Полиэтиленовая пленка и другой всевозможный мусор, опутавший провода высоковольтных линий электропередач, может послужить причиной возникновения значительных токов утечки и даже электрического разряда особенно в сырую дождливую погоду. Поэтому линии электропередач нуждаются в периодической очистке, что особо актуально в районах больших городов. Традиционно это делается обученными людьми, поднятыми к проводам на специальных изолированных площадках и вооруженными длинными штангами из изоляционного материала. А в особых случаях очищаемые лини отключают полностью, что приносит людям неудобства, а энергетическим компаниям - убытки.
Предприимчивые сотрудники одной из китайских энергетических компаний из Санъяня (Xiangyang) решили эту проблему при помощи высоких технологии, они вооружили портативным огнеметом беспилотник, который просто сжигает мусор, зависший на высоковольтных проводах. Линия электропередачи при этом продолжает работать в штатном режиме, и никто из людей не подвергается опасности при этой операции.
Огнеметное "вооружение" получил один из достаточно больших беспилотников с восемью роторами, которому требуется поднимать на достаточно большую высоту самого себя, огнемет и емкости с горючим. Естественно, что беспилотником управляет находящийся неподалеку оператор, по команде которого огнемет и производит залп. Так что беспокоиться о том, что этот аппарат может быть захвачен "Скайнетом" и начнет гоняться за живыми людьми, поливая их огнем, совершенно не стоит.
Мы уже рассказывали нашим читателям, что миссия космического исследовательского аппарата Cassini неуклонно приближается к ее концу. В настоящее время в баках аппарата осталось совсем немного топлива, которого не хватит на выполнение каких-либо серьезных маневров. Это, в свою очередь, повышает риск столкновения аппарата с одним их спутников Сатурна и для того, чтобы избежать подобного исхода, аппарат в сентябре этого года совершит "убийственный нырок" в атмосферу газовой гигантской планеты.
Напомним нашим читателям, что Сатурн совершает один оборот вокруг Солнца за 29 лет и сейчас аппарат Cassini уже пробыл в окрестностях этой планеты ровно половину сатурнианского года, 14.5 земных лет. Некоторая из части этого времени была посвящена наблюдениям за медленными сезонными изменениями, возникающими из-за разницы освещения поверхности планеты в разное время года.
Под самым пристальным вниманием со стороны ученых находятся полярные области планеты, области, в которых постоянно бушуют мощнейшие шторма. Эти шторма подобны штормам, бушующими в известном Красном Пятне Юпитера, но они не столь мощны и разрушительны.
"Сезонные изменения привели к тому, что нам удалось начать различать более мелкие детали происходящего на Северном полюсе Сатурна. Условия же на Южном полюсе ухудшались с каждым днем, видимость становилась все меньше и меньше из-за чего весь этот район выглядит словно размытый фотоснимок" - рассказывает Кунио Саянаги (Kunio Sayanagi), профессор из университета Вирджинии.
Наблюдения за Северным полюсом Сатурна начали проводиться с более пристальным вниманием, начиная с конца 2012 года, с момента времени, соответствующего началу сатурнианской весны. Южный же полюс планеты с 2007 года находился во времени осени. "Между равноденствием в 1995 и 2009 годах Северный полюс практически не получал солнечного света, он находился в состоянии долгой зимней полярной ночи. Южный полюс все это время просто купался в солнечном свете. И сейчас небо над Северным полюсом все еще продолжает оставаться ясным, что позволяет в редких случаях даже увидеть нижние слои атмосферы" - рассказывает Кунио Саянаги.
Ученые прогнозируют, что за оставшееся до конца миссии время аппарату Cassini доведется стать свидетелем еще более сильных и резких климатических изменений в атмосфере Сатурна. "Мы надеемся, что нам удастся увидеть потоки, формирующие верхний "аэрозольный" слой атмосферы. Некоторые из таких процессов начали регистрироваться с конца 2016 года и мы рассчитываем получить от Cassini еще больше интересной информации за те несколько оставшихся ему месяцев" - рассказывает Кунио Саянаги.
Согласно имеющимся прогнозам к 2035 году на дорогах во всем мире будет находиться около 21 миллиона автомобилей-роботов. Для повышения уровня безопасности движения эти автомобили должны будут обмениваться данными друг с другом и с облачными сервисами, на плечи которых ляжет задача координации и управления дорожным движением в целом. В настоящее время уже ведутся разработки подобных систем и основной из проблем, с которой сталкиваются разработчики, является то, что каждый автомобиль в каждый момент времени должен знать свое местоположение и иметь привязку к карте с точностью не хуже 10 сантиметров.
Разработкой системы коммуникации автомобиль-автомобиль и других сопутствующих технологий занимаются специалисты из Политехнического института Нью-Йоркского университета, возглавляемые профессорами И Фэнгом (Yi Fang) и Эдвардом К. Вонгом (Edward K. Wong). Разрабатываемые системы имеют высокий уровень интеграции с облачным сервисом HERE HD Live Map, который, получая данные от бортовых датчиков, камер и другого оборудования автомобиля, рассчитывает оптимальный режим движения, учитывая все быстроизменяющиеся условия окружающей среды.
Следует отметить, что сервис HERE HD Live Map является совместным "детищем" компаний Audi, BMW, Daimler и Intel, а в 2017 году к проекту планируют подключиться китайские компании Tencent, NavInfo, и компания GIC из Сингапура.
Высококачественные навигационные карты, используемые в системе HERE HD Live Map, должны сами имеет точность на уровне 10-20 сантиметров. А транспортные средства, использующие эти карты, должны обновлять свое местоположение на них в режиме реального времени с точностью, соответствующей точности карты. Однако, это само по себе является весьма сложной задачей, ведь существующие датчики и камеры, используемые системами управления автомобилей, не в состоянии обеспечить необходимую для этого точность.
Помимо данных о текущем местоположении, системы автомобилей должны передавать в "облако" данные об дорожных условиях, погоде, обнаруженных препятствиях, об изменении режимов ограничения скорости и других параметрах, из которых складывается картина обстановки на дороге.
Традиционная "прямая" обработка всего этого огромного потока поступающих данных требует соответствующих огромных вычислительных мощностей, мощностей, которыми не обладают еще даже самые высокопроизводительные современные суперкомпьютеры. Поэтому исследователи использовали в своей системе новые технологии трехмерного компьютерного видения и глубинные нейронные сети, которые можно обучить для быстрого решения самых сложных задач, в том числе и составлению "живых" карт для автомобилей-роботов.
Использование вышеупомянутых технологий позволяет системе автомобиля ориентироваться на местности, учитывая сразу множество факторов, используя для этого даже не очень четкие изображения, получаемые камерами автомобиля во время движения. Получающаяся точность определения положения соответствует и даже превосходит точность используемой системой карты, что повышает качество работы "облачного" сервиса и улучшает уровень безопасности движения во много раз.
Телескоп Event Horizon Telescope (EHT) практически уже готов к тому, чтобы сделать первый в истории астрономии прямой снимок черной дыры. В качестве объекта съемки будет выступать черная дыра Sagittarius A* (Sgr A*), находящаяся в центре нашей галактики, галактики Млечного Пути. А сама съемка, проведение которой намечено на период с 5 по 14 апреля этого года, станет кульминационным моментом усилий по созданию "виртуального" телескопа, на которые было потрачено около двух десятков лет. Телескоп EHT фактически является множеством соединенных и синхронизированных друг с другом радиотелескопов, расположенных в разных уголках земного шара, включая и телескоп Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) в Чили.
В работе телескопа EHT используется так называемая технология интерферометрии с длинной базой (Very Long Baseline Interferometry, VLBI). Эта технология превращает все подключенные к ней телескопы в один огромный телескоп, размером с целую планету. И именно такой телескоп необходим для детальных изучений далеких космических объектов, таких, как черная дыра Sagittarius A*.
Ученые предполагают, что черная дыра Sagittarius A* имеет массу, в четыре миллиона раз превышающую массу Солнца, а ее диаметр составляет 20 миллионов километров. Несмотря на столь внушительные размеры, расстояние в 26 тысяч световых лет делает процесс изучения окрестностей черной дыры Sagittarius A* эквивалентным рассматриванию с поверхности Земли грейпфрута или DVD-диска, лежащего на поверхности Луны.
Для обеспечения работы технологии VLBI все обсерватории, входящие в состав телескопа EHT оборудованы самыми высокоточными атомными часами, которые будут снабжать метками времени все записи из огромного потока входных данных, которые будут сохраняться на массивах внешних жестких дисков большой емкости. Так как ученые планирую собрать колоссальный объем информации, был развернут модуль хранения данных, емкость которого превышает в 10 тысяч раз емкость накопителя среднестатистического компьютера. После того, как все данные будут собраны, весь массив жестких дисков будет отправлен в вычислительный центр обсерватории Haystack Observatory Массачусетского технологического института, где будет произведена обработка и совмещение всех данных при помощи специализированных алгоритмов.
Процесс обработки данных станет самым длинным этапом всего процесса получения снимков черной дыры. Из-за этого, первые снимки черной дыры, которые сможем увидеть и мы с вами, появятся не раньше 2018 года. А тем временем, то, что приблизительно мы сможем увидеть на этих снимках, показано на втором изображении, построенном на основе результатов компьютерного моделирования.
Согласно некоторым выкладкам Общей теории относительности Альберта Эйнштейна на снимках мы сможем увидеть "полумесяц" света, окружающего абсолютно черную "каплю". Этот свет излучается материей прямо перед тем моментом, когда она пройдет через границу горизонта событий черной дыры. Однако, существует большая вероятность того, что на снимках можно будет увидеть нечто неожиданное и новое. "Как я говорил прежде, противоречить и сомневаться в теории Эйнштейна является плохим делом" - рассказывает Шеперд Доелемен (Sheperd Doeleman), ученый из Центра астрофизики Гарварда-Смитсона (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, CfA), - "Однако, если мы увидим нечто, в корне отличающееся от того, что мы ожидаем, нам придется пересмотреть некоторые из теорий, в том числе и теорию гравитации".
Во время бега конечности любого позвоночного живого существа контактируют с поверхностью настолько малое время, насколько это вообще возможно. Принципы перемещения шестиногих насекомых кардинально отличаются от этого, при самой высокой скорости их передвижения три конечности насекомого всегда находятся в контакте с поверхностью, две с одной стороны, и одна - с другой. Такой принцип передвижения пытаются с максимальной точностью копировать все исследователи, создающие шестиногих роботов. Но является ли этот принцип движения самым быстрым и эффективным на самом деле?
Исследователи из Швейцарского федерального политехнического университета Лозанны (Swiss Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, EPFL) наглядно продемонстрировали то, что для движения по горизонтальной поверхности, при условии отсутствия на конечностях липких элементов, имеется и гораздо лучший способ, нежели традиционное перемещение на трех конечностях.
Отправной точкой этих исследований стало доскональное изучение движений мушек-дрозофил, которые являются самыми часто используемыми подопытными насекомыми. А для проверки всех возможных вариантов ученые использовали специальный эволюционный алгоритм, который пытался найти оптимальный с точки зрения скорости и энергетических затрат способ передвижения виртуальной "мушки-дрозофилы". Просчитывая все возможные варианты, этот алгоритм выбирал из них самые быстрые и самые эффективные.
Исследователи выяснили, что "трехногий" способ передвижения действительно является самым быстрым и эффективным тогда, когда на концах лапок насекомых присутствуют липкие области и коготки, при помощи которых насекомые без труда перемещаются по вертикальным стенам и потолку. Но в случае отсутствия этих элементов самым быстрым и эффективным способом передвижения является способ, когда в каждый момент времени поверхности касаются лишь две конечности.
После этого исследователи запрограммировали шестиного робота на перемещение новым способом и традиционным способом для сравнения. И, как показали эксперименты, при "двуногом" движении робот смог перемещаться быстрее, нежели при "трехногом", что послужило подтверждением предварительных расчетов.
Более того, исследователи проверили свою теорию и на реальных насекомых. Они покрыли концы лапок мушек-дрозофил слоем полимера, закрывшим липкие участки и коготки, другими словами, они одели насекомым своего рода "ботинки". И буквально через непродолжительное время такие "обутые" насекомые начали использовать принцип движения, максимально приближенный к найденному учеными, что послужило доказательством чрезвычайной гибкости и адаптивности живых существ.
Известно, что хищные птицы, такие, как орлы и ястребы, обладают зрением, превосходящим человеческое зрение по крайней мере в пять раз. Исследования показали, что хищные птицы могут заметить кролика с расстояния 3 километров, что, в случае человека, эквивалентно рассматриванию муравья с высоты 10-этажного здания. Такая острота зрения является следствием особого строения глаз хищных птиц, и ученые, использовав это в полной мере, создали объектив для камеры, который может снабдить беспилотные летательные аппараты острым зрением, доступным ранее только некоторым представителям животного мира.
При помощи нового объектива была реализована технология съемки под названием "foveated imaging". При такой технологии получается снимок, на котором небольшая "целевая" область снята с избыточной разрешающей способностью. Кадры такой съемки иногда фигурируют в телевизионных программах на тему живой природы и в некоторых фильмах, и на них видно размытые края изображения, а сверхчеткое изображение по центру снимка кажется немного увеличенным по отношению к другим областям снимка.
"Такое устройство зрения позволяет птице, а теперь позволит и беспилотному аппарату получить максимум информации об интересующем его месте" - рассказывает Симон Тиле (Simon Thiele), ученый из университета Штутгарта.
"Орлиное зрение" объектива камеры получается за счет использования серии крошечных линз, расположенных определенным образом друг относительно друга. Все эти линзы объединены в своего рода искусственное "глазное яблоко", которое можно встроить не только в объективы камер, но и в датчики, используемые различными робототехническими системами.
Следует отметить, что традиционные трансфокаторные технологии также позволяют получить снимки с аналогичной разрешающей способностью. Однако, технология foveated imaging имеет несколько важных преимуществ. Каждая линза является миниатюрной, ее размер сопоставим с размером крупинки соли. Более того, такие линзы могут быть напечатаны при помощи специального трехмерного принтера, что делает их гораздо более дешевыми, нежели обычные линзы, требующие длительной и дорогостоящей обработки их поверхности для придания им необходимой формы.
Кроме беспилотных летательных аппаратов, новая технология может найти применение в медицине, промышленности, науке и других областях, где требуется использование сверхминиатюрных камер, имеющих, при этом, очень высокую разрешающую способность.
Как известно, Большой Адронный Коллайдер является самым большим и самым мощным на сегодняшний день ускорителем частиц, который должен помочь ученым глубже проникнуть в некоторые из тайн мироздания. А через не очень продолжительное время это грандиозное сооружение приобретет еще большие возможности благодаря серьезной модернизации оборудования одного из четырех основных экспериментов - Compact Muon Solenoid (CMS). Эта модернизация производится прямо сейчас и руководство Европейской организации ядерных исследований CERN сравнивает ее по сложности и деликатности со сложностью хирургической операции, проводимой на открытом сердце.
В ходе модернизации будет произведена замена нескольких внутренних слоев датчиков частиц эксперимента CMS. Все эти датчики, объединенные в единую систему, представляют собой так называемый пиксельный датчик, который служит для сбора разнообразной информации о частицах, рождающихся в результате сотен миллионов столкновений протонов в секунду, происходящих в точке пересечения лучей коллайдера.
Большой Адронный Коллайдер условно можно рассматривать, как две параллельные трубы, по которым в противоположных направлениях движутся потоки разогнанных почти до скорости света частиц, протонов. Эти трубы пересекаются в нескольких местах и вокруг этих мест установлены различные датчики, некоторые из которых, такие, как датчик эксперимента CMS, имеют поистине огромные размеры. Датчик CMS имеет длину в 20 метров и диаметр 15 метров, а располагается он на глубине 100 метров ниже уровня поверхности.
Пиксельный датчик эксперимента CMS представляет собой достаточно необычную камеру, с разрешением в 124 мегапикселя. Сенсор этой камеры состоит из четырех наложенных друг на друга кремниевых слоев. Когда частицы, рожденные в результате столкновений протонов, проходят сквозь слои датчика, они последовательно генерируют сигналы определенной формы и амплитуды в каждом слое. Анализ собираемых данных позволяет определить направление полета каждой частицы и рассчитать ее основные параметры, что используется для ее дальнейшей идентификации.
Модернизированный датчик эксперимента CMS будет способен производить анализ 50-60 столкновений протонов от одного импульса коллайдера, для сравнения, возможностей старого 66-мегапиксельного датчика хватало на регистрацию 25-30 столкновений от одного импульса. Учитывая, что импульсы следуют через несколько наносекунд, новый датчик будет работать со скоростью порядка 40 миллионов снимков в секунду. Весь громадный объем собираемой информации будет обрабатываться, очищаться от помех, шумов и прочего "мусора", а оставшиеся чистые данные будут использоваться физиками для поиска новых частиц, обнаружения новых явлений и сравнения экспериментальных данных и данных, полученных при помощи теоретических расчетов.
При изготовлении новых чувствительных элементов датчика эксперимента CMS ученым пришлось найти решение ряда не очень и очень сложных проблем, связанных с необходимостью работы датчиков в условиях воздействия сильных потоков заряженных частиц. Более того, сейчас специалисты CERN включись в "гонку со временем", ведь до момента запуска Большого Адронного Коллайдера, который будет произведен первого мая этого года, осталось не так уж и много времени. А модернизированный пиксельный датчик должен до этого времени пройти программу обширного тестирования и калибровки.
Группа исследователей из университета Пурду (Purdue University), возглавляемая профессором Джеффри Марком Сискиндом (Jeffrey Mark Siskind), разработала набор из трех программных алгоритмов, позволяющих роботу изучить значения отдельных слов и использовать эти слова для того, чтобы понять суть предложений и составить свои собственные предложения. Для проверки работы этих алгоритмов был взят небольшой колесный робот, оснащенный несколькими камерами и компьютером с достаточной вычислительной мощностью, который был направлен в помещение с различными объектами, такими, как стулья, стол, дорожный конус и т.п.
Для обучения робота языку привлеченными со стороны людьми, не знакомыми с решаемой задачей, было составлено несколько предложений, описывающих путь, который должен пройти робот. И после этого оператор, выступивший в роли учителя языка, провел робота по пути, описанном в предложениях. Используя алгоритмы и некоторые дополнительные данные, робот сумел распознать отдельные слова предложений и связать их с объектами, попавшими на пути в поле зрения его камер.
"После некоторого периода таких тренировок робот уже смог составлять свои собственные предложения, описывающие проделанный им путь" - рассказывает профессор Сискинд, - "Более того, робот сумел составить предложения, в которых он в больших деталях описывает отдельные этапы его пути. И все это делается благодаря алгоритмам, дающим роботу возможность сопоставления данных от камер и сенсоров с событиями и со словами переданных ему предложений".
Следует отметить, что, изучая значение отдельных слов, робот обрел возможности, выходящие далеко за пределы возможностей существующих систем управления автомобилями-роботами, которые, как правило, используют данные подробных карт местности, по которой они двигаются в данный момент времени, и данные от камер, при помощи которых они обнаруживают препятствия, стоп-сигналы других автомобилей, пешеходов, дорожные знаки и знаки дорожной разметки. Но, никакая из таких систем не способна связать слова с объектами и выполнить указание типа: "поверни направо перед большим серым зданием, а после супермаркета с яркой желтой вывеской поверни налево".
А сейчас исследовательская группа продолжает расширять возможности своих алгоритмов, что даст роботу возможность распознавать большее разнообразие объектов на изображениях с камер, использовать большее количество слов и фраз, описывающих путь и ситуации, которые могут произойти во время движения. "Мы надеемся, что для данной технологии в будущем найдется масса областей применения, основной из которых станут автономные транспортные средства различных типов" - рассказывает профессор Сискинд.
Группа ученых из университета Нотр-Дама (University of Notre Dame) сделала шаг, приблизивший их к созданию искусственной имитации взаимодействия и обработки информации внутри биологических систем. Это, в свою очередь, является важной функцией для разработки новых форм биоробототехнических устройств, для разработки новых методов заболеваний, поражающих мышечные ткани, таких, как дегенеративные расстройства, аритмия и потеря подвижности конечностей.
Используя клетки тканей сердечной мышцы и так называемые клетки-фибропласты, которые выполняют роль "клея" в сердечных тканях, ученые создали "живой диод", элемент, который может быть использован для построения клеточных систем обработки информации. А для создания структуры этого диода ученые использовали технологии самоформирования и микро-копирования.
В своей работе ученые использовали два типа клеток сердечных тканей, которые упорядочены друг относительно друга определенным образом. Один из типов клеток легко поддается внешнему электрическому возбуждению, а второй - практически на него не реагирует. Переход, образовавшийся на границе этих двух видов клеточных тканей, работает почти так же, как и полупроводниковый p-n переход, и как следствие этого, вся структура выполняет функцию диода, пропуская через себя сигналы только в одном направлении.
Комбинируя несколько "живых диодов" и проводящие сигналы ткани, ученые создали более сложные биологические схемы, позволяющие направлять сигналы в нужном направлении и модулировать ими электрическую деятельность отдельных групп клеток. А более сложные комбинации "живых" диодов и транзисторов позволят усиливать сигналы и создавать на их основе функциональные блоки для управления биологическими двигателями, датчиками и т.п.
Данная работа представляет собой первый шаг в новом направлении в области так называемых биовычислений. Ранние усилия в этом направлении были сосредоточены на создании схем из генно-модифицированных клеток естественного происхождения и клеток нервных тканей, из которых выращивались искусственные нейронные сети. Новый метод обеспечивает ощутимо медленную работу биологических вычислительных систем, так как его основой являются биохимические процессы. Тем не менее, он обеспечивает высокую точность, достоверность и надежность, для сравнения, сети на основе нейронов выдают ошибочные результаты в 10 процентах случаев.
Обладание методами построения клеточных структур, выполняющих определенные функции, открывает дверь к конструированию сложных биологических "вычислительных устройств", которые позволят управлять функционированием определенных органов или работой электронных и механических устройств, имплантированных внутрь живого организма.
В рамках конгресса Mobile World Congress британская компания Roborace впервые представила вниманию общественности автомобили серии Robocar, предназначенные для гонок Roborace, в которых, как известно, будут принимать участие только беспилотные автомобили-роботы. Конструкция и дизайн этих футуристических автомобилей был разработан около года назад Даниэлем Саймоном (Daniel Simon), человеком, который разработал в свое время целый ряд подобных вещей для научно-фантастических фильмов серии "Трон" и "Звездные войны". И если год назад мы рассматривали все это как необычайно привлекательный футуристический концепт, то на сегодняшний день мы видим уже его реальное воплощение.
Каждый автомобиль Robocar весит порядка 975 килограмм, его длина составляет пять метров, а ширина - два метра. Оба представленных автомобиля имеют очень малую высоту, верхняя точка кузова каждого из них едва дотягивает до уровня колена Дениса Свердлова (Denis Sverdlov), основателя и руководителя компании Roborace.
В движение автомобиль Robocar приводится четырьмя электродвигателями, мощностью по 300 кВт, по одному на каждое колесо. Мощности двигателей достаточно для того, чтобы разогнать автомобиль гораздо быстрее, чем 320 километров в час (200 миль в час), которая являются верхним ограничением скорости, накладываемым правилами гонок Roborace. Управление автомобилем осуществляет компьютер Nvidia Drive PX2, который обрабатывает информацию от массы датчиков, включая пять оптических сканеров LIDAR, двух радаров, восемнадцати ультразвуковых датчиков, двух оптических датчиков скорости и шести камер.
В настоящее время специалисты компании Roborace ведут окончательную доводку конструкции автомобилей, их систем управления и программного обеспечения. А на испытательную гоночную трассу эти автомобили смогут впервые выйти уже через несколько недель.
Напомним нашим читателям, что гонки Roborace, о начале которых было объявлено в 2015 году, станут первыми гонками автомобилей-роботов. Это будут не соревнования пилотов, техники и финансовых возможностей, а соревнования наилучших инженерных решений, интеллекта и алгоритмов программного обеспечения. Согласно планам, в гонках будет принимать участие 10 команд, в распоряжении каждой из которых будет находиться два автомобиля-робота. В начале гонок все команды будут использовать одинаковые автомобили, но в будущих сезонах станет позволено использовать автомобили от различных производителей.
И в заключении следует отметить, что первый неофициальный заезд гонок Roborace прошел недавно в Буэнос-Айресе в рамках текущего сезона гонок Formula E. В этом заезде приняли участие два экспериментальных автомобиля-робота DevBot, один из которых врезался в ограждение, а второй успешно завершил гонку, развив максимальную скорость в 185 километров в час (115 миль в час).
Рентгеновский космический телескоп XMM-Newton Европейского космического агентства недавно обнаружил новый пульсар, который является чрезвычайно плотной нейтронной звездой, вращающейся с большой скоростью, оставшейся после взрыва массивной звезды. Этот пульсар, NGC 5907 X-1, находящийся в недрах спиральной галактики NGC 5907, является самым ярким среди всех известных пульсаров, его яркость в 10 раз превышает яркость предыдущего пульсара-рекордсмена. Всего за одну секунду он испускает в пространство энергию, количество которой эквивалентно количеству энергии, излучаемой Солнцем за 3.5 года. Более того, новый пульсар является самым удаленным от Земли, его свету, для того чтобы достичь окрестностей нашей планеты требуется порядка 50 миллионов лет.
Напомним нашим читателям, что пульсары являются нейтронными звездами, вращающимися с достаточно большой скоростью. Сильнейшее магнитное поле, вырабатываемое такими звездами, приводит к тому, что вся энергия, извергаемая ими в виде заряженных частиц и излучения различных диапазонов, преимущественно рентгеновского, формирует два луча, "бьющие" из полюсов звезды. И когда направление этого луча периодически совпадает с направлением на Землю, телескопы регистрируют всплеск излучения.
За прошлые 13 лет телескопу XMM-Newton несколько раз удавалось поймать сигналы от этого пульсара, идущие с частотой один раз в 1.13 секунды. А его открытие стало результатом статистического анализа всего объема данных, полученных этим телескопом. Дополнительная информация, подтверждающая данное открытие, была почерпнута из архива данных, собранных телескопом Nustar американского космического агентства НАСА.
"Ранее считалось, что подобную яркость в рентгеновском диапазоне могут иметь только квазары, образующиеся вокруг сверхмассивных черных дыр. Да и то, такую яркость они могли развивать только в моменты пикового потребления материи из окружающего пространства" - рассказывает Жан Лука Исраэль (Gian Luca Israel), астроном из обсерватории INAF-Osservatorio Astronomica di Roma, Италия, - "Однако, быстрые и периодические пульсации излучения этого источника четко говорят нам о том, что он является нейтронной звездой".
Собранные данные указывают на то, что за все время наблюдений темп пульсаций (частота вращения) пульсара изменился достаточно сильно. В 2003 году период следования импульсов составлял 1.43 секунды, а в 2014 году - уже 1.13 секунды. Если бы Земля ускоряла свое вращение таким темпом, это привело бы к сокращению длительности суток на 5 часов за аналогичный промежуток времени. Столь высокий уровень изменения скорости вращения нейтронной звезды астрономы связывают с процессом поглощения ею больших масс материи от находящихся неподалеку "компаньонов".
"Наличие такого объекта нарушает все существующие сейчас теории, описывающие процессы, происходящие в нейтронных звездах" - рассказывает Жан Лука, - "Эта звезда в тысячу раз более ярка, нежели это возможно с теоретической точки зрения. И сейчас мы уже должны кардинально переработать все имеющиеся математические модели для того, чтобы с их помощью можно было объяснить, откуда же берется это огромное количество энергии, испускаемой этим объектов в пространство".
Одним из подходящих вариантов объяснения наблюдаемому феномену ученые считают сильнейшее магнитное поле сложной конфигурации, которое приближено к поверхности звезды на чрезвычайно малое расстояние. Но для получения подтверждения всех выдвинутых предположений ученым потребуется, как минимум, произвести более тщательное изучение обнаруженного пульсара, а в лучшем случае - и изучение других подобных пульсаров после того, как они будут обнаружены.
Медицинские устройства с батарейным питанием, имплантируемые в тело человека, уже спасли огромное количество человеческих жизней. Кардиостимуляторы, вырабатывающие слабые электрические импульсы, задают стабильный ритм биения сердца у людей с аритмией, а крошечные дефибрилляторы, генерирующие уже более мощные импульсы, позволяют избежать сердечных приступов и полной остановки сердца в некоторых случаях. Однако, у таких устройств имеется и отрицательная черта - их элементы питания требуют периодической замены, что связано с риском занесения инфекции или с проведением хирургических операций.
Махди Киани (Mehdi Kiani), ученый из Пенсильванского университета, и его группа работают над тем, чтобы сделать электронные имплантируемые устройства меньших размеров и имеющие некоторые функциональные особенности, позволяющие избавиться от необходимости замены их батарей. "Сейчас мы разрабатываем новые методы беспроводной передачи энергии и технологии интегрированного управления электропитанием" - рассказывает Махди Киани, - "А размеры, до которых мы стараемся сократить размеры электронных устройств, составляют миллиметр или меньше, что также сопряжено с массой проблем технического плана".
Одной из ключевых технологий, разработка которой почти уже завершена, является технология адаптивного интегрированного управления электропитанием, работающая в режиме комплексного регулирования тока и напряжения. Такой режим обеспечивает более эффективное использование дефицитной энергии, нежели более традиционные способы, основанные только на управлении входным и выходным напряжением. И возможностей новой технологии управления электропитанием должно хватать для приведения в действие крошечных устройств, снабжаемых энергией при помощи беспроводных технологий.
Новые устройства, которые можно поместить практически в любую часть тела человека, смогут собирать и передавать наружу данные о состоянии различных органов, что даст медикам более полную картину о состоянии здоровья человека. Кроме этого, нечто подобное может быть использовано и для сбора данных из недр мозга человека, что позволит ученым глубже изучить функции мозга, установить причины некоторых заболеваний и найти новые эффективные методы борьбы с ними.
Компания Ford в ходе выставки мобильной индустрии MWC 2017 в испанской Барселоне сообщила о намерении оборудовать свои автомобили для европейского рынка беспроводной связью Wi-Fi.
Проект будет реализован при поддержке Vodafone. Сообщается, что компании обеспечат 4G/LTE-связь в автомобилях благодаря новому встроенному модему FordPass Connect с мобильной точкой доступа Wi-Fi. Устройство имеет внешнюю антенну и позволяет одновременно подключать к сети до 10 гаджетов. Это даст пассажирам возможность комфортно пользоваться Интернетом в пути.
Более того, FordPass Connect в комплексе с приложением FordPass даст автомобилистам возможность дистанционно взаимодействовать со своим транспортным средством. В частности, водители смогут удалённо запирать и отпирать двери, проверять информацию об уровне топлива и масла, давлении в шинах, заряде аккумулятора, узнавать показания одометра, проверять статус сигнализации, а также просматривать местоположение автомобиля на карте.
Функция Live Traffic предоставит водителям обновления о маршруте в режиме реального времени и поможет избежать загруженных дорог.
Ford будет использовать SIM-карты Vodafone и платформу Интернета вещей для обеспечения повышенной безопасности, диагностики и информационно-развлекательных сервисов для автомобилей по всей Европе. Плюс к этому Ford предложит услугу eCall, способную автоматически вызывать экстренные службы после аварии и сообщать местонахождение автомобиля, а также информацию о том, находится ли водитель в сознании.
Смотрите так же: AirMax ac для wi-fi сетей
Датчики сканеров отпечатков пальцев уже достаточно широко используются в современных смартфонах и компьютерах. Они надежны, быстры, просты в использовании и обеспечивают относительно высокий уровень безопасности. Однако, все эти датчики используют изображения для определения контуров рисунка папиллярного узора и такой метод достаточно уязвим, что весьма наглядно демонстрируется в целом ряде художественных фильмов. Однако, известная компания Qualcomm разработала и представила вниманию общественности новый сканер отпечатков Sense ID, который лишен указанной выше уязвимости. Датчик этого сканера создает трехмерную картину отпечатка пальцев при помощи ультразвуковых волн и такой сканер обмануть гораздо труднее, чем другие подобные устройства.
Излученные датчиком ультразвуковые волны отражаются от поверхности пальца и улавливаются приемником. Чувствительности и разрешающей способности приемника достаточно для того, чтобы не только получить двухмерное изображение папиллярного узора, его возможностей хватает для определения глубины канавок, высоты выступов и для определения мест положения пор в коже, через которые выделяется пот. Естественно, столь подробная трехмерная карта отпечатка пальца содержит в себе огромное количество уникальной идентификационной информации и обмануть такой датчик простой пленкой с нанесенным на нее рисунком "украденного" двухмерного отпечатка уже принципиально не получится.
Благодаря использованию ультразвука работе нового сканера не мешают препятствия из слоев металла, сапфирового или обычного стекла, пластика и некоторых других материалов. Это означает, что производители телефонов и другой портативной электроники смогут устанавливать такие датчики непосредственно под экраном устройства, вместо того, чтобы отводить для них специальную область, как это сделано в iPhone и Google Nexus.
Первые образцы новых сканеров отпечатков пальцев уже установлены в смартфоне LeTV Le Max Pro китайского производства. Но с учетом того, что компания Qualcomm достаточно плотно сотрудничает с другими известными компаниями, такими, как Apple, Samsung и Motorola, можно ожидать, что новые сканеры появятся и в устройствах этих компаний в ближайшем будущем.
Зачем нужен дополнительный тачпад или другое устройство, если у вас уже имеются собственные руки? Именно эта идея легла в основу разработанного специалистами университета Карнеги-Меллоун (Carnegie Mellon University) устройства-браслета, функции которого позволяют превратить в аналог тачпада поверхность кожи кисти или запястья руки пользователя. Данное устройство изначально задумывалось как дополнение к "умным" часам, давая пользователю возможность выполнения всех действий без необходимости использования не совсем удобных элементов управления часами или потребности тщательно вглядываться в крошечный экран часов. Но с таким же успехом данное устройство может обеспечить удобное управление функциями планшетных компьютеров и ноутбуков.
Устройство SkinTrack работает, используя тела человека в качестве проводника, на который подается высокочастотный низкоэнергетический электрический сигнал. Когда указательный палец входит в контакт с поверхностью кожи запястья или кисти, возникает петля, по которой начинает течь слабый электрический ток. Собственно браслет оборудован четырьмя электродами, которые улавливают циркулирующий ток и на основании данных измерения этого тока со 100-процентной точностью вычисляется место касания.
Система обработки принятого сигнала распознает производимые пальцем жесты и превращает их в команды управлений, которые можно использовать для набора номера на телефоне, управления персонажами компьютерных игр и для всего остального, что можно сделать при помощи традиционного тачпада или сенсорного экрана.
В настоящее время система SkinTrack не лишена ряда недостатков. На качество ее работы оказывает очень сильное влияние температура тела человека, которая может изменяться в некоторых пределах, и наличие пота, который увеличивает электрическую проводимость поверхности кожи. Эти проблемы исследователи собираются решить за счет более тщательного подбора диапазона и формы высокочастотного сигнала, который генерируется устройством SkinTrack.
"Умные часы и некоторые смартфоны имеют не такие уж и большие экраны. Когда вы пытаетесь что-либо нажать на этом экране, ваш палец блокирует если не всю область экрана, то большую его часть" - рассказывает Жирад Лапут (Gierad Laput), студент-выпускник, принимавший участие в разработке системы SkinTrack, - "Наше устройство позволяет решить данную проблему и предоставить пользователю максимальное удобство при использовании его устройств".
И в заключение следует отметить, что данная технология будет продемонстрирована широкой общественности в рамках конференции Conference on Human Factors in Computing, которая будет проходить в ближайшие дни в Сан-Хосе, Калифорния.
Вообразите себе, что Ваше жилище может быть переброшено вслед за Вами, по воздуху или по морю, вне зависимости от того, куда Вы собрались, то ли в командировку в дальние края, то ли на отдых к морю. Звучит, конечно, заманчиво. Эта идея легла в основу концепта Living Roof capsule, мобильного самодостаточного жилища.
Living Roof capsule - легкий жилищный блок длиной около 10 метров. Он предназначен для установки на плоских крышах зданий, какие в изобилии имеются в любом городе. Благодаря солнечным батареям, расположенным на поверхности Living Roof, и ветрогенераторам, этот блок в состоянии сам себя обеспечить достаточным количеством энергии. Система сбора дождевой воды и конденсата обеспечивает питьевую и хозяйственную воду, делая модуль практически независимым от любых внешних систем снабжения. Полная независимость модуля от местоположения делает процесс переноса максимально простым, достаточно только вызвать транспортников, которые будут оказывать подобные услуги.
Внутренняя начинка Living Roof capsule использует множество уловок для максимизации жизненного внутреннего пространства. В первую очередь - это внутренности модуля, которые могут трансформироваться в широких пределах, к примеру, в стол, в кровать, а в случае необходимости и убираться совсем или поставить качественный диван, освобождая место для физических упражнений.
Напомним нашим читателям, что буквально в начале этого года в сеть просочился видеоролик, демонстрирующий впечатляющие способности очередного творения известной робототехнической компании Boston Dynamics. Этот робот, имеющий название Handle, имеет множество элементов, унаследованных от конструкции известного робота Altas. Но он отличается большей подвижностью и маневренностью благодаря наличию у него пары колес, значительно упрощенной и более надежной конструкции.
К способностям робота Handle можно смело отнести его способность передвигаться по лестницам, по скользкой поверхности, покрытой снегом и льдом, и совершать прыжки на высоту до 1.5 метров. Робот может развивать максимальную скорость в 14.5 километров в час, а на одном заряде аккумуляторных батарей он способен преодолеть дистанцию до 24 километров. Можно допустить, что робот Handle пока является единственным на сегодняшний день роботом, способным успешно преследовать человека, невзирая на особенности и характер места преследования.
В настоящее время робот Handle позиционируется руководством компании Boston Dynamics в качестве исследовательской платформы для проведения различных экспериментов с участием роботов. Тем не менее, робот способен поднимать и транспортировать грузы, весом до 45 килограмм, что намекает на возможность его практического использования.
Комбинация конечностей и колес снабжает робота Handle лучшими способностями от этих двух кардинально различных принципов движении. Кроме этого, наличие колес позволило значительно уменьшить общее количество подвижных суставов до 10 и сократить сложность остальной конструкции по сравнению с конструкцией двуногих и четвероногих роботов, которых компания Boston Dynamics успела "наплодить" за прошедшее время.
Напомним нашим читателям, что в 2013 году компания Boston Dynamics потеряла статус независимой отдельной организации, будучи полностью выкупленной компанией Google. Начиная с 2015 года, в силу некоторых причин, компания Google решила прервать работы, лежащие в компетенции специалистов компании Boston Dynamics, и выставило эту компанию на продажу. Интерес к приобретению Boston Dynamics высказало руководство Научно-исследовательского института компании Toyota, которая не так давно объявила об инвестициях в 1 миллиард долларов, вкладываемых в развитие нового научно-исследовательского института по робототехнике. И, как совсем нетяжело догадаться, компания Boston Dynamics может стать очень весомым вкладом в активы этого института.
Если вы интересуетесь уроками игры в настольный теннис, то новый робот, разработанный специалистами известной японской компании Omron Corp., является именно тем, что вам нужно. Этот робот, получивший название FORPHEUS, обладает столь изощренными обучающими навыками и способностями, что он был удостоен за это почетного места в Книге Мировых рекордов Гиннеса.
В системе управления робота FORPHEUS использованы камеры, работающие со скоростью 80 кадров в секунду, и другие датчики движения, при помощи которых робот в режиме реального времени отслеживает движение теннисного мячика, положение тела и движения обучаемого игрока, что помогает роботу FORPHEUS играть роль учителя.
Робот также может подсветить пятно, куда ударится теннисный мяч, указать обучаемому игроку оптимальную траекторию движения ракеткой и многое другое. Сложные программные алгоритмы и система искусственного интеллекта позволяет роботу FORPHEUS оценивать уровень подготовки человека и подстраивать под это проводимые им уроки.
Однако, специалисты компании Omron создавали робота FORPHEUS не только для работы в качестве тренера по настольному теннису. "Использованные нами технологии должны нормализовать взаимоотношения роботов с человеком" - рассказывает Тэку Оя (Taku Oya), один из разработчиков робота FORPHEUS, - "В настоящее время люди обучают роботов, как надо вести себя в той или иной ситуации. Но лет так через 20 роботы, возможно, уже будут способны обучать других роботов, созданных ими же или людьми".
Графен известен всем в большей части как первый двухмерный материал, полученный учеными. Однако, его тончайшая плоская двухмерная структура как раз и является препятствием к использованию целого ряда удивительных свойств графена, высочайшей механической прочности, легкости и отличной проводимости по отношению к электричеству и теплу. Не так давно ученые из Массачусетского технологического института разработали новый "трехмерный" материал на основе графена, который в 10 раз более прочен, нежели сталь, а теперь ученые из университета Райс, продолжив предыдущую работу, создали материал на основе графена, укрепленного углеродными нанотрубками. Получившаяся "пена" может быть отформована прессованием и она выдерживает без изменений своей структуры воздействие веса, в 3 тысячи раз превышающего ее собственный вес.
Основой прочности нового материала являются углеродные нанотрубки с несколькими концентрическими оболочками, своего рода нанотрубками внутри других нанотрубок. Для того, чтобы совместить гарфен с нанотрубками ученые использовали порошок нанотрубок, перемешанный с никелевым катализатором и сахаром, который являлся источником дополнительного углерода. Полученная смесь была помещена под высокое давление путем ее сжимания при помощи винта, и отправлена в печь, где поддерживалась заданная высокая температура. Сахар в смеси распался на углерод и другие составные части, а углерод под воздействием катализатора обратился в графен. Полученная заготовка была очищена от никеля и других примесей химическим путем, что оставило в руках ученых структуру из пенообразного материала, состоящего из чистого углерода.
Когда образцы полученного материала были помещены под электронный микроскоп, ученые увидели, что внешние слои нанотрубок распустились, словно с одной из их сторон "расстегнули змейку", и объединились с графеном, который получился в результате процесса осаждения углерода из парообразной фазы. В результате высокого сцепления между элементами этого материала он, материал, выдерживает без изменений структуры вес, в 3 тысячи раз превышающий его собственный вес. А при воздействии на него веса в 8500 раз превышающего его вес, структура материала деформируется на 25 процентов от начального размера. И, после снятия нагрузки, материал полностью восстанавливает свою изначальную форму. Для сравнения, "пена", состоящая из графена, не укрепленного углеродными нанотрубками, может выдержать усилие, всего в 150 раз превышающее ее собственный вес.
Как уже упоминалось выше, новый пенообразный углеродный материал может быть отформован любым способом. И для демонстрации этого ученые изготовили из нового материала образцы электродов для литий-ионных аккумуляторных батарей и суперконденсаторов, которые обладают высокой механической прочностью, химической стабильностью и большим значением эффективной площади поверхности.
Если вам вдруг доведется попасть внутрь подземной лаборатории американского Национального Института Стандартов и Технологий (National Institute of Standards and Technology, NIST) в Гейтерсбурге, штат Мэриленд, то вы сможете лицезреть то, что является самой большой и самой точной на сегодняшний день машиной для измерения координат. Эта машина, имеющая название Xenos, была изготовлена немецкой компанией Zeiss, ее вес равен 9 тысячам килограмм, а размеры - 3.3 на 3.3 и 3.4 метра, она занимает почти весь объем пространства выделенной для нее лаборатории, что является источником некоторых проблем, о которых мы расскажем чуть ниже.
Сначала машина Xenos будет использоваться для проведения эксперимента по измерению "большого G", фундаментальной гравитационной константы, которую пока еще не удавалось измерить с высокой точностью. По завершению этого эксперимента машина будет использоваться в качестве рабочего инструмента, позволяющего производить самые высокоточные на сегодняшний день измерения координат и размеров.
Машина Xenos использует подвижный контактный зонд, при помощи которого она измеряет расстояние между двумя точками в трех измерениях и с точностью в миллиардные доли метра. Столь высокоточные измерения необходимы при производстве некоторых узлов авиационных двигателей, производстве деталей для другой высокоточной техники и для калибровки этой техники.
Машина Xenos может похвастаться не только своими размерами и своей точностью, она обладает также самой большой рабочей зоной, размеры которой равны 1.5 на 0.9 на 0.7 метра. Измерительная головка машины может свободно перемещаться и занимать любое положение в трехмерном пространстве, позволяя производить такие замеры, которые невозможно сделать при помощи традиционных CMM-машин (Coordinate Measuring Machine) с подвижным столом.
Самой главной проблемой, решением которой заняты сейчас ученые и инженеры NIST, является проблема климатического контроля в комнате. Наличие в комнате областей с прохладным и более теплым воздухом может вызвать незначительную деформацию элементов конструкции. И эта деформация станет причиной увеличения погрешности производимых измерений, что полностью недопустимо по условиям эксперимента измерения G. Решается эта проблема сейчас путем создания разветвленной системы климат-контроля и вентиляции. Вентиляционные каналы для этого прокладываются в стенах, в потолке и в полу помещении, но размеры самой машины столь велики, что она сама является препятствием для оптимального движения воздуха в комнате.
Эксперимент по измерению большого G, как ожидается, начнется весной этого года и будет длиться два года. До, во время и после этого эксперимента ученые NIST будут исследовать все "причуды" машины Xenos и особенности ее поведения в различных случаях. Результаты ее работы будут сравниваться с результатами работы других CMM-машин, и на основе всех собранных данных будут построены универсальные корректирующие таблицы, использование которых позволит увеличить и без того немалую точность работы машины Xenos.
Машины-монстры - все о самых исключительных машинах, механизмах и устройствах в мире, от громадных средств уничтожения себе подобных до крошечных точнейших устройств, механизмов и всего того, что находится в промежутке между ними.