Беспилотные летательные аппараты с несколькими роторами предназначены для полетов на открытом воздухе. Но в силу различных причин или ошибок человека им достаточно часто доводится сталкиваться с препятствиями или падать на землю. В некоторых моделях используется ограничители, защищающие лопасти пропеллеров и окружающих людей, а другие модели даже помещаются внутрь своего рода "клеток". Такие меры спасают положение в некоторых ситуациях, но в любом случае все это делает летательный аппарат больше и тяжелее, что сокращает и без того небольшое время полета на одном заряде аккумуляторных батарей. Весьма интересный выход из этой, казалось бы, безнадежной ситуации нашли исследователи из Швейцарского федерального политехнического университета Лозанны (Swiss Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, EPFL), они создали полужесткую и одновременно полумягкую конструкцию беспилотника, а первоначальную идею этого им подарила живая природа.
Для решения проблемы "ударопрочности" конструкции беспилотника исследователям пришлось найти компромиссное решение. Если сделать конструкцию слишком мягкой и гибкой, аппарат не будет обладать стабильностью и устойчивостью во время полета. И решение проблемы, как уже упоминалось выше, было найдено в живой природе, а если быть точнее, ученые увидели все им необходимое в строении крыльев ос. Строение крыльев обеспечивает им жесткость, необходимую для обеспечения полета насекомого, но когда оса сталкивается с чем-то, то крыло приобретает гибкость и перераспределяет энергию удара, что препятствует разрыву тканей крыла.
Конечно, конструкция беспилотного летательного аппарата очень далека от формы и строения крыла насекомого. У беспилотника имеются гибкие элементы, расположенные вокруг твердой центральной части. Удерживается все это при помощи магнитов, а когда вся конструкция принимает определенный вид, она становится достаточно жесткой для того, чтобы обеспечить стабильный полет. Но в случае столкновения с препятствием энергия удара отрывает магниты друг от друга, целостность конструкции нарушается и она становится гибкой, эффективно поглощающей и демпфирующей энергию удара. По завершению ударного воздействия магниты снова притягиваются друг к другу, конструкция восстанавливает свою форму, жесткость и функциональность, и летательный аппарат в большинстве случаев может снова взлететь и продолжить полет как ни в чем ни бывало.
То, что вы видите на приведенных здесь снимках, является экспериментальным беспилотным летательным аппаратом, которому вряд ли будет суждено "переродиться" в коммерческий вариант. А исследователи из EPFL полагают, что идея создания таких полужестких-полумягких конструкций может найти более широкое применение в робототехнике. Роботы, способные быть и жесткими и мягкими одновременно, будут обладать более широкими возможностями по захвату объектов, к примеру, нежели нынешние робототехнические устройства.
Информационные потребности современного общества растут такими темпами, что без внедрения новых технологий нынешний Интернет вскоре перестанет справляться с передачей огромных объемов курсирующей по нему информации. И одной из таких новых технологий является созданный учеными из Швейцарии, Германии и США широкополосный модулятор, предназначенный для превращения электрических сигналов в оптические, и делающий это за счет использования колебаний облаков свободных электронов на поверхности металла, так называемых плазмонов. Практическое применение нового плазмонного модулятора, способного работать на скорости более 100 Гбит/сек, позволит создать коммуникационные фотоэлектронные устройства, обеспечивающие такую же самую скорость передачи информации при помощи единственного луча света.
Напомним нашим читателям, что плазмоны - это подобные жидкости облака свободных электронов, возникающие тогда, когда фотоны света ударяются в поверхность некоторых металлов, золота и серебра, в частности. Плазмоны, подобно ряби от брошенного в воду камня, могут оказывать воздействие на проходящие мимо световые волны. Комбинация этой способности со способностью плазмонов реагировать на световые волны позволяет создать на из базе, как модуляторы, так и детекторы, выполняющие обратное преобразование, преобразование оптического сигнала назад в электрический.
Новый плазмонный модулятор состоит из двух пар золотых электродов устроенных определенным образом друг относительно друга. Их разделяет "щель", толщиной всего в сотню нанометров, объем которой заполнен специальным кремнийсодержащим органическим электрооптическим материалом, коэффициент преломления и другие оптические свойства которого изменяются в ответ на прикладываемое к нему электрическое поле.
Заполненные кремнийсодержащим веществом промежутки между золотыми электродами действуют в качестве "волноводов" для плазмонов, интенсивно возникающих под воздействием света на поверхности золота. И все это представляет собой микроинтерферометр, модулированный выходной сигнал которого является комбинацией двух сигналов, подаваемых на разные пары электродов. Поскольку плазмонные компоненты модулятора изготовлены из металла, они одновременно выполняют роль электрических контактов, позволяющих подавать или считывать с них электрические сигналы.
Еще одним главным преимуществом нового плазмонного модулятора, помимо широкой полосы пропускания, является его компактный размер, позволяющий полностью использовать весь потенциал плазмонов, несмотря на то, что плазмоны сами по себе не могут распространяться на большие расстояния. Однако компактность нового устройства имеет и обратную сторону медали, связанную с производственными технологическими проблемами. Необходимую для этого точность могут обеспечить лишь самые современные методы электронно-лучевой, ионной и ультрафиолетовой литографии. "Когда мы начинаем работать с устройствами, размеры которых значительно меньше длины волны используемого света, мы сталкиваемся с рядом технологических проблем" - пишут исследователи, - "Для всего этого нам требуется литография с разрешающей способностью от 20 до 40 нанометров".
Используя традиционные формы модуляции оптических сигналов, ученые проверили работоспособность нового плазмонного модулятора в диапазоне частот до 170 ГГц. Ширина охватываемой полосы оказалась настолько велика, что для проверки параметров модулятора ученым пришлось использовать пять различных установок, каждая из которых работала в своем поддиапазоне электромагнитного спектра.
А ученые, тем временем, собираются продолжить работу над новым модулятором, что, по их мнению, позволит повысить его, и без того впечатляющие, характеристики.
В свое время мы достаточно часто рассказывали нашим читателям о различных самособирающихся структурах, изготовленных из материалов, меняющих свою форму под воздействием света. Такой механизм хорошо подходит для получения трехмерных форм, состоящих из плоскостей, таких, как кубы и пирамиды. Но для того, чтобы заставить изначально плоский материал свернуться в нечто более сложной формы, ученые из университета Северной Каролины разработали новую технологию, которая позволяет при помощи света с различными параметрами управлять процессом "превращения" с достаточно высокой точностью и избирательностью.
В основу данных исследований легли исследования этой же группы ученых, проведенные еще в 2011 году. Тогда ученым удалось создать плоские шаблоны из материала, который сворачивался в трехмерные объекты под воздействием инфракрасного света. Ключевым моментом разработанной тогда технологии были участки из темного материала, включенные в объем материала или напечатанные на его поверхности в нужных местах. Эти участки поглощают свет более интенсивно, нагреваются и деформируются, перемещая сегмент материала в необходимое положение. А угол отклонения и скорость перемещения регулировались путем изменения ширины и толщины каждой линии светопоглощающего материала.
Одним из недостатков данного метода является то, что воздействие света заставляет перемещаться все изгибы шаблона одновременно. Получить избирательность процесса изгиба ученым удалось за счет изменения цвета материала светопоглощающего материала и, соответственно, длины волны используемого света. Напечатав на основании материала полосы специальными чернилами разного цвета, ученые добились полного управления последовательностью процесса изменения формы. Освещение материала ярким синим светом приводит к началу сворачивания материала по линиям, напечатанным желтыми чернилами, а красный свет вызывает реакцию участков, покрытых чернилами синего цвета.
Такой подход позволяет ученым разработать структуру шаблона с тщательно заданной последовательностью изменения формы. Помимо использования основных цветов чернил, такая технология допускает использование смешанных цветов, что, в свою очередь, позволяет управлять скоростью перемещения отдельных сегментов, которая может быть разной при использовании света одной длины волны.
Возможность создания самособирающихся материалов, в структуре которых заключена "инструкция" по сборке конечного изделия, имеет массу вариантов ее использования. Данная технология может быть использована для создания роботов-трансформеров, которые хранятся в плоском компактном виде и сворачиваются только в случае необходимости их использования. Нечто подобное можно также использовать для развертывания панелей солнечных батарей космических аппаратов, для создания новых электронных компонентов и медицинских устройств.
Группа ученых из университета Базеля (University of Basel), Швейцария, и Технологического института Карлсруэ (Karlsruhe Institute of Technology, KIT), Германия, разработали структуру, изготовили и провели испытания одного из самых маленьких на свете электрических выключателей. Основой этого выключателя является единственная молекула вещества, синтезированная таким образом, чтобы придать этой молекуле необходимые электрические и механические свойства. Данное достижение является одним из больших шагов на пути продвижения теоретических идей к практическому воплощению элементов так называемой молекулярной электроники.
Форма синтезированной молекулы чем-то напоминает трехногий лунный посадочный модуль, на вершине которого находится активная часть переключателя. Его три "ноги" имеют специальные "якорные" химические группы, обеспечивающие прочное и надежное сцепление с поверхностью покрытого золотом основания. Роль активного элемента выполняет нитриловая группа, которая выступает достаточно далеко за пределы всей остальной молекулы.
Вторым электродом этого "выключателя" является наконечник туннельного сканирующего микроскопа, и при его же помощи осуществляется управление состоянием выключателя. Когда наконечник микроскопа входит в контакт с "торчащей" нитриловой группой, то через молекулу начинает течь электрический ток, а электрическая проводимость молекулы зависит от положения нитриловой группы. Чем сильней она прижимается наконечником микроскопа в сторону молекулы, тем ниже становится электрическое сопротивление и тем "качественней" включается этот молекулярный выключатель.
Нитриловая группа имеет так называемый дипольный момент, неравномерность распределения положительного и отрицательного электрического заряда. Это позволяет, помимо механического способа, управлять состоянием выключателя при помощи электрического поля. Изменяя полярность и силу потенциала на наконечнике микроскопа, можно заставить нитриловую группу или приблизиться к остальной молекуле или наоборот, отдалиться от нее, включая или выключая молекулярный выключатель.
Еще одним интересным моментом является то, что контакт между молекулой и наконечником микроскопа может быть установлен или разорван сколь угодно большое количество раз, не вызывая остаточных деформаций структуры молекулы. Такая высокая надежность является следствием череды теоретических расчетов, позволивших рассчитать форму отдельной молекулы, которая должна обладать набором определенных свойств. Данные исследования проводились под финансированием от немецкого Исследовательский фонда, соответствующая программа которого направлена на объединение методов функционального теоретического моделирования с практическими экспериментами в области малых сил и энергий, действующих на уровне отдельных молекул.
Около трех десятилетий назад, 23 февраля 1987 года, ученые-астрономы зафиксировали самый яркий за 400 последних лет взрыв сверхновой звезды. Эта колоссальная сверхновая, получившая название Supernova 1987A (SN 1987A), создала вспышку, которая освещала космос следующие несколько месяцев с яркостью, в миллион раз превышающей яркость свечения Солнца. И, начиная с момента обнаружения, эта сверхновая, расположенная в недрах галактики Большого Магелланова Облака, демонстрирует астрономам не прекращающееся удивительное световое шоу.
Сверхновая SN 1987A является самым близким к нам взрывом сверхновой, что дает возможность ученым-астрономам и астрофизикам изучить все происходящие там процессы в мельчайших подробностях. Наблюдения за сверхновой SN 1987A производились неоднократно телескопом Hubble с 1990-го года, рентгеновская обсерватория Chandra начала наблюдения за ней с момента ввода обсерватории в строй в 1999 году, а самый мощный и современный радиотелескоп ALMA, состоящий из 66 параболических антенн, начал наблюдать за сверхновой SN 1987A раньше, чем состоялся его официальный ввод в эксплуатацию.
Последние данные, собранные самыми мощными и современными астрономическими инструментами, указывают на то, что в "жизни" сверхновой SN 1987A наступил очень важный момент. Немногим ранее ударная волна взрыва сверхновой столкнулась с плотным газовым кольцом, материя которого была извергнута в космос умирающей звездой за некоторое время перед взрывом. А сейчас замедлившийся поток раскаленного газа начинает сталкиваться с медленным потоком "звездного ветра", который был порожден красной гигантской звездой в ранние периоды ее развития и существования.
Столь мощные взрывы сверхновых, такие как SN 1987A, "взбаламучивают" и перемешивают облака космического газа, в которых образуются области, внутри которых начинают идти процессы формирования новых звезд и планет. Кроме этого, они, эти взрывы сверхновых, разносят по космосу тяжелые химические элементы, такие, как углерод, азот, кислород и другие, которые были выработаны в недрах термоядерного реактора красной гигантской звезды за все время ее существования. В случае особо мощных взрывов эти химические элементы рассеиваются по всему объему галактики, обогащая ее элементами, которые составляют основу всех известных нам форм жизни.
Снимки, сделанные телескопом Hubble, показывают, что плотное кольцо газа вокруг сверхновой, диаметром около одного светового года, интенсивно светится в оптическом диапазоне. Это кольцо образовалось, по крайней мере, за 20 тысяч лет до момента взрыва, а светится оно под воздействие ультрафиолетового света от вспышки сверхновой, который возбуждает атомы межзвездного космического газа.
Центральная часть сверхновой, находящаяся внутри кольца газа, выросла за все время до размеров в половину светового года. Самыми интересными объектами являются две огромных "капли" звездных останков, которые удаляются от центра и друг от друга со скоростью порядка 32.2 миллиона километров в час.
В период с 1999 по 2013 год, обсерватория Chandra отслеживала расширяющееся кольцо рентгеновского излучения, которое со временем становилось все ярче и ярче. Это происходило в результате воздействия взрывной ударной волны, которая перемещалась и энергия которой нагревала газ до такой температуры, что он начинал излучать в рентгеновском диапазоне.
Но за последние несколько лет кольцо рентгеновского излучения прекратило увеличивать яркость. Начиная с февраля 2013 года, и по сентябрь 2015 яркость рентгеновского излучения оставалась практически неизменной. А чуть позже астрономы заметили то, что внутренние части "рентгеновского кольца" в его левой нижней области начали исчезать. Все эти изменения говорят о том, что взрывная ударная волна уже переместилась в область с малой концентрацией межзвездного газа, где эффекты ее влияния проявляются не столь сильно. И этот этап является самым последним этапом взрыва сверхновой SN 1987A.
В настоящее время астрономы продолжают искать доказательства существования черной дыры или нейтронной звезды, оставшиеся после взрыва сверхновой. На факт
По данным издания TK (Telecoms Korea), компания Hyundai Motor, являющаяся одним из крупнейших производителей автомобилей в Корее, в настоящий момент ведет переговоры с компанией Apple на предмет объединения усилий специалистов обеих компаний, направленных на разработку и создание компьютерной системы автомобиля, сердцем которой станет смартфон iPhone, производства Apple. Представители компании Hyundai Motor уже заявили, что их компания уже полностью готова к совместному сотрудничеству, в настоящее время ожидается только согласие руководства компании Apple.
Пока что этот будущий совместный проект является только планами, но компания Hyundai Motor уже опубликовала свое видение на то, каким образом iPhone будет использоваться в автомобиле. Смартфон, естественно, будет устанавливаться в соответствующее его форме углубление на приборной панели автомобиля и с помощью разъема будет подключен к компьютерной системе. Разработанный специальный интерфейс между iPhone и системой автомобиля, плюс специальное программное обеспечение обеспечат возможность управлять как и собственно телефоном, так и всеми системами автомобиля. Предполагается, что функционально система будет разбита на три части, управление с помощью iPhone (Phone Control), расширенный iPhone (Magnified iPhone) и дополнительные удобства (Advanced Luxury).
К сожалению, пока еще точных деталей будущей системы не знают и сами авторы этих идей. В настоящее время существуют только рисунки, сделанные от руки, на которых можно увидеть только некоторые части "мозаики". Что же именно подразумевается под функциональностью двух первых вышеупомянутых частей системы нетрудно догадаться, исходя из их названий, а вот третья часть остается загадкой.
Смотрите так же: сравнение цен на Apple Macbook 12 mlh82.
В рамках Женевского автосалона (Geneva Motor Show) 2017 года китайская компания под названием Techrules представила вниманию общественности электрический суперкар Ren, снабжаемый энергией генератором с турбинным приводом. В этом автомобиле использована инновационная технология Turbine-Recharging Electric Vehicle (TREV), турбинный генератор которой способен работать на скорости 96 тысяч оборотов в минуту.
Одной из опций современных электрических автомобилей, таких как BMW i3 и Chevy Volt, является так называемый экстендер (extender), небольшой двигатель внутреннего сгорания, сопряженный с электрогенератором, вырабатываемая которым энергия расходуется для подзарядки аккумуляторных батарей во время движения. Экстендер автомобиля Ren выполняет несколько иную роль, его генераторы, вращаемые двумя газотурбинными двигателями, обеспечивают основную часть энергии, необходимую автомобилю во время движения. Турбинные двигатели более чисты с экологической точки зрения, они соответствуют стандарту Euro-6 для дизельных двигателей. В дополнение к этому такой подход позволяет использовать аккумуляторные батареи меньшей емкости и веса, что снижает количество расходуемой во время движения энергии.
Суперкар Ren будет выпускаться в нескольких вариантах, базовый вариант будет оснащаться литиево-марганцевой-оксидной аккумуляторной батареей, емкостью 25 кВт*ч, способной выдержать 100 тысяч циклов заряда-разрядки. Приводить в движение автомобиль будут шесть электродвигателей, два - спереди и четыре - сзади. Все эти двигатели обеспечивают суммарную мощность в 1303 лошадиных сил, а бака дизельного топлива, емкостью 80 литров хватит на преодоление расстояния в 1170 километров.
Суммарной мощности двигателей, которые могут подключаться по мере необходимости для экономии энергии, достаточно для того, чтобы разогнать автомобиль Ren с нуля до 100 километров в час всего за 2.5 секунды. А максимальная скорость, которую способен развивать этот суперкар составляет 320 километров в час. Вес базовой модели автомобиля составляет 1700 килограмм, это было достигнуто за счет использования в конструкции кузова большого количества углеродного волокна и легкого высокопрочного алюминиевого сплава в конструкции шасси.
Другие варианты автомобиля Ren будут оснащаться аккумуляторными батареями, емкостью 32 и 14 кВт*ч, и турбинами, мощностью 80 и 30 кВт соответственно.
Еще одной особенностью автомобиля Ren является необычная компоновка его кабины. Место водителя располагается по центру кабины, а с двух сторон и чуть сзади располагаются два пассажирских сидения. Вся основная информация об автомобиле подается водителю через центральный самовыравнивающийся дисплей, а три дополнительных экрана выводят изображения с камер заднего вида, вторичную информацию и информацию от информационно-развлекательной системы автомобиля.
В настоящее время компания Techrules еще не озвучила ни точных сроков начала серийного производства автомобилей Ren, ни их даже ориентировочной стоимости. Известно лишь то, что эти автомобили появятся в продаже через несколько лет, срок, который нельзя назвать определенным. Так же компания Techrules сообщила, что к моменту начала производства с большим процентом вероятности суперкары Ren могут оснащаться турбинами следующего поколения, которые будут иметь меньшие размеры при такой же мощности, и смогут использовать все виды жидкого топлива, плюс сжиженный природный газ и водород.
Наблюдения за фенотипом, за физическими характеристиками растущих растений, являются основным методом определения "состояния здоровья" и прогнозирования урожайности сельскохозяйственных культур. Однако, все это является однообразной утомительной и отнимающей много времени работой, особенно при условии наблюдений за большими площадями сельскохозяйственных угодий. Эта работа сама просится для того, чтобы возложить ее на плечи робота или другой автоматизированной системы, и группа исследователей из университета Иллинойса, возглавляемая профессором Стивеном П. Лонгом (Stephen P. Long), недавно закончила разработку и изготовление первого образца робота, предназначенного для осмотра и исследований растущих растений.
Созданный исследователями робот способен работать в полуавтоматическом режиме, ориентируясь на местности при помощи системы GPS. Управляет роботом находящийся неподалеку человек, который направляет его так, чтобы вездеходные гусеницы причиняли растениям минимальный ущерб.
Робот оборудован массой всевозможных датчиков, включая высококачественные многоспектральные и тепловые камеры, импульсные лазерные сканеры и т.п. Все эти датчики позволяют собирать данные о фенотипе растения, включая данные о диаметре ствола, высоте и площади листьев. А данные о температуре, влажности почвы и воздуха, собираются при помощи портативной метеостанции.
Все собираемые роботом данные сохраняются в памяти бортового компьютера и передаются на ноутбук человека, управляющего этим роботом. При помощи этих данных можно создать полноценную трехмерную модель конкретного растения, построить прогнозирующие модели его дальнейшего роста, роста его биомассы и планируемую урожайность.
В настоящее время новый робот прошел испытания на полях, засаженных обыкновенным сорго, культурой, используемой для производства биотоплива. Результаты этих испытаний указывают на то, что робот сможет также хорошо работать и с другими культурами, включая основные зерновые культуры.
В настоящее время исследователи работают над новым вариантом робота, который будет более "худым", нежели первый прототип, и который сможет за счет этого более легко передвигаться между рядами растений. Исследователи прогнозируют, что законченный вариант робота появится к 2021 году, а его стоимость не будет превышать 5 тысяч долларов.
Большую площадь поверхности земного шара занимаю моря и океаны. Поэтому, для того, чтобы соединить все континенты в единую сеть коммуникационные кабеля прокладываются по морскому дну. Но в океане живут огромные кальмары, случаются извержения подводных вулканов и по его поверхности периодически проходят волны цунами. Все эти явления могут нанести ущерб сети подводных коммуникаций, что и происходит достаточно часто. Поэтому в мире есть немалое количество организаций, поддерживающих всю подводную кабельную инфраструктуру в работоспособном состоянии.
Одной из таких организаций является компания TeleGeography, которая раз в несколько лет выпускает обновленную карту подводных коммуникаций. И вот не так давно компания TeleGeography опубликовала обновленную карту Submarine Cable Map, которая актуальна на начало 2013 года.
Карта Submarine Cable Map, интерактивный вариант которой доступен всем желающим на сайте компании TeleGeography по этому адресу, существует в двух вариантах. Первый вариант - это общедоступная карта, годная лишь для общеобразовательных целей, на которую нанесены только приблизительные маршруты подводных кабелей. Второй вариант карты является платным вариантом и, по всей видимости, она предоставляет заинтересованным организациям более подробную информацию, в которую входят физические маршруты прокладки кабелей и их технические характеристики.
Но в любом случае, даже бесплатный вариант карты Submarine Cable Map является прекрасным средством для всех, кто хочет узнать немного больше об старомодном способе, на котором стоит весь их новомодный Интернет.
В течение многих лет ученые-физики исследовали строение положительно заряженных субатомных частиц, протонов, бомбардируя их потоком электронов и регистрируя интенсивность их отражения под разными углами. Таким образом ученым удавалось определить картину распределения электрического заряда и магнитные свойства частицы. В ходе этих экспериментов было выяснено, что распределение электрического заряда и магнетизма частицы почти полностью совпадают. Начиная с 2000-х годов, исследователи начали использовать в своих экспериментах поляризованные лучи электронов, это позволило значительно увеличить разрешающую способность экспериментов и привело к череде достаточно значимых открытий.
Одним из вышеупомянутых открытий стало то, что во время столкновения протона и электрона происходил так называемый фотонный обмен, но позже стало известно, что в некоторых случаях в этом фотонном обмене принимает участие не один, а два фотона одновременно, что приводит к появлению неравномерностей распределения электрического заряда. Согласно разработанной на основе экспериментальных данных, оба участвующие в обмене фотона должны быть "твердыми", т.е. высокоэнергетическими фотонами.
Для изучения особенностей двуфотонного обмена группа исследователей из лаборатории Ядерной физики (Laboratory for Nuclear Science) Массачусетского технологического института в течение семи лет занималась проведением эксперимента под названием OLYMPUS. Этот эксперимент проводился на синхротронном электронном ускорителе German Electron Synchrotron (DESY) в Гамбурге, Германия, и в его результатах содержатся доказательства того, что во время взаимодействия электрон-протон действительно происходит обмен двумя фотонами.
Однако, в отличие от теоретических прогнозов, результаты эксперимента OLYMPUS говорят о том, что во время обмена только один из фотонов является высокоэнергетическими, во втором фотоне заключено совсем небольшое количество энергии по сравнению с первым.
Получение экспериментальных результатов было сопряжено со многими трудностями. Ученым пришлось демонтировать целый спектрометрический комплекс BLAST, датчик которого имеет объем в 125 кубических метров, и перевезти его из Массачусетского технологического института в Германию. Во время окончательного монтажа датчик и сопутствующее ему оборудование прошли модернизацию, которая позволила улучшить их параметры.
Эксперимент OLYMPUS проводился параллельно с еще двумя подобными экспериментами, одним в США и вторым - в России. В данном случае протоны бомбардировались лучами отрицательно заряженных электронов и положительно заряженных позитронов. А регистрация разницы между взаимодействиями двух видов дала ученым в руки большее количество ценной информации.
Сравнительные данные собирались на протяжении трех месяцев, а на анализ собранного массива информации потребовалось уже три года. Выявленная разница между теорией и практикой означает, что будущие эксперименты должны проводиться на еще более высоком уровне энергии, там, где эффект двуфотонного обмена должен проявляться с большей силой.
В ближайшем будущем ученые из Массачусетского технологического института планирует изучить реакцию научного физического сообщества на полученные ими результаты. "Может случиться так, что кто-нибудь укажет нам какую-то мелкую деталь, наличие которой приведет в согласие теорию и практику на уровне низкой, средней и высокой энергии" - пишут исследователи, - "Тогда и станет ясно, каким должен быть наш следующий шаг. Если мы не найдем недостающее "связующее звено", то мы продолжим искать его дальше, а если это звено будет найдено, то нам потребуется получить дополнительные экспериментальные доказательства".
Человеческий мозг является самым эффективным и очень мощным компьютером естественного происхождения. И совершенно неудивительно то, что множество исследователей занимаются разработкой компьютеров, принципы работы которых основаны на принципах работы мозга. Нейронные сети, системы искусственного интеллекта, способные к самообучению, являются самыми близкими к мозгу моделями, которые мы имеем на сегодняшний день. А ученые из Стэнфордского университета, также работающие в данном направлении, пошли несколько иным путем, они создали органический искусственный синапс, появление которого делает нас на шаг ближе к появлению "разумных" биологических компьютеров.
В недрах мозга нейроны обмениваются электрическими сигналами, проходящими через синапсы. Ионный канал, образующийся на стыке синапсов от двух нейронов, становится толще и более электропроводным каждый раз, когда через него проходит сигнал. Такое укрепление электрической связи позволяет тратить меньше энергии на передачу информации и на основе этого эффекта работает система памяти человека, которая позволяет ему учиться и накапливать опыт.
В большинстве случаев искусственные нейронные сети имитируют вышеописанные процессы программным путем. И по мере увеличения узлов нейронных сетей увеличивается объем оперативных данных, которые растет еще больше по мере накопления опыта. Такой подход к построению нейронных сетей уже продемонстрировал свою эффективность на многочисленных примерах, победив Ли Седоля, мирового чемпиона по китайской игре Го, создав музыкальные произведения, картины и многое другое. Несмотря на это, компьютерным системам, на которых работают искусственные нейронные сети очень далеко до эффективности живого мозга с точки зрения количества используемой на это все энергии.
Стэнфордские исследователи, вместо того, чтобы моделировать нейронную сеть, решили сделать реальную нейронную сеть. И первым шагом к этому стало создание искусственного синапса, органического нейроморфного устройства, которое способно одновременно обрабатывать и хранить информацию. Структура созданного ими устройства напоминает структуру транзистора, искусственный синапс имеет три электрода, проводимость между которого обеспечивается солевым раствором с определенной концентрацией. Электрические сигналы проходят от одного электрода к другому, а управляет этим всем сигнал на третьем электроде.
Сначала исследователи изучили работу синапса, пропуская через него различные электрические сигналы, что позволило им выяснить значение напряжений, заставляющих синапс переключиться в определенное электрическое состояние. В отличие от транзистора, который может находиться в двух состояниях, во включенном и выключенном, искусственный синапс может находиться в одном из 500 дискретных состояний, что увеличивает его вычислительную мощность по экспоненте.
Однако, для переключения искусственного синапса из одного состояния в другое пока еще требуется энергия, в 10 тысяч раз больше, чем требуется для переключения состояния обычного живого синапса. Тем не менее, и данное достижение уже само по себе является большим шагом в "правильном" направлении. В своих дальнейших исследованиях стэнфордские ученые уже планируют использовать устройства меньших размеров, что должно увеличить их эффективность.
Используя один единственный искусственный синапс, ученые провели обширный ряд экспериментов и экстраполировали все собранные ими данные для их использовании в модели более сложной системы, состоящей из некоторого количества синапсов. И созданная модель достаточно простой нейронной сети справилась с задачей распознавания рукописных образов чисел от 0 до 9, дав правильный ответ в 97 процентах случаев. А в ближайшем времени ученые планируют построить реальную искусственную нейронную сеть, являющуюся воплощением моделируемой, для того, чтобы провести сравнительные исследования.
Достаточно известная компания Bell Helicopter никогда прежде не была замечена в "баловстве" с различными футуристическими идеями и концептами. Однако, "и на старуху бывает проруха", буквально на днях, в рамках выставки Heli-Expo 2017, проходившей в Далласе, штат Техас, компания представила вниманию общественности разработанный ее специалистами концепт винтокрылой машины FCX-001. Отличительными чертами этого аппарата является корпус, изготовленный из самых современных многофункциональных "умных" материалов, искусственный интеллект в роли второго пилота, гибридная двигательная установка и лопасти ротора, способные адаптироваться даже к самым резким изменениям условий полета.
"Шесть месяцев назад мы организовали творческую группу, задачей которой является отслеживание всех появляющихся новых технологий и разработка вариантов использования этих технологий в продукции нашей компании" - рассказывает Мич Снайдер (Mitch Snyder), президент компании Bell Helicopter, - "Одной из главных задач этой группы является визуальное представление всех технологий и новшеств, и концепт FCX-001 как раз и является продуктом такой визуализации".
Сразу бросается в глаза, что у вертолета FCX-001 отсутствует традиционный хвостовой винт, его заменяет внутренняя система, создающая противоположный вращающий момент. Такое решение позволяет повысить уровень безопасности вертолета, уменьшить создаваемый им шум и увеличить эффективность использования энергии, накопленной в аккумуляторных батареях или полученной за счет сжигания топлива. Гибридная двигательная установки включает в себя высокоэффективные тепловые двигатели нового типа, которые вращают электрогенераторы, приводящие в действие главные электродвигатели и остальное оборудование вертолета.
Еще одной отличительной чертой концепта FCX-001 являются лопасти ротора, способные изменять свою форму и конфигурацию, быстро адаптируясь к изменениям условий полета. Корпус вертолета изготовлен из "умных" многофункциональных материалов. Его прозрачные части установлены таким образом, чтобы обеспечить пилоту и пассажирам максимальный угол обзора. Более того, собственно корпус является одним из основных узлов энергетической системы вертолета, он выполняет роль аккумуляторной батареи и преобразователя, способного даже поглощать энергию из окружающей среды во время полета.
Внутри салона вертолета FCX-001 имеется только одно пилотское кресло, по максимуму снабженное технологиями виртуальной и дополненной реальности. А роль второго пилота и бортинженера берет на свои плечи система искусственного интеллекта, которая в случае необходимости может полностью взять на себя управление летательным аппаратом. Но и в обычном режиме пилоту отведена роль, близкая к роли пассивного наблюдателя. Согласно мнению компании Bell Helicopter это является первым шагом на пути к созданию ими полностью автоматических летательных аппаратов с вертикальным взлетом и посадкой.
Модульная конструкция пассажирской кабины позволяет устанавливать любое количество сидений, которые можно убрать и освободить место для дополнительного груза. Помимо этого, в пассажирском салоне также присутствуют системы виртуальной и дополненной реальности, которые позволяют пассажирам смотреть развлекательные или информационные передачи, проводить видеоконференции или работать с документами.
"Мы надеемся, что время, когда мы сможем начать воплощение подобных идей в реальности, уже не за горами" - рассказывает Мич Снайдер, - "И мы собираемся в будущем делать все это максимально открыто, а не за закрытыми дверьми, как это происходило раньше".
В течение многих лет ученые-химики занимаются поисками катализатора, способствующего реакции преобразования атмосферного углекислого газа в метан, который является сам по себе одним из основных видов топлива и сырьем для производства топлива других видов. И недавно ученые из университета Дюка (Duke University) нашли еще один высокоэффективный катализатор, крошечные наночастицы, изготовленные из родия, которые способствуют упомянутому выше химическому преобразованию под воздействием ультрафиолетового света.
К сожалению, родий - один из самых редких химических элементов на Земле. Однако, он играет достаточно важную роль в нашей повседневной жизни, он широко используется в различной измерительной технике и выступает в качестве катализаторов реакций, используемых при производстве лекарственных препаратов, моющих средств и другой бытовой химии. Родий так же используется в каталитических конвертерах, делающих выхлопные газы автомобилей менее опасными для окружающей среды.
Сначала ученые пытались использовать для преобразования углекислого газа в метан высокую температуру. Когда родиевые наночастицы были нагреты до температуры в 300 градусов Цельсия, начали идти химические реакции, действительно вырабатывающие метан. Однако, при этом было произведено и такое же количество угарного газа. Но после того, как наночастицы были освещены светом мощной ультрафиолетовой лампы, выход метана увеличился до 100 процентов, а выход угарного газа - снизился до нуля, соответственно.
"Наше открытие и дальнейшее изучение наблюдаемых явлений сможет продвинуть наше понимание тонкостей каталитических процессов далеко вперед" - рассказывает Джи Лью (Jie Liu), профессор химии, - "И после этого мы сможем использовать фотокаталитические реакции, которые имеют большую эффективность и обеспечивают большую чистоту конечного продукта, нежели реакции, идущие при высокой температуре".
А сейчас ученые работают над поиском способа, которым можно заставить идти химические реакции под воздействием естественного солнечного света. И в случае успеха данного мероприятия у человечества может появиться еще один тип альтернативной энергетики.
Группа ученых из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, проводя очередные исследования, наткнулась на факты, указывающие, что некоторая часть нейронов в головном мозге человека является гораздо более активной, нежели было принято считать ранее. Центром проведенных исследований являлись дендриты, отростки нервных клеток, напоминающих ветки деревьев, растущие из центральной части нейрона, так называемой сомы. Ранее считалось, что дендриты являются лишь проводниками, по которым электрические импульсы, формирующиеся в соме, передаются другим нейронам. Однако, новые исследования показали, что и сами дендриты являются активными частями нервной клетки, они способны вырабатывать собственные импульсы, интенсивность которых в 10 раз больше интенсивности соматических нервных импульсов.
Данное открытие вступает в противоречие с традиционным мнением о том, что основным видом деятельности, формирующим воспоминание и отвечающим за восприятие, являются именно соматические импульсы. "На долю дендритов приходится около 90 процентов от общего количества нервной ткани" - рассказывает Маянк Мехта (Mayank Mehta), нейрофизик из Калифорнийского университета, - "Факт того, что дендриты являются более активными, чем сома, коренным образом меняет все, что нам известно об обработке и хранении информации в мозге. А дальнейшие исследования в этом направлении должна дать нам большее понимание природы некоторых неврологических расстройств и психических заболеваний. Более того, такая информация будет крайне полезна для построения компьютеров, работающих подобно мозгу человека".
Помимо всего прочего, исследователи обнаружили, что дендриты способны вырабатывать электрические импульсы большей длительности и большего напряжения, нежели сома. С точки зрения обработки сигналов, импульсы, вырабатываемые дендритами, больше походят на аналоговые сигналы, в то время, как соматические импульсы в чем-то родственны цифровым импульсным сигналам, курсирующим по схемам электронных чипов.
"Мы выяснили, что дендриты являются гибридами, способными производить и аналоговые и цифровые вычисления. В этом они более подобны элементам квантовых компьютеров, которые можно рассматривать как элементы аналого-цифровой обработки информации" - рассказывает Маянк Мехта, - "Одним из фундаментальных принципов нейробиологии, державшийся на протяжении 60 лет, было утверждение о том, что нейроны в целом являются чисто "цифровыми устройствами". Однако мы доказали, что дендриты ведут себя несколько иным образом, в их деятельности, конечно присутствует "цифровая" составляющая, но вырабатываемые ими сигналы имеют еще и аналоговые колебания. И нам пока еще неизвестно, какая из этих частей играет главную роль в деятельности мозга".
Все вышесказанное указывает на то, что "вычислительная мощность" нашего мозга может быть в сто раз больше, чем было принято считать ранее, ведь суммарный объем дендритов в те же самые сто раз больше суммарного объема сомы нейронов.
В своих исследованиях калифорнийские ученые использовали электроды, внедренные в мозг подопытного животного. Электроды располагались так, что они проходили совсем рядом с дендритами, что позволяло измерить уровень их деятельности и прочие параметры. Следует отметить, что в предыдущих подобных исследованиях ученые пытались ввести электроды непосредственно в дендриты, что, по всей видимости, убивало их и делало невозможным проведение каких-либо измерений. При помощи сигналов, снимаемых с электродов, ученые нашли, что дендриты были в пять раз более активны, нежели сома, во время сна, и в десять раз - во время бодрствования подопытного животного.
"В связи с множеством технологических трудностей предыдущие исследования функций головного мозга были сосредоточены на исследованиях тела нервной клетки, сомы" - рассказывает Маянк Мехта, - "Нам удалось взглянуть на "секретные" аспекты жизни нейронов, и эти аспекты в корне изменят все то, что нам известно о функционировании нервных клеток и головного мозга в целом".
Исследовательская группа из университета Кобэ (Kobe University), Япония, разработала технологию, позволяющую создавать устройства хранения информации, способные обеспечить сохранность записанных в них данных на протяжении одной тысячи лет. Кроме этого, чипы такой памяти имеют показатель плотности записи информации, сопоставимые с аналогичным показателем современных жестких дисков.
Работа памяти нового типа основана на технологии создания металлических наноточек, расположенных в местах пересечения линий выбора адреса и бита, сформированных на кремниевой подложке. Наличие наноточки влияет на значение электрической емкости между двумя проводниками, и измеренное значение этой емкости можно превратить в значение логической 1 или 0.
Поскольку данные кодируются при помощи металлических частиц, вся эта технология является стойкой по отношению к температуре, давлению и временной деградации. А если запечатать чип памяти в защитную оболочку, то данные на этом чипе могут храниться в течение очень долгого периода времени. Специальные элементы на чипе позволят ему получать энергию, передаваемую беспроводным путем, а чтение информации также будет производиться при помощи беспроводных технологий.
В качестве демонстрации японские исследователи предоставили опытный образец чипа памяти, который имеет четыре информационных слоя. Этот чип был изготовлен при помощи стандартной 180-нанометровой CMOS-технологии, при этом, показатель плотности записи информации составил 10 Гбит на квадратный дюйм. Но если при изготовлении чипов памяти использовать 14-нанометровую технологию и увеличить количество информационных слоев до семи, то можно получить показатель плотности, равный 1 Тбит на квадратный дюйм.
Скорость чтения информации с опытного кристалла невелика и составляет около 40 килобит в секунду. Но ее можно будет поднять в будущем при помощи более быстродействующих аналого-цифровых преобразователей и других электронных компонентов.
Естественно, что проверка времени хранения информации производилась учеными при помощи технологии ускоренной временной деградации под воздействием высокой температуры. Этот метод дает несколько приблизительный результат, но и эти приблизительные результаты показали, что срок хранения информации составит не менее одной тысячи лет.
Идея создания в виртуальном пространстве целых городов, которые представляют собой гигантские массивы и потоки информации, далеко не нова, она неоднократно являлась основой сюжетов различных научно-фантастических произведений и фильмов. Но нынешние технологии трехмерного моделирования, технологии виртуальной реальности и возросшая мощь современных вычислительных систем уже могут обеспечить переход вышеупомянутой идеи из разряда научной фантастики в разряд реально существующих вещей. И "первой ласточкой" в этом деле является проект Virtual Singapore, цифровой архитектурный проект, позволяющий градостроителям и специалистам смежных с этим областей проверять инновационные идеи в режиме "ускоренной перемотки".
Проект Virtual Singapore, в основе которого лежат новые модели визуализации данных, является детищем специалистов Национального исследовательского фонда Сингапура (Singapore National Research Foundation), французской компании Dassault Syst?mes, занимающейся разработкой программного обеспечения, и нескольких других организаций и частных компаний. Усилия всех этих людей направлены на создание максимально точной виртуальной копии реального города, который "построен" из огромного количества битов и байтов цифровой информации. Все вышесказанное очень напоминает хорошо известную компьютерную игру под названием SimCity, однако сейчас затруднительно даже определить степень различий в сложности и уровне детализации этих двух видов "виртуальных городов".
Проект, в рамках которого ведется разработка симулятора Virtual Singapore, носит название 3DExperience City и на его реализацию будет затрачена сумма в 73 миллиона долларов. А результатом реализации данного проекта станет всеобъемлющая модель города, которая сможет работать в режиме реального времени и в режиме "ускоренной перемотки". Внешний вид зданий, строений и сооружений будет максимально соответствовать всему, что находится в реальном городе, количество жителей города, их местонахождение в различное время суток, транспорт и все остальные аспекты также будут воссозданы с максимальной степенью правдоподобности. И, благодаря этому, специалисты смогут получать доступ к информации о количестве потребляемой отдельным зданием энергии, к примеру, одним щелчком мыши.
Накопление моделью информации в режиме реального времени поможет городским планировщиками и архитекторам вживую увидеть результаты реализации своих планов и новых идей. А обновляться эта модель будет в динамическом режиме, используя данные от огромного количества камер наблюдения, снимков со спутников и других доступных источников, которые будут обрабатываться специализированными программами на основе нейронных сетей и технологий искусственного интеллекта.
"Сингапур представляет собой самодостаточный город-государство, в пределах которого остается очень мало возможностей для новых экспериментов и проверок новых идей" - рассказывает Ниг Сио Йонг (Ng Siau Yong), один из сингапурских чиновников, "Проект Virtual Singapore освобождает нас от потребности проведения испытаний новых идей на реальном городе, ведь некоторые не очень удачные вещи могут очень быстро повергнуть его в хаос, восстановление порядка после этого займет длительное время, потребует значительных усилий и финансовых затрат".
И в заключении следует заметить, что сейчас ведутся работы по созданию цифровых копий и некоторых других крупных городов на земном шаре, включая Лос-Анджелес и Рио-де-Жанейро. Однако, проект Virtual Singapore является наиболее сложным проектом, кроме этого, цифровым "виртуальным" Сингапуром смогут пользоваться не только муниципальные службы, но и специалисты частных архитектурных, инжиниринговых и транспортных компаний.
"Этот виртуальный город станет первым подобным проектом в мире" - рассказывает Бернард Чарльз (Bernard Charles), вице-президент компании Dassault Syst?mes, - "Сейчас мы начинаем работы по созданию виртуальных копий и некоторых других самых крупных городов на Земле. И, хочется надеяться, что все это в будущем в корне изменит принципы работы градостроителей, коммунальных и муниципальных служб".
С 1945 по 1962 год США провели больше 200 ядерных испытаний в атмосфере, чтобы в полной мере изучить силу ядерного оружия. Эти ужасающие взрывы снимались под любым возможным углом и со всех расстояний. Затем фильмы — а их было около 10 000 — сохранялись в сверхсекретных хранилищах, разбросанных по всей стране. И вот, впервые в истории, около 4200 этих фильмов были отсканировали и еще 750 — рассекречены американским правительством. 60 из них можно посмотреть на YouTube. Некоторые в цвете, некоторые черно-белые, у всех — причудливые названия сверхсекретных миссий: операция «Пламббоб», операция «Чайник» и др.
Руководит проектом физик-ядерщик Национальной лаборатории Лоуренса Ливермора (LLNL) Грег Сприггс, который надеется сохранить фильмы, проанализировать заново и выжать из них каждый бит данных. На самом деле, мы ведь многого еще не знаем о последствиях высотных ядерных взрывов, и сейчас они запрещены Договором о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний. Публикуя фильмы и анализируя их, Сприггс надеется помочь другим физикам, обладающим ядерным оружием, больше узнать о ядерных взрывах.
«У нас нет никаких экспериментальных данных по современному оружию в атмосфере», говорит Сприггс. «Единственные данные, которые у нас есть, это старые испытания, поэтому все не так просто».
За последние пять лет Сприггс проанализировал около 400-500 фильмов. Очень важно их оцифровать, потому что все они сделаны на основе ацетата целлюлозы, который разлагается со временем. «Вы слышите запах уксуса, когда открываете банки», говорит он. «Мы знаем, что эти фильмы находятся на грани разложения и вот-вот станут бесполезными».
Рассекречивание фильмов — это «огромное бюрократическое мероприятие», пишет Сара Чжан в Wired. Для каждого фильма Сприггсу нужно заполнить форму, которая затем перейдет к Министерству энергетики на утверждение. Ядерные испытательные
Согласно статье, недавно опубликованной в издании Guardian, группе неврологов из Виргинского медико-технологического исследовательского института Карильон удалось установить разницу в работе мозга настоящих преступников и тех, кто совершает правонарушение непреднамеренно. Для этого достаточно лишь проанализировать снимок головного мозга.
В ходе серии экспериментов, ученые просканировали мозг 40 человек, каждого из которых просили пронести через воображаемую границу чемодан. Часть участников осведомили, что в чемодане лежат наркотики. Остальные не знали, что проносят через «границу», но подозревали, что делают что-то незаконное. Кроме того, ситуация осложнялось еще и тем, что никто из испытуемых не знал, будут ли «на таможне» проводить полный досмотр, а «таможенники» случайно выбирали людей, которых этому досмотру необходимо подвергнуть. В ходе опытов специалисты под руководством Рида Монтегю провели МРТ-сканирование головного мозга всем участникам эксперимента. Как выяснилось, во время совершения преступления у тех людей, кто осознанно нарушал закон, и у тех, кто был «преступником по неволе», проявляют активность нейроны из абсолютно разных отделов головного мозга.
Сравнительные снимки «настоящих преступников» (слева) и тех, кто «неосознанно преступал черту закона» (справа)
Как утверждают эксперты, естественно, подобное исследование требует дальнейших изысканий, и на основании данных, полученных от всего 40 человек, рано делать какие-либо выводы. Но, в случае успеха, подобное обследование сможет дать новый инструмент для раскрытия преступлений. Кроме того, на данный момент все еще неясно, можно ли реконструировать психическое состояние человека через несколько недель или месяцев после совершения преступления, чтобы по полученным данным можно было установить, случайно или преднамеренно человек совершил противоправное деяние.
Хранение энергии при помощи воды, накачиваемой в резервуар, расположенный выше турбины электрического генератора, является достаточно простым способом аккумулирования энергии, используемым уже в течение нескольких десятилетий. Вода в резервуар накачивается во время минимального энергопотребления или в момент самой низкой стоимости электроэнергии, а возвращается она в энергетическую систему в часы пикового потребления. И даже с учетом низкой эффективности двойного преобразования энергии, использование таких технологий аккумулирования экономически оправдано в некоторых случаях.
Исследователи из Института ветряной энергетики и энергетических систем Фраунгофера (Fraunhofer Institute for Wind Energy and Energy Systems Engineering), Германия, разработали технологию аккумулирования энергии, основанную на описанных выше принципах. Только в данном случае резервуары-хранилища не поднимаются выше турбины генератора, а опускаются вместе с ней на морское дно. Накопление энергии производится в обратном, по сравнению с традиционным, порядке. Излишняя или просто дешевая энергия используется на откачку воды из сферы, которая заполняется воздухом, а накопленная энергия возвращается, когда вода снова начинает заполнять сферу, вращая по пути турбину электрогенератора.
Предполагается, что сферический резервуар, диаметром в 30 метров, погруженный на глубину 700 метров и оснащенный специальной глубинной турбиной электрогенератора, мощностью 5 МВт, способен аккумулировать до 20 МВт/ч энергии. Естественно, что такая система не может отдать всю накопленную энергию сразу, в данном случае она рассчитана на постепенное заполнение резервуара в течение четырех часов.
Такая технология аккумулирования энергии рассчитана, в первую очередь, на ее использование совместно с морскими фермами ветряных электрических генераторов, располагающимися в открытом море. Это позволит снять часть нагрузки с энергетической магистрали в моменты пиковой нагрузки и обеспечить резервную мощность, снижая механическую нагрузку на ветрогенераторы и удлиняя, тем самым, срок их непрерывной эксплуатации. Согласно расчетам, для того, чтобы обеспечить качественную "буферизацию" большой ветряной электростанции, потребуется "ферма" из 80 сферических подводных хранилищ.
Для испытаний, доказательства работоспособности и получения всех показателей новой технологии подводного аккумулирования энергии, включая и экономические, исследователи из института Фраунгофера изготовили экспериментальный сферический резервуар, диаметром в три метра, оснащенный насосом и турбиной электрогенератора небольшой мощности. Этот резервуар был погружен в воду Констанцского озера (Lake Constance) на глубину 100 метров и на удалении 200 метров от береговой линии. После этого был проведен ряд тестов, данные которых скрупулезно протоколировались компьютером.
Позже эти данные будут использованы для построения математической модели того, как полноразмерная система аккумулирования энергии будет вести себя в реальных условиях. И эти данные будут уточнены немного позже в ходе очередных испытаний, для которых будет построен резервуар еще большего диаметра.
Несмотря на то, что данный проект находится в самой начальной стадии, он уже привлек к себе внимание со стороны многих организаций и компаний из промышленного и энергетического сектора. Так что можно ожидать, что с дальнейшим финансированием проекта не возникнет никаких трудностей, а начальный старт этому проекту дало финансирование, выделенное немецким Федеральным Министерством экономики и технологий (Germany Federal Ministry of Economics and Technology).
Возможности даже самых современных телескопов, которые являются основным видом астрономических инструментов, ограничены размерами их апертуры, диаметром их линз или зеркала. Чем больше апертура телескопа, тем больше света попадает в его объектив и тем более высококачественные снимки он может сделать. Однако, исследователи из Швейцарского федерального технологического института (Swiss Federal Institute of Technology, ETH) в Цюрихе нашли способ, позволяющий преодолеть фундаментальные ограничения, определяемые так называемой теоремой Найквиста-Шеннона (теорема Котельникова), а заключается этот способ в использовании двух конкурирующих искусственных нейронных сетей, прошедших через процесс специализированного предварительного обучения.
Нейронные сети были созданы группой, возглавляемой профессором Кевином Шавински (Kevin Schawinski), которая и произвела их обучение на наборе высококачественных снимков галактик и других космических объектов, сопровождаемых изображениями с искусственно заниженным уровнем качества и разрешающей способности. После этого ученые задали нейронным сетям обратную задачу, задачу превращения нечеткого изображений в более качественное.
В системе, созданной швейцарскими исследователями, используются две независимых нейронных сети, конкурирующие друг с другом. Такая технология имеет название "generative adversarial network", она требует более сложного процесса предварительного обучения, который длился несколько часов даже при условии использования высокопроизводительного компьютера в данном случае. Но такая технология позволяет получить более качественные результаты, чем технологии, в которых используется единственная нейронная сеть.
Обученные нейронные сети смогли распознать и восстановить по некоторым признакам столь мелкие особенности космических объектов, которые не смог увидеть телескоп в силу ограничений его оптической системы. Полученное изображение имело более высокий уровень детализации, нежели чем даже высококачественное исходное изображение, а данная технология обеспечивает гораздо более высокое качество результата, чем технология "обратной свертки" (deconvolution), используемая сейчас для улучшения качества снимков, сделанных космическим телескопом Hubble и другими телескопами.
"При помощи новой технологии мы можем произвести повторную обработку всех данных, накопленных астрономами за предыдущий период времени. Это позволит нам, не проводя дополнительных наблюдений, получить снимки с более высоким уровнем детализации из которых мы сможем узнать много нового о строении звездных систем, структуре галактик и их скоплении" - пишут исследователи, - "Более того, мы собираемся производить такую обработку абсолютно всех новых снимков, которые будет делать телескоп Hubble, будущий телескоп James Webb Space Telescope, что позволит нам узнать много нового о структуре Вселенной и о процессах, происходящих в ее глубинах".
А в скором времени, по завершению ряда необходимых работ, швейцарские исследователи собираются поместить код созданных ими нейронных сетей в открытый доступ. Это откроет целый ряд новых возможностей для исследовательских групп со всех уголков земного шара, которым приходится иметь дело со снимками глубин космического пространства.