[показать]

В течение последних нескольких лет единственным способом, при помощи которого можно было контролировать уровень своей физической активности, было ношение миниатюрного устройства, которое получило название "фитнесс-трекер". Однако, исследователи из Лаборатории информатики и искусственного интеллекта (Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory) Массачусетского технологического института придумали новый способ контроля, не требующий ношения каких-либо электронных устройств и делающий это при помощи невидимых радиосигналов.

Исследователи из Массачусетса разработали новое устройство под названием WiGait, которое внешне очень напоминает обычный Wi-Fi-роутер, повешенный на стену. Это устройство излучает радиосигнал, мощностью в сто раз ниже уровня радиосигнала, излучаемого мобильным телефоном. Улавливая отраженный от тела человека сигнал, устройство WiGait может определить скорость движения человека и даже распознать некоторые его движения.

Испытания технологии WiGait показали, что это устройство способно измерить скорость и длину шага с высокой точностью в 85 процентах случаев, оно также может отслеживать перемещения нескольких людей в одно и то же время. И это позволит создать систему контроля передвижений, которая, при помощи хранящихся в базе данных, сможет идентифицировать по особенностям походки каждого конкретного человека.

Но не создание системы тотальной слежки и контроля было основной целью исследователей из Массачусетса. Известно, что походка человека является одним из индикаторов состояния здоровья. Такие заболевания, как болезнь Паркинсона, рассеянный склероз и болезнь Альцгеймера оказывают на походку человека очень сильное влияние, делая ее менее координированной и менее энергичной.

Исследователи предлагают использовать устройства WiGait в жилых помещениях, в учреждениях социальной защиты, в санаториях и медицинских учреждениях для контроля перемещения пожилых жильцов, посетителей или пациентов. Собираемые системой данные позволят отследить изменения походки человека в течение длительного времени, что может указывать косвенным образом на эффективность лечения и принятых профилактических мер.

Практическое использование системы WiGait не требует ношения человеком какого-либо электронного устройства, которое необходимо заряжать каждый день и синхронизировать с мобильным телефоном или компьютером. Ну а "невидимая" природа осуществляемого системой контроля позволит сделать ее дополнением к существующим системам контроля и безопасности.
 

[показать]

Исследователи из Швейцарского федерального политехнического университета Лозанны (Swiss Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, EPFL) разработали новую технологию сокрытия изображений в видео, которая в своих интересах использует ограничения и пределы возможностей человеческого зрения. Спрятанное в специально подготовленном видео изображение невидимо для человеческого глаза, но оно может быть зафиксировано и восстановлено при помощи специализированной камеры.

Человеческое визуальное восприятие работает весьма эффективно в условиях отсутствия быстрой смены изображений. Человеческий глаз и мозг уже не в состоянии нормально воспринимать и усреднять изображения, если один кадр длится менее 40 миллисекунд. Но этот кадр может быть получен при помощи камеры, скоростные характеристики которой во много раз превосходят возможности человеческого глаза.

Этот эффект был использован учеными EPFL для сокрытия визуальных изображений, технологии, которая получила название временной маскировки. Скрываемое изображение подвергается математической обработке, само по себе превращаясь в череду изменяющихся кадров, которые получили название "темпокод". Эти изменения рассчитываются таким образом, что встраивание в видео дополнительной информации никак не затрагивает качество основного видео. И тогда, человеческий глаз и мозг, занятые просмотром основного видео, попросту не в состоянии заметить даже мельчайших признаков наличия посторонней информации.

Обратное преобразование изображения выполняется при помощи обычной камеры и может быть выполнено даже при помощи камеры смартфона, единственным условием для этого является наличие регулировки контрастности, яркости и, главное, выдержки съемки. Для проверки работоспособности данной технологии исследователи подготовили видео, в которых дополнительные изображения были закодированы в течение 8, 10 и 15 секунд основного видео. Именно такую выдержку съемки и должна обеспечить используемая камера, а значение выдержки является чем-то вроде "ключа шифрования", открывающего доступ к сокрытой информации.

"Мы превратили одно изображение в видео, которое не может быть воспринято человеческим глазом, не способным к усреднению получаемых изображений в течение достаточно длительного промежутка времени" - рассказывает Роджер Дэвид Херш (Roger David Hersch), исследователь, принимавший участие в разработке нового метода, - "Но используемой для расшифровки камере безразлична частота смены кадров, ее датчик усредняет все, что попадает в ее объектив, а заключительная обработка и восстановление исходного изображения производится при помощи специального программного обеспечения, с выполнением которого может справиться даже процессор не очень мощного мобильного телефона".

[показать]

Жидкие кристаллы известны людям уже достаточно давно. С физической точки зрения эти вещества занимают промежуточное положение между жидким и кристаллическим состоянием материи. Их молекулы обладают свободой перемещения, как молекулы жидкости, однако, под воздействием некоторых факторов эти молекулы обретают определенную пространственную ориентацию, как молекулы в кристалле какого-нибудь вещества. Жидкие кристаллы распространены в живой природе, из них, к примеру, состоят клеточные мембраны. Но их достаточно легко сделать искусственным путем, при помощи жидких кристаллов работает большинство дисплеев современных компьютеров, мобильных телефонов и экраны телевизоров.

Ученые-физики из Института квантовой информации и материи (Institute for Quantum Information and Matter) Калифорнийского технологического института (Caltech) обнаружили своего рода квантовый аналог жидких кристаллов, новое уникальное состояние материи, которое можно использовать в технологиях квантовых вычисления и коммуникаций. "И это все является только вершиной айсберга" - рассказывает Дэвид Хсих (David Hsieh), научный руководитель исследовательской группы, - На свете может существовать огромное количество различных классов и видов таких квантовых жидких кристаллов, каждый из которых обладает своими уникальными свойствами и может оказаться полезным в различных квантовых технологиях".

В квантовом "жидком кристалле" электроны ведут себя подобно молекулам классических жидких кристаллов. Эти электроны движутся произвольным образом и перемешиваются, но имеют общее привилегированное направление движения. Такой первый квантовый жидкий кристалл был впервые обнаружен в 1999 году профессором Джимом Айзенштайном (Jim Eisenstein) из Калифорнийского технологического института, но он был двухмерным, привилегированное направление движения электронов находилось на плоскости поверхности материала, слоя металла, осажденного на основании из арсенида галлия. Такие двухмерные квантовые жидкие кристаллы были найдены позже в среде других материалов, большинство из которых относится к высокотемпературным сверхпроводникам, переходящим в состояние сверхпроводимости при температуре -150 градусов Цельсия.

А недавно, ученые из Калифорнийского технологического института, работая совместно с учеными из Национальной лаборатории Ок-Ридж и университета Теннеси, нашли первый в своем роде трехмерный квантовый "жидкий кристалл". Это состояние материи еще более причудливо, нежели двухмерный "жидкий кристалл", в этом новом состоянии материи движение электронов разнится не только по отношению к осям x и y, но и по отношению к оси z. Более того, такой трехмерный квантовый "жидкий кристалл" имеет различные магнитные свойства, зависящие от привилегированного направления движения электронов в его среде.

"Управляющий электрический ток, пропущенный через такой материал, может "переключить" его из магнитного в немагнитное состояние и наоборот" - пишут исследователи, - "Более того, управляя текущим электрическим током, мы имеем возможность контролировать ориентацию и силу магнитного поля материала. Ученые из области теоретической физики утверждают, что такое необычное движение электронов "ломает" принципы симметрии кристаллической решетки".

Отметим, что ученые наткнулись на данный феномен совершенно случайно. Изначально ученые занимались изучением строения кристаллической решетки и поведения атомов рения. Для этого они использовали достаточно оригинальную технологию под названием второй гармоники оптической вращательной анизотропии (optical second-harmonic rotational anisotropy). Суть этого метода заключается в том, что при освещении материала лазерным светом он отражал свет с два раза большей частотой, чем частота исходного света. И в образах отраженного света заключалась информация о внутреннем строении и симметрии кристалла материала. Однако, образцы отраженного света в данном случае были весьма странными с точки зрения ученых и их особенности не могли быть объяснены с точки зрения особенностей строения атомов исследуемого материала.

"Изначально мы не могли понять, что происходило на самом деле" - пишут исследователи, - "Но после изучения работ Лиан Фу (Liang Fu), профессора физики из Массачусетского технологического института, в которых приведено теоретическое описание трехмерных квантовых "жидких кристаллов", все стало на свои места. И мы нашли объяснения всем замеченным странностям".

Пока еще очень рано говорить о

[показать]

Благодаря обилию новостей, связанных с гонками электрических автомобилей Формула-Е и с сопутствующим им гонкам автомобилей-роботов RoboRace, создается не очень верное впечатление, что технологическое развитие автомобилей традиционных гонок Формулы-1 замерло на месте. Это впечатление подогревается еще тем, что форма и внешний вид автомобилей остаются неизменными уже на протяжении достаточно долгого периода времени, а все используемые новейшие и инновационные технологии скрыты внутри автомобилей и не бросаются в глаза. Для того, чтобы разрушить складывающееся впечатление компания Renault в рамках Шанхайского автошоу представила вниманию общественности футуристический концепт R.S. 2027 Vision, демонстрирующий нам то, на что могут стать похожи автомобили Формулы-1 лет, этак, через десять.
 

[показать]

Концепт R.S. 2027 Vision выглядит так, словно он сошел с кадров одного из последних научно-фантастических фильмов серии "Трон". Его корпус и поверхность закрывающих колеса колпаков покрыты светодиодными дисплеями. Каждое из четырех колес имеет собственный управляемый привод и независимую подвеску, а кузов концепта R.S. 2027 Vision имеет достаточно необычную форму, которая, согласно имеющейся информации, идеальна с аэродинамической точки зрения.

Необычными с точки зрения традиций Формулы-1 выглядит закрытая прозрачным колпаком кабина пилота и его прозрачный шлем, который обеспечивает водителю максимальный угол обзора. Следует отметить, что конструктора автомобилей Формулы-1 используют конструкции с открытой кабиной не просто так, такое решение спасло множество жизней, ведь это позволяет пилоту очень быстро покинуть автомобиль в случае аварии и угрозы взрыва высокооктанового нитрированного топлива. Но компания Renault считает, что открытая кабина представляет собой большую опасность для пилота.
 

[показать]

Многие из людей полагают, что через десять лет все автомобили должны быть электрическими. Но специалисты компании Renault уверены, что автомобили с двигателями на жидком топливе продержатся в гонках Формулы-1 минимум еще десятилетие. Да, они могут стать более экономичными и экологичными за счет использования гибридных силовых установок. И на это прямо указывает топливный бак концепта R.S. 2027 Vision, объем которого составляет половину от объема баков традиционных гоночных автомобилей.

И в заключении следует отметить, что компания Renault знает толк как в обычных гоночных автомобилях, так и в их электрических вариантах. С 2014 года компания содержит свою команду гонок Формулы-Е, для которой был разработана электрическая версия гоночного автомобиля. Тем не менее, для того, чтобы дать в распоряжение пилотов еще большую мощность, сохранить динамичность и зрелищность автомобильных гонок, еще рано отказываться от использования традиционного топлива. 
 

[показать]

Данные, полученные при помощи датчиков эксперимента LHCb Большого Адронного Коллайдера (БАК), указывают на существование аномальных процессов распада элементарных частиц определенного типа. Если существование обнаруженных аномалий будет подтверждено в ходе дальнейших исследований, то они станут признаком наличия некоторых явлений и процессов, которые совершенно не вписываются в рамки существующей Стандартной Модели физики элементарных частиц. Полученные результаты пока еще имеют малое значение статистической достоверности, и лишь дальнейшая работа в данном направлении позволит ученым выяснить, действительно ли все это является "трещиной" в Стандартной Модели или простой статистической экспериментальной ошибкой.

На семинаре, проведенном Европейской организацией ядерных исследований CERN, ученые-физики эксперимента LHCb представили всеобщему вниманию собранные ими данные, касающиеся процесса распада частицы под названием B-мезон, которые иногда рождаются в результате столкновений лучей протонов в Большом Адронном Коллайдере. Согласно Стандартной Модели распад B-мезона может происходить несколькими способами.

Одним из способов распада B-мезона является его распад до каона (К-мезона) с образованием пары электронов или пары мюонов. Мюон в 200 раз более тяжел, чем электрон, но, согласно Стандартной Модели, все взаимодействия мюонов с окружающим миром практически идентичны таковым взаимодействиям со стороны электронов. Это явление известно в физике под названием универсальности лептонов. Явление универсальности лептонов определяет, что в случаях распада B-мезона распады с образованием электронов и мюонов должны происходить приблизительно в одинаковой пропорции с небольшим отклонением из-за существенной разницы в массе образующихся частиц.
 

[показать]

Экспериментальные же данные, собранные датчиком LHCb, говорят о том, что процессы распада B-мезона с образованием мюонов происходят гораздо реже распада с образованием электронов. Ученые считают, что причиной такого несоответствия является некая новая частица, получившая название Z9, которая появляется в цепочке распада и которая порождает потом короткоживущий истинный кварк.

В настоящее время эти факты, которые вероятно указывают на несоответствия в Стандартной Модели, имеют статистическую достоверность на уровне от 2.2 до 2.5 сигма, чего еще недостаточно для окончательных выводов. Интерес к данной аномалии подогревается еще тем, что в ходе некоторых последних измерений, проведенных в рамках эксперимента LHCb, были получены подтверждения подобного поведения B-мезонов.

Справедливости ради следует отметить, что на Большом Адронном Коллайдере было сделано множество других измерений, результаты которых идут вразрез со всем приведенным выше и которые указывают на симметрию электронов и мюонов. Несоответствия этой симметрии были обнаружены в данных, собранных в ходе первого периода работы БАК. Так что у ученых имеется еще обширнейшее поле для деятельности, весь огромный массив данных, собранных во время второго периода работы коллайдера и данные, собираемые в настоящее время. И если существование аномального распада B-мезона найдет подтверждение во всем массиве имеющихся данных, значения статистической достоверности станет достаточно для признания наличия несоответствий Стандартной Модели, которые, в свою очередь, указывают на наличие некоей новой физики, выходящей за грани существующих знаний.

[показать]

На страницах нашего сайта мы уже рассказывали нашим читателям о немецкой авиационной компании E-volo, специалисты которой разработали, изготовили и испытали опытный образец электрического многороторного летательного аппарата. В прошлом году этот 18-роторный летательный аппарат, Volocopter VC200, совершил свой первый пилотируемый полет с человеком на борту. А на выставке AERO, крупнейшей в Европе выставке, посвященной гражданской авиации, которая проходит во Фридрихсхафене, Германия, представители компании E-volo продемонстрировали общественности свою первую производственную модель - Volocopter 2X.
 

[показать]

К сожалению, полетные и эксплуатационные характеристики аппарата 2X, корпус которого изготовлен из композитного волокна, оставляют желать лучшего. Дальность полета на одном заряде аккумуляторных батарей составляет всего 25-30 километров, максимальная скорость, которую способен развивать этот летательный аппарат, составляет 100 километров в час. Максимальное время полета в самом оптимальном с энергетической точки зрения режиме, на скорости 50 километров в час, составляет 27 минут.
 

[показать]

Аппарат 2X, высота которого составляет два метра, может нести в своих недрах до 9 пакетов литий-ионных аккумуляторных батарей, на зарядку которых требуется приблизительно 120 минут. Система управления аппаратом содержит все необходимое для реализации режима полностью автоматического пилотирования. Однако, когда аппарат 2X в 2018 году примет участие в одной из экспериментальных программ "летающих такси", он будет летать под управлением квалифицированного человека-пилота.
 

[показать]

По сравнению со своим предшественником, аппарат 2X получил более комфортную кабину с кожаными сиденьями и большими окнами, предоставляющими пилоту и пассажиру больший обзор окружающего пространства. Управление аппаратом осуществляется при помощи сенсорного экрана и джойстика, оно упрощено и автоматизировано до такой степени, что аппаратом сможет управлять человек, не имеющий пилотской лицензии.

В настоящее время к летательному аппарату Volocopter 2X уже проявило интерес множество компаний и организаций, включая и НАСА. Так что не удивляйтесь, если вы через пару лет увидите такое чудо, совершающее посадку на крышу штаб-квартиры компании Google или Facebook.

[показать]

Скоро у жителей и гостей Парижа появится возможность передвигаться по реке внутри "летающих" речных такси SeaBubbles. Одноименная компания планирует этим летом развернуть новую службу экологически чистого транспорта на Сене, реке, проходящей через весь Париж. Вместо того, чтобы двигаться по переполненным парижским улицам на автомобилях или в автобусах, четыре пассажира смогут сесть в такси SeaBubbles, заплатив за это достаточно скромную цену, которая не будет превышать стоимости перевозки известного сервиса Uber.
 

[показать]

Экологически чистая природа транспортного средства SeaBubbles, является следствием использования в ней электрической двигательной установки, черпающей энергию из аккумуляторной батареи. Высокая эффективность движения по воде получается за счет использования подводных крыльев, что создает впечатление низкого полета над поверхностью воды. Компоновка подводных крыльев создана таким образом, что даже при движении на максимальной скорости SeaBubbles не будут создавать больших волн.

Транспортное средство SeaBubbles, созданное конструкторами Аленом Тебо (Alain Thebault) и Андерсом Брингдэлом (Anders Bringdal), практически не создает шума, оно может на одном заряде аккумуляторной батареи пройти расстояние 80-100 километров, двигаясь на максимальной скорости до 35 километров в час.
 

[показать]

Вызов такси SeaBubbles, или поиск свободного места в такси, двигающемся в нужном направлении, будет производиться при помощи специализированного приложения для смартфона или планшетного компьютера. А переместиться на борт такси люди смогут на специальных док-площадках, расположенных на берегу реки. Каждое такси будет в состоянии перевозить до четырех пассажиров и одного водителя.

Программа внедрения нового сервиса речных такси проводится при полной поддержке администрации Парижа. "Я действительно верю в будущее речного транспорта" - рассказывает Энн Идальго (Anne Hidalgo), мэр Парижа, - "Большинство самых больших городов в мире построены на берегах рек. Это дает нам ряд преимуществ, которые мы просто обязаны использовать для уменьшения загрязнения городской среды автомобилями и транспортными средствами других типов".
 

[показать]

Группа исследователей из университета Северной Каролины (North Carolina State University) разработала новую технологию управления движениями и действиями небольших мягких роботов. В этой технологии используется магнитное поле, воздействующее на упорядоченные особым образом цепочки магнитных микрочастиц, включенных в мягкий полимерный материал тела робота. И, используя этот подход, исследователи создали ряд демонстрационных микророботов, имеющих различную форму и функциональные особенности.

Для изготовления тела мягких роботов исследователи использовали жидкий полимер, в объем которого было введено некоторое количество железных микрочастиц. Эти частицы были упорядочены в виде параллельных цепочек при помощи воздействия внешнего магнитного поля. И после полимеризации материал превратился в мягкую и упругую пленку, внутри которой находятся магнитные цепочки, обладающие заранее заданными свойствами.

"Наличие этих цепочек позволяет нам при помощи внешнего магнитного поля контролировать движения и действия этих мягких микророботов" - рассказывает профессор Джо Трейси (Joe Tracy), - "Меняя направленность и интенсивность этого поля, мы можем заставить микророботов выполнять работу по целевой доставке лекарственных препаратов, по разрушению сгустков, закупоривших кровеносные сосуды, и по перекачке жидкостей внутри тела человека. Кроме этого, такие роботы могут заниматься созданием, развертыванием более сложных складных структур элементами которых являются они сами".

Цепочки из магнитных частиц, реагирующие на внешнее магнитное поле, обладают достаточно большой силой. Один из экземпляров опытных образцов мягких роботов способен поднимать вес, в 50 раз превышающий его собственный вес. Второй робот имеет форму, напоминающую форму мехов аккордеона, такой робот может сокращаться и удлиняться, выполняя роль искусственного мускула. А третье устройство в виде трубы может работать в качестве насоса, действуя, как человек, выдавливающий зубную пасту из тюбика.

Следующими шагами ученых будут работы, направленные на увеличение силы и улучшение точности контроля за движением этих крошечных мягких устройств. "И это позволит нам существенно расширить потенциал мягкой робототехники, области, которая развивается бурными темпами в последнее время" - рассказывает Джо Трейси.

[показать]

В рамках Женевского автосалона (Geneva Motor Show) 2017 года китайская компания под названием Techrules представила вниманию общественности электрический суперкар Ren, снабжаемый энергией генератором с турбинным приводом. В этом автомобиле использована инновационная технология Turbine-Recharging Electric Vehicle (TREV), турбинный генератор которой способен работать на скорости 96 тысяч оборотов в минуту.
 

[показать]

Одной из опций современных электрических автомобилей, таких как BMW i3 и Chevy Volt, является так называемый экстендер (extender), небольшой двигатель внутреннего сгорания, сопряженный с электрогенератором, вырабатываемая которым энергия расходуется для подзарядки аккумуляторных батарей во время движения. Экстендер автомобиля Ren выполняет несколько иную роль, его генераторы, вращаемые двумя газотурбинными двигателями, обеспечивают основную часть энергии, необходимую автомобилю во время движения. Турбинные двигатели более чисты с экологической точки зрения, они соответствуют стандарту Euro-6 для дизельных двигателей. В дополнение к этому такой подход позволяет использовать аккумуляторные батареи меньшей емкости и веса, что снижает количество расходуемой во время движения энергии.

Суперкар Ren будет выпускаться в нескольких вариантах, базовый вариант будет оснащаться литиево-марганцевой-оксидной аккумуляторной батареей, емкостью 25 кВт*ч, способной выдержать 100 тысяч циклов заряда-разрядки. Приводить в движение автомобиль будут шесть электродвигателей, два - спереди и четыре - сзади. Все эти двигатели обеспечивают суммарную мощность в 1303 лошадиных сил, а бака дизельного топлива, емкостью 80 литров хватит на преодоление расстояния в 1170 километров.
 

[показать]

Суммарной мощности двигателей, которые могут подключаться по мере необходимости для экономии энергии, достаточно для того, чтобы разогнать автомобиль Ren с нуля до 100 километров в час всего за 2.5 секунды. А максимальная скорость, которую способен развивать этот суперкар составляет 320 километров в час. Вес базовой модели автомобиля составляет 1700 килограмм, это было достигнуто за счет использования в конструкции кузова большого количества углеродного волокна и легкого высокопрочного алюминиевого сплава в конструкции шасси.

Другие варианты автомобиля Ren будут оснащаться аккумуляторными батареями, емкостью 32 и 14 кВт*ч, и турбинами, мощностью 80 и 30 кВт соответственно. 
 

[показать]

Еще одной особенностью автомобиля Ren является необычная компоновка его кабины. Место водителя располагается по центру кабины, а с двух сторон и чуть сзади располагаются два пассажирских сидения. Вся основная информация об автомобиле подается водителю через центральный самовыравнивающийся дисплей, а три дополнительных экрана выводят изображения с камер заднего вида, вторичную информацию и информацию от информационно-развлекательной системы автомобиля.

В настоящее время компания Techrules еще не озвучила ни точных сроков начала серийного производства автомобилей Ren, ни их даже ориентировочной стоимости. Известно лишь то, что эти автомобили появятся в продаже через несколько лет, срок, который нельзя назвать определенным. Так же компания Techrules сообщила, что к моменту начала производства с большим процентом вероятности суперкары Ren могут оснащаться турбинами следующего поколения, которые будут иметь меньшие размеры при такой же мощности, и смогут использовать все виды жидкого топлива, плюс сжиженный природный газ и водород.

[показать]

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.
 

[показать]

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.

[показать]

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".
 

[показать]

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.
 

[показать]

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.
 

[показать]

"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.

[показать]

Эксперименты, во время которых парализованные люди могли управлять автоматизированным манипулятором "силой мысли" или слепые люди видели расплывчатые образы, уже доказали большой потенциал компьютерных систем, передающих и принимающих сигналы из мозга при помощи имплантатов различного типа. Но внедряемые матрицы электродов, используемые в большинстве таких случаев, через некоторое время становятся бесполезными из-за того, что вокруг них нарастает защитный слой шрамоподобных тканей, которые ухудшают электрический контакт электродов с клетками нервных тканей мозга.

Но уже в следующем месяце исследователи из Медицинской школы Гарвардского университета начнут испытания на обезьянах нового имплантата, который не требует хирургического вмешательства и устанавливается снаружи черепной коробки, что позволит избежать возникновения описанной выше проблемы. А в долгосрочной перспективе данная работа может привести к разработке высококачественных устройств, возвращающих зрение слепым людям или возможность движения парализованным пациентам.

Основой нового имплантата является множество крошечных катушек, способных общими усилиями вырабатывать достаточно сильное магнитное поле, способное повлиять на электрические аспекты деятельности нервных клеток определенных участков головного мозга. Помимо установки имплантата поверх черепной коробки одному из подопытных животных, ученые поместят такой же имплантат внутрь черепа второго животного для получения сравнительных результатов.

Устройство будет использоваться для магнитной стимуляции зрительного участка коры головного мозга. При этом, подключенный к имплантатам компьютер будет достаточно точно имитировать сигналы нервной деятельности, подобные сигналам, передаваемых мозгу от зрительных нервов. И, в отличие от матриц имплантируемых электродов, эффективность действия катушек не должна измениться в худшую сторону с течением времени.

Данные проект, рассчитанный на три года, является частью глобальной инициативы BRAIN initiative, нацеленной на изучение всех аспектов деятельности головного мозга. А подход, разработанный гарвардскими учеными, через некоторое время, требующееся на доработку и проведение всесторонних испытаний, может быть с успехом использован и по отношению к людям. Кроме того, данная технология может быть использована не только на мозге, ее можно применить, к примеру, для восстановления подвижности конечностей и других частей тела в случае повреждения нервных тканей в результате болезни или полученной травмы.

[показать]

Позавчера, в рамках чемпионата гонок электрических автомобилей Formula E Buenos Aires ePrix, был проведен первый в истории заезд в рамках гонки Roborace, гонки, в которой участвуют самоуправляемые автомобили-роботы. Эти гонки являются своего рода испытательным полигоном для бурно развивающегося в настоящее время направления автомобилей-роботов, ведь системам управления автомобилями, движущимися на максимальной скорости, требуется принимать правильные решения за малые доли секунды.

В рамках гонки на трассу вышли всего два автомобиля серии "Devbots", которые являются уже вторым вариантом гоночных автомобилей-роботов. Первый же вариант, разработанный конструктором Даниэлем Саймоном (Daniel Simon), который носит название "Robocar", так и остается пока еще концептом, практическое воплощение которого произойдет только в будущем. Конечно, автомобили Devbots выглядят не столь футуристично и впечатляюще, как Robocar, но они могут перевозить человека в кабине, который может переключаться между ручным и автоматическим способом управления, что, в свою очередь, предоставляет разработчикам большую гибкость во время проведения испытаний.
 

[показать]

Во время первой гонки была достигнута самая высокая скорость, когда-либо развитая автомобилем-роботом. Максимальная скорость движения составила 185 километров в час, в то время как на автомобилях был установлен предел ограничения скорости в 320 километров в час, как и в автомобилях гонок Formula E. Но самым удивительным является то, что компьютеры и программное обеспечение все же справились со своей задачей и смогли обеспечить управление автомобилями на столь высокой скорости.

К сожалению, на одном из поворотов автомобиль Devbot 2 не удержался на дороге и врезался в ограждение трассы, получив серьезные повреждения. Автомобилю Devbot 1 удалось успешно закончить гонку и он стал первым в истории победителем гонок серии Roborace. По всей видимости, организаторы гонок Roborace не собираются придавать широкой огласке произошедший случай. Пока еще не опубликовано никакого официального видео, а короткие ролики и снимки были сделаны журналистами, находившимися в то время неподалеку от гоночной трассы.
 

[показать]

Напомним нашим читателям, что развитие данного направления должно, в конечном счете, привести к появлению новой лиги автоспорта, в которой будут принимать участие команды с одинаковыми автомобилями-роботами. Разница будет заключаться только лишь в программном обеспечении, загруженном в компьютеры автомобилей. Недавняя гонка представляет собой старт практически бесконечного процесса разработки-отладки вышеупомянутого программного обеспечения, а самым значительным успехом данного мероприятия стал тест на реакцию системы управления автомобилей на внезапно появившееся на трассе препятствие.

[показать]

Термин "субмарина" ассоциируется у большинства людей с возможностью полетов по воздуху в самую последнюю очередь. Однако компания Innocorp наглядно продемонстрировала, что можно создать небольшой беспилотный аппарат, конструкция которого позволяет ему эффективно двигаться в двух кардинально разных средах. Как можно понять из вышесказанного, этот беспилотник, получивший название SubMurres, способен летать по воздуху, подниматься, садиться и погружаться под воду, не требуя для этого никакого дополнительного оборудования.

Аппарат SubMurres имеет все характерные черты субмарины, обтекаемый корпус, два винта, вертикальные, горизонтальные рули и даже подобие рубки, из которой может выдвигаться перископ для обеспечения панорамного обзора поверхности из подводного положения. Для полета по воздуху используются четыре традиционных ротора, лопасти которых складываются и которые прячутся внутрь корпуса в подводном положении. Помимо всего этого аппарат SubMurres оснащен разнообразными датчиками и камерами, которые позволяют ему контролировать состояние окружающей среды и производить съемку.
 

[показать]

Источником энергии для двигателей и электронного оборудования является гибридная дизель-электрическая система, подобная тем, которые устанавливались на подводных лодках времен Второй Мировой войны и которые используются на небольших современных подводных лодках. Дизельный двигатель может, как приводить в движение роторы аппарата напрямую, так и использоваться для подзарядки аккумуляторных батарей их которых аппарат черпает энергию, находясь в подводном положении.

Следует отметить, что подобная энергетическая система не представляет собой ничего нового, а заслуга компании Innocorp заключается в том, что им удалось стать первыми, кто адаптировал все это для использования в малогабаритном беспилотном аппарате, что позволяет значительно расширить возможности этого аппарата.

За счет своей "двойственной природы", аппарат SubMurres может стать связующим звеном между объектами наземной инфраструктуры, морскими судами и более крупными субмаринами, совершая регулярные рейсы по воздуху и под водой, и доставляя необходимые грузы, оборудование и данные. Этому способствует еще то, что все управление аппаратом SubMurres осуществляется дистанционно при помощи беспроводных технологий, аппарат не привязывается к базе кабелем даже во время работы в подводном положении.
 

[показать]

Некоторое время назад проект Bosco Verticale архитектурной компании Stefano Boeri Architects был только проектом "на чертежной доске". Однако, этот проект уже прошел все необходимые проверки, проверки на целесообразность и швейцарская команда уже приступила к детальной проработке уже третьего "вертикального леса", который в будущем "пустит корни" в Наньцзине, Китай.

Стефано Боери, конечно, является далеко не первым архитектором, которому пришла идея размещения большого количества растительности на внешней стороне зданий-небоскребов. Но он является первым, которому удалось довести проект до перспективы его практической реализации.

В рамках проекта "Vertical Forest" на едином фундаменте будут возведены две башни, высота одной из них будет равна 200 метрам, а второй - 108 метрам. Внутри этих башен традиционно будут находиться офисные помещения, отели, торговые точки, рестораны, конференц- и выставочные залы. На верхних этажах более высокой башни будет располагаться частный клуб с бассейном на крыше.

Оба здания станут местом произрастания 600 достаточно высоких деревьев, 500 деревьев средних размеров и еще большего количества кустарника и вьющихся растений. Всего на поверхности этого вертикального леса будет представлено около 23 разновидностей представителей местной флоры. Согласно предварительным расчетам, все эти растения будут потреблять до 25 тонн углекислого газа ежегодно, а каждый день они будут производить порядка 60 килограмм кислорода.

[показать]

Естественно, что посадка аналогичного количества деревьев вокруг здания традиционным способом обошлась бы намного дешевле, да и количество бетона в конструкции здания было бы намного меньшим. Однако, дефицит и высокая стоимость земельных площадей в районах больших городов делают даже такой подход экономически целесообразным, более того, каждый обладатель помещения в башне станет еще и обладателем своего, пусть и небольшого, но собственного участка вертикального леса.

Проект "Vertical Forest" будет финансироваться Nanjing Yang Zi, китайской государственной инвестиционной группой. Согласно планам, завершение проекта должно произойти в 2018 году, и это может стать толчком к началу строительства подобных сооружений и в других китайских городах, включая Шицзячжуан, Гуйчжоу, Шанхай и Чунцин.

[показать]

Область мягкой робототехники, о которой мы достаточно часто рассказывает нашим читателям, обладает огромным потенциалом в мире медицины, гибкие и эластичные робототехнические устройства в большей мере совместимы с мягкими органами тела человека, нежели чем устройства, конструкции которых изготовлены из жестких материалов. Самым подходящим видов материалов для мягких роботов являются гидрогели разного типа, и не так давно исследователям из Массачусетского технологического института удалось создать новый тип гидрогела, параметры которого выгодно отличают его от других подобных материалов. Для демонстрации возможностей нового материала исследователи изготовили из него прозрачного робота-невидимку, способного ловить и удерживать, правда, не очень большую, но живую рыбу в аквариуме.

"В большинстве случаев гидрогели представляют собой материалы с очень малой прочностью, они легко деформируются и разрываются даже при прикладывании к ним небольшого усилия" - рассказывает профессор Хуанхе Жао (Xuanhe Zhao), - "Мы же занимаемся поисками биологически совместимых гидрогелей, которые сохраняются все свои преимущества и одновременно обладают достаточно высокой механической прочностью. И на основе таких гидрогелей уже сейчас можно создавать устройства, приводимые в действие при помощи гидравлики".

Все гидрогелевое тело робота-невидимки пронизано сетью полостей, которая имеет определенную конфигурацию. Гидравлическая система устроена таким образом, что в определенные секции полостей можно накачивать воду. А комбинации наполненных и пустых секций позволяют телу робота сжиматься определенным образом, расправляться и совершать другие движения. О прочности нового гидрогелевого материала говорит то, что элементы, изготовленные из него, могут через несколько секунд развивать усилие, измеряемое несколькими ньютонами, в то время как другие материалы могут обеспечить усилие лишь на уровне десятков и единиц миллиньютонов.
 

[показать]

Испытания прозрачного робота показали, что он способен не только работать в роли своего рода "невидимой удочки". При его помощи можно захватывать и удерживать достаточно массивные шары и объекты еще более сложной формы. Гидрогелевый материал способен выдержать без снижения своих прочностных характеристик до тысячи рабочих циклов, после чего он начинает разрываться, в нем возникают микроразрывы, которые постепенно увеличиваются со временем.

"Созданного из гидрогеля робота практически невозможно увидеть в воде, поскольку он сам на 99 процентов состоит из воды" - рассказывает профессор Жао, - "Он может поймать и удерживать живую рыбку, не нанося ни малейшего вреда ее хрупкому тельцу. А любой манипулятор, изготовленный из твердого материала, попросту раздавил бы ее"

"Такие роботы, состоящие преимущественно из жидкости и приводимые в действие той же жидкостью, могут успешно взаимодействовать даже с самыми нежными тканями органов человека" - рассказывает профессор Жао, - "Более того, гидрогелевый робот может быть изготовлен из материала естественного происхождения и наполнен жидкостью так же естественного происхождения, что сделает его полностью биологически совместимым с организмом пациента, который и станет источником материала и жидкостей. Останется только придумать наилучший метод управления и мы получим робота или имплантат, которые смогут оказывать неоценимую помощь работе органов человека".
 

[показать]

МВТ V164-8.0, ветряной генератор, высотой 220 метров и оснащенный 35-тонными лопастями, недавно установил новый абсолютный мировой рекорд, выработав 216 тысяч кВт*ч электроэнергии на протяжении 24 часов. Для сравнения, такого количества энергии достаточно для снабжения электроэнергией среднестатиситческого дома на протяжении двадцати лет.
 

[показать]

Турбина этого гигантского ветрогенератора расположена в море неподалеку от побережья Дании. Она является частью оффшорной электростанции MHI Vestas Offshore Wind, которой владеют компании Vestas Wind Systems и Mitsubishi Heavy Industries. Первый прототип этой 9-мегаваттной турбины был установлен на электростанции в конце 2016 года и он является модернизированным вариантом турбины МВТ V164-8.0, о которой мы уже рассказывали раньше на страницах нашего сайта.

1 декабря 2016 года эта турбина выработала 215 999.1 кВт*ч за 24-часовой период времени, установив этим самым новый абсолютный рекорд. Учитывая успех данного мероприятия, компания Vestas планирует начать увеличение количества вырабатываемой энергии при помощи меньшего количества турбин, что должно сказаться на стоимости электроэнергии в лучшую сторону.
 

[показать]

Как и другие модели современных ветрогенераторов, турбина МВТ V164-8.0 представляет собой впечатляющее зрелище. Каждая из ее лопастей имеет длину 80 метров, что эквивалентно суммарной длине девяти городских автобусов. Каждая лопасть весит 35 тонн, а площадь, охватываемая лопастями, составляет 21.125 тысячу квадратных метров, что сопоставимо с площадью, заключенной внутри кольца колеса обозрения "London Eye" в Лондоне. Центр турбины находится на высоте 140 метров и когда одна из лопастей поднята строго вертикально вверх, ее суммарная высота составляет 220 метров.