se on osa Carlosin laajempaa monen levyn CD-boksia). Huomasin, että Carlos oli tehnyt myös uuden Bach- edition: ”Switched-on Bach 2000”. Se olikin mielenkiintoinen vertauskohde.

Ensin se alkuperäinen Bach-levy. Olin kuvitellut, että ajan hammas olisi jyrsinyt sitä, ja se kuulostaisi jotenkin vanhentuneelta ja lapselliselta. Ei sinne päinkään. Levy on uljasta, svengaavaa, räväkkää ja häpeämätöntä musiikkia. Se ei yritäkään jäljitellä mitään oikeita soittimia, vaan esittelee toinen toistaan erikoisempia soundeja. Kaikki soitettuna kiihkeällä innolla ja tyylitajulla. Aikanaan levy oli pyhäinhäväistys, vakavat musiikkikriitikot olivat kauhuissaan (tosin mestarillinen kanadalainen Bach-pianisti Glenn Gould piti siitä). En tiedä, mitä itse Bach siitä ajattelisi. Jotenkin en usko että hän pyörisi haudassaan, vaan saattaisi innostua itsekin sähkösoittimista.

Sitten se uusi, 2000- luvun versio. Siinä oli myös nähty paljon vaivaa. Soundit olivat mutkikkaasti rakennettuja, mutta jollain lailla kesyjä. Virityksessä oli haettu tasavireisyyden sijaan Bachin ajan ja Bachin mieltymysten mukaisia temperoituja asteikkoja. Mutta kokonaisuus oli innoton, siitä puuttui ilkikurisuus ja ennen kaikkea rohkeus. Valitettavasti levy ei sytyttänyt minua.

Omituista.

tiistai 14. huhtikuuta 2015

Ovatko patentit hyödyllisiä?

Yhdistämme mielellämme toisiinsa patentit, keksijät, keksinnöt ja innovaatiot. Ja onhan se oikeutettua, kyllä nämä sanat tosiaan kuuluvat yhteen. Juuri luin Helsingin sanomista keksijän haastattelun. Siinä todettiin, että keksijöitä ei arvosteta tarpeeksi. Heitä ei tueta. Keksinnötkin varastetaan. Keksijä vaikutti sekä oman arvonsa tuntevalta että katkeroituneelta. 
 
Se oli siis hyvin tyypillinen keksijän haastattelu. 
 
Tunnen tätä keksintöasiaa jo ammattinikin puolesta. Lisäksi olen itsekin keksijä. Olen muotoillut keksintöjeni pohjalta kymmenkunta patenttimuotoista kuvausta, viimeisen muutama vuosi sitten. Niistä 6-7 on edennyt patenttihakemukseksi, ja 3 tai 4 patenttia on myönnettykin. Toisaalta olen myös siinä mielessä tyypillinen keksijä, että en ole rikastunut patenteillani. Asia on toisin, kuluja niistä on ollut enemmän kuin tuottoa. 
 
Olen saanut ensiluokkaisen teknisen koulutuksen, joten minulla on ollut realistinen kuva patentoinnin tarkoituksesta ja mahdollisuuksista. Mutta olen tuntenut myös toisenlaisia, itseoppineita keksijöitä, ja yrittänyt auttaakin heitä. Heitä on ollut asiakkaina, ja toisia olen tukenut ystävyyden tai sukulaisuuden takia. Hyvin yleinen harhaluulo keksijällä on, että patentilla itsellään on arvoa.

Siksi heidän mielestään pitäisi saada nopeasti aikaan sellainen patenttihakemus, että patentti myönnetään. Ja sitten alkaa tulla rahaa.

Mutta ei se niin mene. Patenttihakemuksesta koituu yleensä vain pelkkiä kuluja. Joten pohditaan ensin patentin luonnetta. Se on aikoinaan ollut insinöörille annettu etuoikeus harrastaa ammattiaan tietyllä alueella. Mutta 1700- luvulta lähtien se on tarkoittanut yksinoikeutta hyödyntää keksintöä kaupallisesti.
Valtio siis suojelee keksijän liiketoimintaa kilpailua vastaan - saattaakseen keksijän menestyksen alkuun. Mutta se haluaa vastikkeen. Kun patentti myönnetään, se tulee julkiseksi. Näin keksintöön sisältyvä tieto leviää. Lisäksi patentin suoja on rajattu 20 vuoteen.

Tämä kuulostaa reilulta, ja sellaiseksi se on tarkoitettukin. Mutta asialla on pimeät puolensa. Niistä myöhemmin.

Keksijän mahdollisuus ansioihin on siten kahdenlainen. Hänen pitää joko hyödyntää keksintö itse rupeamalla yrittäjäksi - usein keksintöä myös hakee joku yritys, jolle keksijä jo työskentelee. Tai sitten keksijä voi lisensoida keksintönsä käyttöoikeuksia, tai myydä koko patentin. Mutta vihjasin jo, ettei se ole helppoa. Seuraavassa kerron asioita, jotka auttavat ymmärtämään, miksi yksinään toimivan keksijän osa ei välttämättä ole kovin kadehdittava.

Patentteja käytetään yleisesti innovaatiomittareina. Ne eivät ole siihen tarkoitukseen kovinkaan hyviä, mutta ylipäätään innovaatioita on vaikea mitata. Patentin käyttö mittarina on houkuttelevaa myös, koska patenttitoiminta on laajaa. Yksin Euroopassa myönnetään vuosittain noin 50000 patenttia. Se on suuri luku, mutta panee myös miettimään, ovatko patentit todellisuudessa arvokkaita? Mittaavatko ne teollisuuden tai kansakuntien aineettoman arvon tuottoa?

Neuvostoliitossa työskennellyt omaperäinen luovuustutkija Genrich Altshuller analysoi ja luokitteli 1970-luvulla tuhansia patentteja niiden originaalisuuden mukaan ja päätyi erääseen arvioon keksintöjen laadusta - eli siis niiden innovatiivisuudesta. Hänen mukaansa patenteista 32 prosenttia oli jokseenkin tavanomaisia konstruktioita. Vähäisiä parannuksia jo tunnettuihin ratkaisuihin esitteli 45 prosenttia patenteista, ja 18 prosenttia saatettiin luokitella olennaisiksi parannuksiksi. Neljä prosenttia esitteli täysin uudenlaisen periaatteen, ja yksi prosentti patenteista oli niin radikaaleja, että ne saattaisivat johtaa täysin uudentyyppiseen tuoteinnovaatioon.

Valitettavasti tilanne eri ole edes näin hyvä. Myönnettyjen patenttien suurelta tuntuva lukumäärästä selittyy saman keksinnön patentoinneista eri maissa. Huomattava osa patenteista ei myöskään ole riippumattomia, vaan tietyn vahvan idean ympärille ilmaantuu lukuisia siihen liittyviä patentteja, joissa esitellään erilaisia yksityiskohtia tai teknisiä vaihtoehtoja. Toinen patentoinnin ilmaisevuutta vähentävä seikka on se, että etenkin suuryritysten patentointi on suurelta osin aggressiivista. Tarkoitus ei aina olekaan hyödyntää patentoitua ideaa vaan haitata kilpailijoiden toimintaa.

Vaikka liitännäispatentit ja hyökkäävä patentointi jätettäisiin pois laskuista, täysin uusia keksintöjä patentoidaan vuosittain satamäärin. Toisaalta historiasta tiedetään, että sellaisia keksintöjä, jotka luovat merkittäviä, globaalisti uusia teollisuudenaloja, ilmaantuu vain muutamia vuosisadassa. Joten jopa tie ainutlaatuisesta keksinnöstä menestyväksi innovaatioksi nousee useimmiten pystyyn.

Yksityisen keksijän mahdollisuus rikastua keksintönsä patenttioikeuksien avulla on siis verrattavissa lottovoittoon - paitsi että lottovoitto on todennäköisempi. Silti keksijöitä riittää, ja hyvä niin. Ja kyllähän moni keksijä menestyykin. Mutta yleensä tuo menestys on seurausta keksijän toimeliaisuudesta, keksinnöillä on siinä vain osamerkitys.

Minkä neuvon antaisin aloittelevalle tai pidemmälle edistyneelle keksijälle? Kehottaisin ilman muuta jatkamaan harrastusta, ainakin niin kauan kun se tuntuu kiinnostavalta. Ja muistamaan, että patentti ei ole päämäärä, vaan apuväline, ja usein kallis ja hankala sellainen. Kannattaa siis miettiä, onko patentti ylipäätään tarpeellinen. Jos tuntuu siltä, keksijöiden järjestöiltä ja TEKESiltä saa käytännön tason tukea. Tai, jos keksintö liittyy työsuhteeseen, se on ilmoitettava työnantajalle (ja jos työnantaja sattuisi ottamaan sen haltuunsa, keksijää saa edes jonkinlaisen korvauksen).

Olen käsitellyt laajemmin keksintöjen ja innovaatioiden suhdetta kirjassani ”Innovaattorin opas”. Keksijöiden kannattaa myös tutustua siihen.