Ученые и инженеры американского космического агентства НАСА начали испытания новой мощной электрической двигательной установки, которая в ближайшем будущем сможет выдвинуть аппараты новых миссий гораздо дальше в открытый космос, нежели это возможно сейчас. Экспериментальный образец двигателя Холла Hall Effect Rocket with Magnetic Shielding (HERMeS), одной из разновидностей ионного двигателя, имеет мощность в 12.5 киловатт, что минимум в три раза больше мощности любой из других подобных систем.
В настоящее время двигатель HERMeS установлен в вакуумной камере Исследовательского центра НАСА имени Гленна, где он работает в условиях, максимально приближенных к условиям в реальном космосе. А использование таких двигателей планируется в системах на солнечной энергии (solar electric propulsion, SEP), которые будут потреблять в десять раз меньше топлива, чем другие ионные двигатели.
Новые электростатические двигатели Холла снабжены системой совершенной магнитной защиты, благодаря которой они могут обеспечивать, путь и не очень большую, но постоянную тягу на продолжении очень длительного периода времени. Несколько таких двигателей будет использовать космический аппарат миссии Asteroid Redirect Robotic Mission (ARM), суммарная мощность этих двигателей будет составлять 40 кВт, а мощность снабжающих их энергией солнечных батарей будет равна 50 кВт.
Именно демонстрация работы двигателей HERMeS является одной из главных задач миссии ARM, автоматический аппарат которой направится к одному из околоземных астероидов (near-Earth asteroid, NEA) для проведения исследований. К околоземным астероидам относят астероиды, находящиеся на удалении от Солнца на расстояние, не превышающее 1.3 Астрономической единицы.
Согласно имеющимся планам, миссия ARM будет состоять из двух частей, первая часть миссии будет полностью автоматической, ее запуск планируется произвести в декабре 2021 года. Во второй части миссии на один из астероидов отправится экипаж людей-исследователей, но пока эта часть находится на самой ранней стадии ее разработки и ее запуска следует ожидать не ранее 2026 года.
Астероидом, к которому направится первый аппарат миссии ARM, является астероид 2008 EV5. Но он был выбран только в качестве предварительного варианта, а окончательное решение руководство НАСА примет только в 2020 году.
Международная группа ученых, возглавляемая учеными из Массачусетского технологического института, создала первое в своем роде гибкое волокно, толщина которого сопоставима с толщиной человеческого волоса и которое позволяет передавать в мозг и получать обратно сигналы электрической, химической и оптической природы одновременно. Над созданием этого волокна работала ученые-материаловеды, химики, биологи и ученые других направлений, а в будущем, после того, как волокно приобретет еще более биологически совместимый характер, оно может быть использовано для изучения особенностей функционирования мозга, взаимосвязей между отдельными участками мозга и, естественно, для создания новых и более совершенных видов интерфейса между мозгом и компьютером.
Материал универсального "проводящего" волокна подбирался таким образом, чтобы обеспечить его максимальное подобие мягким нервным тканям. Это, в свою очередь, позволит подключать к мозгу имплантаты любой степени сложности, при этом, глубина "погружения в мозг" будет намного больше, чем это позволяют сделать используемые сейчас матрицы жестких металлических или кремниевых электродов.
Естественно, испытания функционирования волокна производились на подопытных животных. Через один из двух крошечных каналов внутри волокна в нейроны мозга грызунов был введен генетический препарат, делающий эти нейроны чувствительными к свету. Затем обработанные нейроны были освещены светом, переданным через оптический волновод внутри волокна. И под конец, ученые произвели регистрацию электрической деятельности отдельных нейронов, используя для этого электрическую проводимость определенных слоев волокна. И все это было сделано при помощи единственного волокна, толщиной около 200 микрометров, что чуть больше толщины человеческого волоса.
Ключевым моментом, позволившим создание такого многофункционального волокна, стала технология производства тончайших проводников, гибких и имеющих высокую электрическую проводимость. Основу проводников составляет тонкая полиэтиленовая трубочка, объем которой заполнен "хлопьями" графита. А процесс ее производства заключается в повторяющейся последовательности двух операций, нанесения графитового слоя на полиэтиленовую основу и сжатие всего этого под давлением с последующим нанесением очередного тончайшего слоя полиэтилена. Наличие графита в специальном полиэтилене, которой обладает собственной электрической проводимостью, увеличило его проводимость в четыре-пять раз.
Помимо высокой электрической проводимости, созданное волокно обладает прозрачностью, достаточной для передачи по нему оптических каналов. Кроме этого, за счет увеличения толщины одного из графитовых слоев во время производства, в одном волокне организовано два независимых световода, которые практически не оказывают влияния друг на друга. А полости, оставленные в объеме волокна, выступают в роли каналов, которые можно использовать для транспортировки по ним жидких веществ.
За счет малой толщины волокна ученые имеют возможность использовать матрицы таких волокон, охватывая ими достаточно большие участки мозга. Для демонстрации этой возможности волокна были помещены в несколько отдельных участков мозга подопытного животного, что это позволило ученым проследить пути следования нервных сигналов и сигналов ответных реакций мозга на эти сигналы.
В ближайшем времени ученые планируют уменьшить толщину многофункционального волокна, сделав его более гибким. Помимо этого, на замену полиэтилену ищется материал, который обеспечит волокну большую мягкость и увеличит его биологическую совместимость со всеми видами нервных тканей. А тем временем множество научных групп из различных уголков земного шара уже оценили возможности новой разработки и запросили в свое распоряжение некоторое количество многофункционального волокна для проведения собственных исследований.
Международная группа, возглавляемая Филиппом Делормом (Philippe Delorme), ученым-астрономом из Института планетологии и астрофизики в Гренобле (Institut de planetologie et d'astrophysique de Grenoble), произвела тщательные исследования таинственного объекта под названием CFBDSIR J214947.2-040308.9 (CFBDSIR 2149-0403) с целью определения его истинной природы. Изначально предполагалось, что этот объект, блуждающий по глубинам космоса в полном одиночестве, является молодым планетарным объектом или коричневым карликом небольшой массы. И проведенные дополнительные наблюдения позволили ученым выяснить некоторые интересные особенности этого объекта.
Напомним нашим читателям, что объект CFBDSIR 2149-0403 был обнаружен в 2012 году группой Филиппа Делорма. Тогда ученые высказали предположение, что объект мог иметь отношение к движущемуся скоплению AB Doradus и по классификации он был отнесен к изолированным объектам планетарного типа Т-класса. Однако, отсутствие убедительных доказательств планетарного происхождения объекта CFBDSIR 2149-0403, который позже в силу неких причин был "изгнан" из скопления, позволило ученым высказать еще одно предположение, что этот объект может быть коричневым карликом, "неудавшейся" звездой, которой не удалось разжечь свой внутренний термоядерный "реактор".
Для того, чтобы выяснить истинную природу объекта CFBDSIR 2149-0403, ученые использовали возможности нескольких астрономических инструментов, спектрограф X-Shooter и инфракрасную камеру HAWK-I телескопа Very Large Telescope's (VLT), камеру WIRCam телескопа Canada-France-Hawaii Telescope и космический телескоп Spitzer Space Telescope.
"Данные от всех этих инструментов позволили нам определить множество физических свойств объекта CFBDSIR 2149-0403, включая параллакс объекта и параметры траектории его движения" - рассказывает Филипп Делорм, - "И особенности его траектории указывают на то, что этот объект, по всей видимости, никогда не являлся членом скопления AB Doradus, что ставит некоторые дополнительные вопросы об его возрасте".
Самым важным выводом, который сделали ученые, получив данные новых наблюдений, является то, что объект CFBDSIR 2149-0403 с самой большой вероятностью представляет собой молодое (менее 500 миллионов лет) планетарное тело спектрального Т-класса, масса которого может находиться в диапазоне от 1 до 13 масс Юпитера. Тем не менее, еще не исключен полностью вариант, что объект CFBDSIR 2149-0403 может быть богатым металлами коричневым карликом с массой от 2 до 40 масс Юпитера. Сделать окончательный вывод об истинной природе объекта ученым мешает то, что при определенном составе атмосферы спектральные характеристики двух упомянутых выше типов практически совпадают.
"CFBDSIR 2149-0403 является весьма нетипичным субзвездным объектом, который представляет собой или планету, находящуюся в "свободном плавании", или коричневого карлика, обладающего ярко выраженными металлическими свойствами. И мы еще допускаем то, что данный объект может быть объектом пока неизвестного типа, который обладает некоторыми свойствами планеты и некоторыми свойствами коричневого карлика" - рассказывает Филипп Делорм.
На данном снимке, сделанном космическим телескопом Hubble Space Telescope, можно увидеть изображение удивительной галактики под названием UGC 12591. Галактика UGC 12591 не относится ни к одному из традиционных типов галактик, в ней сочетаются все отличительные особенности двояковыпуклых и спиральных галактик. UGC 12591 находится на расстоянии около 400 миллионов световых лет от Земли в самой западной области сверхскопления Персея-Рыб (Pisces-Perseus Supercluster), цепи из скоплений галактик, которое является одной из самых больших среди всех известных людям структур в космосе.
Помимо не самой обычной структуры галактика UGC 12591 выделяется еще тем, что она необычайно массивна. Сама галактика и ее ореол содержать материю, масса которой эквивалентна сотням миллиардов солнечных масс, что в четыре раза больше массы нашей галактики, галактики Млечного Пути, которую так же нельзя назвать маленькой. Кроме этого, галактика UGC 12591 вращается очень быстро, скорость ее вращения составляет порядка 1.8 миллиона километров в час.
Наблюдения телескопа Hubble за галактикой UGC 12591 позволили ученым-астрономам вычислить массу этой галактики и определить некоторые особенности процессов ее формирования. Правда, сейчас еще не до конца ясно, сформировалась ли эта галактика обычным образом, накапливая массу и вырастая со временем медленными темпами, или она стала столь массивной в результате столкновения и слияния ее с другой массивной галактикой в далеком прошлом.
Последний вариант является предметом повышенного интереса со стороны ученых-астрономов из-за того, что нашу галактику в будущем ожидает нечто подобное. Как мы уже рассказывали на страницах нашего сайта, приблизительно через 4-5 миллиардов лет Млечный Путь столкнется с галактикой Андромеды, и изучение галактики UGC 12591 может дать некоторые подсказки относительно того, что будет ожидать человечество в тот момент, если, конечно, оно все еще будет существовать через столь длительный промежуток времени.
На этом захватывающем снимке, сделанным не так давно космическим телескопом Hubble, показано скопление молодых суперзвезд под названием Westerlund 1. Это скопление находится на удалении 15 тысяч световых лет от Земли, что по космическим меркам совсем рядом с нами. Но самой отличительной чертой скопления является то, что в его недрах находится одна из самых больших звезд, известных астрономам на сегодняшний день.
Все звезды классифицируются по их спектральному типу, температуре поверхности, яркости и размерам. Анализируя данные о скоплении Westerlund 1, собранные космическим телескопом Hubble и другими астрономическими инструментами, астрономы обнаружил в этом скоплении нечто необычное. Этим необычным является звезда-монстр под названием Westerlund 1-26, которая первоначально ошибочно была отнесена к классу гипергигантских звезд. Но дополнительные наблюдения позволили уточнить, что данная звезда относится к классу красных супергигантов, а ее радиус в 1500 раз превышает радиус нашего Солнца. Для сравнения, если звезду Westerlund 1-26 поместить вместо Солнца в центр нашей системы, то ее граница прошла бы где-то далеко за орбитой Юпитера.
Остальные звезды скопления Westerlund 1, как считают ученые, сформировались при помощи тех же самых процессов, что и звезда Westerlund 1-26, у них у всех наблюдается схожий химический состав и они все имеют один и тот же возраст. Само скопление молодо с астрономической точки зрения, его возраст составляет около трех миллионов лет. Звезды этого скопления являются "младенцами" по сравнению с нашим Солнцем, которое освещает окружающее его пространство на протяжении 4.6 миллиарда лет.
С момента обнаружения большого количества планет в далекой звездной системе TRAPPIST-1, некоторые из которых могут быть пригодны для жизни, прошло не так уж и много времени. И недавно специалисты НАСА опубликовали короткий видеоролик с разрешающей способностью всего 11 на 11 пикселей, сделанный на базе снимков, полученным при помощи космического телескопа Kepler. В самом центре изображения видно засветку от центральной звезды системы, холодной карликовой звезды, находящейся на удалении 40 световых лет от Земли. К сожалению, качество этого снимка не позволяет рассмотреть семь планет, размеры которых сопоставимы с размером Земли, которые составляют "население" системы TRAPPIST-1.
Количество планет в этой системе и их основные показатели были определены путем регистрации телескопом Kepler изменений яркости свечения звезды в момент, когда между ней и Землей проходила одна из планет. Изменение яркости не превышало 1 процента и это практически невозможно обнаружить невооруженным глазом. Полученные телескопом снимки прошли через череду сложной математической обработки, позволившей выделить изменения яркости звезды и произвести компенсацию искажений, возникающих из-за движения космического телескопа. И теперь эти изменения, амплитуда которых была увеличена для визуальной наглядности, видны как мерцание пикселов на видеоролике.
Космический телескоп Kepler, работающий в рамках расширенной миссии K2, производил наблюдения за системой TRAPPIST-1 в течение 74 дней в период с 15 декабря 2016 года по 4 марта 2017 года. Для составления представленного на официальном сайте НАСА видео было использовано 60 снимков, сделанных камерой телескопа Kepler 22 февраля 2016 года в течение одного часа с промежутком в одну минуту. Разрешающая способность полученных снимков составляет 11 на 11 пикселей и этот снимок охватывает область ночного неба, площадью 44 квадратных угловых секунды. Эта область эквивалента размеру песчинки, которую держит человек в руке, вытянутой в сторону неба.
И в заключении следует отметить, что специалисты НАСА опубликовали столь "сырой" материал для того, чтобы дать ученым возможность выдвинуть предложения, касательно проведения дальнейших исследований, которые начнутся зимой этого года. А более детальные данные, прошедшие через процедуры калибровки и математической обработки, имеющие большую информационную ценность, будут опубликованы в мае этого года.
Если вам известно, что ДНК представляет собой генетический код, результатом выполнения которого является жизнь, то вам будет нетяжело представить, что при помощи ДНК можно производить другие вычисления и решать другие задачи. Идея использования ДНК для создания молекулярных ДНК-компьютеров была выдвинута еще в 1984 году, такие компьютеры, за счет особенностей их структуры и функционирования, могут справиться с решением определенных задач гораздо быстрее и эффективней обычных компьютеров. Помимо этого ДНК обладает целым рядом преимуществ по сравнению с кремнием, она имеет очень малые размеры, молекулы ДНК отличаются высокой стабильностью и могут оставаться в изначальном виде в течение очень долгих промежутков времени.
Группе ученых из Манчестерского университета, возглавляемой профессором Россом Д. Кингом (Ross D. King), удалось создать новое вычислительное устройство на базе молекул ДНК. Данное достижение является не только одной из демонстраций самой возможности, его главной особенностью является то, что созданный учеными ДНК-компьютер является самореплицирующимся, способным увеличивать собственную вычислительную мощность в случае такой необходимости. Если, к примеру, для решения определенной задачи традиционному компьютеру будет требоваться произвести миллион вычислений, то ДНК-компьютер в таком же случае сможет сделать миллион копий самого себя и выполнить задачу с большей эффективностью.
"Представьте себе, что перед компьютером стоит задача поиска выхода из лабиринта, и он добрался до очередной развилки" - рассказывает профессор Кинг, - "Традиционному компьютеру потребуется пойти сначала по одному пути и вернуться назад в случае неудачи. ДНК-компьютер же, в этот момент, может создать еще одну копию, которая пойдет по второму пути, в то время, как изначальный компьютер начнет двигаться по первому. И, совсем несложно догадаться, какой из компьютеров справится с такой задачей быстрее".
Не стоит ожидать, что в скором времени вы сможете играть в одну из компьютерных игр, смотреть видео или бороздить просторы Интернета, а в недрах процессора вашего компьютера для этого будет работать множество цепочек молекул ДНК. Такие биологические ДНК-компьютеры предназначены для выполнения совершенно иных задач. Их делом в будущем будет являться борьба с инфекциями, к примеру, "починка" организма человека и, возможно, обработка огромных массивов разнородной и разноплановой информации.
Конечно, работа, проделанная учеными из Манчестерского университета, является лишь началом длинного и сложного пути по еще совершенно неизученной области науки. Тем не менее, этот путь рано или поздно должен привести к созданию эффективных вычислительных устройств, которым будет по плечу быстрое решение задач любой степени сложности.
Космический исследовательский аппарат НАСА Cassini, пребывающий сейчас в районе Сатурна, сделал и передал на Землю серию снимков, на которых изображен один из самых загадочных спутников гигантской планеты, Пан (Pan). Этот спутник находится в пределах кольца А, оказывая огромное влияние на форму и строение системы колец Сатурна. Именно из-за этого влияния, считают ученые, в месте нахождения Пан-а, присутствует промежуток между кольцами, шириной 325 километров, известный под названием "деления (разрыва, щели) Энке" (Encke Gap).
В настоящее время аппарат Cassini вращается вокруг Сатурна по орбите, проходящей в непосредственной близости от кольца А. Эта предпоследняя фаза миссии позволяет ученым при помощи получаемых снимков более тщательно изучить строение тонкой кольцевой системы гигантской газовой планеты и систему его спутников различных размеров. Аппарат Cassiniвыполнит еще пять проходов мимо колец Сатурна прежде, чем начнется финальный этап его миссии, который получил название "Великий Финал" и проведение которого назначено на 26 апреля нынешнего года.
Пан относится к классу спутников-пастухов, которые двигаются вокруг Сатурна в пределах его кольцевой системы. Присутствие этих небольших космических тел формирует и поддерживает постоянную ширину разрывов в кольцевой системе, а гравитационное влияние спутников порождает волнообразные движения материала колец по обе стороны от траектории полета спутника.
7 марта 2017 года аппарат Cassini сблизился со спутником Пан на дистанцию 14 572 километра, с которой и были сделаны приведенные здесь снимки. Отметим, что эти снимки являются полностью "сырыми", не прошедшими через математическую обработку, предназначенную для увеличения разрешающей способности и других качественных показателей этих снимков. Но и без этой дополнительной обработки на снимках видно особенности весьма необычного строения спутника Пан, имеющего достаточно высокий круговой экваториальный горный хребет, придающий спутнику некоторое сходство с летающей тарелкой или пельменем, как кому будет угодно.
Ученые считают, что информация с полученных снимков, которая проявится после их последующей обработки, позволит им прояснить некоторые моменты касательно необычной внешности Пан-а, его геологии и ближайшего окружения.
Международной группе ученых удалось создать и провести первые в истории наблюдения за новым состоянием материи, которое называется временным кристаллом. В обычных кристаллах атомы расположены в определенном порядке, который повторяется в пространстве в различных направлениях, структура временных кристаллов не имеет пространственной упорядоченности, вместо этого она повторяется через определенные промежутки времени. Возможность существования временных кристаллов была теоретически обоснована в 2012 году, но практическое их создание считалось невозможными из-за того, что они нарушают законы теплового равновесия. И создание образцов таких кристаллов является первыми шагами в неизведанный доселе мир неравновесных фаз состояний материи.
Идея о возможности существования временных кристаллов была выдвинута в 2012 году ученым-физиком и Лауреатом Нобелевской премии Франком Вилкзеком (Frank Wilczek) из Массачусетского технологического института. После этого было опубликовано множество научных работ по этой теме, в некоторых из которых предлагались новые способы создания временных кристаллов, а в других приводились доказательства невозможности их существования. В 2016 году группа ученых из Калифорнийского университета в Беркли в общих чертах обрисовала один из методов создания временных кристаллов в лабораторных условиях, и спустя не очень продолжительное время это принесло практические результаты.
Странную природу временных кристаллов Норман Яо (Norman Yao), ученый из Калифорнийского университета, демонстрирует на примере тарелки, на которой лежит достаточно высокий кусочек желе. "Если качнуть такую тарелку, то желе начнет колебаться и амплитуда этих колебаний будет затихать со временем до той поры, пока вы не качнете тарелку снова. Временные кристаллы ведут себя совсем по-другому, их атомы будут периодически колебаться, возвращаясь к одному и тому же образу через определенные интервалы времени. И самым парадоксальным является то, что все это происходит без любой движущей силы, воздействующей на кристалл извне".
Так что же из фундаментальной физики нарушает факт существования временных кристаллов? В большинстве случаев атомы вещества, имеющие более высокую температуру, будут отдавать излишки тепловой энергии соседним с ними атомам. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока абсолютно все атомы в рассматриваемом объеме пространства не станут иметь одну и ту же температуру. Такое состояние материи называется состоянием теплового равновесия, но временные кристаллы никогда не смогут достичь такого состояния, постоянно переходя из одной неравновесной фазы в другую.
Для того, чтобы создать временной кристалл, исследователи использовали ионы иттербия. Эти ионы поднимались и удерживались при помощи электрического поля, а первоначальный толчок, "запустивший вечный двигатель" временного кристалла, был произведен при помощи импульса лазерного света. Импульсы света других дополнительных лазеров использовались для того, чтобы упорядочить движение ионов, после чего это движение приобрело повторяющийся во времени характер.
Здесь следует особо отметить, что характеристики первоначального импульса лазерного света и импульсов дополнительных лазеров были подобраны таким образом, что энергия этих импульсов не могла выступать в роли силы, заставляющей двигаться всю систему ионов. Эти импульсы служили только для задания временного ритма движения. Все, что происходило с системой ионов иттербия, полностью укладывается в рамки, определяемые теорией Франка Вилкзека, и это служит доказательством того, что ученым все же удалось создать первый действующий временной кристалл.
В настоящее время очень тяжело придумать вариант практического использования данного достижения. Исследования в направлении неравномерных фаз состояния материи находятся только на самой ранней стадии, но ученые считают, что нечто подобное в будущем может быть использовано для хранения и передачи информации, в области квантовых вычислений и в некоторых других областях, о которых мы, возможно, еще не имеем сейчас ни малейшего представления.
В недрах телефона, лежащего в заднем кармане ваших брюк, заключено в миллионы раз больше информации, нежели могло вместиться в устройство хранения, размером с холодильник, более десятилетия-двух назад. За прошедшее время технологии хранения данных и устройства на их основе постепенно уменьшались в размерах, увеличивая одновременно с этим информационную емкость. И недавно исследователи из компании IBM создали самый маленький магнит на сегодняшний день, магнит, величиной с один атом, и это может привести к появлению в скором времени магнитных устройств хранения данных, которые могут содержать в тысячи раз больше информации, нежели лучшие из существующих накопителей сопоставимых размеров.
Напомним нашим читателям, что в основе жестких дисков, которые еще работают в подавляющем большинстве персональных компьютеров, лежит магнитный принцип записи и хранения информации. Но поверхности пластин жестких дисков располагаются серии крошечных точек (доменов) из магнитного материала, каждая из точек соответствует одному биту хранимых данных. Когда материал точки намагничен, это соответствует значению логической 1, в обратном же случае данный бит имеет значение 0. Размеры магнитного домена немного разнятся в зависимости от года выпуска жесткого диска, от производителя, но самый маленький из доменов на современных жестких дисках состоит минимум из 100 тысяч атомов магнитного материала.
"Магнитные биты (домены) являются основой всех жестких дисков, лент и устройств магнитной памяти" - рассказывает Кристофер Луц (Christopher Lutz), ведущий исследователь, - "В своих исследованиях мы пытались выяснить, что произойдет, если мы будем уменьшать размеры магнитных битов до самого минимально возможного уровня, до уровня отдельных атомов".
Для того, чтобы работать на атомарном уровне, ученые использовали сканирующий туннельный микроскоп (scanning tunnelling microscope, STM), устройство, которое позволяет манипулировать отдельными атомами. Все работы проводились в условиях глубокого вакуума для того, чтобы исключить влияние на процесс атомов воздуха и некоторых других факторов. В качестве "подопытных" атомов выступали атомы редкоземельного элемента под названием гольмий, воздействуя на них электрическим током, ученым удалось добиться изменений ориентации их магнитного поля, превратив их в самый маленький магнитный домен на сегодняшний день. И, несмотря на то, что расстояние между отдельными атомами составляло всего один нанометр, ученым удалось реализовать запись и чтение информации из отдельно взятых атомов.
В недалеком будущем, за счет кардинального уменьшения размеров магнитных битов и расстояния между ними, на свет могут появиться жесткие диски и микросхемы магнитной памяти, плотность хранения информации в которым минимум в тысячу раз будет превышать плотность устройств, используемых нами сегодня. Такие показатели позволят сохранить 35 миллионов песен и музыкальных композиций, входящих в состав библиотеки iTunes на устройстве, размером с кредитную карту. А твердотельные жесткие диски, нового поколения, потребляющие во время своей работы совсем незначительное количество энергии, существенно снизят эксплуатационные расходы различных облачных сервисов и крупных датацентров, являющихся основой современного Интернета.
Представители известной аэрокосмической компании Airbus недавно представили вниманию широкой общественности разработанный компанией концепт футуристического персонального транспортного средства под названием Pop.Up. Его главной отличительной чертой от всего остального является то, что это транспортное средство легко трансформируется из автомобиля в летательный аппарат и обратно, выбирая под управлением системы искусственного интеллекта самый оптимальный вид движения, гарантирующий минимальное время прибытия в конечную точку.
Транспортное средство Pop.Up состоит из трех базовых компонентов. Первым и основным компонентом является пассажирская кабина, которая по размерам сопоставима с кабиной миниатюрных малолитражных автомобилей. Эта кабина, называемая компанией Airbus пассажирской капсулой, может быть установлена на самоходном шасси, что превращает все это в самоуправляемый автомобиль-робот. Однако, в случае необходимости движения по воздуху, пассажирскую капсулу может подхватить большой квадрокоптер, который, доставив ее в место назначения, снова поставит ее на автомобильную платформу.
Во время движения, как по поверхности, так и по воздуху, транспортные средства Pop.Up могут объединяться в авто- или своего рода летающие поезда. Это позволит снизить нагрузку на систему искусственного интеллекта, которая управляет движением всех транспортных средств. При таком подходе достигается максимальная эффективность управления, что проявляется в виде отсутствия заторов, как на дорогах, так и в воздухе.
К разработке концепта Pop.Up руководство компании Airbus привлекло специалистов известной итальянской дизайнерской компании Italdesign, которая в свое время разработала ряд проектов и концептов для таких гигантов автомобилестроения, как Volkswagen, BMW, Alfa Romeo и других. Естественно, что практическое воплощение концепта Pop.Up в ближайшее время будет возможным только где-нибудь в среде одной из компьютерных игр. Но, с учетом темпов развития современных технологий, ждать появления чего-то подобного в реальном мире придется не очень долго.
Центральный банк Сингапура завершил тестирование технологии распределенного реестра для межбанковских платежей.
Валютно-финансовое управление Сингапура (The Monetary Authority of Singapore, MAS) анонсировало тестирование в ноябре прошлого года, совместно с банковским консорциумом R3 и группой банков, среди которых Банк развития Сингапура, HSBC, Банк Америки и JPMorgan.
В MAS обещали, что более развернутый отчет по результатам тестирования будет опубликован позже, однако точной даты не предоставили.
В Центральном банке Сингапура сообщают, что будут продолжать тестирования.
В рамках второго тестирования, согласно MAS, платежную систему Сингапура намерены подключить к платежным системам «других стран», используя при этом технологию распределенного реестра.
Смотрите так же: качественное форекс обучение от Степана Демуры и Николая Фуштей.
Итальянская компания-производитель мебель Vitra совместно с дизайнером Carlo Ratt представили, как говорят производители, первый в мире диван-трансформер, управляемый из приложения. Система получила название Lift-bit и может принимать самые разные формы — в зависимости от предпочтения пользователя.
Технически Lift-bit представляет собой связку блоков по форме повторяющих шестиугольник. К каждой такому блоку прикреплён моторизированный механизм, который, в свою очередь, управляется при помощи специального приложения на планшете. Пользователь несколькими щипками может изменить классическую софу на кресло с подлокотниками и столиком для напитков, затем на кушетку с валиком для ног, а после на двуспальную кровать с полкой для ноутбука. Точное число возможных вариантов исполнения не называет даже автор проекта, зато он убежденно заявляет, что наконец-то создан диван, на котором одинаково удобно будет и людям высоким, и людям тучным и маленьким детям.
Lift-bit можно перевести в свободный режим, и когда на диване никто не сидит, то он самостоятельно начнёт менять конфигурации, как бы демонстрируя свои возможности.
Смотрите так же: диваны трансформеры с ручным управлением :)
Буквально на днях представители компании IBM объявили всему миру о своих планах по созданию первого в мире сервиса облачных вычислений на базе универсальной квантовой вычислительной системы. Ожидается, что этот сервис, получивший название IBM Q, станет доступным к концу этого года и его возможностями смогут воспользоваться заинтересованные в этом организации и люди, которые за определенную плату получат возможность арендовать вычислительные мощности системы. Основой нового сервиса IBM Q стал сервис IBM Quantum Experience, за которым сейчас "скрывается" экспериментальный квантовый компьютер всего с пятью кубитами, но в будущей квантовой системе будет насчитываться в десять раз больше кубитов, что обеспечит ей необычайно высокую производительность.
Напомним нашим читателям, что основой квантовых компьютеров являются квантовые биты, кубиты, которые, помимо двух стандартных состояний, 0 и 1, могут находиться в третьем состоянии, состоянии квантовой суперпозиции. Это обеспечивает то, что при увеличении количества кубитов, работающих за счет явления квантовой запутанности, вычислительная мощность квантовой системы увеличивается по экспоненте. И, согласно мнению специалистов компании IBM, только квантовому компьютеру с достаточно большим количеством кубитов будет посильна задача моделирования всего окружающего нас мира с его бесконечным разнообразием взаимодействий и отношений.
Частями нового проекта станут программный интерфейс API for Quantum Experience и набор инструментов для разработчиков программного обеспечения (SDK), которые появятся одновременно с запуском сервиса IBM Q. Содержимое этих инструментов и специальная литература позволят программистам научиться кодировать совершенно новым способом, создавая программы, максимально эффективно использующие все уникальные возможности универсальной квантовой вычислительной системы.
Следует заметить, что в момент запуска в составе квантовой вычислительной системы, стоящей за сервисом IBM Q, будет насчитываться 5 кубитов, т.е., по сути, она будет представлять собой модернизированный вариант системы Quantum Experience. Но, в течение нескольких лет количество кубитов будет увеличено до 50 и тогда система обретет свою расчетную вычислительную мощность. Есть большая вероятность того, что по мере разработки новых типов кубитов и сопутствующих сверхпроводящих схемах, которые содержатся при температурах, ненамного превышающих температуру абсолютного нуля, система IBM Q пройдет через несколько этапов кардинальной модернизации.
Компания IBM планирует, что клиенты их сервиса будут использовать возможности среды Quantum Experience и стоящего за ней маломощного квантового компьютера для разработки и предварительной отладки собственных приложений, которые после этого будут запускаться на большом квантовом компьютере IBM Q. О правильности такого подхода говорит то, что менее чем за год существования, количество клиентов сервиса IBM Quantum Experience насчитывает 40 тысяч, а количество созданных в его рамках приложений перевалило за отметку в 275 тысяч. Справедливости ради следует отметить, что подавляющее большинство этих приложений являются тестовыми, а количество приложений, результаты работы которых были использованы в реальных научно-исследовательских работах, составляет всего 15.
В марте прошлого года американское космическое агентство НАСА объявило о начале программы под названием Quiet Supersonic Technology (QueSST) X-plane. В рамках этой программы основной подрядчик, известная компания Lockheed Martin, должна произвести разработку и изготовление пилотируемого опытного образца сверхзвукового самолета следующего поколения. Этот опытный самолет должен стать летающим полигоном для разработки и испытаний технологий, которые в будущем будут использованы в сверхзвуковых авиалайнерах следующего поколения. И сейчас, спустя 11 месяцев с момента начала программы QueSST, специалисты Lockheed Martin завершили теоретическую и расчетную часть их проекта, создали масштабную модель сверхзвукового самолета и приступили к ее первым испытаниям в аэродинамической трубе, находящейся в Исследовательском центре НАСА имени Гленна (Glenn Research Center) в Кливленде.
Собранная из металлических деталей модель самолета QueSST проведет следующие несколько недель внутри рабочей области, размером 2.4 на 1.8 метра, сверхзвуковой аэродинамической трубы Supersonic Wind Tunnel. Возможностей этой трубы достаточно для имитации полета на скорости от 0.3 Маха до 1.6 Маха (241 и 1530 км/ч соответственно). Все это позволит инженерам проверить на практике ряд расчетов, касающихся аэродинамики самолета и его двигательной установки.
Согласно информации от Рея Кастнера (Ray Castner), инженера по космической технике, испытания модели QueSST будут включать измерения значения подъемной силы, нагрузки на фюзеляж и другие элементы корпуса самолета, изучение динамики потоков воздуха, перемещающегося через двигатель. Модель самолета пройдет через абсолютно все условия, соответствующим условиям взлета, полета и посадки, благодаря возможностям аэродинамической трубы Supersonic Wind Tunnel.
Согласно намеченным планам, испытания в аэродинамической трубе продлятся до середины этого года. В случае успешного завершения данного этапа проекту QueSST будет выделено дополнительное финансирование и он перейдет на стадию создания заключительного варианта конструкции опытного самолета, к его изготовлению и всесторонним испытаниям.
Конечной целью программы QueSST, которая пока еще находится на самой ранней стадии ее реализации, заключается в создании сверхзвукового самолета, который при пересечении звукового барьера создает так называемую "мягкую" звуковую ударную волну, которая, достигая поверхности Земли, звучит как мягкий удар, а не разрушительный взрыв.
"Нам удалось разработать весьма уникальный вариант конструкции самолета, форма которого позволяет избежать формирования ударных волн, которые, помимо всего прочего, вызывают ее деформацию. Более того, новая конструкция должна значительно уменьшить уровень шума, издаваемый самолетом при полете на сверхзвуковой скорости" - рассказывает Питер Лозифидис (Peter Losifidis), руководитель программы QueSST со стороны отдела компании Lockheed Martin под названием Skunk Works.
Нашим читателям наверняка запомнился весьма необычный робот-прыгун Minitaur, созданный специалистами компании Ghost Robotics. После презентации этого робота в сентябре прошлого года некоторые люди задали себе вопрос - как можно сбежать от него, если роботу вдруг взбредет "взять в руки что-то тяжелое" и воплотить в жизнь сюжет известного фантастического рассказа "Погоня /Ruum" писателя Артура Порджеса? Ведь этот робот достаточно быстро перемещается по ровной поверхности, он может бегать по лестницам, перепрыгивать и перебираться через высокие заборы и даже самостоятельно открывать запертые двери. Однако, в кадрах недавно опубликованного в сети видеоролика содержится ответ на заданный немного выше вопрос, и этим ответом является гладкий, чистый и скользкий лед, на котором робот Minitaur чувствует себя как "корова на льду".
При помощи нового видеоролика компания Ghost Robotics демонстрирует новые способности робота Minitaur, которыми специалисты наделили его за последние несколько месяцев. Теперь этот робот способен скакать по скалам, как горный козел, или подобно большой крысе быстро бегать по узким туннелям. Но, несмотря на способность адаптивного регулирования походки, робот Minitaur чувствует себя весьма неуютно и шатко, когда его ноги попадают на гладкую поверхность открытого льда.
Но даже лед не сможет задержать робота на длительное время. Как хорошо видно на видео, через буквально пару секунд программное обеспечение системы управления справляется с задачей сохранения равновесия, после чего робот продолжает двигаться вперед, копируя, по всей видимости, походку ребенка, делающего свои первые шаги.
Так что у людей, которые не хотят повторить незавидную участь Джима Эрвина, главного героя рассказа "Погоня", остается только два выхода. Им надо напрямую связаться с представителями компании Ghost Robotics, купить робота Minitaur и попытаться заранее договориться о паритете с его электронным "разумом". Во втором случае надо начинать бежать и не оглядываться уже прямо сейчас -))).
В скором времени все человечество начнет генерировать цифровые данные в таких объемах, что они уже не смогут уместиться на имеющихся жестких дисках, магнитных лентах и прочих носителях информации. Именно поэтому ученые постоянно занимаются поисками новых методов хранения больших объемов данных, и наиболее перспективным методом является хранение информации, закодированной в виде последовательности молекул синтетической ДНК. А исследователи из Колумбийского университета и нью-йоркского Центра Генома (New York Genome Center, NYGC) продемонстрировали, что немного видоизмененный алгоритм, изначально предназначенный для сжатия видео для мобильных телефонов, может полностью раскрыть "информационный потенциал" молекул ДНК, позволяя сжать большее количество информации и упаковать ее в виде последовательности четырех базовых оснований ДНК.
Как уже неоднократно упоминалось на страницах нашего сайта, молекулы ДНК являются идеальным носителем информации из-за того, что они чрезвычайно компактны и могут сохраняться в целости и сохранности в течение очень долгого времени. В пользу последнего утверждения говорит тот факт, что недавно ученым удалось восстановить полный геном, используя генетический материал найденных в одной из пещер в Испании костей далекого предка человека, который жил около 430 тысяч лет назад.
Для кодирования в виде последовательности молекулы ДНК ученые отобрали несколько файлов различного типа, полный код компьютерной операционной системы, короткометражный французский фильм 1895 года, изображение подарочной карты Amazon, снимок послания человечества, отправленного на борту космического аппарата Pioneer и текст одной из научных работ Клода Шеннона (Claude Shannon).
Все эти файлы были упакованы в один большой файл, который был разрезан на множество коротких файлов. При помощи специализированного алгоритма эти короткие участки были перемешаны случайным образом, к ним была добавлена информация для обратного преобразования и, в конце концов, набор двоичных данных был сжат и преобразован в код, соответствующий последовательности всех четырех оснований ДНК.
В результате этого получился внушительный список из 72 000 нитей ДНК, каждая из которых состояла из 200 пар оснований. Эти данные были отправлены компании Twist Bioscience, специалисты которой и выполнили синтез искусственной ДНК, вернувшейся к исследованиям внутри пробирки спустя две недели. Для восстановления исходной информации ученые использовали обычную технологию считывания последовательности, секвенирования. Восстановленные файлы не содержали ни единой ошибки, а восстановленную операционную систему удалось установить на компьютер без малейших проблем.
Более того, при помощи некоторых известных методов ученые скопировали исходную ДНК и сняли копии со сделанных копий. И даже в последнем случае информация, зашифрованная в ДНК, была восстановлена без ошибок.
И наконец, ученые продемонстрировали, что примененный ими метод сжатия позволяет упаковать 215 петабайт данных в молекулы ДНК, суммарный вес которых составляет 1 грамм. Это почти в 100 раз больше, чем это позволяют сделать другие методы, разработанные другими исследовательскими группами. "Мы полагаем, что нам удалось создать устройство хранения данных, имеющее самое высокое значение показателя плотности хранения информации" - пишут исследователи.
По поводу плотности, максимальная информационная емкость одного основания ДНК составляет два двоичных разряда. Однако, потребность включения в ДНК добавочной информации, необходимой для восстановления информации, понижает информационную емкость одного основания до 1.6 разряда. Но в любом случае, это на 60 процентов больше, чем было достигнуто при помощи других методов, и очень близко к теоретическому верхнему пределу в 1.8 бита на основание.
Непреодолимым препятствием к практическому применению ДНК в качестве носителя информации является высокая стоимость всего этого. Исследователи потратили около 7 тысяч долларов на синтез ДНК и еще 2 тысячи на то, чтобы считать записанную информацию. Следует отметить, что стоимость процесса считывания последовательности ДНК за последние годы снизилась в несколько раз, чего не скажешь о процессах синтеза искусственной ДНК. Тем не менее, тенденция снижения стоимости по мере появления новых технологий будет оставаться неизменной и есть надежда на то, что технологии хранения информации ДНК станут доступные не только
Если взглянуть поглубже, чем обычно, то можно обнаружить, что человек не очень сильно отличается от компьютера. Все, начиная от кончиков пальцев ног и заканчивая кончиками волос, является результатом выполнения программы, закодированной в виде последовательности ДНК одной, точнее двух изначальных клеток. В течение последних двух десятилетий ученые добились значительных успехов в расшифровке последовательности ДНК и в определении функционального назначения отдельных ее участков. На базе синтетической ДНК были созданы даже своего рода компьютеры, вычисляющие значения квадратных корней и других функций, правда весьма своеобразным способом. А недавно ученым удалось определить последовательности молекулярных инструкций, которые включаются в действие во время борьбы с вирусами и другими видами инфекции, и, вполне вероятно, что на основе таких вычислений, производимых ДНК-компьютерами, будут построены инновационные методы лечения препаратами, создаваемыми самим организмом.
Ключевым моментом того, как заставить работать технологию ДНК-вычислений на благо человека, заключается в изучении особенностей соединения коротких участков молекул друг с другом. "К примеру, вы смешиваете в пробирке набор различных коротких одиночных цепочек молекул ДНК" - рассказывает Маартен Мерккс (Maarten Merkx), ученый-биохимик из Технологического университета Эйндховена, Нидерланды, - "Одиночные цепочки соединяются только с соответствующими им другими цепочками, формируя двойную спираль молекулы. Получившиеся короткие двойные спирали соединяются с другими в определенной последовательности и формируют длинные молекулы, в которых находится заранее заданный генетический код".
Однако, некоторые критически важные комбинации молекул ДНК вырабатываются в организме только в присутствии антител, высокая концентрация которых являются реакцией иммунной системы на появление инфекции. Поэтому, при условии наличия в организме определенных "индикаторных" соединений можно точно зафиксировать начало реакции организма на появление инфекции. И, при помощи специально запрограммированных молекул ДНК, связанных с индикаторами, можно осуществить производство самим организмом лекарственного препарата, направленного на борьбу с инфекцией данного типа, будь то вирусная или какая-нибудь другая инфекция. Более того, производство лекарственного препарата будет "налажено" лишь в районе инфицированной области организма, остальные области не будут затронуты данным процессом, что позволит избежать возникновения отрицательных побочных эффектов.
"Вполне вероятно, что в данном случае ученым придется использовать и другие виды "биологических вычислений", а не только ДНК-компьютеры. Такой подход позволит создавать очень сложные биологические вычислительные системы, способные решать самые разнообразные задачи" - рассказывает Филип Сантанджело (Philip Santangelo), биоинженер из Технологического университета Джорджии, - "Для этих целей можно использовать весь богатый набор белков и ферментов естественного и искусственного происхождения, наличие которых позволит создавать весьма изощренные программы для биологических компьютеров".
Конструкция из одного или нескольких надувных компонентов, внутри которой скрыт генератор магнитного поля, силой от 1 до 2 Тесла, может выступить в качестве активного щита против космического ветра, который не позволит этому ветру продолжать сдувать тонкую марсианскую атмосферу в космос. Это приведет к постепенному увеличению толщины атмосферы планеты, увеличению температуры на ее поверхности, что, в свою очередь, сделает Марс пригодным для проведения процесса терраформирования и последующей колонизации.
Согласно результатам исследований, проведенных учеными из организации Universities Space Research Association (USRA), наличие магнитного щита уже через не очень продолжительное время приведет к повышению средней температуры на поверхности Марса на 4 градуса Цельсия. Такой не очень значительной разницы будет вполне достаточно для процесса интенсивного таяния и испарения льда шапки на Северном полюсе планеты, который состоит преимущественно из углекислого газа. Это приведет к усилению парникового эффекта, нагреву поверхности до еще большей температуры и еще более бурному таянию льдов полярных шапок.
Воды, освобожденной в результате таяния льдов, будет достаточно для восстановления на Марсе рек, озер и морей в объеме, составляющем 1/7 от объема океанов, которые присутствовали на Марсе несколько миллиардов лет назад.
"Если марсианской атмосфере удастся расшириться до уровня обеспечения нормального атмосферного давления, это вызовет повышение температуры до того уровня, когда на поверхности планеты вода сможет существовать в жидком виде. Это может стать огромным преимуществом для людей, которые так или иначе займутся колонизацией Красной Планеты" - пишут исследователи, - "Кроме повышения температуры, толстая атмосфера станет еще одним щитом, который оградит поверхность от космических лучей и ультрафиолетовой составляющей солнечного света. После этого на поверхности можно будет разместить открытые оранжереи, растения которых начнут медленно, но уверенно насыщать марсианскую атмосферу драгоценным кислородом".
В предложенной учеными USRA системе нет ничего фантастического на сегодняшний день. Для ее создания не потребуются километры сверхпроводящих кабелей и гигаваттные электрические генераторы. Ведь даже на Земле ученым удалось создать электромагниты, вырабатывающие гораздо более сильные магнитные поля, при этом, такие магниты имеют не слишком большие габариты, а необходимая для их работы энергия может быть получена при помощи солнечных батарей, которые работают в космосе с максимальной эффективностью.
И в заключении следует отметить, что размещение в точке Лагранжа системы Солнце-Марс генератора магнитной защиты, конечно, потребует огромных финансовых и материальных затрат. Однако, в данном случае "овчинка полностью стоит выделки", ведь благодаря такой технологии люди получат возможность более тщательно изучить Красную Планету и подготовить ее к последующей колонизации.
Буквально на днях представители компании IBM объявили всему миру о своих планах по созданию первого в мире сервиса облачных вычислений на базе универсальной квантовой вычислительной системы. Ожидается, что этот сервис, получивший название IBM Q, станет доступным к концу этого года и его возможностями смогут воспользоваться заинтересованные в этом организации и люди, которые за определенную плату получат возможность арендовать вычислительные мощности системы. Основой нового сервиса IBM Q стал сервис IBM Quantum Experience, за которым сейчас "скрывается" экспериментальный квантовый компьютер всего с пятью кубитами, но в будущей квантовой системе будет насчитываться в десять раз больше кубитов, что обеспечит ей необычайно высокую производительность.
Напомним нашим читателям, что основой квантовых компьютеров являются квантовые биты, кубиты, которые, помимо двух стандартных состояний, 0 и 1, могут находиться в третьем состоянии, состоянии квантовой суперпозиции. Это обеспечивает то, что при увеличении количества кубитов, работающих за счет явления квантовой запутанности, вычислительная мощность квантовой системы увеличивается по экспоненте. И, согласно мнению специалистов компании IBM, только квантовому компьютеру с достаточно большим количеством кубитов будет посильна задача моделирования всего окружающего нас мира с его бесконечным разнообразием взаимодействий и отношений.
Частями нового проекта станут программный интерфейс API for Quantum Experience и набор инструментов для разработчиков программного обеспечения (SDK), которые появятся одновременно с запуском сервиса IBM Q. Содержимое этих инструментов и специальная литература позволят программистам научиться кодировать совершенно новым способом, создавая программы, максимально эффективно использующие все уникальные возможности универсальной квантовой вычислительной системы.
Следует заметить, что в момент запуска в составе квантовой вычислительной системы, стоящей за сервисом IBM Q, будет насчитываться 5 кубитов, т.е., по сути, она будет представлять собой модернизированный вариант системы Quantum Experience. Но, в течение нескольких лет количество кубитов будет увеличено до 50 и тогда система обретет свою расчетную вычислительную мощность. Есть большая вероятность того, что по мере разработки новых типов кубитов и сопутствующих сверхпроводящих схемах, которые содержатся при температурах, ненамного превышающих температуру абсолютного нуля, система IBM Q пройдет через несколько этапов кардинальной модернизации.
Компания IBM планирует, что клиенты их сервиса будут использовать возможности среды Quantum Experience и стоящего за ней маломощного квантового компьютера для разработки и предварительной отладки собственных приложений, которые после этого будут запускаться на большом квантовом компьютере IBM Q. О правильности такого подхода говорит то, что менее чем за год существования, количество клиентов сервиса IBM Quantum Experience насчитывает 40 тысяч, а количество созданных в его рамках приложений перевалило за отметку в 275 тысяч. Справедливости ради следует отметить, что подавляющее большинство этих приложений являются тестовыми, а количество приложений, результаты работы которых были использованы в реальных научно-исследовательских работах, составляет всего 15.