БелИСА    Журнал «Новости науки и технологий»    Журнал «Новости науки и технологий». Номер 4(17) 2010
Русская версия
Беларуская версія English version
Журнал «Новости науки и технологий». Номер 4(17) 2010

Новости мировой науки

29 ноября 2010 г.

[Информационно-аналитический журнал «Новости науки и технологий» / учредитель ГУ «БелИСА». — Минск: ГУ «БелИСА», 2010, № 4(17)]


4 октября 2010 г. в Швеции открылась 109-я Нобелевская неделя. Она началась с объявления имени лауреата Нобелевской премии в области физиологии и медицины. В своем завещании Альфред Нобель поручил миссию выбора лауреата по физиологии и медицине Каролинскому институту в Стокгольме, основанному в 1810 г. и являющемуся ныне одним из ведущих образовательных и научных медицинских центров мира.

 

Эксперимент шотландских ученых дает человечеству шанс победить старческое слабоумие. Фермент, который заблокировали у мышей сотрудники Эдинбургского университета, участвует в восстановлении глюкокортикоидов внутри клеток. Выяснилось, что старые мыши, у которых фермент не работает, запоминают обстановку не хуже молодых.

Один из механизмов адаптации к стрессу — это повышение уровня глюкокортикоидных гормонов. Эти вещества повышают артериальное давление, увеличивают уровень глюкозы в крови, стимулируют кроветворение — делают все, чтобы животное смогло убежать от врага и не умереть при потере крови. Известно, что хроническое повышение уровня глюкокортикоидов обладает негативным действием на память, но почему так происходит, до сих пор не вполне понятно.

Исследователи из Эдинбургского университета обратили внимание на фермент под названием 11β-гидроксистероиддегидрогеназа типа 1 (11β-HSD1). Это вещество восстанавливает глюкокортикоиды до активной формы после их проникновения в клетки, в том числе в нейроны. Ученые заблокировали работу этого фермента у мышей и обнаружили, что их когнитивные способности улучшились. Статья об исследовании опубликована в последнем номере The Journal of Neuroscience.

Первая группа экспериментальных животных была генетически модифицирована таким образом, что активность 11β-HSD1 в их гиппокампе была на 60 % ниже в течение всей жизни. Второй группе давали лекарство, блокирующее работу фермента, уже в пожилом возрасте. В обоих случаях старые мыши справлялись с выполнением задания (выбором правильного коридора в лабиринте) намного лучше, чем мыши того же возраста с нормальным уровнем активности фермента.

 

Группа физиков из Италии и Франции выяснила, что наномагниты из одной молекулы сохраняют свои уникальные свойства, когда их помещают на твердую поверхность, хотя раньше ученые в этом сомневались. Такая их способность может помочь созданию новых запоминающих устройств.

Развитие нанотехнологий, как считают многие ученые, приведет к замене электроники, использующей электрические заряды, на спинотронику, в которой нужны квантовые свойства молекул. В частности, ожидается, что будут созданы запоминающие устройства с высокой плотностью хранения информации на основе магнитов лишь из одной молекулы, которые могут «переключать» свое магнитное поле из одного состояния в другое.

Ученые во главе с Робертой Сессоли из Университета Флоренции (Италия) впервые продемонстрировали, что одномолекулярный магнит работает при помещении на твердую подложку из золота. Для этого ученые «сшили» четыре атома железа и «хвост» из углерода с атомом серы на конце. Сера была нужна для закрепления новой молекулы на поверхности золотой пластины. В результате созданная молекула прикрепилась на пластине строго определенным образом. Ученые охладили полученную систему до очень низких температур и исследовали магнитные свойства новой молекулы с помощью синхротронного излучения.

Им удалось наблюдать так называемый квантовый туннельный переход намагничивания, при котором свойства молекулы меняются скачкообразно. Физики выяснили, что этот процесс может быть управляемым.

Полученные результаты, по мнению ученых, могут помочь в изучении свойств наноматериалов.

Достижения спинотроники уже сейчас находят практическое применение. Эффект гигантского магнитосопротивления, при котором небольшое изменение магнитного поля приводит к значительному изменению электрического сопротивления системы, используется в накопителях на жестких магнитных дисках в компьютерах. Первооткрыватели этого явления Альбер Фер и Петер Грюнберг были удостоены в 2007 г. Нобелевской премии по физике.

 

Молекулярный вычислительный автомат на основе молекул ДНК, созданный американскими и мексиканскими нанобиотехнологами, способен обучаться и успешно реализовывать стратегию логических игр. Такое устройство может найти применение при поиске генетических нарушений и лечении болезней, которые они вызывают.

Автомат, названный MAYA-III (molecular arrays of YES and AND gates) реализует беспроигрышные стратегии тривиальной логической игры, названной учеными «око за око» и напоминающей «крестики-нолики». Эта разновидность игры на четырехклеточной доске была придумана авторами для того, чтобы показать, что молекулярный компьютер может сначала «обучиться» правилам игры, а затем «принимать» решения согласно предложенной стратегии.

Вычислительная система представляла собой набор из четырех (по числу игровых полей) пробирок, содержащих растворы искусственно синтезированных дезоксирибозимов (молекул ДНК, обладающих ферментативной активностью). Каждый дезоксирибозим имел в своем составе места, к которым могли присоединяться короткие одноцепочечные молекулы ДНК (олигонуклеотиды) двух типов. Одни олигонуклеотиды запускали работу дезоксирибозимов, другие, наоборот, подавляли ее в зависимости от того, какой ход должен был сделать автомат.

Ход человека определялся добавлением в пробирку того или иного олигонуклеотида. Ответ молекулярного автомата фиксировался по свечению флуоресцентной метки, «зажигавшейся» в той или иной пробирке в зависимости от конфигурации, которую принимали молекулы ДНК в ходе биохимических реакций, катализируемых дезоксирибозимами.

«Обучение» молекулярного автомата заключалось в добавлении в пробирки специальных олигонуклеотидов, которые способствовали образованию таких ДНК-структур, которые в дальнейшем в ходе игры позволяли возникать флуоресцентному свечению — в зависимости от того, какой ход делал человек.

Как выяснилось, автомат успешно реализует предложенную ему стратегию, не проигрывая человеку. Более того, этот ДНК-компьютер можно перепрограммировать на другую стратегию, которую он также начинает успешно применять. Важность этой работы, по словам ученых, состоит в возможности создания молекулярной системы, способной выполнять принципиально разные задачи — обучение и дальнейший анализ ситуации с принятием решения. Как поясняют ученые, они создали модельную систему наподобие «программируемой пользователем вентильной матрицы» — логического устройства, структура которого может изменяться в процессе использования.

По мнению авторов работы, подобные молекулярные автоматы должны рассматриваться как модельные системы, имеющие потенциальное практическое применение, прежде всего в биологии. Основанные на молекулах нуклеиновых кислот логические элементы являются биосовместимыми, и поэтому могут быть использованы как для диагностики, так и для терапии различных генетических заболеваний.

Первым ДНК-компьютером считается система, созданная Леонардом Эдельманом. В 1994 г. он показал, что с помощью молекул ДНК можно решить широко известную в комбинаторике «задачу о коммивояжере» (связанной с поиском кратчайшего маршрута обхода вершин графа).

Предшественники MAYA-III также были ориентированы на решение различных логических задач. Система MAYA-I, созданная в 2003 г., могла до определенного хода играть в рэндзю, а система MAYA-II, разработанная в 2006 г., предназначалась для игры в «крестики-нолики» и была способна обыгрывать человека либо сводить игру к ничьей.

 

Главный риск глобального потепления — таяние арктических льдов и опреснение мирового океана — традиционная точка зрения, которая нуждается в пересмотре. Оказалось, что сильнее всего потепление сказывается на обмене веществ тропических холоднокровных животных. Последствия могут сотрясти всю экосистему тропиков.

Холоднокровные привлекли внимание ученых, потому что скорость их метаболизма — обмена веществ в организме — напрямую связана с температурой окружающей среды.

Группа биологов из США обработала колоссальный объем информации: они воспользовались архивом Национального управления океанических и атмосферных исследований, который содержит данные о почти пятистах миллионов замеров температуры. 3186 биостанций, рассредоточенных по всему миру, за исключением Антарктиды, замеряли температуру каждые шесть часов в течение 48 лет: с 1961 по 2009 гг. С помощью этой базы данных исследователи сначала создали температурную карту всех «потеплевших» участков, а потом рассчитали количественную связь между потеплением и скоростью метаболизма у холоднокровных животных.

Несмотря на то что в тропиках потеплело не так сильно, как в высоких широтах (температура здесь повысилась меньше, чем где-либо на земном шаре), исследования показали, что здесь потепление наиболее сильно влияет на животный мир. У тропических холоднокровных животных при повышении температуры интенсивность метаболизма растет значительно быстрее, чем у обитателей Арктики.

Для тропических экосистем, которые часто называют «лабораторией биоразнообразия планеты», стресс, которому подвергаются при потеплении земноводные, означает большие перемены, которые повлекут за собой изменения в устоявшихся пищевых цепочках.

 

На Большом адронном коллайдере началась последняя в 2010 г. серия экспериментов.

В настоящее время идет сеанс столкновения протонов. Андрей Голутвин, руководитель эксперимента, отметил, что плановый показатель светимости был достигнут на неделю раньше установленного срока. Чем выше этот показатель, тем больше столкновений частиц происходит за единицы времени, и, соответственно, тем быстрее исследователи могут сделать научные выводы.

После завершения сеанса столкновения протонов начнутся эксперименты с ионами свинца, а затем коллайдер будет остановлен на новогодние каникулы.

Большой адронный коллайдер — самый мощный в мире ускоритель заряженных частиц. Он был построен в 27-километровом подземном тоннеле на границе Швейцарии и Франции. Торжественное открытие коллайдера состоялось 21 сентября 2008 г., однако из-за аварии эксперименты удалось начать только осенью 2009 г., а на полную мощность БАК заработал в марте 2010 г.

 

Лечение стволовыми клетками медленно, но верно идет на смену обычным хирургическим процедурам, и косметическая медицина — не исключение.

Американское Управление по контролю качества продуктов и лекарств готовится одобрить клинические испытания нового штамма стволовых клеток, полученных из жировой ткани того же пациента. В первую очередь ученые из компании Cytori Therapeutics постараются вырастить большую женскую грудь.

Эксперименты с органами, не обладающими жизненно важным значением, более безопасны и менее ограничены наборами правил. Кроме того, если в ходе процедуры человек получает клетки, взятые у него же, отпадает нужда в одобрении регулятора. Наконец, увеличение груди — самая востребованная операция на рынке пластической хирургии в США (в 2009 г. выручка этого сегмента составила 1 млрд долл. США).

Испытания на человеке показали, что стволовые клетки, выделенные из жира, эффективны при различных расстройствах. В частности, они повышают аэробную способность у пациентов с заболеваниями сердечно-сосудистой системы, улучшают кровоснабжение и мощность сердечного насоса у переживших приступ, на 89 % решают проблему недержания мочи у прошедших простатэктомию. Благодаря экспериментам на крысах известно также, что такие клетки способствуют улучшению работы почек.

Первые результаты тестов по выращиванию груди (и повторного роста в случае рака молочной железы и перенесенных в связи с этим мастэктомии, люмпэктомии и квадрантэктомии) выглядят многообещающе. В Японии испытания на людях проводятся с 2007 г. Там пациенткам вводили 160 см3 специального раствора на основе стволовых и регенеративных клеток, полученных из жировой ткани, с добавлением жировых клеток. Итог: окружность груди выросла в среднем на 4 см, в то время как ткани остались мягкими и естественными.

Введенная ткань связывалась с уже существующей очень быстро. Уже через 48 часов новые клетки обрастали кровеносными сосудами. Болезненных ощущений после операции нет. Пациенток отпускали домой в тот же день.

С подробностями планов американских ученых можно ознакомиться в журнале Wired.

 

Солнце нагревает Землю, посылая тепло через просторы космоса. А как оно передается на крошечных расстояниях? Физика теплопередачи в наномире полна неожиданностей. Оказывается, острый металлический наконечник излучает тепло с гораздо большей скоростью, чем обычно, если его поднести к холодной металлической поверхности на расстояние всего в несколько атомов.

Тепло между двумя объектами может передаваться с помощью проводимости, конвекции и излучения. При конвекции для переноса тепла нужна среда, например воздух, при излучении переносчиками тепла служат электромагнитные волны, которые могут распространяться и в вакууме. Проводимость наблюдается только при непосредственном контакте с объектом, когда быстро вибрирующие атомы в нагретом теле раскачивают более медленные атомы холодного тела. Ученые описывают этот процесс как перенос фононов (квантов вибрации). Казалось бы, он не может наблюдаться между разделенными объектами, вакуум должен быть запретной зоной для фононов. Однако результаты эксперимента Игоря Альтфедера из Огайо, который ученый провел вместе с коллегами, противоречат теоретическим предсказаниям.

В условиях высокого вакуума они подносили наконечник из платины и иридия при температуре 275 градусов Кельвина на очень близкое расстояние — всего 0,3 нанометра — к золотой поверхности, охлажденной до 210 градусов Кельвина, затем до 150 и до 90. Для измерения температур нанообъектов ученые использовали сканирующую туннельную микроскопию. (При этом между наконечником и поверхностью устанавливают разность напряжений и регистрируют ток, создаваемый электронами, перепрыгивающими через дыру. На эти электроны действуют температурные вибрации в материале, поэтому по величине тока можно судить о температуре, в частности, последнего атома или молекулы на наконечнике.) Оказалось, что молекула окиси углерода (CO) на острие наконечника имела такую же температуру, что и поверхность, отделенная от нее вакуумной щелью. Это говорит о том, что тепло с острия передается с огромной скоростью. Как посчитали авторы, молекула CO передавала тепло в 1010 раз быстрее, чем это должно было быть при обычном излучении тепла через вакуум.

Что же происходит при передаче тепла через узкую вакуумную щель? Тепло передается с помощью флуктуаций электрических полей, которые раскачивают электроны на поверхности. Ученые назвали этот процесс «туннелированием фононов», когда квантованные (дискретные) вибрации молекул (фононы) перескакивают через запрещенную вакуумную дыру.

Авторы подчеркивают, что результаты исследования необходимо учитывать при разработке приборов наноэлектроники и устройств, работа которых основана на температурных градиентах.

 

Ученые доказали, что гидравлический прыжок — явление, которое происходит в плоской раковине, когда в нее льется вода, — является хорошей физической моделью белой дыры. Этим термином называют гипотетическую противоположность черной дыры, которая не пропускает ничего внутрь себя, за пределы горизонта событий. Препринт работы, в которой ученые обосновывают возможность использования гидравлического прыжка как модели, появился на сайте arXiv.org, ее краткое описание приводит журнал Wired.

Белые дыры (как, впрочем, и черные) пока не были обнаружены экспериментально, однако вероятность их существования постулируется некоторыми физическими гипотезами. К настоящему моменту ученые разработали теорию белых дыр, в частности их довольно подробное математическое описание. Некоторое время назад специалисты обратили внимание, что поведение воды при гидравлическом прыжке напоминает постулируемое поведение материи в белой дыре. Тем не менее, до сих пор это предположение не было подтверждено экспериментально.

Проведение прямых опытов затрудняло то обстоятельство, что непосредственно измерить скорости движения жидкости в различных частях образующегося водяного «блина» очень сложно. Авторы новой работы решили определять не абсолютные значения скоростей, а их соотношения. Для этого они «воспользовались» конусом Маха — конической поверхностью, которая ограничивает в сверхзвуковом потоке газа область, где сосредоточены звуковые волны от точечного источника возмущений. Конус Маха возникает также на краю образующегося при гидравлическом прыжке «блина», если его чем-либо перегородить.

В том случае, когда «створки» конуса раздвигаются на угол в 90 градусов, это означает, что скорость перемещающихся внутрь волн равна скорости волн, стремящихся наружу. Именно такая картина должна наблюдаться на горизонте событий белой дыры, то есть на ее границе.

Чтобы получить конус Маха, ученые ставили иглу в различные части «блина», формировавшегося, когда они лили масло на плоскую поверхность (с маслом эксперимент провести легче, чем с водой). При перемещении иглы от места столкновения струи с поверхностью до края «блина» угол раскрытия створок постепенно изменялся от 18 до 90 градусов. Таким образом, ученые подтвердили, что гидравлический прыжок может служить удовлетворительной моделью белой дыры.

Два года назад коллектив физиков смоделировал черную и белую дыры в лаборатории, создав в оптоволокне их горизонты событий. Подробнее об этом эксперименте можно прочитать, перейдя по ссылке http://www.rsci.ru/bitrix/rk.php?goto=http://lenta.ru/news/2008/03/07/blackhole/.

 

Британская компания Kromek, созданная при поддержке Университета Дерхэма, разработала сканеры, позволяющие анализировать химический состав жидкостей, которые авиапассажиры провозят в своем багаже.

В настоящее время проносить любые жидкости в ручной клади на борт самолета запрещено. Это связано с попытками террористов пронести в самолет взрывоопасные вещества в бутылках. В результате у пассажиров нередко конфискуют питьевую воду, лекарства и бутылки с парфюмом.

Однако новые рентгеновские сканеры позволят анализировать состав жидкостей, не открывая тары. Сканеры Kromek будут также проверять штрих-код на таре, находить соответствующее вещество в своей базе данных и сравнивать его химический состав с той жидкостью, что содержится в анализируемой бутылке. Предполагается, что в некоторых аэропортах новые устройства будут введены в действие уже в апреле 2011 г.

 

Одна из важных задач квантовой фотоники — построение интерфейса между светом и атомами. Взаимодействие одиночных квантовых объектов с фотоном изучает совместная исследовательская группа специалистов Физического института им. П. Н. Лебедева РАН и Гарвардского университета (США), создавшая прототип прибора — интегрированный чип на одном искусственном атоме, имеющий волоконный выход. Устройство может передавать квантовую информацию с атома на фотон. Простейший вариант будущего прибора — ячейка памяти, более сложный — однофотонный транзистор, работающий на уровне единичных квантов. Из таких транзисторов можно будет строить более сложные элементы логики.

Задача группы — построение интерфейса между светом и атомами (или искусственными атомами). Интерфейс — это способ эффективно, без потерь, передавать информацию с одного объекта на другой. Добиться этого — значит, научиться создавать в системе некоторое заданное состояние (суперпозицию), считывать его неразрушающим образом и передавать на другой объект. Суперпозиция двух или более энергетических состояний атома, которые можно с определенной вероятностью зарегистрировать, и представляет собой квантовую информацию. Она передается свету (носителем является отдельный фотон), который, в свою очередь, надежно детектируется.

Иначе говоря, речь идет о канале передачи квантовой информации от ячейки памяти к другой ячейке либо к выводящему устройству.

Систему, работающую с квантовой информацией, «удобно» строить на атомах. Атом может служить универсальной ячейкой памяти для суперпозиционного состояния, так как слабо взаимодействует с внешним миром и какое-то время хранит эту информацию.

Российско-американская группа уже разработала интерфейс с искусственными атомами — квантовыми точками и центрами окраски в алмазе (структурами в кристаллической матрице алмаза, где атом углерода замещен атомом азота). Они имеют строение энергетических уровней, подобное атомному, и в них можно создавать суперпозиционное состояние. Искусственные атомы, особенно центры окраски в алмазе, обладают памятью с длительным временем хранения. Время жизни спина их ядра — около секунды. Это, конечно, не жесткий диск, но для оперативной памяти вполне прилично, поскольку операции могут совершаться за микросекунды.

Устройство представляет собой кремниевый чип с объектами на нем. Роль искусственного атома выполняет содержащий центр окраски кристалл алмаза размером 50 x 50 нм, размещенный на серебряной проволочке диаметром 100 нм, скомбинированной с проводящим свет диэлектрическим волноводом. Эксперимент происходит при комнатной температуре. Для наблюдений используется специально построенный конфокальный микроскоп, один канал которого служит для получения изображения области образца: с его помощью находятся нужный объект и интересная точка на нем. Затем в эту точку фокусируется лазерное излучение, под действием которого центр окраски выдает одиночные регистрируемые фотоны. Другой канал сканирует окружающее пространство и собирает информацию с каждой светящейся точки, будь то конец проволоки или волновода. Возбуждающий луч можно перемещать по образцу и собирать излучение с разных центров.

Пока ученые ловят не 100 % излучаемых фотонов, а лишь 60 %; впрочем, сделать больше пока не может никто. Ограничение это не фундаментальное, уточняют исследователи, а технологическое, и пути для его преодоления, в принципе, ясны. Хотя это будет очень сложно.

Эти работы должны привести к созданию целого ряда приборов, связанных с передачей квантовой информации. В простейшем случае это ячейка памяти, в более сложном — регистр на нескольких атомах. Вполне возможно, будет построен однофотонный транзистор, имеющий как минимум три канала; он сможет переключать сигнальные фотоны по команде управляющего — одним фотоном переключать множество фотонов. Из таких транзисторов затем будут формироваться более сложные элементы однофотонной логики, а это новые технологии для линий связи и для потенциальных разработок квантовых компьютеров.

 

Уже немало копий сломано вокруг проблемы создания робототехнического аналога самого крупного органа человека. Главный вопрос — как воспроизвести невероятную чувствительность кожного покрова, который может ощутить дуновение ветерка от пролетевшего насекомого. Недавно две исследовательские группы из Калифорнии одновременно объявили о своих впечатляющих ответах.

Первая команда, из Калифорнийского университета в Беркли, выбрала в качестве ключевого элемента для своей искусственной кожи нанопроводки. Как сообщают ученые в пресс-релизе, они вырастили крошечные германиевые и кремниевые нити на специальном барабане, а затем прокатили этим валиком по подложке — клейкой полиимидной пленке. В итоге ученые получили эластичный материал, в структуру которого были включены нанопроводки, играющие роль транзисторов. Поверх них исследователи нанесли изолирующий слой с периодическим рисунком из тонких отверстий, а еще выше — чувствительную к прикосновению резину (PSR). Между резиной и нанопроводками при помощи фотолитографии навели проводящие мостики (для этого и понадобились отверстия в слое изолятора) и наконец сдобрили бутерброд тонкой алюминиевой пленкой — финальным электродом.

Такой эластичный набор способен определять и точно локализовать участки, к которым прикладывается давление. Имя эта кожа получила банальное и предсказуемое — e-skin. Новая технология позволяет использовать в качестве подложки множество материалов, от пластика до резины, а также включать в ее состав молекулы различных веществ, например антибиотиков (что может оказаться весьма важным). На опытном куске e-skin размером 7 x 7 см уместилась матрица 19 x 18 пикселей. В каждом из них содержались сотни наноштырей. Такая система оказалась способна регистрировать давление от 0 до 15 кПа. Примерно такие уровни нагрузки испытывает человеческая кожа при печатании на клавиатуре или удерживании на весу небольшого объекта. Ученые указывают на вполне определенное преимущество своей разработки перед аналогами.

Большинство проектов такого рода полагается на гибкие органические материалы, которым для работы требуется высокое напряжение. Синтетическая кожа из Беркли — первая, изготовленная на основе монокристаллических неорганических полупроводников. Она функционирует при напряжении всего в 5 В. Но что еще интереснее — опыт показал, что e-skin выдерживает до 2000 изгибаний с радиусом 2,5 мм без потери чувствительности. В качестве очевидной области применения в будущем такой кожи можно предположить чувствительные манипуляторы, способные оперировать хрупкими предметами. Сверхаккуратную кибернетическую руку можно дополнительно оснастить датчиками тепла, радиоактивности, химических веществ, покрыть тонким слоем лекарств и использовать на пальцах роботов-хирургов или спасателей.

В последнем случае (при работе роботов с людьми) очень важным с точки зрения безопасности окажется тот факт, что электронная кожа из Беркли, как и человеческая, ощущает прикосновение почти мгновенно (в течение миллисекунд). В теории она может полностью покрывать манипулятор робота или даже всю машину. Вторая разработка, родом из Стэнфордского университета, использует другой подход. Как сообщают ученые, они поместили между двумя электродами слой высокоэластичной формованной резины.

Такая пленка накапливает электрические заряды подобно конденсатору. Давление сжимает резину — а это, в свою очередь, изменяет число электрических зарядов, которые способен хранить сандвич, что и определяет электроника благодаря набору электродов. Описанный процесс позволяет обнаружить легчайшее прикосновение, что ученые доказали на опыте. Они использовали в качестве тестера мух. В ходе эксперимента квадратная матрица со стороной в 7 см и в 1 мм толщиной чувствовала посадку насекомых, весящих всего 20 мг, и реагировала на их касания с высокой скоростью. Под микроскопом матрица похожа на поле, усеянное остроконечными пирамидками. В таком материале пирамидок этих может быть от сотен тысяч до 25 млн на квадратный сантиметр, в зависимости от требуемого пространственного разрешения.

Такой прием (вместо применения сплошного слоя резины) был необходим, поскольку монолитный материал, как выяснилось, терял свои свойства при сдавливании — точность регистрации зарядов падала. А свободное пространство вокруг микроскопических пирамид позволяет им легко деформироваться и восстанавливать исходную форму после снятия нагрузки. Гибкость и прочность стэнфордской электронной кожи оказались очень высоки. Ее нельзя растягивать, но вполне можно сгибать, обернув ею, например, руку робота.

Авторы электронной кожи из Стэнфорда, чья статья также вышла в Nature Materials, отмечают, что достоинства их технологии — дешевизна и широкий диапазон давлений, который способен измерять подобный бутерброд. А потому в качестве сфер приложения своей разработки ученые видят опять же хирургических роботов. Но не только. Искусственная кожа могла бы стать основой электронных бинтов, способных подавать сигнал при слишком слабом или опасно сильном затягивании. А еще подобные сенсоры могли бы точно фиксировать степень сжатия руками рулевого колеса, вовремя предупреждая водителя, что он засыпает. Обе команды утверждают, что еще продолжат развивать данное направление экспериментов. Так что роботы будущего, по всей видимости, все же получат кожу, приближенную по возможностям к человеческой. И пусть внешне она будет заметно отличаться от нашей — ее чувствительность придаст новый смысл понятию «андроид».

 

Сотрудниками Университета Осаки и Института передовых телекоммуникационных исследований (Япония) разработан робот-андроид Telenoid R1, который умеет в точности воспроизводить мимику человека, находящегося с компьютером и веб-камерой по другую сторону канала связи.

По словам разработчиков, Telenoid R1 может использоваться для создания эффекта присутствия другого человека. Подобные роботы могут быть востребованы в ситуации недостатка общения — например, отдельно живущими пожилыми людьми.

Андроид воспринимает информацию, поступающую с веб-камеры, и на ее основе максимально точно воспроизводит движения головы и мимику человека. Голос при этом также передается — в реальном времени.

Внешняя оболочка робота, имитирующая человеческий облик, лишена признаков возраста и пола. Это сделано для того, чтобы андроид одинаково походил на мужчину и женщину, подростка и пожилого человека.

Продажи Telenoid R1 начнутся до конца года. Робот поставляется в двух вариантах: «для исследовательских целей» (цена — 34 тыс. долл. США) и в так называемой коммерческой версии, без доступа к программному обеспечению и механизму устройства (8 тыс. долл. США).

 

Новое поколение роботов, способных видеть и взаимодействовать с людьми, представили изобретатели из разных стран на выставке SIGGRAPH в Лос-Анджелесе. Одной из достопримечательностей выставки стал человекоподобный андроид невысокого роста Акробан. Он создан для того, чтобы с ним могли играть маленькие дети. Акробан способен устоять даже в том случае, если кто-нибудь его случайно заденет. Программа управления роботом моментально скорректирует движения так, что он сохранит равновесие и не упадет.

Компания «Уолт Дисней» представила экспонат в виде огромного глаза, который способен «следить» за объектом взглядом. Вскоре роботы со «зрячими» глазами появятся в парках развлечений «Диснейленд». Такие куклы будут выглядеть более дружелюбно и детям будет интереснее общаться с ними, считают разработчики устройства.

 

Специалисты Американского космического агентства (NASA) провели первый тест-драйв нового марсохода Curiosity («Любопытство»). Аппарат проехал несколько десятков сантиметров по специальной подложке в так называемой чистой комнате — помещении, в котором постоянно поддерживается очень высокий уровень чистоты воздуха. Curiosity двигался не только вперед, но и назад.

Старт миссии нового марсохода запланирован на 2011 г., а посадка на Марс — на август 2012 г. Curiosity будет оснащен множеством приборов, при помощи которых он сможет изучать химический состав марсианского грунта и геологические особенности Красной планеты. Аппарат будет получать энергию от распада изотопа плутония-238.

Исходно планировалось, что марсоход отправится на Марс уже в 2009 г., однако в процессе подготовки миссии срок запуска был перенесен. Кроме того, в ходе работ по созданию аппарата выяснилось, что для оснащения Curiosity всем необходимым оборудованием, бюджет миссии должен быть увеличен на 60 млн долл. США.

 

Сотрудники Университета Валенсии (Испания) сконструировали опытный образец детектора, который меняет свой цвет при опасном повышении концентрации моноксида углерода.

Отравления угарным газом регистрируются очень часто, поскольку он бесцветен и не имеет запаха; в США, например, каждый год отмечается около 15 тыс. таких случаев. Большинство современных детекторов СО имеет электронную основу и требует источника питания. Иногда появляются новые виды устройств, но многие предложенные ранее «нестандартные» модели теряют работоспособность на воздухе или демонстрируют низкую чувствительность.

Детектор, построенный авторами рассматриваемой работы на базе родиевого комплекса, лишен указанных недостатков. Два атома родия в нем соединяются ацетатными группами, двумя фосфоросодержащими лигандами (фосфинами) и молекулами уксусной кислоты. Такие комплексы исследователи располагали на силикагеле, что приводило к образованию твердого вещества фиолетового цвета. При контакте с СО одна или две молекулы последнего связывались с родием, «вытесняя» уксусную кислоту, и вещество приобретало желто-оранжевый цвет. При последующей обработке чистым воздухом оно возвращалось в исходное состояние.

Такой детектор не подвержен влиянию диоксида углерода, сернистого газа и летучих органических веществ; он реагирует на присутствие NO2 только тогда, когда его концентрация достигает экстремально высоких значений. По мнению авторов, новая технология позволяет создавать простые, эффективные и дешевые датчики, которые можно будет размещать даже на рабочей одежде.

 

Группой швейцарских ученых под руководством Бертрана Пиккара создан уникальный самолет Solar Impulse («Солнечный импульс»), способный сутки находиться в воздухе, не расходуя ни капли горючего. При размахе крыльев почти 65 м он весит всего полторы тонны.

Автор самолета, знаменитый изобретатель Бертран Пиккар, в 1999 г. вместе с Брайаном Джонсом совершил первый в мире кругосветный перелет на воздушном шаре, где топливом служил пропан. Тогда-то Пиккар и задался вопросом: а нельзя ли обогнуть Землю вообще без горючего?

Своей идеей и энтузиазмом он сумел заразить множество людей. В его команде помимо ученых и инженеров есть и почетные участники, скажем, писатель Пауло Коэльо, правнук знаменитого фантаста Жан Верн, лауреат Нобелевской премии мира Эли Визель и множество спонсоров, которые собрали около 70 млн евро.

Хотя сами по себе самолеты на солнечной энергии давно не новость, Пиккар совершил прорыв, объединив предыдущие достижения в одном флаконе. Его самолетом управляет пилот, и машина способна летать круглосуточно.

У нее четыре электромотора, каждый мощностью в 10 л. с. Она взлетает при скорости всего 35 км/ч, а крейсерская скорость — 70 км/ч. Потолок — 9,5 тыс. м. «Горючее» самолета расположено на его крыльях. Это 12 тыс. солнечных батарей площадью с теннисный корт — более 200 м2. Одна часть энергии расходуется на дневной полет, а другая идет в аккумуляторы, образуя запас на ночь.

Конструкция самолета продолжает совершенствоваться. Сейчас установленные на нем солнечные батареи из кремния имеют КПД около 20 %, а ученые уже обещают материалы с показателями, улучшенными вдвое. Значит, и вес самолета, и его мощность можно будет значительно увеличить.

 

Известный английский дизайнер-революционер Гордон Мюррей официально представил прототипы нового класса городских автомобилей T.25 (бензин) и T.27 (электричество).

Создатель болидов «Формулы-1» и элитной модели McLaren F1, двадцать лет назад переписавшей историю «суперкаров», при разработке нового концепта руководствовался скорее удобством и маневренностью, чем скоростью, хотя кое в чем оставался верен привычным стандартам. Позиция водителя централизована, части корпуса легко заменить в случае аварии, двигатель расположен под полом кузова. Масса автомобиля — 575 кг. Длина составляет 2,4 м, высота — 1,6 м, а ширина — всего 1,3 м. Иными словами, будущая машина уже, чем популярный Smart немецкой компании Daimler.

Окружность поворота T.25 равна 6 м, тогда как у Smart — 9, а у BMW Mini — все 10. Двери открываются вверх, то есть для парковки вам понадобится еще меньше места.

Предусмотрено шесть вариантов конфигурации салона: помимо водителя здесь могут поместиться еще три человека. Боковые зеркала заднего вида потерять будет довольно сложно, ибо они вписываются в общую ширину автомобиля. Топливные крышки расположены с обеих сторон корпуса.

Вариант с бензиновым двигателем, предположительно, обойдется покупателю в 9 тыс. долл. США, электромобиль будет стоить вдвое дороже.

Одна из главных особенностей автомобиля — совершенно новая технология производства под названием iStream, позволяющая размещать все основные детали непосредственно на ходовой части. Это означает, помимо всего прочего, не только упрощение производственного процесса, но и снижение «углекислого следа» автомобиля!

В дополнение к этому панели кузова изготовлены исключительно из переработанного пластика (ПЭТ-бутылок). Трехцилиндровый двигатель объемом 660 см3 производит всего 88  г/км углекислого газа. Для британского водителя, например, это означает отсутствие налога на выбросы.

Осталось дождаться инвесторов и производителей.

 

Физики представили подробный проект одного из детекторов (ILD) нового ускорителя — Международного линейного коллайдера (ILC). Препринт статьи с описанием его характеристик выложен на сайте электронных препринтов arXiv.org.

В своей статье ученые прописали технические характеристики детектора, объяснили, какие задачи он будет выполнять, и представили примерную смету его создания. По мнению исследователей, им удастся уложиться в 407 млн долл. США (доллар взят по курсу 2006 г.).

Опубликованный проект представляет собой так называемое «Письмо о намерениях» (Letter of Intent) — документ, подтверждающий, что большой коллектив ученых серьезно заинтересован в работе над проектом. Прежде чем идеи из письма о намерениях будут воплощены в жизнь, оно должно быть одобрено Комитетом по будущим ускорителям.

Планируется, что ILC будет построен к концу текущего десятилетия. Место и точные сроки строительства пока не определены. В отличие от Большого адронного коллайдера, в котором сталкиваются пучки протонов, в ILC «снарядами» будут электроны и их «двойники» из антиматерии — позитроны. Их столкновения порождают заметно меньше частиц, чем столкновения протонов, поэтому ученые смогут более точно измерять их параметры. Энергия столкновений на ILC составит один тераэлектронвольт. Для Большого андронного коллайдера это значение составляет 14 тераэлектронвольт.

 

Представители сингапурской компании Horizon Fuel Cell Technologies объявили о начале продаж зарядного устройства на водороде MiniPak.

В комплект поставки входят два картриджа HydroSTIK, каждый из которых, по словам разработчиков, хранит столько же энергии, сколько тысяча обычных батареек стандарта  АА.

MiniPak мог оценить любой посетитель январской выставки CES-2010, заинтересовавшийся пресс-релизом (PDF-документ). Однако на тот момент не было никаких сведений о цене гаджета и сроках его появления. Теперь все определено: MiniPak можно заказать на сайте Horizon, а розничная стоимость составляет 99 долл. США.

Аппарат можно использовать для подзарядки аккумуляторов почти всех мыслимых повседневных устройств — мобильников и смартфонов, плееров и навигаторов, КПК, портативных игровых консолей и фонариков (кстати, велосипедный фонарь на водороде появился еще четыре года назад).

В ближайшем будущем компания планирует начать продажи портативной станции на водороде HydroFILL, предназначенной для «перезаправки» картриджей HydroSTIK (инфраструктура их обмена пока отсутствует). Для ее работы нужны будут только вода и источник электричества.

 

13 июня 2010 г. на Землю впервые в истории планеты вернулся космический аппарат, осуществивший посадку на астероид.

Одна из самых сложных в истории космонавтики миссий началась 9 мая 2003 г. (если не считать длительной подготовки, которая велась около пятнадцати лет). В этот день на рандеву с маленьким (540 x 270 x 210 м) околоземным астероидом 25143 Итокава отправился японский аппарат «Хаябуса» (в переводе с японского — «Сапсан»). Встреча состоялась в середине сентября 2005 г. С расстояния в 20 км корабль (который оставался на гелиоцентрической орбите, близкой к орбите астероида) исследовал размеры, особенности вращения, цвет, состав и плотность небесного тела.

После этого начались проблемы. Во-первых, на астероид не смог сесть специально предназначенный для этого аппарат «Минерва» (MINERVA, MIcro/Nano Experimental Robot Vehicle for Asteroid). Во-вторых, когда в ноябре на Итокаву опустился уже сам «Хаябуса» (хотя аппарат не был для этого предназначен!), сломался инструмент для взятия проб. Тем не менее центр управления полетом счел высокой вероятность того, что в камеру для образцов попала пыль, поднявшаяся при контакте с аппаратом, поэтому было решено запечатать емкость и отправить зонд домой.

Включить двигатели удалось не сразу, но человеческая воля и ум победили обстоятельства. Капсула с образцами вошла в атмосферу Земли 13 июня в 16:51 по московскому времени и вскоре, как и планировалось, опустилась на военный полигон «Вумера», что в Австралии, в 485 км к северо-западу от Аделаиды, столицы штата Южная Австралия. Сам «Хаябуса» сгорел, войдя в плотные слои атмосферы.

Сейчас капсула готовится к отправке в Японию. Только там ученые выяснят, удалось ли собрать образцы астероидной пыли.

Сэйити Сакамото из Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) рассказывает, что аппарат должен был вернуться еще три года назад, если бы не поломка ионного двигателя, проблемы с управлением и сбои в работе батарей, которые заставили корабль пропустить окно для маневра по выходу на земную орбиту. Ученый считает, что шансы на получение образцов — 50 на 50, но JAXA уже подала заявку на попадание в Книгу рекордов Гиннесса, ведь в любом случае это первый космический аппарат, совершивший посадку на небесное тело и вернувшийся (за исключением лунных миссий). Кроме того, он преодолел рекордное расстояние для путешественника туда и обратно: около шести миллиардов километров!

Цель уникального проекта стоимостью 200 млн долл. США — пролить свет на происхождение и эволюцию Солнечной системы, а также подготовиться к последующим аналогичным миссиям. Любые образцы астероидов, которые считаются строительными блоками планет, помогут объяснить происхождение Земли. Ученые надеются понять, каким образом и когда астероид был сформирован, каковы его физические свойства, с какими небесными телами он, возможно, был в контакте, как повлияли на него солнечный ветер и радиация.

Если «Хаябуса» действительно «привез» образцы, это будет всего лишь четвертая успешная программа по доставке на Землю чего бы то ни было. Пробы лунного грунта привезли космические аппараты «Аполлон», кометное вещество было доставлено в рамках проекта «Звездная пыль», а солнечное — в ходе миссии «Бытие».

Предварительным анализом образцов астероида займется группа японских, американских и австралийских ученых в Японии. Год спустя исследователи всего мира смогут подать заявку на доступ к материалу.

 

Неуемные японские ученые вновь создали ребенка-робота. На этот раз — чтобы смоделировать поведение и развитие дитяти в реальных условиях, дабы лучше понять, как люди растут, и проверить теории человеческого развития.

Зовут «младенца» Noby (сокращение от «девятимесячный ребенок», nine-month-old baby), он оснащен шестью сотнями датчиков, способных чувствовать прикосновение, а также камерами и микрофонами для зрения и слуха. Подключено устройство к мощному компьютеру.

В Noby 71  см роста и 7,9 кг веса, у него мягкая кожа из уретана, он гибок, имеет анатомически верные суставы. Да, робот и впрямь похож на девятимесячного ребенка.

В робота можно загружать различные программы и сравнивать его поведение с реакцией детей из плоти и крови, поясняет профессор Токийского университета Ясуо Куниеси, руководивший проектом, в котором участвовали также специалисты из Национального института современной промышленной науки и техники. Если устройство ведет себя неестественно, с теорией что-то не так.

Noby — один из «гуманоидов», разработанных в рамках масштабного проекта, возглавляемого Минору Асадой, специалистом по робототехнике, профессором Университета Осаки, и финансируемого при поддержке Японского агентства по науке и технике (JST). Конечная цель исследования — создание роботов, которые могли бы жить вместе с людьми.

Участники проекта представили также «пятилетнего» роборебенка M3-Kindy («M3» расшифровывается как «искусственный человек», man-made man, а Kindy — kindergarten, «детский сад»). Он может гулять рука об руку с человеком.

Ранее та же группа создала робота M3-Neony, имитирующего мимику новорожденного.

 

На Берлинском авиасалоне ILA-2010 в воздух поднялся первый в мире самолет, заправленный биотопливом из морских водорослей. Самолет разработан Европейским аэрокосмическим концерном (EADS). Новый летательный аппарат принимает участие в ежедневной программе демонстрационных полетов авиасалона.

За основу был взят небольшой четырехместный самолет Diamond DA-42, оснащенный двумя двигателями AE300 фирмы Austro Engines. Как отмечают инженеры, чтобы сделать воздушное судно «зеленым», в его конструкцию не пришлось вносить никаких существенных изменений, кроме незначительной корректировки конструкции двигателей самолета для выполнения демонстрационных полетов на биотопливе.

В биотопливе на 5–10 % больше энергии, чем в обычном керосине. Однако в EADS признают, что издержки производства пока слишком высоки.

Из-за более высокого содержания энергии в биотопливе из водорослей, расход топлива у самолета DA42 на 1,5 л в час меньше, чем у самолетов, потребляющих обычное топливо, при сохранении равной производительности.

Водоросли считаются перспективным потенциальным сырьем для производства биотоплива, так как некоторые их виды содержат большое количество масла, которое может быть извлечено, переработано и очищено для различных целей. Водоросли могут выращиваться на землях плохого качества с использованием непитьевой или соленой воды.

Измерения качества выхлопных газов показывают, что биотопливо из водорослей содержит в восемь раз меньше углеводородов, чем керосин, полученный из сырой нефти. Кроме того, выбросы оксида азота и серы также будут сокращены (до 40 % меньше оксида азота и около 10 мг оксида серы против 600 мг у обычного топлива «Джет-A1») в связи с очень низким содержанием азота и серы в биотопливе по сравнению с ископаемым топливом.

Водоросли могут быть выращены в больших количествах, не уменьшая при этом производства продуктов питания на плодородных землях или добычи питьевой воды. Исследования консорциума ЕАДС показывают, что все необходимые технологии для развития производства биотоплива из водорослей известны, но его масштабы и экономические расчеты требуют доработки.

Компания сотрудничает с партнерами в рамках экспериментального проекта по разработке необходимой промышленной инфраструктуры. Проектом руководит «ЕАДС инновейшн уоркс» (подразделение, ответственное за корпоративные исследования и технологии) при поддержке министерства экономики, транспорта и технологий правительства Верхней Баварии и финансовой поддержке баварской аэрокосмической исследовательской программы («Проект Bau68» — «Биотопливо из водорослей»).

Проект осуществляется в партнерстве с IGV GmbH, базирующейся в Потсдаме, Diamond Aircraft и австрийской компанией Austro Engines. Масло из водорослей для летных испытаний и демонстрационных полетов было доставлено аргентинской компанией Biocombustibles del Chubut S.A. и переработано в биотопливо на немецком предприятии VTS Verfahrenstechnik Schwedt.

EADS — глобальный лидер в аэрокосмической и оборонной отрасли, а также в предоставлении сопутствующих услуг.

В 2009 г. консолидированная выручка составила 42,8 млрд евро. В компании работает 119 000 человек. В концерн EADS входят Airbus, Eurocopter, «EADS Austrium и EADS Defence & Security.

 

В Институте Уэльского университета в Кардиффе (Великобритания) началось тестирование ПО для наблюдения за студентами, которые сдают экзамены в дистанционном режиме. Программу разработала американская компания Software Secure.

Программу необходимо установить на компьютер, на котором будет сдаваться экзамен. Для допуска к экзаменационным материалам студент должен оставить свой отпечаток пальца. Во время экзамена сдающий должен постоянно находиться в поле зрения веб-камеры, которая будет вести видео— и аудиозапись — это позволит преподавателям удостовериться, что все задания студент выполнял самостоятельно.

Кроме того, на время испытаний программа блокирует доступ ко всем сторонним файлам и веб-сайтам.

Программа позволит сдавать экзамен тем, кто в силу каких-то причин не может добраться до корпусов института, например молодым родителям или работающим студентам.

Тем временем для борьбы со списыванием на экзаменах некоторые британские школы и вузы уже установили в кабинетах специальные детекторы. Если ученик во время экзамена пишет смс, совершает звонок или выходит в интернет, устройство подает сигнал преподавателю.

Компании — производители телекоммуникационного оборудования рассылают листовки с рекламой устройств, препятствующих использованию в аудитории электронных шпаргалок. Такие устройства подразделяются на несколько типов.

Одни производители предлагают установить в классах устройство, создающее помехи в эфире, другие компании продают установку для блокирования сигнала соты, — правда, в этом случае без связи останутся и те, кто в данный момент не сдает экзамен.

Еще одно решение предполагает установку в классах камер видеонаблюдения, позволяющих наблюдать за происходящим в аудитории с разных углов.

По статистике, каждый третий британский учащийся, уличенный в списывании, использовал для получения подсказок мобильный телефон. Школьники и студенты закачивают шпаргалки в телефоны, плееры, карманные ПК, а также ищут нужную информацию в интернете прямо во время экзамена.

 

Первые солнечные километры сделал разработанный в Санкт-Петербургском политехническом университете (СПбГПУ) пионерский для города на Неве образец электромобиля на солнечных батареях.

Этот солнечный электромобиль из-за скромных габаритов и непритязательного дизайна едва ли сможет претендовать на участие в престижных мировых автосалонах. Тем не менее на проходившей в северной столице международной выставке «Энергетика и электротехника» детище питерских политехников — электромобиль с электропитанием от бортовых солнечных батарей — пользовался завидной популярностью у посетителей стенда вузовского учебно-демонстрационного центра новых технологий и оборудования преобразования и аккумулирования энергии возобновляемых источников.

Запас хода двухместного авто рассчитан на 60 км со скоростью 40 км/ч. Подзарядка производится во время движения и стоянки в прозрачном боксе. «В нашем мегаполисе при часовых стояниях в пробках спешить некуда, тогда как “стерильная чистота” нашего авто гарантирована на 100 %, свинец и кадмий от него в атмосферу не попадают», — считают питерские политехники. За основу экологически чистого транспорта взята полностью переделанная модель мелкосерийного автомобиля (выпускался ранее в одной из европейских стран), рассчитанного на двух человек.

В Европе и США солнцемобили уже запускают в серии. Например, новый европейский электромобиль Bluecar современного дизайна с солнечными батареями на крыше поступит в продажу в июле этого года. В США компания Solar City приняла решение о создании сети электрических заправочных станций для электромобилей, которые вырабатывают энергию от панелей солнечных батарей. По дороге, соединяющей города Лос-Анджелес и Сан-Франциско, владельцы получили возможность заряжать свой солнечный транспорт на четырех заправочных станциях, а в середине октября планируется к запуску пятая. Всерьез готовят серийный выпуск авто на солнечных батареях и в Китае. А в России интерес к солнечным автомобилям, мягко говоря, довольно вялый. Деклараций же о намерениях — очень много. Между тем, если сейчас не дать теме должную поддержку, есть снова шанс оказаться на задворках мирового солнцемобилестроения.

 

В Австралии завершилось соревнование наземных роботов MAGIC-2010. На площади в 250 тыс. м2 соревновались 43 робота различных конструкций из разных стран. Состязание носит в первую очередь прикладное военное значение и отличается от подобных мероприятий тем, что участникам назначается штрафное время за то время, которое они управляют роботом вручную, то есть беспилотные платформы должны выполнить все тестовые задания самостоятельно.

Конкурс MAGIC-2010 — это совместная инициатива оборонной научной организации Австралии (DSTO) и Научно-исследовательского бронетанкового центра армии США. Работа над подготовкой к MAGIC-2010 шла более двух лет, и целью соревнования было поощрение работ по созданию роботов, которые могут автономно работать в опасных ситуациях.

Победу одержали студенты Мичиганского университета, которым удалось создать слаженную команду из 14 беспилотных машин. Они выиграли грант в размере 750 тыс. долл. США и вошли в группу из шести финалистов, которые будут соперничать за 1,1 млн долл. США призовых денег. В ходе трех этапов конкурса роботы успешно выполнили задачи создания карт местности, уклонения от атак противника, обнаружения и нейтрализации бомб и живой силы врага на участке размером 500 x 500 м.

Уникальная команда из 14 роботов обладает искусственным интеллектом, и ей может управлять всего один оператор. Беспилотные машины способны рассредоточиваться для поиска различных объектов (автомобилей, конкретных людей, бомб и т. д.). Они создают карту местности, собирают необходимую информацию и передают ее на пункт управления. Роботы общаются между собой с помощью беспроводной сети и оснащены трехмерным лазерным радаром и набором различных датчиков. Студенты в своей работе использовали ряд необычных идей. Например, чтобы роботы могли идентифицировать друг друга и отличить врагов от союзников, на переднюю часть машин нанесли особые рисунки в виде сочетания черных и белых квадратов. Такие простые для автоматического распознавания картинки помогают роботам «узнавать» друг друга, обмениваться информацией и планировать маршрут. Кроме того, роботы могут опознать своего командира-человека, на котором надета футболка с соответствующим рисунком.

Роботы, подобные тем, что участвуют в соревнованиях MAGIC-2010, возможно, уже в ближайшие десятилетия станут основным инструментом работы в опасных условиях.

 

Ученые предложили концепцию нового марсохода, работающего на радиоактивном топливе, который сможет совершать прыжки длиной до одного километра. Статья с описанием конструкции аппарата появилась в журнале Royal Society, а коротко идеи специалистов приведены на портале BBC News.

Чтобы оторваться от поверхности, аппарат будет выбрасывать струи углекислого газа, собранного из марсианской атмосферы. Внутри аппарата газ будет храниться сжиженным — энергию для сбора и сжатия газа марсоход будет получать, преобразуя тепло, которое выделяется при распаде радиоактивных изотопов.

Часть тепла ученые планируют пустить на обогрев специального блока: когда марсоходу потребуется совершить прыжок, жидкий CO2 будет подаваться на этот блок и переходить в газообразное состояние и нагреваться. Прохождение горячего газа через сопло обеспечит необходимую для подъема аппарата тягу. Кроме того, выхлопы помогут мягко сажать марсоход на новом месте.

 

Аспиранты Норвежского университета науки и техники придумали «пылесос», изымающий нефть из воды. Аппарат выбрасывает в воду абсорбент, тщательно перемешивает его, а затем проглатывает. Называется это MOSE (Mechanical Oil Spill Sanitation Equipment — Механическое оборудование для ликвидации нефтяных пятен).

По сути, это устройство, автоматизирующее процесс, который обычно выполняется вручную: поглощающее вещество помещается в воду, вынимается и очищается. Недавно похожее решение предложили ученые Массачусетского технологического института (США): их роботы снабжены конвейером с гидрофобной нанотканью. Попадая внутрь, ткань разогревается, в результате чего нефть отделяется и затем сжигается.

К сожалению, норвежский аппарат сильно уступает американской разработке. Во-первых, он не обладает автономностью. Во-вторых, он может разобраться только с мелкомасштабным загрязнением. В-третьих, MOSE не может действовать в команде с целой флотилий коллег, к тому же весит почти 10 кг.

 

Компактное устройство для обеззараживания и комплексной очистки воздуха, разработанное инновационной компанией «Аэросервис», начнет выпускаться в 2011 г. на Бердском электромеханическом заводе. Новое устройство должно заменить устаревшие приборы, применяемые в лечебно-профилактических учреждениях. В частности, речь идет о бактерицидных ультрафиолетовых рециркуляторах воздуха, низкая эффективность которых подтверждена статистикой по заболеваемости внутрибольничными и опасными респираторными инфекциями.

Актуальность создания и совершенствования такого устройства обусловлена и тем, что, как показала недавняя ситуация с пожарами в центральной России, медицинские учреждения не оснащены оборудованием, защищающим людей от смога и продуктов горения.

Прогнозируемая эффективность уничтожения с помощью нового прибора вирусов, бактерий и спор плесневых грибов за один проход — более 99,99 %. Предполагается, что эффективность удаления пыли, аэрозолей и различных химических веществ составит более 99 %.

Потенциал российского рынка этих приборов оценивается в 5 тыс. устройств в год при стоимости 25 тыс. рублей за устройство.

Новое устройство разработано компанией «Аэросервис» в сотрудничестве с ГНЦ вирусологии и биотехнологий «Вектор» (пос. Кольцово Новосибирской области), Новосибирским научно-исследовательским институтом туберкулеза, а также Институтом катализа им. Г.  К. Борескова СО РАН. Принцип работы прибора основан на фотокаталитическом разрушении патогенных микроорганизмов и органических соединений с использованием механического, электростатического и адсорбционно-каталитического фильтрования.

 

Устройство, функционирующее подобно электронному транзистору — единичному элементу компьютерных микропроцессоров, — однако использующее для работы не электроны, а лучи света, продемонстрировали европейские ученые.

Разработка может послужить основой для создания принципиально новых устройств обработки оптической информации. Устройство, разработанное группой профессора Тобиаса Киппенберга из Федеральной политехнической школы Лозанны в Швейцарии позволяет контролировать прохождение через него луча света с помощью второго более интенсивного лазерного луча. Эта функция полностью аналогична работе электронного транзистора, способного находиться в закрытом и открытом состоянии и соответственно пропускать или нет через себя электрический ток.

«Оптический транзистор» представляет собой микрорезонатор в форме тора (бублика), захватывающий падающий на него луч лазерного излучения и запускающий его циркулировать по кругу. Резонатор, имеющий микронные размеры, изготовлен из оксида кремния и покоится на тонком держателе из кремния. Такую структуру можно изготовить с помощью стандартных процедур, используемых в настоящее время в микроэлектронике.

Поглощенные резонатором фотоны — элементарные частицы света — оказывают на структуру так называемое световое давление, которое заставляет круговую структуру вибрировать. Таким образом происходит прямое преобразования энергии света в механическую. Если при этом частоту вибраций этого резонатора изменить с помощью воздействия еще одного более интенсивного лазерного луча, то транзистор станет прозрачным для первого — будет беспрепятственно пропускать исходный более слабый лазерный луч.

Ученые полагают, что их разработка найдет широкое применение и в сфере оптических телекоммуникаций и приведет, например, к созданию устройств хранения информации в форме квантов света.

 

Информация взята из открытых источников Интернета

 


Ссылки по теме:

 

 

версия для печати 
АНОНСЫ

Перечень международных выставок 2024 года, на которых ГУ «БелИСА» выступает выставочным оператором коллективного раздела научно-технических разработок

Раздел: Анонсы

Ярмарка инновационных разработок «Агропромышленные и продовольственные технологии» (23 мая 2024 г., г. Минск)

Раздел: Анонсы

Республиканский семинар по вопросам организации и осуществления научно-технической деятельности (24 мая 2024 г., г. Минск)

Раздел: Анонсы

Международная специализированная выставка «ТИБО-2024» (5-8 июня 2024 г., г. Минск)

Раздел: Анонсы

II Международная выставка индустрии безопасности «Национальная безопасность. Беларусь-2024» (19-21 июня 2024 г., г. Минск)

Раздел: Анонсы

Выставка в рамках XI Форума регионов России и Беларуси (27–30 июня 2024 г., г. Витебск)

Раздел: Анонсы

НОВОСТИ  |  О ГУ «БелИСА»  |  Вакансии  |  МЕРОПРИЯТИЯ  |  Издания ГУ «БелИСА»  |  Журнал «Новости науки и технологий»  |  Государственная научная и государственная научно-техническая экспертиза  |  Государственная регистрация научно-исследовательских и опытно-конструкторских (опытно-технологических) работ  |  Реестр результатов научно-технической деятельности  |  Депонирование научных работ  |  Инжиниринговые услуги  |  Национальная инновационная система  |  Прогнозирование потребности в научных работниках высшей квалификации  |  Комплексный прогноз научно-технического прогресса (КП НТП)  |  Государственная система научно-технической информации  |  Научно-техническая деятельность  |  Международное сотрудничество  |  Национальный информационный офис программ ЕС по науке и инновациям  |  Информация для сотрудников ГУ «БелИСА»  |  Комиссия по противодействию коррупции  |  Обратная связь  |  Первичная профсоюзная организация ГУ «БелИСА»

Последнее обновление: 15.05.2024
Copyright © БелИСА