Mer orden på kaos

Små fraktaler genererer mer cash

Kaos/fraktal-avledet teknologi er ikke avgått ved en stille død, tross dystre spådommer. Iterated Systems, som ble etablert med norsk risikokapital på slutten av 80-tallet, har stadig friskere fraktalvind i seilene. Microsoft lisensierer teknologien deres, MCI kjøper. I 1995 dobles omsetningen.

Magne Lein

Norsk pionér

Norske forskningsadministratorer og industri-investorer kom i kontakt med teknologi basert på kaos/fraktal-teori via idéene til den norske arkeologen Hans Gude Gudesen.

Hans Gude Gudesen var en visjonær. Allerede på 70-tallet mente han at de "kaotiske" mønstrene, som til sammen danner et bilde av naturen og omgivelsene, inneholder repetetive billed-elementer. Disse mente han kunne ekstraheres, digitaliseres og dataprosesseres. Dette ville åpne for mindre minnekrevende datalagring av bilder fra utgravninger, mente han.

Los Alamos-fysikeren Mitchell Feigenbaum gikk med lignende billed-visjoner. Og professor Michael F. Barnsley ved Georgia Institute of Technology (Georgia Tech) i Atlanta hadde begynt å trenge inn i matematikken rundt Feigenbaums visjoner. Han prøvde å beskrive de små billed-elementene, eller "fraktalene".

Klaff i Atlanta

Gudesen og Barnsley kjente ikke hverandre før Gudesen kom på sporet av Barnsley og kollegaen hans Alan Sloan via tips fra Digital-hovedkvarteret utenfor Boston. Gudesen havnet i USA etter en lang periode med avvisning fra norske fagfolks side. Kontakten mellom de tre ga støtet til den norske risikosatsingen i Atlanta, Georgia, etter at amerikansk risikokapital hadde vendt partnerne den kalde skulder.

Alliansen førte etter hvert til planer om å utvikle produkter basert på de nye teoriene og den nye innsikten. Det så imidlertid mørkt ut, inntil NTNF stilte med de første millionene, og Farsund-gruppen i neste omgang dro risikopotten opp til 25 millioner kroner.

På en pressekonferanse i NTNF-hovedkvarteret, berømmet Michael F. Barnsley de norske investorenes framsynthet, mens Gudesen virket en smule utilpass i sitt hjørne. Vi pressefolk anta at kjemien ikke stemte mellom en del av aktørene.

Bløff?

Allerede noen måneder senere, på nyåret 1987, skulle det komme kode/dekode-bokser som ga dramatisk hastighetsøkning på digitale billed-overføringer, fikk vi høre.

Via "filtrering" av de digitaliserte signalene, blant annet i kundespesifiserte mikroelektronikk-brikker, ble fraktaler i digitalform sortert ut og komprimert via spesielle algoritmer; matematiske "dataformler" som kan patenteres.

Mange var skeptiske til det hele. Ja, enkelte mente Michael F. Barnsley var et overvintret, akademisk polert eksemplar av de omreisende snakeoil-selgerne som opptrer i enhver cowboy-film med respekt for seg selv.

Tiden gikk. Det var i flere år stille på fraktalfronten. Ingen så noe til bokser over disk. Enkelte begynte å godte seg:

-- Se hva jeg sa, bare bløff!

Høsten 1991 snakket vi med professor Hugh Posner, California Institute of Technology (Caltech) i Pasadena. Han kjente til prosjektet, men ga utrykk for meget stor skepsis:

-- Barnsley viser oss fine bilder, men vil ikke fortelle oss hva som finnes inni boksene, sa professor Posner.

I pressesenteret på Comdex Fall '91 lå det imidlertid en omfangsrik pressemappe fra Iterated-hovedkvarteret i Norcross i Georgia, med alt fra produktpresentasjoner til kopier av positive artikler i anerkjente datablader i USA.

Noe var i emning.

Endelig

Iterated Systems lanserte programvare som lovet stor datakompresjon innen tung billed-behandling. I dokumentasjonen het det at dette var første gang slike produkter ble vist offentlig. Med dette mente man primært dataverktøy for lagring/håndtering av høyoppløsnings fullfarvebilder innen skrivebordspublisering og i forbindelse med presentasjonsprosjekter.

Fraktalsugne algoritmer; de matematiske "formlene" som ligger innebakt i programvaren eller på brikkenivå, plukker ut og systematiserer mønsterlike elementer og gjentagelser på mikronivå i bildet. Informasjonen om akkurat disse billed-elementene kan overføres raskere på en kabel, eller lagres på vesentlig mindre plass i dataminnet, enn om man skulle håndtere den komplette billed-informasjonen.

Et av Iterated System's nye produkter i 1991 het "Images Incorporated, versjon 2.0." (USA: 299 dollar). I dag foreligger versjon 4.0 av denne programvaren. Den gir opptil 100 gangers datakompresjon ("squeezing a 1MB image down to as little as 10KB").

Sammen med Iterated Systems' "FTC-III Fractal Transform Compression Accelerator Board", får man en oppløsning på opptil 4000x4000 billed-elementer (pixels). Dette kortet er for øvrig nettopp kommet i en modell IV, med åtte fraktalbaserte koprosessorbrikker og med enm kompresjonshastighet som er syv ganger større enn modell III.

Microsoft lisensierer

En fjær i hatten for Iterated Systems er programvarekjempen Microsoft Multimedia Publishing Group's lisensiering av komprimerings-teknologien deres.

Ved komprimering av eksempelvis data inn på en CD-ROM inngår blant annet et av de ovennevnte aksellerator-kortene med åtte spesialbrikker (FTC-IV). Brukeren kan hente ut informasjonen fra CD-ROM-en uten å bruke annet enn programvare for dekodingen. Det kan være opptil 75 ganger mer data enn normalt på en slik plate (ca. 650MB),

Ved 75 gangers kompresjon får man små forvrenginger i bildet. Ved 50 gangers kompresjon er det imidlertid ingen merkbar forvrenging, og ved 30 gangers kompresjon er bildet ikke til å skille fra originalen ("distortion-free image"), hevdes det hos Iterated Systems.

I multimedia-sammenheng er en kompresjon på mellom 30 og 50 mest aktuell.

Nylig fikk Iterated Systems flere millioner kroner fra det såkalte Advanced Technology Program, som ligger under det amerikanske handelsdepartementets National Institute of Standards and Technology/NIST. Pengene var øremerket utvikling av en rimelig brikke, som er så rask at den holder tritt med billedfrekvensen på TV under komprimeringen.

Hvor er japanerne?

Selv om vi denne gang har kretset rundt en norsk-amerikansk allianse, skal vi ikke unnlate å nevne at japanerne som vanlig har gått rett på det jordnære, selv om det denne gang er snakk om kaos. De har blant annet utviklet medisinsk utstyr som holder øye med den mentale helse hos en pasient, ved å registrere "kaotiske" endringer i pulsslagene i kapilærårene i fingertuppen.

Og Matsushita har et VVS-anlegg som etterligner endringene i vindhastighet og temperatur som oppstår på grunn av turbulens og andre ustabile værforhold.

PIONÉR: Michael F. Barnsley, Georgia Tech.-professoren som har fått kaos/fraktal-teknologi på lufta innen selskapet Iterated Systems, tuftet på norsk risikokapital. Iterated Systems hadde i fjor en omsetning på vel 50 millioner, med forventet dobling i år.

POSITIVT: Styreformann Åsmund Sløgedal (t.v.) og konsulent Bjørn Bjorå overvåker det norske risikokapital-selskapet Teknoinvest Managements interesser i Iterated Systems. De melder om meget positiv utvikling for det norsk-amerikanske selskapet, med sannsynlig omsetningsdobling i 1995. (Foto: Laila B. Carlsen)

SKEPTIKER: Professor Hugh Posner, California Institute of Technology, har liten tro på telekom-utstyr med utgangspunkt i kaos/fraktal-basert datakompresjon. Her ses han som nummer to fra venstre, sammen med f.v. Tor Jansen, forskningssjef ved Telenor Forskning, Odd Helge Longva, viseadm. direktør ved DELAB/NTH, og artikkelforfatteren.


                    Ikke lett tilgjengelig

Det ville være et halsbrekkende stykke journalistikk å beskrive detaljert hva kaos/fraktal-teori egentlig dreier seg om. Den tidligere New York Times-journalisten James Gleick fikk i sin tid en pris for populærvitenskapelig mesterskap, etter at han nesten greide å få leserne til å forstå hva det hele dreier seg om i "Chaos"; en omfangsrik bok fra 1987 (bl.a. i paperback-utgave fra engelske Sphere Books Ltd.).

Denne artikkelen er ikke tenkt som en mikroutgave av Gleick's populærvitenskapelige balanseakt fra 1987, men som en pirring av nysgjerrigheten hos leseren. De som ønsker mer kaos, får benytte noen tiere på selve boken. Den er underlig nok ikke kommet i norsk utgave.

Universell lov

Innen matematikken har man gitt de ikke-lineære forløpene av en del enkle ligninger betegnelsen "kaos". Hvis man tegner opp xy-forløpet for disse ligningene, kan mønsteret til forveksling se ut som strømningsmønsteret rundt en stein i en stri bekk, dvs. med turbulent strømning. Turbulens er en kaostilstand. Fraktaler er "de minste krumelurene" slike kaosmønstre består av. Man kan bygge opp selv kompliserte naturbilder via enkle fraktalelementer.

Enkelte hjerneforskere mener vår egen hjerne suger til seg og lagrer synsinntrykk i fraktalinform. Ellers er det vanskelig å gi en forklaring på den mengde informasjon et menneske sitter igjen med etter bare et kort glimt av for eksempel et landskap eller et værelse.

For en del år siden ble kaos/fraktal-teori enten avvist som rent tankespinn, eller opphøyet til altomfattende, universell lov, med eksplosivt potensiale innen alle deler av samfunnslivet.

Det interessante ved den kaosrelaterte fraktalteknikken, som pionérselskapet Iterated Systems jobber med i grafisk sammenheng, er at den kan benyttes til å komprimere billed-informasjon. Dette skjer etter at de ørsmå fraktalelementene, som billed-konturer og -mønstre består av, er silt ut og digitalisert.

Michael F. Barnsleys og Alan Sloans klassiske fraktaleksempel er en bregnegren, hvor en billedzooming viser at hovedbildet er bygget opp av bregnelignende detaljer "innover i det uendelige", hvis man forstørrer. Fraktalen er en mikrobregne. Iterated Systems benytter forøvrig den stiliserte bregnen som logo. Kaos/fraktal-teorien viser oss at selv en marginal endring -- på fraktalnivå -- i en tilsynelatende stabil tilstand, vil kunne utløse kaos. Turbulensfenomenene man observerer innen fysikken er et typisk eksempel på en kaostilstand. Det er denne labile, på-nippet-tilstanden som finansanalytikere, meteorologer og andre mener kan ligge til grunn for spesielt ustabile forløp og tilstander, i alt fra på børsen til i atmosfæren.

Forløsning

Med norsk risikokapital, inklusive et stort beløp fra daværende NTNF, etablerte Georgia Tech-professorene Michael F. Barnsley og Alan Sloan selskapet "(Benjamin) Iterated Systems" i Atlanta på slutten av 80-tallet. Her skulle det lages mikroelektronikk-bokser basert på kaos-avledet fraktalteori. Farvesprakende bilder kunne på få sekunder overføres over telefonlinjene, via finurlige algoritmer som komprimerte og dekomprimerte billed-informasjonen. Barnsley bragte med seg imponerende billed-eksempler til en pressekonferanse hos NTNF. Tandberg A/S' Jan Chr. Opsahl var seremonimester under arrangementet.

Skepsisen var stor på mange hold, både i Norge og i utlandet. Og da den første produktlanseringen trakk ut i tid, begynte enkelte å være kristenmanns blod.

Men nå ser det ut til å flaske seg for Iterated Systems. Styreformann Åsmund Sløgedal og konsulent Bjørn Bjorå hos Teknoinvest Management, et risikokapitalselskap med røtter i Farsund-gruppen, forteller at Iterated Systems nylig har innledet et omfattende telekomsamarbeid med amerikanske MCI, som ved siden av AT&T og Sprint er et av de tre store teleselskapene innen fjerntrafikken i USA. Og Iterated Systems leverer datakompresjons-teknologi både til Microsofts Encarta-leksikon og det store Grollier-forlaget.

Primært satses det på det amerikanske markedet, men man har et datterselskap i England med fem ansatte. Totalt har Iterated Systems 100 ansatte, opplyser Bjorå.

Iterated Systems' omsetning lå i fjor på vel 50 millioner kroner. I år venter man en dobling!