Интересная механика

живая информация КаК это работаетЛюди идеи

ТехноЛогии

часть иллюстраций продублирована видеофайлами на

ТЕШ – всЕпогодный амфибийный

движиТЕль

маШина Tiger-STone

расстилает камни как ковровую

дорожку

№1 (21) январь 2011

Японцы создали демона

маКсвелла

нейрон монро приблизил эру чтения снов

*Рекомендованная цена

9,90*грн

ПодПисной индекс

37864Лучшие роботы 2010

Инопланетяне Используют «Вояджер-2» для связИ с землянамИ

беспИлотнИкИ-НЛо на эффекте КоаНды

Управление геном обратило вспять старение организма

самые интересные роботы-животные

Недорого,

красиво,

иНтересНо

ÇÅËÅÍÀßÊÐÀÑÎÒÀ

ËÞÁÈÌ×ÈÊÈÁÅÍÄÆÀÌÈÍ×ÈÊÈ

ïîäïèñíûåèíäåêñû 37733, 37886

стрептокарпусов

ПокуПайте на лотках,там же, где Приобрели «интересную механику» !

интересный журнал для души! Новинка! выписывайте на почте!

37733ПодПиснойи н д е к с ПодПиснойи н д е к с

37733

С О Д Е Р Ж А Н И Е

Люди идеи ТехноЛогии

Стоимость подписки – 9.90 грн в месяц

П о д П и с н о й индекс 3 7 8 6 4

Регистрационное свидетельство

16769-5341ПР, выданное Министерством

юстиции Украины18.06.2010 года

Учредитель: Данюк А.Р.Главный редактор: Самойлов А.В.

а/я 5149, г. Харьков-144, 61144, Украина.

www.danyuk.name

Рекламный отдел тел./факс (057) 754-84-82,

(044) 599-37-76.E-mail: [email protected]

Номер составлен по материалам интернет-журнала MEMBRANA

www.membrana.ru

Издательский проект газеты «Интересная механика»

охраняется ЗАКОНОМ УКРАИНЫ

«Об авторском праве и смежных правах».Номер подписан в печать

30.11.2010 г.Изготовлено: ФЛП Данюк А.Р.,

Тел. (057) 754-84-82. Наряд-заказ № ИМ-025.

Тираж: 70110

Верстка и дизайн:

тел.: (057) 751-47-04

Недорого,

красиво,

иНтересНо

ÇÅËÅÍÀßÊÐÀÑÎÒÀ

ËÞÁÈÌ×ÈÊÈÁÅÍÄÆÀÌÈÍ×ÈÊÈ

ïîäïèñíûåèíäåêñû 37733, 37886

стрептокарпусов

ПокуПайте на лотках,там же, где Приобрели «интересную механику» !

интересный журнал для души! Новинка! выписывайте на почте!

37733ПодПиснойи н д е к с ПодПиснойи н д е к с

37733

новости ..... 4Японцы назвали лучших роботов 2010 года ..... 12открытияЯпонцы создали демона Максвелла ..... 16дело техникиIBM обещает миру суперкомпьютер в кубике сахара ..... 18Баварец обогатил катание на роликах верным признаком отбойного молотка ..... 24Двухколесный одноколесный Uno стал трехколесным ..... 26Редкий тип батареи заявил о себе электромобильным рекордом ..... 32Японцы вообразили размножение электростанций в Сахаре ..... 36Выпущена первая водка с программируемой LED-этикеткой ..... 39наукаСолнечная вспышка поддержала разработку щита для Земли ..... 40Память из кремния превратила дефект в полезное свойство ..... 43сетевое окружениеВ связи с голограммами наметились некие подвижки ..... 46секрет фирмыСкоростная съемка раскрыла секрет кошачьего лакания ..... 50эврикаВодителей-лихачей будет воспитывать девочка с мячом ..... 53Неестественные орбиты спутников обходят стороной законы Кеплера ..... 55Нейрон Монро приблизил эру чтения снов ..... 58Скоростной лазер позволил камере провести съемку за углом ..... 63Машина Tiger-Stone расстилает камни как ковровую дорожку ..... 67здоровый интересСамый мощный имплантат позволил слепым читать ..... 72Управление геном обратило вспять старение организма ..... 74Двойная турбина продлит жизнь пациентам без пульса ..... 76военные технологииНЛО советской сборки ..... 80Пленные пришельцы и «Зона-51» ..... 86планетарный масштабСтранные зубы древнего крокодила выдали в нем кота ..... 88игра воображенияСимволом Лондона станет орбита башни для Игр ..... 92топ-15 Самые интересные роботы-животные ..... 96

4 январь • 2011

новости

инопланетяне используют «вояджер-2» для связи с землянами

обнаружено единственное бессмертное существо на Земле

Немецкий академик Хартвиг Хаусдорф заявил о том, что внезапные изменения данных с межпланетного зонда «Вояджер-2» связаны с тем, что аппарат был захвачен инопланетянами.

Ученые признали медузу-гидроид Turritopsis nutricula единственным бессмертным существом на планете.

По его словам, причина некорректной рабо-ты зонда, который с 22 апреля 2010 года стал пе-редавать землянам странного рода информацию, заключается в том, что некая инопланетная жизнь пытается связаться с жителями Земли.

Странная работа модуля не похожа на по-ломку. По мнению Хаусдорфа, «Вояджер-2» могли захватить и перепрограммировать. Интересно и то, что все узлы системы аппарата работают ис-правно, исключением является лишь передатчик данных.

До апрельского сбоя «Вояджер-2» передавал данные на довольно низкой скорости, однако сегодня устройства NASA считывают сигналы от модуля в течение десяти часов в сутки. До сих пор

Медузу, имеющую в диа-метре всего 4-5 мм, ученые об-наружили в тропических водах. По мнению ученых, Turritopsis nutricula способна омолаживать себя при достижении возраста старения. Этот цикл теоретиче-ски способен повторяться до бесконечности.

работникам Лаборатории реактивного движения в Пасадене (Калифорния) не удалось расшифро-вать полученную информацию.

Стоит отметить, что на борту «Вояджера-1» и «Вояджера-2» находятся послания внеземным ци-вилизациям, которые представляют собой диски с основными данными о Земле, представленными в звуках и изображениях.

Еще в XIX веке была выдви-нута теория о «биологическом бессмертии» гидры. В конце ХХ века ученые экспериментально доказали, что гидры способны омолаживать себя. По словам ученых, с помощью этих существ в будущем, возможно, удастся раскрыть секрет старения.

2011 • январь 5

Чрезвычайно разреженная атмосфера спутника Сатурна оказалась богата кислородом. Такое открытие сделали ученые, проанализировав данные, полученные космическим аппаратом Cassini.

Весной Cassini прошел на расстоянии всего в 97 киломе-тров от поверхности ледяной луны, благодаря чему удалось уловить атмосферу спутника. Оказалось, она состоит при-мерно на 70% из кислорода и на 30% из углекислого газа. Это первый случай обнаружения кислородной атмосферы у лун Сатурна. Ранее этот газ был най-ден на спутниках Юпитера. Зато молекулярный кислород нашли в кольцах Сатурна.

Предполагаемый источник кислорода Реи таков: заряжен-ные частицы из магнитосферы газового гиганта бомбардируют поверхностный лед спутника, разделяя воду на O2 и H2. Этот процесс, считают исследовате-ли, аналогичен тому, что попол-няет кислородную атмосферу Ганимеда и Европы.

Теперь астрономы говорят, что, по всей видимости, данное явление можно будет обнару-жить и на других ледяных телах Солнечной системы. А это озна-чает, что там могут идти любо-пытные химические реакции.

Однако едва ли не больший интерес представляет двуокись

углерода. Механизм ее пополнения пока неясен. Возможно, на Рее имеются органические соединения, которые разлагаются под уда-рами все тех же частиц из магнитосферы планеты и микрометеори-тов. Этот углерод может вступать в реакцию с кислородом, созда-вая искомый газ. Кроме того, CO2 может выходить из глубин Реи, где он мог сохраняться со времени ее образования.

Диаметр Реи составляет 1528 киломе-тров, и она достаточно массивна, чтобы

сохранять пусть крайне слабую, но атмосферу.

Траектория Cassini (горизонтальная черта) и концентра-ция кислорода вокруг Реи. На врезке: предсказанное рас-

пределение кислорода (желтый график) и измеренное (белый). Атмосфера Реи в 100 раз тоньше атмосферы Европы и Гани-меда. А уж с земной ее и сравнивать неудобно: концентрация кислорода на спутнике Сатурна в пять триллионов раз ниже, чем вблизи поверхности нашей планеты.В 2005 году приборы Cassini уловили первый намек на атмос-феру Реи – исходящие от луны ионы, теперь же земному раз-ведчику удалось «пощупать» саму атмосферу.

на рее нашли кислородную атмосферу


Эффективными солнечными ячейками Spectrolab занима-

ется вот уже полвека.

новости

на рынок выходят солнечные батареи с рекордным КПдАмериканская компания Spectrolab (дочерняя фирма Boeing) начала массовое производство самой эффективной в мире наземной солнечной батареи среди тех, что поставлены на конвейер.

Как утверждает в своем пресс-релизе Boeing, новинка Spectrolab – солнечные панели марки C3MJ+ – обладает эффективностью 39,2%. К пер-вым покупателям эти батареи поступят в январе 2011 года. И в том же году Spectrolab планирует довести КПД своих серийных моделей до 40%.

Несколько университетов и лабораторий в прошлые годы рапортовали о построении экс-периментальных преобразователей, превысив-ших 40-процентную планку. В 2009 году сама Spectrolab продемонстрировала КПД опытной ячейки в 41,6%. А наивысший показатель в этой области составляет 43%. Он достигнут австра-лийцами с экспериментальной батареей и кон-центрированным солнечным светом.

Однако массовый продукт заметно уступает экспериментальным образцам: разброс по КПД (он зависит от материала и технологии) состав-ляет примерно от 8 до 20%. На этом фоне новин-ка Spectrolab приятно удивляет.

Кстати, в одном из своих исследований Spectrolab по-казала, что идеализированная солнечная ячейка в теории способна преобразовать в ток до 70% падающего солнечного света, а на практике техниче-ски достижимым следует при-знать показатель в 50%. Это число и будет ориентиром для отрасли на ближайшее время.


Астроциты играют ключевую роль в обе-спечении нейронов питательными веще-

ствами, способствуют восстановлению клеток и влияют на долгосрочную деятельность мозга путем регулирования нейронных связей.

Как считают специалисты из Итальянского технологического института (IIT), именно эти клетки ответственны за старт процесса засы-пания, освобождая вещество под названием аденозин.

«Согласно одной из ведущих теорий, объ-ясняющих механизм сна, когда человек бодр-ствует, в его мозге идет процесс накопления аденозина, содержание которого уменьшается в процессе последующего сна», – говорит один из авторов работы Томмасо Феллин (Tommaso Fellin). Предполагается, что аденозин пода-вляет нейроны, которые обычно стимулируют кору головного мозга. Долгое время «клеточ-ный источник» этого вещества оставался под вопросом.

Так как «давление сна», то есть физиоло-гические механизмы, приводящие к необхо-

Оказывается, ощущение сонливости напрямую связано с группой клеток, известных как астроциты.

определены клетки – регуляторы засыпания

димости спать, тоже действуют «по принципу накопления», Феллин и его американские кол-леги решили проверить, могут ли астроциты быть источником аденозина, вызывающего сон.

Для эксперимента ученые использовали генетически модифицированных мышей, у которых был искусственно заморожен выпуск аденозина из астроцитов. Подавление выра-ботки данного вещества сократило продолжи-тельность сна мышей, даже после того как им не давали уснуть в течение 6 часов. Также, по словам специалистов, вмешательство предот-вратило некоторые негативные эффекты, свя-занные с потерей сна.

Как подытожил Феллин, представивший результаты работы на Форуме европейской неврологии в Амстердаме (FENS 2010), «ис-следование показывает, что астроциты ответ-ственны за накопление аденозина и регуля-цию засыпания».


новости

Институт получил от Ми-нобороны США (DoD) грант в $4,7 миллиона на разра-ботку средства, быстро улуч-шающего снабжение органов кислородом. По словам руко-водителя группы Джонатана Стэмлера (Jonathan Stamler), при разработке лекарства они «шли по стопам самой природы».

Безымянный пока препа-рат расширяет сосуды и тем самым улучшает кровоток. Эта реакция организма вызы-вается увеличением содержа-ния в крови оксида азота.

В естественных условиях высокогорья его усиленно вырабатывают эритроциты, препарат же заменяет такой натуральный синтез. Испы-тания на животных показали: лекарство способствует про-цессу, сходному с естествен-

Ввиду специфичной природы Афганистана мобильность американских войск не оставляет морпехам времени на адаптацию к постоянно меняющемуся уровню высоты. Решение проблемы гипоксии предложил медицинский институт университета Кейс-Уэстерн (CWRU Medicus).

Пентагон создал лекарство от гипоксии

чества продуктов и лекарств (FDA) для разрешения тестов на людях. Как предполагает в пресс-релизе университета

На большой высоте содержание кислорода в крови снижа-ется, и так же резко падают физические и умственные спо-

собности солдат. Первые эффекты гипоксии появляются на высоте 1200 метров над уровнем моря, ее же более опасная «старшая сестра», высотная болезнь, как принято считать, проявляется после отметки в 2400 м.

Стэмлер, уже через три года новинка получит не только военное, но и широкое граж-данское применение.

ной акклиматизацией, но за-нимает он не дни, а минуты.

Препарат уже представлен в управление по контролю ка-

Создание лекарства курировало давно зна-

комое нам агентство передо-вых оборонных исследований DARPA.


Два «глаза» автомобильной стереокамеры размещены по сторонам от зеркала заднего вида.

адаптивный круиз-контроль, поддерживая безопасную дистанцию до автомобиля впереди во всем диапазоне скоростей, сообщает компа-

ния в своем пресс-релизе.Система New EyeSight до-

ступна на японском рынке уже с мая нынешнего года на автомобилях Subaru Legacy.

А так компьютер видит и определяет объекты на дороге.

Новый комплекс базиру-ется на системе EyeSight, поя-вившейся еще в 2008 году, од-нако теперь она существенно модернизирована. Благодаря стереоскопической камере New EyeSight умеет точно оценивать расстояния до объектов, а обновленный софт намного лучше, чем раньше, различает пешехо-дов, велосипедистов, другие автомобили и препятствия.

New EyeSight умеет за-ранее снижать скорость при сближении с идущим впере-ди автомобилем, если этого не делает водитель.

Комплекс способен не только притормозить, но и полностью остановить лег-ковушку (на скорости до 30 км/ч), чтобы избежать стол-кновения с пешеходом, другой машиной или снизить тяжесть последствий ДТП (быстрее 30 км/ч), если удара не мино-вать. Электроника же помога-ет водителю тормозить более эффективно, если он все же решает нажать на педаль.

Кроме того, «электронное стереозрение» работает как

Японцы обновили стереоскопическое зрение автомобиляКомпания Subaru объявила о создании ассистирующей системы машинного зрения New EyeSight, призванной помочь в безопасном вождении автомобиля.

10 январь • 2011

новости

Позиционируется это изобретение как маленький робот-компаньон для домашнего использования и раз-влечения. В высоту он всего лишь 40 см, и весит 1,9 кг. РALRO оснащен встроенными камерами, микрофона-ми, акселерометром, рядом датчиков и собственным процессором. Наряду с интегрированной программой от Fujisoft данный мини-робот оснащен и ПО с откры-тым исходным кодом. Это значит, что сторонние разра-ботчики могут создавать дополнительные приложения, которые подарят PALRO новые функции.

На днях компания Fujisoft сообщила о том, что ин-тегрированная программа PALRO была обновлена до версии 2.0, и теперь благодаря этому робот умеет рас-познавать предметы и лица людей. На расстоянии до-машний мини-гуманоид может узнать своего хозяина

Не далее как в феврале текущего года компания Fujisoft анонсировала нового симпатичного робота под названием PALRO.

выпущена обновленная версия робота PALRO

даже в наполненной людьми комнате. Также, благодаря способности определения ме-стоположения того или иного предмета, PALRO идентифици-рует объект и направляется к нему.

Ранее было заявлено, что PALRO будет выпущен в про-дажу в марте 2010. Хотя он до сих пор не доступен желающим иметь такое чудо у себя дома. А вот цена на данный механизм уже известна, он будет стоить около $3300.

http://www.youtube.com/watch?v=-hYAz-G0zOc&feature

2011 • январь 11

Проведена первая в мире хирургическая операция, в которой принимали участие лишь роботы

Заняты в операции по уда-лению простаты, проведенной в больнице Монреаля, были два робота – уже известный нам Da Vinci и специальный робот-анестезиолог McSleepy. Конечно, они управлялись и контролировались настоящими врачами. Но уникальность опе-рации как раз и заключается в том, что все врачи находились за мониторами, а над пациен-том в операционной трудились только роботы.

Оператор Da Vinci, доктор-уролог Армен Априкян (Armen Aprikian) комментирует работу с роботом-хирургом: «Он по-зволяет нам работать на пульте управления и применять раз-личные хирургические инстру-менты. Точность движений рук хирурга никогда не сравнится с точностью его действий и мани-пуляций».

С другой стороны, вопрос анестезии также оказался не-простым. В случае с удалением простаты положение тела па-циента и мышечное расслабле-ние должны быть строго соот-

ветствующими требованиям. Именно автоматизированная анестезия, которую обеспечи-вает робот McSleepy, и явля-ется оптимальным выходом. В целом, благодаря роботизации и этого процесса, подбор вида и мощности анестезии может ва-рьироваться в зависимости от типа и сложности операции.

Поскольку данная опера-ция – лишь первый опыт такого рода, ученые еще планируют совершенствовать процесс, а также адаптировать больнич-ные помещения и технические аспекты работы. Но все же опе-

В медицинской сфере роботы используются в разнообразных целях. Одни проводят хирургические операции и дают пациентам наркоз, как известный на весь мир Da Vinci. Другие просто работают санитарами и помогают медсестрам, как гуманоид MKR-003. И вот произошло событие, которое в области робототехники и медицины можно считать настоящей революцией. Впервые в мире хирургическая операция была проведена исключительно роботами.

ративное вмешательство, про-веденное исключительно робо-тами – настоящий прорыв, и это нельзя не признать.

12 январь • 2011

мМинистерство экономи-ки, торговли и промышлен-ности Японии (METI) вместе с организациями-сателлитами отметило наградами наиболее перспективные, по его мне-нию, образцы робототехники Страны восходящего солнца. Премия Robot Award мало того что не международная, так еще и молодая – вручили ее лишь в четвертый раз, причем с пере-рывом в год. Но ценность этой

Самая робототехнически продвинутая страна представила своих самых пере-довых роботов, и это событие осталось практически не замеченным. Удивлять-ся тут нечему. Именно тот факт, что роботы перестали удивлять, стабили-зировались в развитии, достигнув некой планки, – пожалуй, это лучше всего и объясняет обвальное падение интереса публики. Самую современную робототех-нику мира нынче чествуют на локальном междусобойчике.

Японцы назвали лучших роботов 2010 года

новости

Лауреат премии «Robot Award 2010» робот Expliner движется по проводам ЛЭП. Дистанционно управляемая машина насчитывает полтора метра в длину и высоту, имеет 80 кг веса. Главное оружие – видеокамера.

награды для японцев высока, о чем свидетельствует непод-дельный восторг получивших премию создателей 12 самых разнообразных машин.

Рассмотрев 92 заявки от производителей, METI возложи-ло самые высокие ожидания (за которые и полагается главный «министерский» приз) на про-мышленный манипулятор от компаний Toyota и Ochiai Nexus. Этот безымянный робот трудит-

2011 • январь 13

Может показаться, что робот, кладущий запа-

ску, непозволительно прост и не достоин быть лучшей маши-ной года. Особенно на фоне таких навороченных соперни-ков. Однако простота, как это часто бывает, обманчива. Важнейшее преимущество – безопасность работающего бок о бок с машиной челове-ка. Пишут, что робот очень гибкий и чуткий: лазерные дальномеры не позволят ему «разгуляться», а в случае чего манипулятор достаточно от-толкнуть рукой – он сразу ути-хомирится. На заводе «Тойо-ты» робот трудится с января. Японцы подумывают поручить ему установку батарей и дви-гателей.

ся на сборочном конвейере и занят пока исключительно тем, что укладывает запасное коле-со в багажник автомобиля.

Как сообщается в пресс-релизе METI, главными досто-инствами победителя являются безопасная и комфортная ра-бота вместе с людьми и малая мощность (80 ватт) вкупе с энер-госбережением.

http://www.youtube.com/watch?v=volPG05v23I&feature

Условное второе место (на-града за лучшее решение для малых предприятий) досталось автоматизированному ком-плексу HAMDAS-R компании Mayekawa. Огромная и сложная машина фактически берет на себя ручную работу квалифици-рованного персонала на мясо-комбинате – аппарат поэтапно

бождая персонал и повышая качество услуг в больницах.

тотехническая система HOSPI, созданная компанией Panasonic для лечебных учреждений. Ее приветила наградой Японская машиностроительная федера-ция (JMF). Среди прочего робот занимается отпуском лекарств пациентам, тем самым высво-

разделывает свинину, автома-тически распознавая кости раз-личных размеров и форм, уда-ляя их.

http://www.youtube.com/watch?v=FTZ2D7XEk8g&feature

Премии удостоилась робо-

14 январь • 2011

новости

Компания Panasonic вместе с партнерами

развивает роботов-медбратьев с 1998 года. Первые полевые тесты состоялись в 2002-м, а в 2006 году машины начали при-менять в японских больницах. В 2009-м роботы прошли ис-пытания в лечебницах Южной Кореи. Сообщений об инциден-тах не поступало. Стандартная модель при росте 130 см весит 120 кило, заряда батарей хва-тает ей на 7 часов.

Космическая рука по-лучила награду с самым

длинным названием – National Museum of Emerging Science and Innovation Chief Executive Director Award. Это значит, что робот очень понравился руко-водству музея Miraikan.

Компания HiBot и ее пар-тнеры были отмечены призом за аппарат Expliner, предназна-ченный для инспекции высоко-вольтных линий электропере-дачи. (Как эту захватывающую дух работу выполняет человек,

многие могут наблюдать в ви-деоролике.) Expliner получил премию от организации пред-принимателей малого и средне-го бизнеса (SMRJ).

http://www.youtube.com/watch?v=tcakf1LcOe0&feature

Космическое агентство Япо-нии (JAXA) и корпорация NEC заслужили поощрение за ро-ботизированную руку, которая действует на МКС в составе ла-боратории Kibo.

2011 • январь 15

Японцы говорят, что этот робот, автоматиче-

ски собирающий клубнику, – первый в мире. Машина на-делена отменным зрением и очень деликатным манипуля-тором: благодаря 3D-камерам она определяет точное место-положение, кондицию ягоды и бережно срезает ее, акку-ратно роняя в поддон. Все это робот одинаково успешно де-лает и ночью.

Также не остались без на-град фирма S-I Seiko со своим сборщиком клубники, компа-ния KHI с машиной, которая в стерильных условиях работает с культурами клеток, и фирма D3PT, создавшая для роботов превосходный коммуникацион-ный модуль.

http://www.youtube.com/watch?v=uef6ayK8ilY&feature

Ну а Токийский университет сельского хозяйства и техно-логий (TUAT) и компания Nissin отличились тем, что сделали автомобиль приспособленным для управления инвалидом-колясочником. В частности, они использовали джойстик для за-действования педалей газа и тормоза.

http://www.youtube.com/watch?v=pQT7-QiPuwg&feature

Призов хватило и двум моделям промышленных ма-нипуляторов компании FANUC Robotics, славящейся силой своих механизмов. Кстати, ро-бот M-430iA в 2007 году взял робопремию METI как лучший из лучших.

http://www.youtube.com/watch?v=aTfO3jxSaAs&feature

В этом году не обошла пре-мия противопожарного робота-разведчика FRIGO-M производ-

ства Mitsubishi.

http://www.youtube.com/watch?v=5eyWBwqoMtk&feature

Единственным челове-коподобным лауреатом пре-мии «Robot Award 2010» стала девушка-андроид HRP-4C. По-жалуй, сегодня только «эйч-ар-пи-фо-си» может привлечь к роботам внимание публики, и для этого ее создателям при-ходится очень, ну очень сильно стараться.

http://www.youtube.com/watch?v=xcZJqiUrbnI&feature

16 январь • 2011

ЯЯпонцы создали два свя-занных шарика полистирола диаметром 0,3 микрометра каждый. Один находился на поверхности стекла, второй мог вращаться вокруг перво-го. Установку при этом запол-няла жидкость. Ее молекулы хаотично подталкивали шари-ки (броуновское движение),

естественно, с равной вероят-ностью как по часовой, так и против часовой стрелки.

Далее авторы добавили слабое электрическое поле, которое создавало крутящий момент. Это был аналог лест-ницы, по которой шарик мог «взбираться», увеличивая по-тенциальную энергию. Ино-

Демона Максвелла – мысленный экс-перимент, покушающийся на второе начало термодинамики, удалось по-ставить в реальности физикам из уни-верситетов Тюо (Chuo University) и Токио (University of Tokyo).

Японцы создали демона максвелла

открытия

Основа опытной установки: ротор из пары микросфер и четыре электрода (A-D), на которые подается синусоидальное напряжение со смещенными фазами (шарики и электроды показаны в разном масштабе).

техника, вселенная, время

2011 • январь 17

Общий принцип теплового насоса – демона Максвелла («дви-гатель Сциларда»). Макроскопическая система (компьютер)

управляет событиями в микроскопической системе (в реальности – ротор и поле, а условно – комната с молекулами и перегородкой) за счет получения информации о ней. Энергия в микроскопической системе растет (и может производить полезную работу), но не впол-не бесплатно, поскольку «демон» потребляет энергию на получение информации и управляющие действия.

Системы с обратной свя-зью, говорят японские

физики, могут представлять собой машины нового типа, преобразующие информацию в энергию. Теоретически в будущем подобные устройства могли бы питать за счет броу-новского движения микрома-шины.На рисунке показана условная схема эксперимента. Положе-ние вращающегося ротора тут заменено шариком, пры-гающим по ступенькам случай-ным образом. Когда шарик прыгает вверх, умный демон Максвелла ставит барьер, не позволяющий шарику скатить-ся обратно. При этом «демон» сам не подталкивает шарик.

гда молекулы толкали ротор против действия поля (подъ-ем), иногда в сторону поля (прыжок по ступенькам вниз). Но в целом ротор вращался туда, куда его толкало внеш-нее поле.

Но вот физики добавили «демона» – высокоскорост-

пытался вращаться обратно, поле блокировало его.

Так был создан аналог от-крываемой и закрываемой де-моном Максвелла дверцы: ро-тор увеличивал свою энергию за счет теплового движения молекул.

Законов природы, впро-чем, установка не нарушает, поскольку для работы «демо-на» (камеры, системы коррек-ции напряжения) необходима энергия. Но японцы подчерки-вают: данный опыт впервые на

ную камеру, наблюдающую за шариком, и компьютер, управ-ляющий полем. Каждый раз, когда ротор в броуновском движении делал шаг против поля, компьютер сдвигал по-следнее так, что шарик мог повернуться, но когда ротор

практике доказал реальность теплового насоса – демона Максвелла, теоретически обо-снованного Лео Сцилардом в 1929 году. Такая машина из-влекает энергию из изотерми-ческой окружающей среды и преобразует ее в работу.

Новый эксперимент, утверждают его авторы в ста-тье в Nature Physics, позволил также проверить уравнение Ярзинского (Jarzynski equality), описывающее преобразова-ние информации в энергию. Ученые посчитали, сколько бит содержали кадры с поло-жением ротора, и установили, что при комнатной темпера-туре один бит превращается в 3 х 10–21 джоулей, в полном соответствии с теорией, – со-общает New Scientist.

дело техники

18 январь • 2011

Когда речь заходит о миниатюризации компьютеров, принято рассуждать о технологиях, которые позволяют упа-ковать элементы чипов еще плотнее, чем раньше. Но зачастую из вида упу-скается один важный момент – пере-грев. Решение задачи эффективного охлаждения процессоров – ключ к даль-нейшему развитию отрасли. В этом уверены специалисты небезызвестной компании.

У

IBM обещает миру суперкомпью-тер в кубике сахара


http://www.youtube.com/watch?v=FbGyAXsLzIc&feature

Ученые из IBM считают, что радикально улучшив от-вод тепла от микросхем, мож-но одним выстрелом убить сразу двух зайцев. Во-первых, продвинуться на пути миниа-тюризации вычислительных комплексов, а во-вторых, се-рьезно снизить стоимость эксплуатации суперкомпью-терных комплексов и центров хранения/обработки данных.

При этом не придется отказы-ваться от кремния как тради-ционной основы технологии микросхем.

Соблазнительно, конечно, попробовать перейти на чипы из карбида кремния, способ-ные работать при температу-ре до 650 градусов Цельсия. Но даже им потребуется хоть какая-то система охлаждения. Дело в том, что современные

техника, механизмы, электроника

Сервер IBM BladeCenter HS22 в специальном исполнении – лишь один из шагов на пути к предельной миниатюризации компьютеров.

2011 • январь 19

потом быстро отвести нагретую воду прочь.

В поиске наилучшей схемы IBM обратилась к природным па-тентам. Специалисты вдохнови-лись кровеносной системой че-ловека. В ней крупные артерии несут насыщенную кислородом кровь к периферии организма, постепенно разбиваясь на все более мелкие сосуды, в конце концов заканчиваясь мельчай-шими капиллярами. Обратный ток обеспечивает вторая сеть из

Вода способна отво-дить тепло в 4000 раз

эффективнее, чем воздух. Потому-то многие компании и строят различного рода во-дяные системы. Но то, что годится для десктопа, трудно развернуть до масштаба су-перкомпьютера. Такого, как показанный здесь американо-швейцарский аппарат.

Современные кулеры для процессоров – порой настоящее произведение искусства. Но зачастую положение не спасает

ни хороший вентилятор, ни чудовищный радиатор с развитой по-верхностью.

серийные процессоры об-ладают теплоотдачей 50-100 ватт на квадратный сантиметр площади, что на порядок боль-ше, чем у конфорок электри-ческой кухонной плиты. Если чип вовремя не отключить, без охлаждения он очень быстро выходит из строя.

Процессоры будущего, по прогнозу IBM, продемонстри-руют еще большую генерацию тепла на единицу поверхности. Без охлаждения они будут на-греваться до температуры по-верхности Солнца (в теории, потому что еще раньше распла-вятся).

Так что карбид кремния сам по себе проблемы не решит и, судя по всему, останется экзо-тикой для узких областей при-менения (чипы в космических аппаратах или внутри газотур-бинных двигателей). Но, может, лучше менять не микросхемы, а способ их охлаждения? На ум сразу приходит вода.

Собственно, водяное охлаж-дение чипов придумано давно. Но если подопечный – очень мощная компьютерная система, недостаточно просто доставить жидкость к поверхности процес-соров. Нужно очень равномер-но распределить этот поток, а


20 январь • 2011

капилляров, сливающихся в бо-лее крупные «трубопроводы», в свою очередь несущие кровоток к большим венам.

В комплексе от IBM крупные трубки постепенно ветвятся на все более мелкие, по мере того как вода поступает к ключевым местам компьютерных плат. Но главное – на процессоре уста-новлен тонкий бутерброд с ла-биринтом из отверстий. По мере приближения к поверхности чипа водяной поток расходится по мелким каналам поперечни-ком в доли миллиметра.

Аналогичная сеть капилля-ров и трубок собирает нагре-тую воду. При этом температура подходящей жидкости равна 60 градусам Цельсия, а уходящей – 65-68 °C. Рабочая же темпера-тура чипа не превышает 80-85 градусов.

Один из ранних прототипов платы с мощными процессора-ми, охлаждаемыми, как ни странно звучит, горячей водой.

Охлаждение работает на сравнительно скромной разнице темпера-тур, но за счет высокой теплоемкости H2O обеспечивает хороший теплоотвод от микросхем.

Охлаждение «по методу IBM» устроено по мотивам кровенос-ной системы.

Прототипом крупных ЭВМ с такой системой охлаждения стал суперкомпьютер Aquasar, запущенный в мае 2010 года.

Это совместное детище евро-пейского исследовательского отделения IBM (IBM Research – Zurich) и швейцарского феде-рального технического универ-ситета (ETH Zürich), где и распо-ложена удивительная машина.

Аппарат размером с круп-ный холодильник представляет собой кластер из 42 серверов двух моделей (QS22 и HS22). 28 из них (22 QS22 и 6 HS22) обору-дованы инновационным водя-ным охлаждением, а остальные (11 QS22 и 3 HS22) – обычным воздушным. Это сделано для сравнения двух технологий в равных условиях.

Любопытная особенность разработки: отведенная от су-перкомпьютера вода поступает в теплообменник, где отдает энер-гию воде, которая курсирует в

2011 • январь 21


Ральф Айхлер (Ralph Eichler), президент ETH

Zürich, и Джон Келли (John Kelly), вице-президент IBM, глава исследовательского от-дела, на церемонии открытия «Аквазара» – первого в своем роде суперкомпьютера, охлаж-даемого горячей водой.

«Аквазар» вмещает 20 литров воды, которые прогоняются по всему контуру с темпом 30 л/мин. В систему включены филь-

тры, предотвращающие засорение микроканалов в процессорах от попадания твердых частиц.

системе обогрева здания. В обыч-ных дата-центрах холодильные установки создают поток воздуха с температурой 15°C. Воздух про-ходит через стойки с серверами, а нагретый воздушный поток, как правило, без всякой пользы вы-брасывается на улицу.

Неудивительно, что нынеш-ние центры обработки данных 50% потребляемой энергии тратят на холодильные агрега-ты. Водяное охлаждение «Аква-зара» намного эффективнее: в целом суперкомпьютер на 40% экономичнее сопоставимых по производительности машин с воздушным охлаждением, – утверждают швейцарцы.

При суммарной скорости в шесть триллионов операций в


22 январь • 2011

IBM выстроила такую цепочку: плата (на верхнем снимке – сервер QS22), система циркуляции воды, обогрев здания.

Кстати, в новой схеме водяное охлаждение получили не только про-цессоры, но и чипы памяти и некоторые другие критические эле-менты сервера.

секунду комплекс потребляет около 20 киловатт. Это не ре-корд, но параметр достойный. Так, первая десятка в рейтинге «самых зеленых» суперкомпью-теров планеты (Green500) об-ладает производительностью от 400 до 770 миллионов операций в секунду на ватт потребляемой мощности. Кстати, недавно от-метившийся рекордом скорости китайский суперкомпьютер об-ладает показателем экономич-ности в 620 мегафлопсов на ватт.

Но если вспомнить, что до 9 киловатт дарового тепла от «Аквазара» идут на полезный обогрев помещений универси-тета, параметры отдельно взя-той «водяной», то есть экспери-ментальной части выглядят еще привлекательнее.

IBM сообщает, что при об-щей производительности 22-х серверов QS22 в 3,4 терафлопса они вместе с сопутствующим оборудованием тянут из сети 7,5 киловатта мощности. Но при этом 4,5 кВт генерируют в виде утилизируемого тепла. С его учетом эффективность «Аква-зара» составляет уже 1,1 гига-флопса на ватт.

Технология охлаждения «Аквазара» масштабируется до машин петафлопного класса. Но для IBM это только исследо-вательский полигон. Испытания компьютера помогут инжене-рам и ученым в разработке еще более «уплотненных» машин.

Доктор Бруно Мишель (Bruno Michel), руководящий в

2011 • январь 23


IBM Research – Zurich исследова-ниями по системам охлаждения чипов, один из главных авторов «Аквазара», говорит: «Мы пла-нируем, что за 10-15 лет сможем утрамбовать такую систему в ку-бик сахара».

Чтобы достичь уровня «ку-бика сахара», IBM намерена соз-дать чипы, в которых сразу не-сколько процессоров сложены один на другой практически без зазора. Между такими схемами будут проложены разветвлен-ные сети водяных каналов тол-щиной с человеческий волос.

Столь плотная упаковка решит сразу несколько про-блем: радикально сократится расстояние между чипами, что благотворно скажется на ско-рости вычислений, уменьшится длина соединений (будет ниже энергопотребление), общий размер компьютера окажется скромнее.

Этот подход, своего рода третье измерение для закона

Мура, IBM уже апробирует в своих лабораториях. Пару лет назад она сумела организовать охлаждение трехмерного чипа, а позже построила сэндвич из четырех процессоров. С такими устройствами компания намере-на отработать тончайшие кана-лы для подвода воды, а еще вер-тикальные электрические связи

Обогревая помещения (3) горячей водой от компьютеров (1), пресловутый углеродный след дата-центров и суперкомпью-

терных центров можно сократить на 85%, – утверждают разработ-чики «Аквазара». 2 – промежуточный теплообменник.

От идеи многослойных процессоров (слева вверху) к первым прототипам (на снимках): IBM считает, что водяное охлажде-

ние схем не сказало своего последнего слова.В будущем можно испытать в роли теплоносителя смесь воды и микрокапелек масла (аналог плазмы крови и кровяных клеток). Для снижения жидкостного трения и насосных потерь поверхности микроканалов можно сделать гидрофобными... В общем, тут еще поле непаханое для исследований.

между слоями схем (они должны быть водонепроницаемы).

Компьютер такого рода должен оказаться быстрым, компактным и «зеленым». По-следнему обстоятельству об-радуются не только экологи. «В будущем компьютеры будут доминировать сообразно энер-гетическим затратам – работа дата-центра будет обходиться дороже, чем его постройка», – прогнозирует Мишель.

Собственно, уже сейчас вла-

дельцы мощных конгломератов компьютеров ощущают на своих кошельках, сколь немало стоит подпитывать «прогресс» из ро-зетки. По оценке аналитической компании IDC, в прошлом году дата-центры Земли «сожгли» 330 тераватт-часов или примерно два процента от мировой выра-ботки электроэнергии.

24 январь • 2011

Я«Я пытаюсь изменить мир и проторить дорогу моторизиро-ванным моноциклам», – гово-рит Томас Ранк (Thomas Rank), житель баварского Ансбаха. По-следние шесть лет он посвятил разработке устройства по име-ни FlyRad («летающее колесо»), которое должно выйти на ры-нок в 2011 году по неназванной пока цене.

Аналогия с отбойным мо-лотком действительно напра-шивается больше других. FlyRad обладает схожими с молот-ком формой, размерами (чуть больше метра в длину) и весом (22,5-26,5 кг), имеет похожие ру-коятки и точно так же во время эксплуатации болтается между ног, смещаясь вперед-назад. На этом сходства заканчиваются.

По словам очевидцев, немецкий изобре-татель вскакивает на свое детище, как ведьма на метлу, а его транспортное средство при этом похоже на отбойный молоток, который буксирует наезд-ника. Сам 43-летний новатор не при-бегает к сравнениям – он твердит об ощущении полета, которое дарит его одноколесный аппарат наряду с други-ми «беспрецедентными, немыслимыми возможностями».

баварец обогатил катание на роликах верным признаком отбойного молотка


http://www.youtube.com/watch?v=Y82gj_KjYQs&featurehttp://www.youtube.com/watch?v=FdvdPN4JHBY&featurehttp://www.youtube.com/watch?v=eW7LwZYJ_lY&feature


Томас Ранк уверен, что с его изобретением кататься на роликах даже безопаснее, чем без оного. Какое спорное утверждение.

2011 • январь 25

Дальше – различия, ибо ра-бочему с отбойным молотком не резон вставать на роликовые коньки, тогда как пользователю «флирада» без роликов не обой-тись. FlyRad, по словам Томаса Ранка, является «идеальным дополнением» к конькам. Это во-первых.

Во-вторых, там, где у удар-ного инструмента находится долото, FlyRad располагает 12-дюймовым колесом, которое через цепную передачу связано с электромотором мощностью от 350 до 1000 ватт.

Энергию «флираду» постав-ляет литиево-железофосфатный аккумулятор: его полной за-рядки, занимающей 4-6 часов, должно хватить на 50 киломе-тров пробега. В-третьих, на от-бойном молотке невозможно

Тогда как на 98,9% фотографий FlyRad демонстрирует Томас, в соавторах изобретения числится Шелли (Shelley Rank) – ве-

роятно, это та девочка, которую тоже можно увидеть на «флираде».

Рекомендуемый возраст пользователя «флирада» – от 15 до 99 лет. В арсенале Ранка есть три версии: для детей, под-

ростков и взрослых. По словам разработчика, в нынешней модели спидометр, ручка тормоза и подстаканник сами подстраиваются при изменении поло-жения наездника. Фару, правда, нужно переворачивать вручную.Томас также предусмотрел электронный ограничитель скорости, кнопку для его отключения Stopp-All-Limits-Switch и пульт дистанцион-ного управления для езды со свободными руками


представляет, конечно, сидячее положение. В этом случае на-ездник усаживается (отчасти) сам у себя на коленях. Он также может отпустить руль и ехать без рук – как раз в этом, по мне-нию изобретателя, заключается ощущение полета.

Свой FlyRad Томас явил миру на ярмарке iENA («Идеи, изобретения, новые продукты»), прошедшей с 28 по 31 октября в Нюрнберге. Говорят, изобре-тение Ранка даже заслужило серебряную медаль выставки. Точнее, одну из 106 серебряных медалей, розданных независи-мым новаторам наряду с 79 зо-лотыми и 74 бронзовыми.

Для «флирада» это высо-кая оценка, учитывая, что дру-гие продукты из той же узкой ниши – буксировщики ролле-ров EasyGlider и PowerSki – по-лучив 15 минут славы, тихо пре-кратили свое существование за ненадобностью.

разогнаться до 40 км/ч, а у «флирада» это максимальная скорость.

FlyRad позволяет ехать на себе стоя, сидя и на корточках, причем позиции можно менять на ходу. Наибольший интерес

Когда юный изобретатель задумал новое компактное средство передвижения для города, по всему выходило, что оно долж-но быть одноколесным, то есть моноци-клом. Вскоре выяснилось – одного колеса, увы, явно маловато. Тогда появился не-правильный, двухколесный моноцикл, но и он оказался несовершенен… А недавно в результате последней модернизации количество колес снова изменилось.

У

двухколесный одноколесный Uno стал трехколесным


http://www.youtube.com/watch?v=hXO4Ki8qsvk&feature

Куча железа, сдобренная сенсорами, рычагами и электромоторами. Такова плата за попытку совместить в одном изделии противоречивые свойства.


26 январь • 2011

Удивительную спираль эволюции продемонстриро-вали 21-летний канадский изобретатель Бен Галак (Benjamin Poss Gulak) и его американская компания BPG-

Motors. Три колеса их пер-сонального транспортного средства не только вращают-ся, но и двигаются по своему разумению. И это нагромож-дение частей, эта сложность

2011 • январь 27

Uno образца 2008 года. Яркая окраска, обтекатель, све-тотехника – ни дать ни взять мотоцикл, только странный.

До превращения его в «практически мотоцикл» оставался лишь шаг.

Бен около своего дома близ Торонто. С этого

прототипа началась эволю-ция Uno.


http://www.youtube.com/watch?v=hXO4Ki8qsvk&feature

явилась на свет как продол-жение замысла, гласящего «выкидываем все лишнее»!

Напомним, идея электри-ческого транспортного сред-ства с одним колесом и мото-циклетным седлом восходит к стародавнему концепту Bombardier EMBRIO, родив-шемуся, что примечательно, в той же Канаде. Виртуальную модель «эмбриона» дизайне-ры показали в 2003 году, дав повод для шуток: мол, в буду-

щем у машин колес совсем не останется.

В теории одного колеса хватало с избытком – тут тебе и компактность, и маневрен-ность, и ультрасовременная внешность, и много чего еще. Техническая выполнимость особо не оспаривалась, ведь способность автоматически


28 январь • 2011

держать равновесие как раз в то время доказал одноосный самокат Segway.

В основе работы упо-мянутых устройств лежит вполне ясный принцип: ги-роскопы отслеживают на-клон, электроника думает, электромоторы исполняют. Но так как дьявол кроется в деталях, разработка любого нового самоуравновешиваю-щегося аппарата – инженер-ный подвиг. Его Бен Галак и совершил в 2007 году, явив миру первый прототип Uno. У того образца, правда, было уже два колеса, но визуально они почти сливались в одно, ибо стояли плотнячком друг к другу (формально это был дицикл).

В 2008 году Бенджамин, «обросший» к тому моменту наставниками и единомыш-ленниками, трансформиро-вал исходный проект. Новое поколение Uno, сходное по устройству, было уже больше пригодно для серийного вы-пуска и вид имело абсолютно товарный, однако…

Увы, оседлавший вторую генерацию Uno человек вряд

лесами и предпоследняя модель трансформера. Как ведет себя ма-шина в щекотливый момент смены режима движения, изобретатель подробно не рассказывает, ссылаясь на необходимость дальнейшей шлифовки технологии.Тут стоит вспомнить, что у конвертопланов (гибридов самолета и вертолета) самый опасный момент – переход на лету между двумя способами создания подъемной силы.

Галак верхом на про-тотипе моноцикла с

двумя сдвигающимися ко-

2011 • январь 29


их созданию. Именно поэто-му дельфины так похожи на рыб, хотя не имеют к ним ни-какого отношения. В биоло-гии это называется конвер-

гентной эволюцией.Как раз таким путем про-

должилось совершенство-вание аппарата. Добавив схеме с разъезжающимися

Последнее поколение Uno. На крейсерской скорости этот аппарат легко перепутать с мотоциклом, и только при спо-

койном катании по переулкам или парковкам можно увидеть главную изюминку машины – балансирование на одном (трой-ном) колесе.

ли способен избавиться от ощущения, что при резком торможении немедля пере-кувыркнется через руль. Все электронные премудрости не могут защитить изобретение Бена от действия законов фи-зики. Передвигаться на таком аппарате следует с осторож-ностью, а канадцу хотелось нормальных скоростей.

Решение, конечно, на-шлось. Эволюционировав-ший Uno обрел продольную балку под брюхом, вдоль ко-торой два его колеса могли расходиться взад и вперед по мере набора скорости. Так моноцикл на ходу трансфор-мировался во вполне обыч-ный электробайк.

Уверенности и надежно-сти прибавилось. Но маши-на стала сложнее, тяжелее и крупнее. В сравнении с обыч-ным мотоциклом она все еще смотрелась несколько компактнее, но ее преиму-щество в маневренности (в режиме с совмещенными колесами) было призрачным. Трудно представить место на улицах города, где не смог бы развернуться владелец обычного байка или скуте-ра. Неужели Бен и вправду решил ездить на Uno внутри зданий?

Если вы хотите быстро плавать, вам необходимо вы-тянутое тело, заостренный нос и плавники. И не важно, по какому пути вы пришли к


30 январь • 2011

колесами симметрии, кана-дец получил феноменальный моноцикл о трех колесах. Уже не «моно», не «стерео», а до-машний кинотеатр какой-то. Впрочем, «моно» его можно смело величать до скоро-сти 24 км/ч, ведь именно на ней происходит практически мгно венное преобразова-ние.

Процесс впечатляет. Только что все три колеса ка-тились бок о бок, фактически работая как одно широкое, но вот электроника дает ко-манду – и среднее выскаки-вает вперед, а крайние сме-щаются назад и прижимаются друг к другу. От неправиль-ного мотоцикла не осталось и следа – перед нами вполне обычный на вид байк.

Галак признается, что процесс перехода между двумя способами езды для пилота Uno «очень страш-ный». Все происходит за се-кунду. Но команда изобрета-теля работает над отладкой механизма и алгоритма сра-батывания. В финальном ва-рианте, уверяет новатор, все будет хорошо.

Эволюционный ли это ту-пик или гениальное озарение – ответят только покупатели Uno. BPG-Motors намерена в течение года выпустить пробную партию из 30 «мо-ноциклов» по цене около $25 тысяч (по мере роста произ-водства она может быть сни-

Бен полагает, что внешнее сходство его электробайка с привычными двухколесными машинами – это плюс. Мол,

людям легче будет принять Uno как эволюцию уже известного. Вот только эволюция эта какая-то странная. Поставив перед со-бой задачу получить мотоциклетную устойчивость, Галак пришел к закономерному решению. И – о чудо! – это оказался мотоцикл. Правда, на малой скорости он может показать пару цирковых трю-ков, но какова их ценность в реальной дорожной обстановке?

жена втрое). Это, конечно, все равно немало за аппарат с максималкой 56 км/ч.

Полагаем, трансформер Бенджамина столкнется на рынке с той же проблемой,

2011 • январь 31


Оранжевый моноцикл мечтательно вмонтирован в нью-йоркский пейзаж. Появление Бена на шоу изобретателей-

предпринимателей Dragons Den помогло канадцу найти спон-соров, так что мелкую серию Uno мы, вероятно, увидим. А вот дальше...

Все транспортные средства получаются у Галака воисти-ну диковинные. Только недавно мы рассказывали о его

самокате-вездеходе DTV Shredder.

что и Segway. Промежуточный по характеристикам аппарат, с заоблачной ценой и специ-фичной категорией пользо-вателей, застрял между ми-рами, между полноценным транспортом и спортивно-развлекательными снаряда-ми, между тротуаром и до-рогой.

В том же тупике, скорее всего, окажется другой кана-дец, создатель другого само-балансирующего моноцик-ла SBU, несмотря на то что коллега Бена выбрал иную дорожку и предельно упро-стил конструкцию своего де-тища…

Думается, стремление Га-лака к универсальности Uno может сыграть с автором проекта плохую шутку. Гово-ря об ареале обитания, Бен рассуждает даже о загород-ных поездках, и во многом

из-за них пришлось городить огород со сдвижными коле-сами. И все это обернулось чрезмерным усложнением с парадоксальным, на первый взгляд, ростом числа колес. Кстати, если продолжить уже начатую линию, Uno можно кое-что добавить. Ну, для большей устойчивости.

32 январь • 2011

У

Самый дальний пробег без подзаряд-ки для обычного авто на загородной трассе послужил рекламой молодому производителю батарей. Мало кому известная компания утверждает, что ее продукт – это высокая удель-ная емкость, отменная мощность, прекрасный КПД и потенциальная дешевизна. Трудновато поверить. А ведь авторы новации говорят еще и о скором серийном производстве.


редкий тип батареи заявил о себе электро-мобильным рекордом

дело техникитехника, механизмы, электроника

Новый рекорд интересен не столько километрами, сколько технологией, которая за ним стоит. В некотором роде это темная лошадка, которая может с равной вероятностью как не дойти до финиша (успеха на рынке) вовсе, так и обойти соперников.

Удивили мир две немецкие компании – энергетическая Lekker Energie и специалист по аккумуляторам DBM Energy. Они построили электрическое авто Lekker Mobil («леккермобиль») на основе давно снятого с про-изводства хэтчбека Audi A2.

В ночь с 25 на 26 октября этот аппарат добрался из Мюн-хена в Берлин, потратив на дис-танцию в 605 километров чуть менее семи часов.

У Бранденбургских ворот желто-фиолетовый экипаж

ожидала пресса. Вышедший из-за руля A2 исполнительный директор DBM Energy Мирко Ханнеманн (Mirko Hannemann) пошутил: «Если кто-то из жур-налистов хочет зарядить свой iPhone, у нас осталось еще не-много электроэнергии». Немцы утверждают, что после пробега в батарее сохранилось 18% от начального запаса.

Для сравнения вспомним, что в мае нынешнего года мало-литражка Daihatsu Mira, пере-деланная на электротягу япон-

2011 • январь 33


27-летний Ханне-манн (на снимке

он выходит из машины) – физик, выпускник Техниче-ского университета Ильме-нау (TU Ilmenau).

ским клубом электромобилей (JEVC), проехала на одной за-рядке 1003,184 километра. Но тот рекорд был поставлен на закрытом треке и при средней скорости 40 километров в час. А «леккермобиль» шел по трас-се с темпом 88 км/ч.

Что касается пробега по обычному шоссе, то та же самая Mira в прошлом году показала 555,6 километра на одной за-рядке. Так что немцы действи-тельно покорили новую высоту.

При этом важно, что у японцев аккумуляторный блок занимал существенную долю полезного пространства вну-три переделанного авто, а DBM ухитрилась не потревожить ни салон машины, ни ее багажник.

Ячейки от DBM Energy от-носятся к литиево-металл-полимерным батареям (LMP). Эта многообещающая разно-видность химических источни-ков тока появилась еще в 1990-е годы. Тогда над технологией независимо работали сразу не-сколько компаний.

Сейчас и опыты продолжа-ются, и даже единичные про-изводители LMP есть, но диа-пазон применений таких ячеек пока очень мал. А для транс-порта это и вовсе – невиданная диковинка.

Ключевое отличие LMP от родственных литиево-ионных батарей: первые используют металлический литий, в то вре-мя как у вторых этот элемент существует либо в форме окси-

клов заряда-разряда. А ведь электромобилям требуется стойкость батарей хотя бы на 1000 циклов.

Основанная в 2009 году DBM Energy взялась преодо-леть все эти трудности. И ныне, по уверениям Ханнеманна, LMP стали пригодны для использо-вания в электрических транс-портных средствах.

да (или фосфата), либо в виде ионов внутри углеродного ма-териала. Кроме того, в LMP при-меняется твердый электролит.

Тему LMP ученые и инже-неры едва не забросили, так как долго не могли решить ряд проблем. Батарея нормально работала только при 60 гра-дусах Цельсия, что требовало сложной системы контроля за температурой. Да и вопрос без-опасности стоял остро.

Не менее печально выглядел срок службы LMP-аккумулятора: поначалу это были 100-200 ци-


34 январь • 2011

Емкость аккумулятора, поставленного на A2,

равна 115 киловатт-часов. Потраченные на 605 кило-метров 94,3 кВт-ч означают средний расход электриче-ства в 156 ватт-часов на ки-лометр. Это неплохо, учиты-вая, что в ту холодную ночь Мирко включал в салоне обо-греватель.

29 января 2010 года Ханнеманн и его стартап получили специальный приз за инновации в рамках ежегодной пре-

мии «Интеллектуальный автомобиль» (Auto der Vernunft). Жюри высоко оценило батарею редкого типа, открывающую новые возможности для транспорта.На церемонии вручения Мирко заявил, что рассчитывает прое-хать на электромобиле от Мюнхена до Берлина без подзарядки, а вот теперь осуществил задуманное.

Собственную технологию LMP немцы назвали Kolibri AlphaPolymer. Но о ее тонкостях компания – молчок. Разработ-чики лишь уверяют, что само-произвольное возгорание этой батареи исключено, даже при ударах, и что аккумулятор Kolibri полностью работоспособен при температурах от -40 до +100 °С.

Известно также, что в LMP используется меньше лития, чем в традиционных литиево-ионных аккумуляторах, что в новинке нет дорогостоящего кобальта, что ячейки Kolibri не-сколько легче и мощнее нынеш-них литиевых батарей и к тому же обладают КПД в 97%.

И еще приятный сюрприз: при наличии мощной розетки с должным напряжением и током

батареи Kolibri AlphaPolymer можно заправить за шесть минут. По этому параметру немецкие LMP могут поспо-рить с японскими батареями-пятиминутками SCiB, появление которых на электромобилях только ожидается.

Мирко не может сказать, сколько будет стоить его серий-ный аккумулятор. Это зависит от масштаба производства. Тео-ретически же себестоимость LMP может быть вдвое мень-шей, чем у нынешних литиево-ионных батарей.

Мирко уже предлагали по-пробовать поставить новый

2011 • январь 35


Чтобы догнать Японию и Корею на ниве мас-

совой электрофикации авто-транспорта, в частности, со-вершенствовать технологии аккумуляторов и развивать сети зарядных станций, гер-манское правительство вы-делило различным немецким компаниям $700 млн. А на проект Ханнеманна с рекорд-ным А2 $380 тысяч предоста-вили власти Берлина, города, в котором базируется DBM Energy.

Над совершенствованием LMP работают не только в Ев-ропе. Эксперименты с такими ячейками ставит американ-

ский консорциум передовых батарей (USABC) при содействии ряда организаций США и Канады. На верхнем рисунке – их про-ект.Внизу: американская компания Infinite Power Solutions выпуска-ет совсем крохотные LMP-батареи THINERGY MEC, предназна-ченные для встраивания в микрочипы, сенсоры, смарт-карты и так далее. Прямоугольники MEC со сторонами от 1 до 5 сантиме-тров обладают толщиной всего 0,17 миллиметра и весят мень-ше грамма. По составу электродов и электролита они несколько отличаются от американских собратьев, но в целом устроены очень похоже.

ответил: «Оптимистично? Хоть сейчас».

аккумулятор на электриче-ское инвалидное кресло, но он считает такой проект слиш-ком скромным, мол, при таком малом энергопотреблении все достоинства Kolibri попросту не раскроются. Немецкий новатор надеется на внимание автопро-изводителей.

На вопрос «когда компа-ния сможет начать крупномас-штабное производство новых аккумуляторов?» Ханнеманн

Перед тем как по-строить рекордный

электромобиль, немцы апро-бировали новые батареи на вилочном погрузчике в ком-пании Papstar. Аппарат пока-зал, что способен работать по 28 часов без зарядки.

36 январь • 2011

ППоля солнечных батарей могли бы дать миру колоссаль-ное количество электричества. Вопрос в том, как сделать та-кие сооружения экономически оправданными. Свой ответ на него пытается дать экзотический «проект разведения солнечной энергетики в Сахаре» (Sahara Solar Breeder Project).

Вместо того чтобы вести ты-сячи тонн солнечных панелей

через моря, предлагается про-изводить такие батареи на ме-сте, на краю пустыни. Сырье же будет браться буквально под но-гами. Ведь песок – богатейший источник кремнезема.

Из него можно было бы из-влекать кремний для солнечных батарей. Их следует выпускать здесь же. После того как мощ-ность одного такого поля до-стигнет определенной величи-

Солнечные электростанции, кото-рые производят другие солнечные электростанции, которые... Этот экспансивный процесс, если ему дать где разгуляться, например в пусты-не, обеспечит человечество прорвой энергии. Такой необычный план спасе-ния планеты от нехватки энергии и экологического коллапса придуман в Японии.


Японцы вообразили размножение электростанций в сахаре


Солнечные электростан-ции в пустынных местно-стях существуют давно, к примеру, в Неваде (на снимке). Однако охватить подобной стройкой суще-ственную часть Сахары – смелый план. Зато в случае успеха и выигрыш будет велик.

http://www.youtube.com/watch?v=UdO6T1TIDzQ&feature

2011 • январь 37


Основной принцип «солнечного размножителя» прост: сол-нечные батареи за счет вырабатываемой энергии должны

обеспечить основу для дальнейшей своей экспансии.

шести японских университетов и институтов, а также алжир-ского научно-технологического университета Орана (USTO).

Проект, предусматриваю-щий создание в Африке иссле-довательского центра по сол-нечной энергии (Sahara Solar Energy Research Center – SSERC), весной 2010 года был отобран JST для дальнейшего продвиже-ния. Рассчитан SSERC на пять лет, и его цель – разработка и испы-тание технологий, необходимых для того, чтобы Solar Breeder мог стать реальностью.

Прежде всего речь идет об извлечении кремния из песка, причем с достаточно высокой чистотой продукта, чтобы из него можно было создавать сол-нечные панели. Такой техноло-гии пока нет. Но авторы плана надеются соорудить опытную установку по переработке пе-ска, способную выдавать тонну чистого кремния в год.

Кроме того, в 2011 году ученые намерены построить в

Сахаре одну «свою» солнечную установку мощностью всего 100 киловатт. Она сыграет роль за-кладного камня и полигона. Спе-циалисты намерены узнать, как на этой батарее скажется работа в жестких условиях, как на нее повлияют песчаные бури.

Со сверхпроводящими ка-белями тоже не все еще ясно. Нужная технология, причем промышленная, уже существу-ет. Но нужно выяснить, как наи-лучшим образом прокладывать такие кабели в пустыне, да еще на столь огромные расстояния, каковы окажутся затраты на работу охлаждающего обору-дования...

В общем, перед нами лишь исследовательский проект. Никто еще не может сказать – стартует ли когда-нибудь «само-размножение» электростанций в Сахаре. Но если план сработа-ет, к 2050 году та самая первая 100-киловаттная батарея «раз-множится» до полей произво-дительностью 100 гигаватт. Это

ны, где-то неподалеку можно построить второй завод по пере-работке песка и выпуску солнеч-ных панелей. Ведь сам этот про-цесс требует немало энергии: ее и дадут первые батареи.

Второй завод, выпустив достаточно солнечных ячеек, позволит поставить поодаль третий завод по переработке песка... Так солнечные электро-станции начнут «размножаться» по экспоненте. Причем на ра-боту заводов будет уходить не-большая доля общей мощности солнечных электростанций.

Полученную энергию надо будет переправлять крупным потребителям – в Европу, а мо-жет, и дальше. Тут, полагают японцы, не обойтись без кабе-лей из высокотемпературных сверхпроводников. Их следует охлаждать жидким азотом, а проходить они будут под зем-лей, для минимизации перепа-дов температуры грунта.

Лидер данного проекта, профессор Хидеоми Коинума (Hideomi Koinuma) из Токий-ского университета (University of Tokyo), впервые представил свой план в 2009 году. Тогда это была только мечта. Но теперь сделаны первые скромные шаги к ее воплощению.

Дело сдвинулось с мертвой точки стараниями двух японских агентств – по наукам и техноло-гиям (JST) и по международно-му сотрудничеству (JICA). Под их эгидой ныне усилия намере-ны объединить специалисты из


38 январь • 2011

Крупнейшая в мире солнечная электростанция на осно-ве фотоэлектрических панелей на данный момент –

Finsterwalde Solar Park в Германии. Первая очередь этого солнеч-ного парка была построена в 2009 году, а вторая и третья – в 2010-м. Пиковая мощность «парка» составляет 80,7 мегаватта.

солидная величина – порядка 3% от установленной мощно-сти электростанций всего мира. А что будет дальше, можно толь-ко фантазировать.

По степени воздействия на человечество Коинума сравни-вает «засеивание Сахары» сол-нечными панелями с высадкой астронавтов на Луне, потому дал своему проекту еще одно название – Super Apollo. Первое слово – это не просто обозначе-ние превосходной степени, но и намек на использование сверх-проводников, а второе – отсыл к знаменитой космической про-грамме американцев и имя бога Солнца.

Конечно, в идее Хидеоми еще много белых пятен. Эконо-мику цикла еще предстоит оце-нить в деталях. И тут умельцам из Страны восходящего солнца есть на кого ориентироваться. Похо-жий замысел лелеет организация Desertec Foundation и целый кон-гломерат немецких компаний. Они собираются к 2020-2025 году выстроить в Сахаре комплекс солнечных электростанций на все те же 100 гигаватт.

План немцев куда более при-земленный: тут нет экспоненци-ального «размножения» заво-дов солнечных батарей, самих батарей тоже нет, а вместо них предполагается использовать термальные электростанции с зеркалами-концентраторами. И линии электропередачи для переброски энергии в Европу планируются классические.

Тем не менее стоимость про-екта Desertec Foundation оце-нена в сотни миллиардов евро. Интересно посмотреть – сумеют ли японцы с алжирцами сокра-тить затраты со своей стратегией «разведения» электростанций.

Проект SSERC имеет и еще одно важное назначение. Кои-нума рассчитывает, что «солнеч-ный» центр в Алжире сыграет

роль катализатора развития местной науки и промышлен-ности. В рамках проекта японцы собираются делиться своими знаниями и технологиями с под-растающим поколением афри-канских ученых и инженеров, ко-торым, если все пойдет по плану, и предстоит превращать в быль японскую сказку о пустынной сети солнечных электростанций.

План японцев в общих чертах. Местные энергия и материа-лы не только позволят производить все больше солнечных

панелей, но и опреснять воду, необходимую для отвоевания тер-ритории у пустыни.

2011 • январь 39

ППодобно давнему и до-вольно таинственному кон-цепту винной бутылки с экраном сосуд от Medea пред-лагает дегустаторам прочесть какое-нибудь полезное или не очень сообщение. Прелесть в том, что запрограммировать его может сам покупатель бу-тылки.

По углам светодиодного экрана новинки расположены четыре кнопки, посредством которых можно занести в «во-

дочную память» до шести со-общений, последовательно вы-бирая буквы из проходящего списка.

После программирования нажатие кнопки ON включа-ет показ сообщения (бегущей строкой) на три минуты, после чего бутылка автоматически отключается для экономии встроенной батареи. А всего та способна обеспечить 40 часов непрерывного показа, или год в режиме ожидания.


выпущена первая водка с

программируемой LED-этикеткой

Светодиодная этикетка на новой бутыл-ке сорокаградусной способна запоминать и показывать шесть разных сообщений по 255 знаков каждое. Их предлагает запи-сывать на бутылках голландская водоч-ная компания Medea.

На экран новой бутылки можно выводить ре-

кламу, личные поздрав-ления, комплименты, тосты, стихи и шутки.

40 январь • 2011

вВ классификации сол-нечных вспышек (Solar flare classifications) имеются пять основных градаций по возрас-тающей, и каждая в десять раз больше предыдущей: A, B, C, M и X, а внутри них еще имеется уточнение – от 1 до 9. Вспышка 6 ноября 2010 года достигла

класса M5.4 и создала волны ио-низации в верхних слоях атмос-феры Земли, которые изменили распространение радиоволн низкой частоты, – сообщает NASA.

К счастью, группа солнеч-ных пятен, выдавшая этот зна-менательный всплеск, находи-

наукаприрода, космос, общество

солнечная вспышка поддержала разработку щита для Земли

Светило порадовало ученых одной из самых сильных и ярких в рентгеновском диапазоне вспышек за несколько послед-них лет. Событие послужило поводом заговорить о потенциальной пользе раз-виваемого американским космическим агентством гигантского проекта по за-щите электрических сетей от крупных солнечных штормов.

За вспышкой наблюдал недавно запущенный аппарат SDO.

2011 • январь 41

Выдающаяся вспышка (показан момент выброса плазмы) была сгенерирована активной группой пятен под номером

1121.

За 30-60 минут до удара по нашей планете плазма минует спутник ACE, висящий в точке Лагранжа между Солнцем и Землей. Данные с ACE позволя-ют уточнить скорость и плот-ность облака.

CCMC практически сразу предсказывает силу полей и то-ков в верхних слоях атмосферы Земли и распространение их на земле (так называемые на-веденные геомагнитные токи). Эта информация может быть оперативно передана энергосе-тям, чтобы в самый пик шторма были отключены наиболее уяз-вимые узлы или прекращены опасные для людей ремонтные работы.

Ложные тревоги такого рода могут дорого обойтись компаниям, но и цена аварии не меньше. Так что точность про-гноза тут обладает огромным значением.

Официальный старт про-екту, фактически – декларация самой идеи, был дан в 2007 году. Далее ученые составля-ли план «реакции на атаку», собирали идеи и технологии, которые могли быть включены в щит, испытывали отдельные его компоненты, в частности, прогоняли через компьютер модели солнечно-земных свя-зей.

В 2008 году в сыром и упро-щенном виде эксперименталь-ная «машина предсказаний» уже работала и была провере-на на ряде событий. А в апреле

лась вблизи края диска, так что корональный выброс ушел в сторону от Земли.

Но если высокая актив-ность упомянутых пятен не спа-дет, нас могут ждать сюрпризы. Вследствие вращения Солнца 12–13 декабря данная область окажется близ центра солнеч-ного диска. При таком располо-жении новая вспышка такой же силы и последующий выброс солнечного вещества вызовут на Земле как минимум мощные полярные сияния. Но послед-ствия могут быть и серьезнее.

NASA напоминает, что в 1859 году ряд телеграфных стан-ций был охвачен пожарами. Они возникли от токов, наведенных сильнейшим магнитным штор-мом, в свою очередь вызванным вспышкой на Солнце и чудовищ-ным корональным выбросом (Событие Кэррингтона).

Чтобы минимизировать ущерб от подобных катастроф, NASA разрабатывает проект «Солнечный щит» (Solar Shield). Он опирается на вычислитель-ные мощности межагентского центра компьютерного моде-лирования (CCMC), располо-женного в центре Годдарда (Goddard Space Flight Center).

Цель предприятия – пред-сказание последствий солнеч-ного шторма с точностью едва ли не до «единичного транс-форматора».

Теоретически работает Solar Shield так. Вспышка и выброс фиксируются спутником SOHO и аппаратами-близнецами STEREO. Тут же составляется трехмерная модель потока за-ряженных частиц, позволяющая предсказать, когда он достигнет Земли (а это происходит обыч-но через 24-48 часов).

42 январь • 2011

А здесь вызвавшая небольшой перепо-

лох группа 1121 показана в ультрафиолете за день до события. Снимок со спутника SOHO.

наука

Солнечные вспышки в самых тяжелых случаях могут повреждать электрические трансформаторы. Крупные

сбои в энергосетях США, Европы и Канады по этой причине происходили в XX веке и начале века нынешнего. На снимке – вспышка и выброс 8 сентября 2010 года.

ступают в проект Solar Shield для проверки корректности прогнозов. Беда в том, что пока Солнце не очень активно и действительно ярких вспышек мало.

Может, дальше все изме-нится и ученые наберут в свой портфель немало «образчиков» солнечных вспышек. Но вот что интересно. Насчет уровня ак-тивности Солнца в наступившем и последующем циклах имеется любопытное предсказание: сол-нечные пятна могут вовсе про-пасть, а светило на много лет превратится в паиньку.

2010-го команда составила для NASA финальный отчет о рабо-те – только теперь проект обрел более или менее окончатель-ный вид.

Так что пока «Солнечный щит» как полностью готовый к употреблению конечными пользователями продукт не су-ществует. Можно сказать, что он работает в тестовом режиме, а его создатели только набирают опыт для уточнения компьютер-ных программ.

Тем временем некоторые компании уже разместили в своих энергосетях датчики, фиксирующие последствия сол-нечных штормов для силового оборудования. Эти данные по-

2011 • январь 43

эЭнергонезависимость, хорошая выносливость, ско-ростное переключение со-стояния (быстрее 100 нано-секунд), высокая стойкость к радиации и готовность перей-ти на техпроцесс «меньше 10 нанометров» – лишь некото-рые из преимуществ новой памяти. Кажется, для созда-ния такого шедевра физикам, химикам и электронщикам

пришлось задействовать кучу оригинальных технологий и самые редкие химические элементы.

На деле все было иначе: и техника несложная (она совме-стима с серийной технологией производства микросхем), и материал самый распростра-ненный – кремний и его оксид. И больше тут не нужно практи-чески ничего.

наукаприрода, космос, общество

Память из кремния

превратила дефект в полезное свойство

В поиске быстрой и высокоплотной ком-пьютерной памяти ученые все услож-няют и усложняют схемы. Между тем, оказывается, есть решение более про-стое. Нужно было только пристально посмотреть на эффект, на который раньше внимания не обращали. Именно так недавно в США создали прототип «памятного» чипа, обладающий сразу не-сколькими достоинствами.

Новое исследование от-носится к молекулярной

электронике, которая изучает возможность

применения деталей мо-лекулярного размера в

качестве составляющих логических схем.

44 январь • 2011

наука

Своего рода предысто-рия к этому удивительному открытию произошла год на-зад. Тогда в лаборатории про-фессора Джеймса Тура (James Tour) из университета Райса в Техасе (Rice University) была создана ячейка компьютерной памяти из графита. Ее основой служил углеродный лист 10-нанометровой ширины и тол-щиной в 10 атомов, который под действием тока мог много-кратно разрываться и обратно срастаться, отражая тем самым запись единички или нуля.

В 2009 году ученые так и не выяснили, каков механизм та-кой перестройки практически атомарного уровня, лишь вы-двигали предположения. Те-перь же аспирант Тура Цзюнь Яо (Jun Yao) серьезно продви-нул вперед понимание процес-

са, распространив саму идею на другие материалы.

Там, где окружающие успокоились, Яо начал упор-но копать. Он решил заме-нить графит в такой памяти на какой-нибудь иной материал и посмотреть – что получится. Ни одно наугад взятое веще-ство по описанной выше схеме не работало. После долгого перебора Цзюнь зажал тонкий слой оксида кремния (изоля-

Схема формирования кремниевой нити между контакта-ми и снимок такой структуры под микроскопом. Зеленым

показаны углеродные нанотрубки, которые в одной из версий ячейки ученые применили для локализации места превращения кремния.

Тур (на снимке) и его университетские коллеги известны нашим читателям также по экспериментам с углеродными

нанолентами и созданию серии наномобилей.

тора) между полупроводнико-выми листами из поликристал-лического кремния, который послужил верхним и нижним электродами ячейки.

К удивлению эксперимен-татора, приложение напряже-ния к электродам вызвало пре-образование оксида. В самой его толще поле «освободило» несколько атомов кислорода, а получившийся чистый крем-ний сформировал проводящий столбик из наноразмерного кристалла.

К работе над проектом подключилось еще несколь-ко человек из лаборатории и разных факультетов универси-тета Райса. Как они выяснили, меняя уровень напряжения, состояние такой ячейки (про-водник или изолятор) можно или аккуратно считывать, или менять. Нужный уровень тока, в частности, вызывал эффект обращения: проводящий мо-стик разрушался, снова стано-вясь оксидом.

Очень важно, что такое превращение новая ячейка готова претерпевать огромное

2011 • январь 45

природа, космос, общество

число раз без видимой дегра-дации. (Детали эксперимента раскрывает пресс-релиз уни-верситета и статья авторов опыта в Nano Letters.)

Диаметр кристаллической дорожки оказался равен 5 на-нометрам. Поскольку подводя-щие контакты тут очень просты, это означает, что память такого типа можно будет выпускать с характерным размером эле-ментов в 10 нанометров или даже меньше. Между тем экс-перты считают, что традицион-ной флэш-памяти будет очень трудно взять барьер в 20 нм.

И в то время как в обычной флэш-памяти для манипуля-ций с отдельной ячейкой (за-пись, считывание, стирание бита) требуются три контакта (управляющий затвор, сток,

исток), кремниевая память из Техаса обходится двумя, что должно упростить схему.

Дизайн ячейки также дол-жен облегчить формирование из подобных «перекрестков» многослойного пирога. А вы-ход микросхем в 3D, как давно говорят специалисты, является одним из путей наращивания производительности и емко-сти чипов, плотности размеще-ния их элементов.

Американская компания PrivaTran, специализирующая-ся на микроэлектронике, в сотрудничестве с учеными из университета Райса построи-ла по новой технологии опыт-ный килобитный чип памяти и успешно испытала его.

Ранее от ряда заказчиков, в частности военных, компа-

В новом чипе сетка 32 на 32 пересекающихся кремниевых провода формирует 1024 ячейки памяти. Сердце каждой –

наноразмерный мостик из кремния, который по мере необходимо-сти образуется или разрушается, тем самым записывая и стирая двоичные единички и нули. «Прелесть схемы заключается в ее про-стоте», – радуется Тур.

ния получила средства на соз-дание высокоплотной памяти, так что изобретение Яо и его коллег пришлось как нельзя кстати. Теперь PrivaTran на-мерена распространить эту технологию и на другие виды схем.

Кремниевый чип на пере-ключаемых резистивных эле-ментах стал одним из впечат-ляющих опытов молекулярной электроники, стремящейся вывести вычислительную тех-нику буквально на новые мас-штабы.

Любопытно, однако, что на пути создания этой ориги-нальной схемы могло стать не-доверие самих райсовцев. По словам Тура, когда Яо описал открытый эффект коллегам по лаборатории, они просто не поверили ему. Яо пришлось убеждать соратников, что за переменой проводимости ячейки стоит более замысло-ватый процесс, нежели кажет-ся на первый взгляд.

Джеймс говорит: «Другие люди, увидев такое, сказали бы разочарованно – ой, у нас тут произошел пробой оксида кремния. И просто выкинули бы чип. И только Цзюнь дога-дался, что речь идет не о про-бое, а о превращении микро-скопической толики оксида внутри пластины в чистый кремний. Таким образом, эф-фект сидел и ждал, чтобы его использовали», – заключает исследователь.


46 январь • 2011

ГГолографическое теле-присутствие (holographic telepresence) – это голография с постоянной и быстрой переза-писью изображения в реальном времени. Прогресса в развитии этой технологии добились про-фессор Нассер Пейгамбарян (Nasser Peyghambarian) и его коллеги из университета Ари-зоны. Ученые действовали в

кооперации со специалистами из Nitto Denko Technical (кали-форнийского подразделения японской корпорации Nitto Denko).

Новая система, по увере-нию ее авторов, способна на частоту обновления изображе-ния в один кадр за две секун-ды. Правда, в представленных роликах зрителям предложено

интернет и связь в Украине и в миресетевое окружение

В этой фигурке трудно распознать истребитель F-4 Phantom, однако разрешение и полный цвет – дело наживное. Главное, что сама технология передачи динамичных трехмерных изображений работает как задумано.

в связи с голограммами наметились некие подвижки

Американцы утверждают, что осуще-ствили прямую трансляцию подвижных голографических изображений, то есть широко шагнули в то самое будущее, где трехмерная проекция человека на равных общается с живыми людьми. Ученые говорят, что успех им принесла технология, принципиально отличная от известных 3D-дисплеев, и деловито рассуждают о перспективах ее приме-нения. Все это, впрочем, не мешает до-стигнутым результатам выглядеть более чем скромно.

http://www.youtube.com/watch?v=tC3vgfy5XI8&featurehttp://www.youtube.com/watch?v=kbk5_XEZ3DQ&feature

2011 • январь 47

Команда продемонстрировала, что голографическое теле-присутствие обеспечивает картинке свойство полного парал-

лакса: объект можно рассмотреть одновременно с разных сторон, и каждый зритель видит свою сторону предмета (или человека). Все это, разумеется, без всяких очков и систем отслеживания по-ложения глаз зрителей.

Одно из преимуществ новинки – изображение записывает-ся с одной стороны пластины, а просматривать его можно

с другой. Стало быть, лазерную установку можно скрыть так, что несколько зрителей, расположившись вокруг экрана, будут видеть лишь иллюзорный трехмерный объект.Кстати, хотя в прототипе изображение монохромное, ученые уже экспериментируют с пластинами, которые позволят передавать по каналам связи и цветные голограммы.

рассматривать с разных точек зрения статичные кадры.

Может показаться, что неве-лика разница. Будь там хотя бы и серия кадров (по одному в пару секунд) – это все равно смехот-ворно мало, ведь для нормаль-ной видеоконференции нужны 30 кадров в секунду. Однако, чтобы оценить новое достиже-ние в полной мере, нужно знать предысторию.

Нынешние объемные дис-плеи – неважно, автостерео-скопические или требующие специальные очки – выдают вполне реалистичное 3D-

ные фильмы, графика из игр и так далее.

Но при этом зритель, сме-стившись относительно центра экрана правее или левее хоть на 60-80 градусов, все равно не сможет увидеть ухо смотрящего точно на него персонажа – про-сто потому, что с этой стороны объект не был записан.

Иное дело голограммы. Специальные пластинки, сохра-няющие интерференционную картину, при правильном осве-щении воспроизводят верный поток лучей «от предмета» – с какой стороны на такой снимок ни посмотри. Так создается иллю-зия трехмерной копии вещицы в фотографической рамке.

До голографического дис-плея отсюда один логичный шаг: нужно сделать так, чтобы голограмму на пластине можно было быстро стирать и переза-писывать в реальном времени, да еще по сигналу, передавае-мому извне. Такой переход, од-

изображение заранее отснятых предметов, будь то трехмер-

48 январь • 2011

сетевое окружение

нако, оказался технически не менее сложным вызовом, чем изобретение голографии самой по себе.

Для постоянной перезаписи нужны были материалы, быстро перестраивающие свою струк-туру в ответ на воздействие ла-зера. Подобрать их оказалось непросто. К примеру, в Масса-чусетском технологическом ин-ституте (MIT) систему с подвиж-ными голограммами построили еще в 1989 году.

Увы, изображение в ней занимало объем всего 25 куби-ческих миллиметров. Это было бесконечно далеко от практи-ческого применения, а попытки нарастить размер дисплея пре-секались ухудшением качества картинки и ростом сложности оптики, что ввергло сторонни-ков голографических видеоси-стем в отчаяние.

Основание для оптимизма появилось в 2007 году, когда Nitto Denko Technical при уча-стии Нассера и ряда его коллег создала полимер, способный играть роль голографической фотопластинки многократного действия.

Размер чувствительно-го материала достигал 10х10 сантиметров. При этом макси-мальный темп перезаписи изо-бражения на такой пластине составлял один кадр за три-четыре минуты.

Ныне та технология суще-ственно усовершенствована. Со слов одного из ее авторов

Пьера-Александра Бланша (Pierre-Alexandre Blanche), экран из нового фоторефрактивного материала способен обновлять голограмму каждые две секун-ды, что «делает его первым, который можно описать как систему с отображением в ква-зиреальном времени».

Начинается все с 16 камер, полукругом стоящих вокруг объекта. Они снимают его с разных сторон. Компьютер про-водит обработку данных и пе-редает информацию, необходи-мую для создания голограммы, через цифровой канал в другую комнату (город, страну).

Там в дело вступает кодиру-ющий импульсный лазер, вспы-хивающий с частотой 50 герц при длине одного импульса в наносекунду. Его свет склады-вается с волнами от опорного лазера, а интерференционная картина запечатлевается на по-

верхности дисплея. При этом каждая вспышка лазера за-писывает один хогель, или го-гель (hogel – сокращение от holographic pixel, голографиче-ский пиксель).

Происходит запись так. По-лимерный композит сложного состава в новом экране зажат между двумя прозрачными электродами. Когда свет от ла-зеров попадает на молекулы сенсибилизатора в составе ком-позита, они создают разделение зарядов.

Полимер, подобранный учеными, намного лучше про-водит положительные заряды, чем отрицательные, так что первые уходят прочь от места возникновения.

В свою очередь разделение зарядов создает электрическое поле, которое меняет ориента-цию красного, зеленого и си-него пигментов в составе ком-

Образец многократно перезаписываемой голограммы 2007 года. Частота обновления раз в несколько минут не

позволяет считать ее подвижной.

2011 • январь 49

интернет и связь в Украине и в мире

позита. Теперь, когда хогель освещается внешним светом от светодиодов, он создает нужную точку в общей голограмме. А че-рез пару секунд новая вспышка наносекундного лазера меняет хогель в соответствии со сле-дующим кадром видео.

В качестве теста системы ее авторы устроили видеокон-ференцию, в ходе которой го-лографическое изображение сотрудника Nitto Denko пере-давалось из Калифорнии в Ари-зону.

Поперечник экрана в ны-нешней установке составляет 10 дюймов (25,4 см), но авто-ры технологии уже тестируют большие пластины (вплоть до 17 дюймов). Скорость об-новления изображения тоже может быть увеличена: для этого нужно модифицировать красители в полимере, чтобы они меняли свое состояние быстрее, а также перейти к лазерам, выдающим более ко-роткие импульсы с большей частотой.

Упрощенный принцип записи голограммы: опорный луч (вверху) и объектный луч (внизу) через систему линз проеци-

руются на фоточувствительный материал (оранжевая полоса), в котором волны смешиваются, а картина их интерференции запи-сывается.Освещение такой пластины опорным лучом позволяет восстано-вить трехмерную картину, которую нес луч объектный. Внизу: съем-ка модели замка с новой системой.

«Голографическое теле-присутствие означает,

что мы можем записывать трехмерные изображения в одном месте и воспроизво-дить их в любой точке мира в реальном времени», – говорит Нассер Пейгамбарян. До сих пор голографическая запись могла похвастать хорошим разрешением и глубиной изо-бражений, но не динамикой.

Системы трехмерной видео-связи, игры и реклама – далеко не все направления, в которых при-годятся подвижные голограммы. К примеру, они очень понравятся медикам. Вокруг голографическо-го пациента, лежащего на столе-дисплее, можно будет собирать консилиумы, в которых будут перемешаны участники, присут-ствующие живьем и находящиеся в других городах, хирурги смогут принимать дистанционное уча-стие в операциях.

Еще благодаря голограм-мам инженеры получат возмож-ность с безопасного расстояния следить за ходом процессов на опасных производствах… Тако-вы перспективы новой системы, если ученым удастся нарастить размер, разрешение изображе-ния и частоту кадров.

50 январь • 2011

ЧЧтобы выяснить, как кошки лакают, профессор Массачу-сетского технологического ин-ститута (MIT) Гарольд Эдгертон (Harold Edgerton) использовал стробоскопическую съемку еще в 1940 году. Тогда стало из-вестно, что кончик своего языка животные загибают не вперед, что кажется логичным, а назад, так что первой в жидкость по-падает верхняя часть языка. На

этом вроде бы секрет лакания был раскрыт. Понадобилось еще полвека, чтобы понять – это не так.

Теперь Роман Стокер (Roman Stocker) и его коллеги из MIT, политехнического институ-та Вирджинии (Virginia Tech) и Принстона (Princeton University) показали: деликатные живот-ные вовсе не пользуются язы-ком как ложкой.

бизнес, люди и деньгисекрет фирмы

При лакании кошка создает намного меньше брызг, чем собака. И это не случайно – механика процесса совсем разная.

скоростная съемка раскрыла секрет кошачьего лакания

Процесс питья у кошек оказался куда сложнее, чем представлялось. Чтобы узнать, как жидкость попадает кошкам в пасть и почему удивительные создания развили именно такой механизм, биоло-ги и инженеры провели эксперимент. Он показал, что элегантный механизм ла-кания у кошек использует тонкий баланс двух физических сил.

2011 • январь 51

Удивительная сноровка кошачьих, разумеется, выработа-лась в ходе эволюции. Если кошка поторопится закрыть рот,

ей достанется меньше жидкости, а если чуть-чуть промедлит – мо-локо и вовсе упадет обратно в миску и челюсти сомкнутся вокруг пустого места.

Роман и его домашний кот по имени Cutta Cutta. Катта-Катта на языке аборигенов Австралии означает «звезды-звезды», –

сообщает исследователь.

Более того, выясняется, что язык кошек практически не проникает ниже поверхности воды или молока, а только лишь

липает к поверхности языка. А поднимается он очень быстро – за доли секунды. В результате часть воды или молока увлека-

слегка касается ее. Эта тактика радикально отличается от ла-кания у собак, которые черпают жидкость, делая из языка подо-бие ложки.

На это занятное исследо-вание Стокера подтолкнуло наблюдение за собственным котом. Вместе со своим колле-гой Педро Рейсом (Pedro Reis) Роман часами просиживал пе-ред миской Катта-Катта, ожидая, когда тот соизволит попить.

Наготове стояла высоко-скоростная камера. Снятые ею кадры и послужили опорой для дальнейшей работы. На пред-ставленном видео Катта-Катта лакает с замедлением в 12 раз.

http://www.youtube.com/watch?v=NTCxZWYlWC0&feature

Таким образом удалось узнать главный секрет лакания. Когда кончик языка дотраги-вается до жидкости, некоторая ее часть в силу адгезии при-

ется вверх. Между языком и по-верхностью жидкости в миске формируется столбик, непре-рывно меняющий свою длину и толщину.

В этом столбике борются две силы – инерции движущейся жидкости и тяжести. Этот хруп-кий баланс постоянно меняется. Но кошка инстинктивно знает, в какой момент он наиболее то-чен: животное быстро закрыва-ет рот, когда колонна жидкости имеет наибольший размер, при этом верхнюю часть вкусного

52 январь • 2011

секрет фирмы

столбика мурка словно отку-сывает. В следующем ролике заснято лакание Катта-Катта с замедлением в 67 раз.

http://www.youtube.com/watch?v=BlhaGk0i4Q8&feature

Опираясь на данные съе-мок, авторы работы составили математическую модель лака-ния. А чтобы обобщить ее на всех кошек, ученые нашли на YouTube записи, на которых были запечатлены лакающие тигры, львы, леопарды, ягуары, гепарды и рыси.

http://www.youtube.com/watch?v=Ny6AxgjDp3U&feature

http://www.youtube.com/watch?v=2-yO0757Awk&feature

Внимательно рассмотрев кадры, биологи пришли к выво-ду, что большие кошки лакают точно так же, как домашние Felis catus. Разница только в частоте движений: домашняя кошка ла-кает около четырех раз в секун-ду, а большие представители семейства кошачьих – несколь-ко реже. И это согласуется с моделью: больше язык, больше объем воды, меньше скорость, при которой в столбе жидкости достигается баланс между инер-цией и земным притяжением.

Для того чтобы уточнить тонкие детали процесса, уче-ные даже построили робото-технический заменитель языка кошки, с большой скоростью дотрагивающийся до воды и

поднимающийся обратно. В ви-деоролике движение этого ап-парата показано с замедлением в 100 раз.

http://www.youtube.com/watch?v=2iqSRgSwj2E&feature

Результат труда, начатого три года назад, ныне оформ-лен в виде статьи в Science. Основываясь на выведенных уравнениях, авторы научились предсказывать частоту лакания в зависимости от массы тела. Измерения фактической часто-ты по съемкам показали, что модель верна. Значит, принцип питья оказался неизменен для кошек всех размеров.

Стокер подчеркивает, что модель лакания появилась в результате наблюдения за по-вседневными вещами. «Наука позволяет нам взглянуть на природные процессы другими глазами и понять, как все это работает, даже если это всего лишь выяснение того, как мой кот поглощает свой завтрак, – рассказывает Роман в пресс-релизе MIT. – Этот проект был

Катта-Катта заодно по-мог исследователям

обнаружить, что крошечные волоски на языке, которые, как когда-то предполагалось, помогают кошкам захваты-вать жидкость, не участвуют в процессе.

для меня кульминацией ко-мандной работы и творчества. Мы осуществили его без какого-либо финансирования, без аспирантов, без особо сложных аппаратов».

Остается сказать, почему коты пришли к такому стран-ному способу поглощения жид-кости. Точно это неизвестно. Однако у Романа и его коллег имеется предположение: все дело в некоторой нелюбви ко-шек к воде и их природному стремлению к чистоте.

Кошачий способ лакания намного аккуратнее собачьего. Он позволяет в большей степе-ни сохранить сухими чувстви-тельные области вокруг носа и великолепные усы (вибриссы), помогающие хищнику ориенти-роваться в темноте. «Я бы сказал, кошки больше знают о механи-ке жидкостей, чем собаки», – с улыбкой резюмирует Стокер.

2011 • январь 53

CС 7 сентября в течение неде-ли на проезжую часть 22-й ули-цы в Западном Ванкувере про-ецировалось 3D-изображение гоняющейся за розовым мячом девочки. Суть акции разъяснил изданию The Globe and Mail Дэ-вид Данн (David Dunne) из фон-да безопасности дорожного движения автомобильной ассо-циации Британской Колумбии (TSFBCAA), организовавшего эксперимент.

«Находясь за рулем, мы должны быть готовы к любым неожиданностям, будь то 3D-

изображение девочки на доро-ге, живой ребенок или выско-чившая из подворотни собака. Мы обязаны все держать под контролем, – объяснил Данн. – Что касается непосредственно опыта, то 3D-проекция будет наиболее хорошо заметна води-телям с расстояния в 30 метров. Они увидят, что изображение начало движение от тротуара, и это будет выглядеть, будто ребенок переходит улицу. По мере приближения к проекции она станет отступать обратно на тротуар».

секрет фирмыбизнес, люди и деньги

водителей-лихачей будет

воспитывать девочка с мячом

В Канаде над водителями решено прове-сти неоднозначный эксперимент. Чтобы они не превышали скорость и были за рулем бдительнее, в ход будет пущена «оптическая иллюзия». Да не какая-нибудь, а эксплуатирующая образ ма-леньких детей. Инициатива уже вызвала бурную реакцию у водителей со всего мира. По мнению критиков, вместо повы-шения безопасности дорожного движения опыт может дать прямо противополож-ный результат.

Прогресс налицо. На смену картонным детям

прибежали виртуальные. Кстати, проекционное оборудование для экс-перимента обошлось в

$15 тысяч.http://www.youtube.com/watch?v=8r26AwT7PTM&feature

54 январь • 2011

секрет фирмы

Инициаторы эксперимента, увы, не вдаются в техническую сторону вопроса, хотя узнать механизм проецирования тако-го видео на открытом воздухе было бы весьма интересно. Зато организаторы говорят, почему пошли на такие экстравагант-ные меры. Прибегнуть к «ил-люзиям» им пришлось потому, что традиционные способы, в основном действующие на пе-риферии водительского зре-ния, не эффективны. Между тем лихачей, к тому же болтающих за рулем по телефонам, в нача-ле учебного года необходимо каким-то образом приструнить.

По словам представителей TSFBCAA, перед въездом на «экспериментальную» улицу во-дителей будут предупреждать о проведении опыта специ-альными знаками, так что со-блюдающие установленный там «околошкольный» скоростной режим в 30 км/ч не испытают с «обманом зрения» никаких про-блем.

Тогда как полиция Западно-го Ванкувера выразила всесто-

роннее одобрение намеченной акции, прознавшие об экспери-менте пользователи Интернета из других стран обрушились на идею с резкой критикой.

Основной аргумент про-тив звучит так: поскольку 3D-проекция заметна всего лишь с 30 метров, реакцию водителя на появление иллюзии иначе как панической не назовешь. Своими действиями в таком неадекватном состоянии он вполне может погубить кого-нибудь настоящего и живого. А о ничего не ведающем води-теле автомобиля, движущегося

за «очарованной иллюзией» машиной, и говорить нечего. Как и о несчастном дедушке, ко-торого от такого 3D наверняка хватит инфаркт.

Противники инициативы также выражают опасения, что водители привыкнут к 3D-проекциям и станут их хладно-кровно давить, подчас путая с реальными пешеходами. Сло-вом, вместо того чтобы кричать «Волки! Волки!» и создавать но-вые проблемы, скептики пред-лагают канадцам просто устано-вить на указанной улице парочку «лежачих полицейских».

Благодаря сервисам Гугла мы можем посмотреть на место, где, по всей видимости, будет проведен данный экспери-

мент. На 22nd Street школа всего одна – начальная имени Паулины Джонсон (Ecole Pauline Johnson Elementary School). Поскольку речь идет о замедлении именно напротив учебных заведений, проекция девочки появится где-то здесь.

Проезжие части вблизи школ в Канаде признаны

самыми опасными для пешехо-дов 5-14 лет, которые нередко переходят дорогу в наушниках, уткнувшись в дисплеи телефо-нов.Превышение скоростного ли-мита для школьных зон карает-ся, помимо штрафных очков, впечатляющими денежными наказаниями: 31-50 км/ч – $196, 51-70 км/ч – $253, 71-90 км/ч – $368, свыше 90 км/ч – $483.

2011 • январь 55


П

эврикаизобретения, открытия, гипотезы

неестествен-ные орбиты

спутников обходят

стороной законы

Кеплера

Эта удивительная работа в области дви-жения искусственных спутников уходит корнями в 1984 год. Тогда один исследова-тель на кончике пера вывел странный класс орбит, оставляющих с носом клас-сическую небесную механику. В то время над новатором посмеялись, но ныне, уже после смерти ученого, его последователи показали, кто на деле будет смеяться по-следним.

Упрощенная схема спутника на смещенной

орбите. as, asep и ag обозначают ускорения от солнечного паруса,

солнечного электро-ракетного двигателя и

земной гравитации.

Поскольку геостационар-ная орбита заполнена до-вольно плотно, а возможное число точек стояния на ней ограничено (спутники нельзя подводить сколь угодно близ-ко друг к другу), открытие альтернативных орбит, обла-дающих свойствами геоста-ционарной, может придать

космической отрасли настоя-щий скачок.

Более четверти века назад американский физик Роберт Форвард (Robert L. Forward) заявил, что при помощи не-большой, но зато постоянной тяги, например от солнечного паруса, космический аппарат можно поместить на некепле-

56 январь • 2011

эврика

тории передовых космиче-ских концепций университета Стратклайда (Advanced Space Concepts Laboratory), с по-мощью тонких расчетов до-казали – Форвард все же был прав!

Ученые разработали целое семейство орбит

типа NKO, показав, что на-ходящийся выше или ниже фиксированной точки на геостационаре спутник с солнечным парусом будет совершать сложное нели-нейное движение. Но хотя его траектория окажется от-лична от идеальной окруж-

Британские ученые посчитали оптимальные траектории вывода спутников на орбиты типа NKO. Разнообразные их

виды, кстати, могут оказаться очень полезными для развертывания космических электростанций.Еще NKO пригодятся, к примеру, для создания ретрансляторов, по-могающих получать сигналы от спутников, работающих около дру-гих планет, в те моменты, когда такая планета и Земля оказывают-ся точно по разные стороны от Солнца и передача прерывается.

Орбита, протянувшаяся параллельно относительно плоскости геостационара, все равно может остаться по сути «геоста-

ционарной», то есть спутник будет виден в конкретной местности все время в одной точке небосвода.

Геостационарная орби-та удобна тем, что спут-

ник на ней вращается с той же угловой скоростью, что и Земля, – аппарат остается над одной и той же точкой земной поверхности.

ровую орбиту (NKO), или так называемую левитирующую смещенную орбиту (levitated displaced orbit). Ее плоскость

не проходит через центр масс Земли, а параметры не опре-деляются только лишь силой притяжения.

В частности, левитирую-щие смещенные орбиты могут проходить параллельно пло-скости экватора, но на 10-50 километров выше или ниже геостационарной орбиты, счи-тая направление вдоль земной оси, к северу либо югу.

В 1980-х большинство уче-ных посчитали, что подобные орбиты – совершенно невоз-можны в силу целого ряда проблем с динамической ста-бильностью объекта.

И вот теперь аспирант Шахид Баиг (Shahid Baig) и профессор Колин Макиннес (Colin McInnes), глава лабора-

2011 • январь 57

Наличие тяги от давления света доказывает изменение ско-рости, определенное с высокой точностью. Это фактически

первая реально состоявшаяся проверка идеи солнечного паруса в истории.

Орбита статита похожа на земную околосолнечную «тро-пинку», но сдвинута вверх (или вниз) параллельно плоскости

эклиптики.

ности, вокруг планеты он будет обращаться аккурат за 24 часа, что и требуется для связи.

Стабильное движение спутника по NKO можно обе-спечить одним парусом, маломощной, но эффектив-ной электроракетной систе-мой или сочетанием обоих устройств. До недавнего вре-мени интерес к таким вы-числениям был не слишком большой, поскольку та же технология солнечных пару-сов находилась в зачаточном состоянии.

Однако в начале июля 2010 года произошло до-вольно знаменательное со-бытие: Японское космическое агентство объявило, что вы-сокоточное слежение за па-русником IKAROS позволило подтвердить наличие у него ускорения от давления сол-нечного света.

Тяга от паруса оказалась равна 1,12 миллиньютона, и она близка к расчетной.

Аномальные орбиты NKO можно построить и вокруг других планет, и вокруг са-мого Солнца. В частности, солнечный парус теоретиче-ски позволяет создать статит (Statite), изобретенный опять же Форвардом. Такой спутник обращается вокруг Солнца по кругу, на расстоянии одной астрономической единицы и ровно за год, но только в пло-

скости, не проходящей через центр нашей звезды!

А за счет этого он может неподвижно висеть высоко над одним из полюсов Зем-ли, что обеспечило бы такому аппарату новые возможности для связи или мониторинга климата.

Этими так называемыми полярно-стационарными ор-битами группа ученых из уни-

верситета Стратклайда тоже занялась плотно, рассчитывая существенно развить свое ис-кусство определения наилуч-ших параметров NKO, а также законов управления ориен-тацией солнечного паруса. Ведь он должен обеспечивать стабильность таких орбит, с точки зрения небесной меха-ники – «неестественных ано-малий».

нНынешний эксперимент корнями уходит в 2005 год. Тогда невролог Кристоф Кох (Christof Koch) из Калифорний-ского технологического ин-ститута (Caltech) и профессор нейрохирургии Ицхак Фрид (Itzhak Fried) из университета Калифорнии в Лос-Анджелесе (UCLA) установили, что при-знанием той или иной знаме-нитости в мозге заведуют от-дельные клетки.

Тот опыт оказался серьез-ным подкреплением теории о «клетке бабушки» (Grandmother cell). Она гласит: в мозге есть единичные нейроны, ответ-ственные за реакцию человека на абстрактные понятия, кон-кретные достопримечатель-ности, отдельных людей, в том числе и собственную бабушку, что дало название.

Таким образом в языке ис-следователей появились «ней-

58 январь • 2011


нейрон монро приблизил эру чтения снов

Нейроны, отвечающие за «концепцию» Мэрилин Монро, боролись в голове человека с нейронами, привязанными к понятию «Майкл Джексон». Результат соперничества ученые выводили на экран.

Человек способен усилием воли регулиро-вать активность конкретного нейрона в коре своего мозга. Это открытие аме-риканских исследователей не только про-ливает свет на тонкости работы мозга, но и дает надежду на появление техники, способной визуализировать сны людей, видения психически больных или мысли парализованных.

http://www.youtube.com/watch?v=bqkUbiUkR5k&feature

2011 • январь 59

рон Холли Берри», «нейрон Эйфелевой башни» и так да-лее. При этом данные нейроны активировались не только при воздействии соответствующе-го визуального стимула, но и

Схема опыта. Всего пациентам были имплантированы 64 электрода, но авторы эксперимента сосредоточивали вни-

мание на четырех каналах, соответствующих четырем знамени-тостям.Регистрируя частоту всплесков активности в этих «нейронах ба-бушки», электроника давала команду на проявление того или ино-го изображения на экране.

Записывая, какие ней-роны включаются при

обдумывании тех или иных понятий, можно потом попро-бовать восстанавливать мыс-ленные образы (картинки и слова), фиксируя нейронную активность в «правильных» участках коры.Впрочем, несмотря на целый ряд весьма впечатляющих опытов такого плана, до пол-новесного чтения любых мыс-лей ученым еще далеко.

циентам набор электродов в медиальную височную долю, связанную с памятью и эмо-циями. Ученые решили выяс-нить, как работают клетки в этом регионе при просмотре различных изображений.

Сначала экспериментато-ры опросили добровольцев, выявив их интересы. Далее исследователи составили для каждого набор из 100 изобра-жений, на которые человек реагировал наиболее отчет-ливо. Показывая картинки

ющейся декодированием ин-формации. Зато нахождение таких нейронов проложило дорогу к новому опыту, дав-шему куда больше пищи для размышлений.

Теперь Кох, Фрид, выпуск-ник калифорнийского тех-нологического Моран Серф (Moran Cerf) и ряд их коллег воспользовались любезно-стью двенадцати больных эпилепсией. Чтобы найти в их мозге источники припадков, медики имплантировали па-

при произнесении вслух име-ни/названия объектов и в том случае, если испытуемый сам думал о них.

Открытие «нейронов ба-бушки» не сильно помогло в понимании механизмов узна-вания. Ряд ученых все равно склоняются к мысли, что эти клетки являются лишь клю-чевым звеном в большой нейронной цепочке, занима-

60 январь • 2011

Произвольно управляя интенсивностью сигналов, выдавае-мых «нейроном Монро», испытуемые учились проявлять ее

изображение на экране, затушевывая соперничающий образ си-лой мысли.

эврика

подопытным, ученые искали корреляцию между ними и сильным откликом единич-ных нейронов.

Из каждой сотни нашлось примерно с десяток явных совпадений, то есть десять «нейронов бабушки». Далее исследователи работали все-го с четырьмя из них.

В следующей фазе опыта добровольцев просили ду-мать о конкретных снимках, например Мэрилин Монро, а активацию «нейрона Монро» переводили в движение кур-сора на экране. Так человек получал обратную связь и учился произвольно усили-вать мысли о выбранном объ-екте.

Кстати, строго говоря, каждый нейрон, связанный с тем или иным объектом, яв-лялся представителем целой группы клеток, откликаю-щихся на конкретный стимул. Просто ученые упростили за-дачу, рассуждая о единичных нейронах.

После первой трениров-ки условия опыта усложнили. Когда доброволец, сидя пе-ред пустым экраном, начинал думать о Монро, компьютер выводил на дисплей ее сни-мок, но тут же микшировал с отвлекающим изображением, например Майкла Джексона.

Игра начиналась с равно-весной смеси двух полупро-зрачных кадров. Задача ис-пытуемого – усилием воли

оты грать все назад и проя-вить нужный портрет.

Это открытие авторы опы-та посчитали едва ли не са-мым ценным. Ведь наш мозг постоянно заполнен реакци-ей на самые разные стимулы – визуальные, тактильные, обо-нятельные. Мы думаем сразу о множестве вещей, но можем произвольно отбросить не-нужное и сосредоточиться на каких-то одних мыслях. Как точно это происходит – до сих пор не вполне ясно.

И вот теперь Серф рас-сказывает: «Представьте, что

сделать портрет Монро более ярким, а портрет Джексона – растворить.

Испытуемые нашли свои собственные стратегии для выигрыша: некоторые про-сто думали о снимке, другие повторяли имя персонажа вслух или сосредоточивали взор на конкретной детали изображения. Во всех случаях успешными оказались 70% из 900 попыток.

Даже в положении, ког-да конкурирующий кадр со-ставлял уже 90% суммарного, люди оказались способны

2011 • январь 61

После определения точек, реагирующих на портреты знаме-нитостей, ученые записывали их отклик в сложной задаче с

конкурирующими снимками.Череда всплесков активности в соперничающих областях приво-дила к скачкам в прозрачности того или иного наложенного кадра, но в среднем испытуемые справлялись с заданием примерно за три-пять секунд – на экране оставалось только желаемое изобра-жение. Разными цветами показаны графики восьми испытаний одного из добровольцев.

целевое изображение – Билл Клинтон, а Джордж Буш – от-влекающее. Когда пациент проваливает опыт, изобра-жение Буша доминирует. Па-циент видит Буша, но должен думать о Клинтоне. Испытуе-мый выясняет, как управлять потоком информации, чтобы проявился нужный кадр, при этом изображение в его моз-ге оказывается сильнее, чем гибридное изображение на экране».

«Часть мозга, которая хранит инструкцию «думай о Клинтоне», связывается с ме-диальной височной долей и возбуждает множество ней-ронов, «отвечающих за Клин-тона». Одновременно она подавляет «нейроны Буша» и вместе с тем оставляет боль-шинство клеток, представ-ляющих другие понятия или людей, равнодушными», – объясняет Кох.

От этого наблюдения ло-гичный шаг к технике чтения мыслей. Правда, для него не-обходимо составить обшир-ную библиотеку «нейронов бабушки» для каждого кон-кретного человека. Послед-нюю можно создать, регистри-руя активность клеток при просмотре набора фильмов. Далее найденные закономер-ности можно проверить, за-писывая работу нейронов во время сна и сравнивая полу-ченные картины с описанием сновидений добровольца.

На пути к такой мечте встают трудности и чисто тех-нического порядка – электро-ды необходимо имплантиро-вать в мозг, ведь нам нужно фиксировать тонкую разницу в работе множества сосед-ствующих нейронов. Но раз-витие технологии позволяет рассчитывать, что вскоре по-добный мониторинг можно будет проделывать неинва-зивным путем.

Куда сложнее, впрочем, добиться хорошего соответ-ствия составляемых компью-тером образов и реальных видений. Тут пригодятся опы-ты по регистрации и расшиф-ровке сигналов из зрительной

коры. В них ученые сначала набирали статистику в откли-ке нейронов на те или иные узоры, а потом по фиксируе-мым сигналам восстанавлива-ли зрительные образы.

И еще одна аналогия будет нелишней. У «нейронов бабуш-ки» есть собратья – «нейроны места». Эти единичные клетки, как показали опыты на живот-ных, активизируются при на-хождении испытуемого в кон-кретном участке лабиринта. То есть после обучения задаче в мозге животных возника-ли «нейрон первого правого поворота», «нейрон дверки с крошкой хлеба» и «нейрон Т-образного перекрестка».

62 январь • 2011

Подробности опыта Коха (на снимке) со товарищи рас-крывают статья в Nature и пресс-релизы Caltech и UCLA,

а также обстоятельный ролик в начале статьи.

эврика

Что важно, при после-дующем воспоминании о лабиринте включаются те же самые нейроны, даже без реального прохождения ко-ридоров. И это верно как для случая, когда подопытное животное стоит на развилке и прокручивает в голове даль-нейший план действий, так и когда зверек спит и видит ла-биринт во сне.

Данные опыты показыва-ют, что специфические клет-ки, увязанные с теми или ины-ми понятиями, работают как в момент признания объектов на снимках, так и при простом воспоминании о предмете. А значит, библиотека ней-ронов может действительно дать ключ к расшифровке сновидений.

Последнее, конечно, нуж-но не только для развлечения. Проникнуть в мысли психиче-ски больных пациентов, к при-меру, – давняя мечта медиков. Да и другие приложения по-добной технологии напраши-ваются сами собой – более быстрые системы мысленного письма, более тонкие наборы для мысленного управления играми, роботами, инвалид-ным креслом.

Это все будущее. Пока же стоит радоваться хотя бы тому, что благодаря опыту добавились подробности в сложную картину связи между мышлением и работой единичных нейронов. Кстати,

опираясь на ряд эксперимен-тов, ученые уже не один год твердят, что возможности одного нейрона ранее недо-оценивались.

Теперь же получается, что коллектив нейронов, отража-ющий волю субъекта, может произвольно влиять на рабо-

ту единственного нейрона и наоборот. «Так это мы управ-ляем нашими нейронами или это нейроны управляют нами? – философски спраши-вает сам себя Фрид. – Ответ может быть предельно редук-ционистским – мы и есть наши нейроны».

2011 • январь 63

изобретения, открытия, гипотезы

ППервое, что приходит на ум, когда речь заходит о съемке вещей, расположен-ных вне прямой видимости, – это зеркала. Но зеркал везде не понаставишь. Даже если в их качестве смогут выступить обычные предметы – стены домов или коридоров, двери, предметы мебели или фонар-

ные столбы – увы, разглядеть в них что-то окажется нере-альным. Ведь поверхность их обычно матовая, рассеивает свет она хаотично и ничего не «показывает»… Но это лишь на первый взгляд.

Решить необычную задачу взялась группа студентов из Массачусетского технологи-


скоростной лазер

позволил камере

провести съемку за

углом

Единичный фотон или маленькая их группа не балуют ученых информацией. Пока эти частицы приходят от объекта несметными толпами, мы вряд ли полу-чим нечто большее, чем обычные фото или видео. Но стоит научиться выде-лять из потока света очень специфиче-ские фрагменты, как рождается новый тип съемки – из-за угла.

Самый главный секрет съемки за

углом заключается в невероятной синхронизации

быстротечных этапов процесса.

http://www.youtube.com/watch?v=9xjlck6W020&feature

64 январь • 2011

Сверхкороткий импульс лазера (1-2) уходит к двери и от-ражается внутрь комнаты к скрытым объектам (2-3). От-

раженные лучи (3-4) возвращаются к двери и отправляются в камеру (4-1).Несмотря на то что обычная дверь не является зеркалом и от-ражения от нее достаточно случайны, изящный алгоритм спо-собен вычленить изображение человека из этого потока.

Бабушка в спальне, кошка в углу и внук под столом будут спасены, ведь пожарный видит их при помощи лазерной

камеры.

эврика

ческого института под руко-водством профессора Раме-ша Раскара (Ramesh Raskar). Их изобретение называется «камера быстротечного изо-бражения».

В основе этой системы – лазер, регулярно выдающий яркие вспышки длительно-стью всего в квадриллионную долю секунды (не зря про-ект также получил название «Фемтофотография» – Femto-Photography). Эти короткие зондирующие импульсы ухо-дят в разные стороны, в том числе попадают на предме-ты, направляющие их за угол. В примере ниже – в комнату с приоткрытой дверью. Но в качестве «зеркал» могут вы-ступить и пол, и потолок.

Далее в дело вступает бы-стродействующая электрони-ка. Поймав весь отраженный от обстановки свет, можно получить только яркое пятно без деталей. Но поскольку им-пульс у нас ультракороткий, на сцену выходит его вели-чество время. Современная техника позволяет произво-дить переключения в схеме быстрее, чем свет успевает пройти хоть миллиметр пути. И эта возможность – ключ к дальнейшей обработке воз-вращенного света.

Сразу после импульса электроника держит затвор камеры закрытым. Она ждет, пока от ближних предметов (соседняя стена коридора,

сама матовая дверь) вернут-ся фотоны «первичного от-ражения». Они нам не нужны и только испортят всю кар-тину.

Далее камера начинает со-бирать свет. Фотоны от «вто-рого отражения» (условно говоря, это поток от скрытых за углом вещей) через опре-

2011 • январь 65

Три уровня отражения. Сверхскоростной затвор и элек-троника позволяют поймать в матрицу только те фотоны,

которые нужны.


деленное время отскакивают от двери (третье отражение) и направляются к камере. Ко-нечно, из всего первоначаль-ного импульса в объектив по-падет очень малая доля света (остальные фотоны разлета-ются кто куда), но и ее будет достаточно.

Важно, что датчик бы-стротечной камеры фиксиру-ет не только направление, с которого прилетел фотон, но и точное время его прилета. Насколько точное? Речь идет о разрешении в пикосекунды. Дальше начинается малень-кая математическая магия.

Чтобы собрать достаточно информации для обработки, лазер должен сделать от 10 вспышек, каждый раз немно-го с другой позиции. Теперь, используя эти кадры и инфор-мацию о времени прибытия каждой порции квантов, ка-мера строит трехмерную сце-ну, скрытую за углом.

Можно вспомнить одну аналогию: военные применя-ют похожий метод, который позволяет авиационной каме-ре со вспышкой видеть техни-ку противника под кронами деревьев. Все дело в сверхско-ростном затворе и чипе, ко-торый держит его закрытым, пока возвращается свет от ли-стьев. Он открывается, когда приходит черед запоздавших на миллиардные доли секун-ды фотонов, отразив шихся от танков и машин.

Основные части камеры: фемтосекундный лазер (а), пи-косекундный детектор (b), скоростной осциллограф (c).

На рисунке d показана тестовая сцена – контрастный объект (нечто вроде двухмерного штрихкода), скрытый за рассеиваю-щими свет экранами.

от матовой поверхности. Эта обработка напоминает томо-графию – там тоже конечный результат получается после сопоставления информации о сигнале, воспринятом с раз-ных точек.

Использовать такую тех-нологию можно при спасении

В нашем случае к это-му принципу добавляется математическая обработка пришедшего сигнала, позво-ляющая восстановить форму объекта по слабому вторично-му излучению, отраженному

людей во время стихийных бедствий или на пожарах, при проведении полицейских и военных операций. Напри-мер, зондируя внутренние помещения здания через окна, можно получить изо-

бражения людей, невидимых с улицы, например постра-давших, лежащих на полу, или преступников, укрывающихся в дальних углах комнат.

«Это как получить рент-геновское зрение без рентге-новских лучей. Мы обходим проблему, вместо того чтобы

66 январь • 2011

эврика

С новой камерой ав-томобили могли бы

избегать столкновений с ма-шинами, скрытыми за углом улицы, медики – получать изображения труднодоступ-ных участков сердца, легких или кишечника...

Пока «мимолетную камеру» нельзя взять в руки. Это про-сто набор лазеров, сенсоров, зеркал и полупрозрачных

стекол, закрепленных на стенде.

Общий принцип работы новой камеры (на схеме) в чем-то схож с технологией «камер времени пролета» (time-of-

flight camera), в свою очередь родственных лидарам. Только в данном случае идея получила развитие, не зря профессор на-зывает разработку «time-of-flight camera на стероидах».

идти напролом», – объясняет Раскар, кстати, известный нам по шестимерной фотографии и удивительному принципу наведения на резкость после съемки.

Пока опытная установка Раскара со товарищи может выявлять лишь сравнительно простые рисунки за углом. До восстановления сцен из ре-альной жизни ей далеко. Еще предстоит поработать над ал-горитмом расшифровки, что-бы получать достаточно ясные картины с тем небольшим чис-лом фотонов, что попадают в объектив. Да и добиться ком-пактности подобной камеры – не так просто. Однако умение «нарезать» возвращающийся поток фотонов столь тонкими «дольками» способно вылить-ся в интересное направление видео- и фотосъемки.

«У каждого фотона своя

история, – говорит Рамеш, – где он родился, кто его стол-

кнул с пути, где он прошел... Я хочу слушать фотоны...»

2011 • январь 67

техника, механизмы, электроникаизобретения, открытия, гипотезы

вВ конце сентября 2010 года машина Tiger-Stone, выпускае-мая компанией Vanku, была но-минирована на инновационную премию банкира и политика Хермана Вайффелса (Herman Wijffels Innovatieprijs).

Сейчас любопытная раз-работка числится среди десяти претендентов на приз, отобран-ных из 443 первоначальных за-

явок. Вне зависимости от конеч-ного результата (он скоро будет известен) – это уже успех. Как и несколько дорог и дорожек, выложенных новым методом в уходящем году.

«Тигр-камень» представляет собой платформу на гусеничном ходу. Ключевая ее часть – широ-кое наклонное полотно, подхо-дящее к самой поверхности до-


машина Tiger-Stone расстилает

камни как ковровую

дорожку

Голландское изобретение в три раза ускоряет создание полотна из брусчат-ки. Авторы новации надеются, что теперь красивый и долговечный тро-туарный кирпич получит большее рас-пространение, ведь его использование ранее нередко тормозилось сложностью укладки. Притом удивительно, что ап-парат, решивший эту проблему, устро-ен довольно просто.

Кирпичные дороги проще ремонтировать.

Полотно из камня легко переживает

замораживание воды без

образования трещин, обладает хорошей

долговечностью. Но выкладывать такое покрытие на земле,

прижимая камни друг к другу, – настоящее

мучение. С «каменным тигром» работа

становится легче, несмотря на то что

остается ручной.

http://www.youtube.com/watch?v=jkVBg_-OviI&featurehttp://www.youtube.com/watch?v=OT7BBRPgm2I&feature

68 январь • 2011

Подход, примененный голландцами в машине для моще-ния тротуаров и дорог, очень похож на «человекокомбай-

ны» американцев. Там тоже «пилоты» чудо-машин выполняли свою работу (на поле) вручную, но намного быстрее и легче, чем обычно.

эврика

роги. По нему поток уложенных камней плавно спускается вниз, по мере того как машина мед-ленно ползет вперед.

Стоящие на платформе ра-бочие вручную собирают по-крытие. Запас кирпичей имеется в бункере наверху машины. Ни-какой особой сноровки не нуж-но: увесистые камни сами про-сятся в ячейки, образованные предыдущими булыжниками. При этом людям не требуется ползать на коленях и подгонять каждый камень к соседнему – край будущей дороги, припод-нятый машиной, находится пря-мо перед руками.

Tiger-Stone берется за дело после того, как основа для доро-ги подготовлена (застыл бетон или выровнен и утрамбован пе-сок), а ее края размечены. Самое хлопотное – ровно выложить на желобе первый метр покрытия. Дальше все упрощается.

С двух сторон поток дорож-ных кирпичей ограничивают регулируемые боковые направ-ляющие. Необходимая плот-ность кладки обеспечивается естественным путем – за счет большой тяжести уже выложен-ных камней, давящих на те, что лежат на транспортере ниже. В готовой дороге практически нечего поправлять.

Работая наверху, строители могут сразу создавать любой рисунок из нескольких видов кирпичей (к примеру, разного цвета или фактуры), формируя при желании велодорожки, раз-

2011 • январь 69

Запас материала постоянно пополняет мини-погрузчик, который спокойно ездит по только что уложенному по-

лотну. Камни ложатся столь плотно и точно, что дорога сразу может нести высокую нагрузку.

Гусеницы аппарата приводятся в движе-

ние электромоторами. В це-лом машина работает тихо, и жителям окрестных домов может досаждать разве что небольшой стук кирпичей, укладываемых рабочими в стальной лоток. Потому с новым агрегатом дорогу можно выкладывать даже ночью.


«Тигр» оборудован датчи-ком, следящим за проложенной трассой, – цепочкой уже стоя-щих бордюрных камней или

выступов в бетонной основе. Машина следует за такой «пу-теводной нитью» с точностью до миллиметра, гарантируя

метку, декоративные вставки, обочины и закладывая сразу крайние камни, которые будут удерживать полотно от рассы-пания.


70 январь • 2011

рождение аккуратного полотна, которое ложится на грунт без ошибок и сбоев, «лишних» кир-пичей и строительного мусора.

С двумя людьми на борту Tiger-Stone может выложить до 300 квадратных метров брусчат-ки за рабочий день, в то время как традиционным методом пара опытных укладчиков осилит 75-100 «квадратов», – утверждают создатели машины. Кроме того, на платформе, не мешая друг другу, могут спокойно действо-вать и три укладчика.

История этого изобретения началась в 2005 году – на род-ной улице главы Vanku Хенка ван Кейка (Henk van Kuijk) стро-ители затеяли перекладку до-рожного покрытия. Это заняло так много времени, что вызвало сильное возмущение местных жителей.

Послушав соседей, Хенк впервые задумался о машине, которая могла бы ускорить прокладку прочных и красивых дорог из брусчатки. Поскольку Vanku – фирма машинострои-тельная, соорудить опытный ап-парат по задумке босса ей было несложно. После первых проб и показа на выставках «Тигр» вы-звал интерес у дорожников.

Ширина кирпичной реки регулируется.

У компании есть три модели с максимальной шириной выкладываемой дороги в че-тыре, пять и шесть метров. Минимальная ширина полот-на при этом составляет три метра.

2011 • январь 71


«Тигр», заполненный дорожным кирпичом, весит 2,5 тонны.

В конце прошлого года произошло знаменательное событие: первый Tiger-Stone ушел клиенту – голландской строительной компании Van den Elshout & De Bont, занятой укладкой мостовых и тротуаров из кирпича и плитки. Дорожни-ки посчитали оправданными немалые расходы на агрегат, который увеличивал темп про-кладки полотна при высоком качестве и снижении утомляе-мости рабочих.

К тому же с «Тигром» суще-ственно облегчилось повтор-ное использование брусчатки, взятой из ремонтируемой доро-ги. Еще весомый плюс новации.

Аппарат сам заезжает на прицеп, после чего

платформа разворачивает-ся вдоль дороги.

Главный же магнит изобре-тения – это то, как изящно он решает поставленную задачу. Один из руководителей Van den Elshout & De Bont Эдвин Мейс

(Edwin Muijs) говорит о «Тигре-камне»: «На нас произвела боль-шое впечатление простота этой машины». На нас тоже, добавить тут и нечего.

72 январь • 2011

аАппарат прошел много-летние клинические испыта-ния на 11 пациентах с деге-нерацией клеток в сетчатке. Теперь пришла пора под-вести итоги. Действенность имплантата отличалась у раз-

ных людей, но большинство оказались в состоянии вы-делять яркие объекты в поле зрения.

Наилучший результат по-казал 46-летний фин Мийкка Терхо (Miikka Terho). Он раз-

здоровый интересмедицина, здоровье, образ жизни

самый мощный имплантат позволил слепым читать

Впервые после нескольких лет слепоты один из испытателей чипа читает свое имя.

Чипы-имплантаты с 1520 микрофото-диодами позволили ослепшим пациентам различать повседневные объекты и чи-тать крупные надписи. О впечатляющем успехе сообщили доктор Эберхарт Цреннер (Eberhart Zrenner) из университета Тюбин-гена (Universität Tübingen) и возглавляемая им немецкая компания Retina Implant.

http://www.youtube.com/watch?v=WSdmWbItsvU&feature

2011 • январь 73

Испытанные прототипы обладают простым внешним пи-танием – провод выходит сквозь кожу за ухом. Но сейчас

компания готовит усовершенствованный вариант, в котором энергия будет передаваться от внешней батареи к чипу при помощи электромагнитных передатчика и приемника.

Прибор размещается позади сетчатки. Он использует свет, проходящий через глаз (в противовес альтернатив-

ным схемам с внешней камерой), чтобы формировать изобра-жение 38 х 40 пикселей. Электрические сигналы через элек-троды подаются в зрительный нерв.

личал вилку, нож и кружку на столе, циферблат часов и геометрические узоры, раз-ные фрукты и мог даже раз-личить семь оттенков серо-го. Мийкка также оказался в состоянии самостоятельно передвигаться по комнате и подходить к людям.

Самым же ярким испыта-нием стало чтение. Мийкка различал слова, написанные крупными буквами. Для про-верки ему показали его соб-ственное имя, намеренно написанное с ошибкой, на ко-

торую Терхо и указал. Ныне имплантат удален, но Мийкке пообещали вскоре поставить более совершенную модель.

Перед выходом своей новинки на рынок Европы

Retina Implant намерена про-вести новый цикл клиниче-ских тестов. В Германии они уже начались, а в Британии и Италии – планируются.

Детали испытаний и устройства имплантата рас-крывают статья в Proceedings of the Royal Society B и пресс-релиз компании.

74 январь • 2011

с


Управление геном обратило вспять старение организма

По словам лидера группы ученых Рональда Депиньо (Ronald A. DePinho) из медицинской школы Гарвадра (HMS), впервые удалось побороть многие проявления возрастной дегенерации у мышей. На заднем фоне – хромосомы с теломерами (отмечены красным).

Генно-инженерная активация фермента, который защищает концы хромосом, привела к восстановлению нормальной работы деградировавших органов. Среди прочего были достигнуты возврат ре-продуктивных функций и наращивание массы мозга подопытных животных. Исследователи предполагают, что най-денный эффект при ряде условий можно распространить на человека.

Сначала биологи создали генетически измененных мы-шей, у которых отсутствовал фермент теломераза, способ-ный достраивать концы хромо-сом, называемые теломерами.

За несколько поколений те-ломеры в клетках мышей силь-но укоротились, а сами зверьки продемонстрировали целый букет эффектов ускоренного старения: остеопороз, диабет и нейродегенеративные забо-левания, плохую плодовитость,

более раннюю, чем обычно, смерть…

Но ученые запрограммиро-вали мышей так, что деактиви-рованный фермент мог быть в любой момент снова включен путем добавления химиката 4-OHT, влияющего на нужный ген. Исследователи позволили мышам достигнуть взрослого состояния, а затем на время вернули выработку теломера-зы. Результат проверили еще через месяц.

2011 • январь 75

Даже в мозге мышей старение было откинуто прочь: ак-тивировались клетки-прогениторы, производящие новые

нейроны, стали возвращаться к нормальной толщине миелино-вые оболочки вокруг нейронов, увеличились размер и масса мозга.

За активностью теломеразы биологи следили при помо-щи светящихся маркеров. Детали эксперимента можно

найти в статье в Nature.

Биологи ожидали, что вос-становление активности фер-мента замедлит или остановит старение, но эффект оказался даже более сильным – многие процессы пошли вспять. У сам-цов сморщенные яички восста-новили форму, и зверьки вновь принялись генерировать здоро-вую сперму, давать потомство.

Мыши также вернули себе «молодые» селезенку, печень и кишечник, восстановили ослаб-шее обоняние, позволившее им лучше проходить лабиринт. Вернулась к нормальной и про-должительность жизни грызу-нов.

При этом важно, что жи-вотные не продемонстриро-вали признаков рака, уточняет PhysOrg.com. Тем не менее сре-ди биологов все равно остаются опасения, что стимуляция те-ломеразы может вызывать рак (ведь раковые клетки активиру-ют этот фермент, тем самым ста-новясь почти бессмертными).

Депиньо считает, что такой риск можно сократить, включая

теломеразу на короткое время – дни или недели. Однако, при-знает ученый, вопрос требует дальнейшей проработки.

Авторы работы полагают, что «теломерная» терапия в сочетании с другими метода-ми поможет в лечении ряда возрастных нарушений. Но не-ясным остается вопрос: может ли принудительная активация теломеразы устранять эффекты

самого обычного старения, а не преждевременного, например вызванного генетическими за-болеваниями.

Этот момент еще ждет изучения, потому говорить о появлении лекарства от старо-сти – преждевременно. Однако результат нового опыта обнаде-живает: вероятно, спасение от старения следует искать имен-но в данном направлении.

Напомним, в 2009 году Нобелевку по медицине при-судили как раз за объяснение механизма защиты хромосом теломерами (считается, что «ис-тончение» этой защиты влияет на старение клетки, хотя взаи-мосвязь тут неоднозначная), и в том же году генетики на вы-борке из нескольких десятков людей показали связь между повышенной активностью тело-меразы и долголетием.

76 январь • 2011

аАмериканский Националь-ный институт здравоохранения (National Institutes of Health) вы-делил грант в размере $2,8 мил-лиона группе ученых и инжене-ров, которые должны создать имплантат нового типа.

Эта разработка пойдет во-все не с нуля – в общих чертах уже известно, что это будет за

аппарат. К тому же – у него име-ется любопытный идеологиче-ский предшественник. Однако новичка еще предстоит «кон-кретизировать», построить в металле и испытать.

Удастся? Есть все основания полагать, что да. Посмотрим на команду разработчиков.

В первую очередь это два


двойная турбина продлит жизнь пациентам без пульса

В каждом очередном поколении искус-ственных сердец разработчики стара-ются уменьшить габариты и вес, сде-лать механизм менее травматичным для крови и повысить долговечность агрегата. Любое достижение в данной сфере – это дополнительные месяцы чьей-то жизни. И вот, утверждают ученые, настала пора собрать весь на-копленный опыт и построить «самое-самое» искусственное сердце.

В мире существует немало моделей искусственных сердец (здесь показан один из самых совершенных аппаратов – CardioWest TAH-t от американской компании SynCardia Systems). Однако, несмотря на постоянно улучшающиеся параметры, – успокаиваться изобретателям рано.

2011 • январь 77

профессора инженерии – Мэтт Франчек (Matt Franchek) и Ральф Меткалф (Ralph Metcalfe) из инженерного колледжа уни-верситета Хьюстона (UH Cullen College of Engineering), плюс доктор Фрейзер (O. H. Frazier), директор отделения хирургиче-ских исследований Техасского кардиологического института (Texas Heart Institute).

Есть в команде ученые из других университетов и инсти-тутов, а также – еще один при-мечательный участник. Но о нем мы скажем чуть позже.

Новинка пока носит услов-ное название Total Artificial Heart (TAH), то есть «Полностью искусственное сердце». Оче-видно, она должна заменять весь орган целиком, а не один из желудочков. Или, во всяком случае, подстраховывать обе половины сердца, которое по-сле передышки может пойти на поправку (и такой вариант воз-можен).

Заметим, желудочковые вспомогательные устройства (VAD), монтируемые рядом с больным органом и берущие на себя часть работы по пере-качке крови, распространены куда больше, нежели механиз-мы, устанавливаемые взамен сердца. Но именно создание полного насоса – самая трудная задача.

Что же предлагает команда из Хьюстона?

TAH будет безпульсным, то есть оно должно гнать кровь

равномерным потоком (жи-вой человек без пульса, по-видимому, должен производить неизгладимое впечатление на непосвященных).

Имплантат этот будет со-стоять из двух миниатюрных насосов, каждый по форме и размеру как батарейка типа C. И это – колоссальный шаг впе-ред по сравнению с прежними «полными» системами, не толь-ко достигающими, но нередко и превосходящими по размеру настоящее сердце.

Один из этих насосов будет обслуживать малый (легочный) круг кровообращения, а второй – большой круг.

Важной особенностью им-плантата будет встроенный «интеллект», автоматически подстраивающий производи-

тельность насосов в зависимо-сти от текущих физиологиче-ских потребностей.

Специалисты из универ-ситета Хьюстона намерены разработать математическую модель кровеносной системы, которая ляжет в основу про-граммы управления импланта-том по обратной связи: в состав устройства войдут датчики, из-меряющие параметры крово-тока, в том числе такой важный для медицинского анализа, как вязкость крови.

Цель же всего проекта – по-явление искусственного сердца, которое было бы меньше, легче, тише и надежнее, чем предше-ственники.

Вот о предшественниках и пора поговорить. Не обо всех, а о самом близком. Мы обеща-

Правое предсердие получает бедную кислородом кровь, возвращающуюся из организма. Оно переправляет ее

правому желудочку, который гонит кровь к легким. Обогащен-ная кислородом кровь возвращается в левое предсердие, кото-рое передает ее в левый желудочек. А он уже нагнетает кровь в артерии, разносящие ее по всему организму.

78 январь • 2011

здоровый интерес

ли вам представить еще одного «примечательного» участника проекта.

Это техасская компания MicroMed Cardiovascular. Та са-мая, которая несколько лет назад получила от NASA лицензию на уникальный кровяной турбин-ный насос, разработанный ин-женерами космического центра Джонсона (Johnson Space Center) и всемирно известным кардио-хирургом Майклом Дебейки.

Тогда в свет вышло вспомо-гательное искусственное сердце (ассистирующее одному из желу-дочков) MicroMed-DeBakey VAD.

О его истории и устройстве мы очень подробно рассказыва-ли. Напомним только, что благо-даря применению космических технологий и ряда оригиналь-ных идей авторам удалось фе-номенально минимизировать размер и вес имплантата.

Ныне изделия MicroMed эво-люционировали. Особое внима-ние инженеры и ученые уделили гидродинамике потока крови внутри насоса – на самом микро-скопическом уровне. Подшип-ники, лезвия турбины и другие элементы получили изменения, призванные сгладить ток.

Видимо, эти устройства и послужат отправной точкой в создании TAH. Ведь в техасских аппаратах (после оптимизации целого ряда деталей, называе-мых Modern DeBakey VAD) ра-ботают как раз безпульсные (то есть создающие постоянный поток) винты.

Когда хьюстонский (и одноименный университет, и компания MicroMed, и техас-ский кардиоинститут располо-жены в этом городе) проект будет завершен, полное искус-

ственное сердце должно будет впитать все лучшие решения от Modern DeBakey VAD.

В их числе и датчик потока. Этот крошечный узел стоит на одном из «рукавов» устройства.

Данный прототип показывает лишь примерный облик того искусственного сердца, которое должно быть созда-

но в следующие четыре года техасскими учеными.

Доктор Дебейки – один из отцов искусственного сердца марки MicroMed. За свои 70 лет карьеры он выполнил

более 60 тысяч операций на сердце и изобрел более полусотни хирургических инструментов. Весной 2008 года Дебейки полу-чил золотую медаль Конгресса за достижения в медицине. Увы, 11 июля 2008 года этого выдающегося человека не стало. Он не дожил пару месяцев до 100 лет. На снимке Дебейки держит два искусственных сердца – более или менее традиционное по конструкции WorldHeart Novacor (в правой руке) и новаторское миниатюрное MicroMed.

2011 • январь 79

медицина, здоровье, образ жизни

Он замеряет скорость кровото-ка круглосуточно, что позволя-ет лучше контролировать рабо-ту сердца.

В последних версиях ме-ханического сердца преду-смотрена передача данных через Сеть, так что доктор сможет в любой момент на своем карманном компью-тере проконтролировать со-стояние пациента, который в этот момент находится у себя дома.

Данная опция дебютиро-вала сначала на европейском рынке – еще в первом квартале 2009 года.

MicroMed Cardiovascular сообщает, что за 10 лет, про-шедших с момента появления первого MicroMed-DeBakey VAD, эти «сильно уменьшенные насосы от шаттлов» были им-плантированы 440 пациентам. И 130 они добавили целые годы жизни.

Немного? Да, но вспомним, что механическое сердце обыч-но ставят пациентам, состояние которых очень тяжелое и кото-рым без такой операции не про-жить и месяца.

На установку имплантата медики идут, когда иные вари-анты уже исчерпаны. И любое новое устройство, которое продлит жизнь умирающего хоть еще на сколько-нибудь (а значит, увеличит его шанс на по-лучение донорского органа), – окажется поистине королев-ским подарком.

Аппарат от MicroMed перегоняет кровь из левого желу-дочка в аорту, то есть служит вспомогательным устрой-

ством, облегчающим работу больному органу. У компании есть разные варианты этого насоса, отличающиеся немного разме-рами: для взрослых и детей.

HeartAssist 5 Pediatric VAD – последнее поколение ис-кусственного сердца от MicroMed, вариант для детей.

Вес насоса составляет всего 92 грамма, а его размеры 7,1 х 3 сантиметра. Вес всего имплантата (включая трубки и датчик потока) – 235 граммов. Производительность может меняться от 1 до 10 литров в минуту. Это единственное педиатрическое устройство VAD, одобренное к применению в США и Европе.

80 январь • 2011

Я

оружиевоенные технологии, техника

нло советской сборки

Если человек утверждает, что в начале 1950-х годов видел летающую тарелку, не спешите думать, что он впал в маразм.

Робот сдавал в багаж: инфракрасную и обычную камеры, миниатюрный радар, различные датчики и небольшое ору-жие… Новая универсальная тележка с дистанционным управлением приго-дится военным во многих ситуациях. А главное – она будет прочной, всепо-годной и герметичной, способной дей-ствовать на пересеченной местности, в жидкой грязи и на воде.

Ясным летним утром 16 июля 1951 года звено Ла-11 1619-го истребительного авиа-полка Северного флота выле-тело из Мурманска на обычное патрулирование прибрежной территории. Первые 30 минут полет проходил спокойно, а затем ведущий, капитан Петр Вусов, заметил, что со стороны Новой Земли на высоте около 4000 м над морем медленно движется какой-то объект. «Скорость его была настолько

мала – около 100 км/ч, что я вначале принял его за судно, – вспоминал летчик. – Но, под-летев ближе, я увидел очень странный объект – темный диск диаметром 20 м без опо-знавательных знаков, но воо-руженный мощными пушками, торчащими снизу. Я никогда не видел такой машины, поэто-му сразу же связался с базой и доложил о нарушителе воз-душного пространства». В этот момент пилот диска, видимо,

2011 • январь 81

заметил самолеты и резко из-менил курс. Поскольку патру-лирование было боевым, Вусов принял решение атаковать странный объект. Первая оче-редь 23-мм снарядов как будто бы не причинила вреда диску, и летчик развернулся и пошел на второй заход. Тут ожила рация. Вусову и его ведомому, лейтенанту Иванченко, было приказано прекратить огонь и немедленно, соблюдая полное радиомолчание, вернуться на базу.

На аэродроме летчиков уже ждал местный особист в сопро-вождении незнакомого молча-ливого человека в штатском. «Мне стало страшно, – вспо-минает Вусов. – Время было такое… А ведь я действовал в

ния оружия. Впрочем, это была лишь чисто теоретическая схема, и сам автор прекрасно осознавал ее недостатки. К счастью, талант молодого конструктора заметил его коллега – Генрих Циммер-ман, занимавшийся необычны-ми компоновками летательных аппаратов, из которых наиболее перспективными он считал «ле-тающие диски» на основе так называемого толстого крыла. Циммерман заинтересовался проектом Майера и пригласил молодого конструктора в свою команду. Сотрудничество ока-залось на редкость удачным – Майер, блестящий генератор идей, был ценным приобрете-нием.

В 1942–1943 годах очевид-цы неоднократно видели на полигоне в Пенемюнде «Летаю-щий блин», внешне напоминав-ший перевернутый вверх дном тазик. В центре находилась ка-плевидная прозрачная кабина пилота. В движение диск приво-дился турбореактивными дви-гателями Jumo-004B с управляе-мыми соплами, развивал около 700 км/ч и имел посадочную скорость 60 км/ч.

Однако аппарат был крайне неустойчив в полете. По вос-поминаниям одного из чудом оставшихся в живых узников концлагеря КЦ-4А в Пенемюнде, в сентябре 1943-го один из дис-ков в ходе испытаний успешно взлетел, но из-за сильного ветра перевернулся, упал, загорелся и взорвался.

На одной из старых немецких фотографий можно рас-смотреть макет корпуса диска конструкции Циммермана

и Майера, построенный в Пенемюнде для изучения компонов-ки и расположения вооружения. По этой фотографии художник попытался восстановить внешность аппаратов.

точности согласно приказу». Но все обошлось: обоих летчиков только «убедительно попроси-ли» держать язык за зубами и в этот же день перевели – Вусова на Тихоокеанский флот, а Иван-ченко – в Хабаровск. В качестве своеобразной компенсации и «гарантии молчания» им при-своили внеочередные звания…

След ПенемюндеВ начале 1930-х годов моло-

дой немецкий авиаконструктор Ирман Майер придумал схему летательного аппарата, внешне напоминающую перевернутую миску с кольцевым винтом в цен-тре. Такая схема позволяла защи-тить жизненно важные агрегаты от возможного вражеского огня и обеспечить площадку доста-точных размеров для размеще-

82 январь • 2011

оружие

Победитель Получает вСеС 1943 по 1945 годы команда

Циммермана решала проблемы устойчивости (вызванные неста-бильностью работы двигателя и невозможностью точно регули-ровать тягу) и проектировала увеличенную модель диска.

К весне 1945 года проект был практически готов, оста-валось только воплотить его в «железе». Но этому помешало поражение Германии в войне. Чтобы разработки не доста-лись союзникам, СС приказало уничтожить все бумаги, а ин-женеров – расстрелять. Однако конструкторы успели скрыться (не успел только сам Циммер-ман).

После поражения Германии союзники не нашли никаких документов, подтверждающих существование этого аппарата, и сделали вывод, что это оче-

И хотя в СССР группе Майера пришлось слегка пожертво-вать масштабом, несложно увидеть, что в основе аппа-

ратов лежат общие корни.

Ранние эскизы МА-6, сделанные самим Майером, дают представление о будущем грозном оружии советских

ПВО. Компоновка двигателей тогда еще не была известна.

вывезен в СССР для продолже-ния работы.

охота Пуще неволиВ 1946 году талантливый

выпускник Ленинградской краснознаменной военно-воздушной инженерной акаде-мии лейтенант Михаил Дубик получил необычное распреде-ление. Молодому специалисту предложили в добровольно-принудительном порядке прой-ти тест на знание немецкого языка, с которым он успешно справился, и дать подписку о неразглашении. Технический переводчик команды Майера Михаил Юрьевич Дубик больше половины века хранил доверен-ную ему секретную информа-цию – с советскими спецслужба-ми шутки плохи. Только сейчас он согласился поделиться свои-ми воспоминаниями.

«После тщательного изу-чения документации в ЦАГИ «сверху» было спущено реше-ние о постройке у нас полно-масштабного пилотируемого образца для проверки на прак-тике уникальных летных качеств

редная «утка». Советским поис-ковым группам повезло гораз-до больше. Советскому Союзу досталась не только вся доку-ментация этого проекта – они обнаружили Ирмана Майера и всю его команду инженеров, укрывшихся в винном погребе фирмы «Деуливаг» на окраине Берлина (там какое-то время назад выпускали механизмы управления для «Пантер»). «Полный комплект материалов» (включая конструкторов) был

2011 • январь 83

военные технологии, техника

Таким он должен был стать: 50-метровый тяжеловоору-женный диск, предназначенный для атак на морские кон-

вои и эскадры союзников.

боевого диска, – рассказывает Михаил Юрьевич. – Все работы проводились в условиях стро-жайшей секретности. Была соз-дана специальная «шарашка» (СКБ-08) для пленных немецких конструкторов из группы Майе-ра. Механизмы для первого диска, получившего название «Губка» и шифр МА-6, произво-дились на различных заводах. За всеми нами постоянно на-блюдали особисты, один вид ко-торых ясно давал понять – кто откроет рот, тому не поздоро-вится».

Первоначально планирова-лось использовать уже знако-мый немецкой команде двига-тель Jumo 004В1, запущенный в серийное производство под ин-дексом РД-10 на уфимском ави-ационном заводе №26. Но его тяга 900 кгс для «Губки» оказа-лась слишком мала, поэтому ре-шили использовать новейшие английские двигатели Nene I, к 1947 году запущенные в се-рийное производство в СССР на заводе №45 под индексом РД-45 с тягой 2040 кгс.

воздушный вальСПервый полет был со-

вершен в обстановке полной секретности на одном из се-верных аэродромов. «Раздался оглушительный рев трех реак-тивных двигателей, и темный диск после очень короткого разбега легко оторвался от земли и взмыл в небо, – вспо-минает Михаил Дубик. – Если бы не звук, все это напоминало

бы инопланетный НЛО». Диск обладал выдающимися для своего времени характеристи-ками, особенно по части грузо-подъемности и минимальной крейсерской скорости – он мог легко идти на 100 км/ч, совер-шая на этой скорости маневры, которые и не снились многим истребителям тех времен. Диск мог кружить практически на ме-сте, совершая циркуляцию (па-мятуя о немецких корнях маши-ны, летчики назвали эту фигуру «Вальсом Штрауса», или просто «Штраусом»).

После столь эффектных по-казательных «выступлений» было принято решение раз-работать и построить опытную партию боевых образцов. Ито-гом разработок стал настоящий шедевр – огромный боевой диск, имевший 25 метров в диа-

метре, специальную пилотскую башенку сверху, радарное осна-щение и четыре пушечных ту-рели снизу. Усовершенствован-ная версия диска стала более тяговооруженной и быстрой. Немецкие инженеры, имея за своими плечами огромный опыт разработок по управле-нию пограничным слоем, гра-мотно реализовали интенсив-ный отсос воздуха в нужных местах, превратив весь корпус тарелки в несущее крыло. Си-стема управления тягой трех турбореактивных двигателей и отклоняемые сопла с изменяе-мым вектором тяги (и это в 1948 году!) были дополнены боковы-ми газодинамическими рулями, что обеспечивало устойчивость и фантастическую маневрен-ность при полете на небольших скоростях.

84 январь • 2011

оружие

Под угольной крышейОсновным предназначени-

ем тарелок должно было стать уничтожение орд американ-ских тяжелых бомбардировщи-ков B-29. Одним из наиболее вероятных маршрутов следо-вания американцев считался полет над Северным полюсом, своеобразное милитаристское повторение перелета Чкалова. Было логично встречать про-тивника чуть дальше от основ-ных границ Советского Союза. Для размещения эскадрильи нужна была точка, принадлежа-щая Союзу, но при этом распо-ложенная на линии Америка – Северный Полюс – Москва. Такой точкой стал архипелаг Шпицберген.

В 1948 году Советский Союз начал работы по восста-новлению угольных рудников на Шпицбергене. Со стороны это могло показаться стран-ным: полезных ископаемых хватало и на материке, а разра-ботка и транспортировка угля с

далекого острова в Северном Ледовитом океане обходилась стране астрономически до-рого. Но даже командиры ко-раблей треста «Арктикуголь», направлявшихся на остров, не подозревали о том, что вместе с горнодобывающим оборудо-ванием на борту находилось новое сверхсекретное оружие.

«Губки» было решено ис-пользовать в качестве летаю-щих бронированных платформ. По сигналу тревоги эскадрилья дисков быстро взлетала, на-бирала высоту в 10 км и при помощи бортового радара за-секала строй B-29, потенциаль-но несущих атомные бомбы в направлении Москвы. После визуального обнаружения ди-ски поднимались выше уровня следования бомбардировщи-ков, подставив американским пулям бронированное днище, местами достигавшее толщи-ны около 4 см. А затем пилот начинал «вальсировать» на малой скорости, и стрелки из 37-миллиметровых зенитных

установок сбивали амери-канские бомбардировщики. В теории звено из шести таре-лок могло без проблем уни-чтожить до сотни бомбарди-ровщиков в одном бою.

Всего было построено и ис-пытано двенадцать тарелок – два звена. Экипаж каждой та-релки первоначально состоял из восьми человек: четыре опе-ратора артсистем, оператор радара, штурман, второй пилот и командир. Начались полно-масштабные испытания. Произ-водились тренировки операто-ров радара, стрелков, обучение летчиков сложному пилотажу. Одновременно с этим произ-водились испытания самих тарелок на максимальную ско-рость, дальность, максималь-ный высотный потолок. В целях сохранения секретности на «Губки» не наносили никаких обозначений национальной принадлежности. Именно тог-да и приключилась история с патрульными Ла-11. На базе чудом избежавший смерти эки-паж был встречен строгим вы-говором, но вскоре по приказу «сверху» на бортах всех машин появились красные звезды.

ракетный векК осени 1952 года летаю-

щие тарелки полностью завер-шили программу испытаний, было получено огромное коли-чество отчетов и документов.

И вот 27 ноября 1952 года была сформирована 1-я Се-

2011 • январь 85

военные технологии, техника

верная эскадрилья ПВО спе-циального назначения (СЭСН). Начальником этой эскадрильи, получившей среди летчиков шутливое название «Баня», был назначен капитан Григорий Са-виченко, сразу же прозванный «Банщиком».

Но в марте 1953 года умер Сталин, и ситуация радикально изменилась. Хрущев, придя к власти, принялся повсюду на-саждать свои любимые ракеты. По логике Никиты Сергеевича, одна ракета с атомной бом-бой могла заменить целый ба-тальон тяжелых танков. Если одна зенитная ракета в теории может уничтожить один вра-жеский самолет, зачем тогда нужны эскадрильи истребите-лей МиГ-15? Эта ничем не под-твержденная логика привела к варварскому уничтожению сотен истребителей. Их без-жалостно вытаскивали в поле «на брюхе» и давили бульдозе-рами.

Неудивительно, что та же печальная участь постигла и советские летающие тарелки. Со всех опытных образцов сня-ли обшивку, оборудование и ценные приборы. После этого останки тарелок были затопле-ны у побережья Шпицбергена на глубине около 300 метров, где они, по всей вероятности, лежат и поныне.

Пограничный СлойВ 1904 году профессор

Геттингенского университета

Людвиг Прандтль ввел поня-тие пограничного слоя, дав-шего понимание, как, улучшив условия обтекания, уменьшить лобовое сопротивление дви-жущихся тел. Теоретическое обоснование механизма воз-никновения подъемной силы крыла обеспечил работавший перед Первой мировой вой-ной совместно с немецкими физиками русский профессор Николай Жуковский. В период между мировыми войнами в Германии развернулись ак-тивные работы по преодоле-нию воздействия погранич-ного слоя. Экспериментируя с летательными аппаратами различной формы, немецкие ученые пришли к выводу о необходимости отсасывания «мертвого» воздуха через

мельчайшие отверстия в кры-ле (это называется управле-ние пограничным слоем). Рассматривалась даже идея постройки летательного ап-парата из пористого мате-риала, работающего как губ-ка. Немцы даже придумали ему специальное название Luftschwamm («аэрогубка»). Конструкторы предположи-ли, что для улучшения управ-ляемости такими аппарата-ми следовало убрать любую выступающую часть, будь то крыло или рули направления, сделав фюзеляж и кабиной, и крылом, закругленным вокруг всасывающего устройства, соединенного с двигателем. В идеальном случае как раз и получалась форма «летающей тарелки».

На чудом сохранившейся фотографии из личного архи-ва Михаила Дубика запечатлен аэродром базы СЭСН на

Шпицбергене в 1952 году. Летчики реактивных учебных «спа-рок» МиГ-15УТИ с изумлением рассматривают детище немец-ких инженеров, гигантскую летающую тарелку, с которой им вскоре предстоит вступить в учебный воздушный бой.

86 январь • 2011

Х

оружиевоенные технологии, техника

Пленные пришельцы и «Зона-51»

Каждое утро по рабочим дням не менее 600 человек приезжают к охраняемому терми-налу аэропорта Лас-Вегаса. Садятся на один из «Боингов» с красной полосой на борту без каких-либо иных опознавательных знаков. Са-молеты вылетают на север каждые полчаса. Место назначения – военная база «Зона-51» – настолько засекреченное, что до 2000 года власти США вообще отрицали его существо-вание. И это до сих пор рождает страшные подозрения: здесь испытывают «летающие тарелки», захваченные у инопланетян. Самое удивительное, что военные ничего не отрица-ют и ничего не подтверждают. В результате общественность в основном довольствуется слухами и байками. Весьма увлекательными.

Самолет-разведчик А-12: эксперты уверяют, что ради испытания подобных аппаратов и создана «Зона-51».

Хорошо отмеченный, хотя и не огороженный заборами внеш-ний периметр базы патрулирует-ся службой безопасности, снаб-женной следящими устройствами. Дороги и тропинки, идущие к «Зоне-51», снабжены датчиками движения и другими детектора-ми, способными не только зафик-сировать приближение человека, но и отличить его от животных. Наземным патрулям (периметр

охраняет частная охранная фир-ма «Уэкенхат» по контракту с ВВС) помогают вертолеты Sikorsky MH-60G, оснащенные пулеметами и тепловизорами. Попытки хотя бы приблизиться к щитам с суровы-ми предупреждениями («Стой! За-претная зона, разрешено стрелять на поражение!») пресекаются. Если кто-то сделает шаг за черту «зоны», его в лучшем случае ждут арест и штраф от 600 долларов, а

2011 • январь 87

Один из ветеранов «Зоны-51» Кен Кол-

линз у сверхсекретного са-молета в 1963 году.

по возвращении домой – допрос в ФБР. В худшем – 5000 долларов штрафа и год тюрьмы.

Однако угрозы не пугают эн-тузиастов. И они находят места, из которых видно кое-что странное.

«Всего год назад мы не смогли бы ничего рассказать», – признал-ся 87-летний отставной полковник Хью Слейтер, командовавший «Зоной-51» в 1960-е годы. Другой ветеран – 72-летний инженер спе-циальных проектов Торнтон Барнс – сказал, что его команда «была са-мой секретной со времен Манхэт-тенского проекта», то есть времен создания первой атомной бомбы.

«Направленный в небо хо-рошо сфокусированный магнит-ными линзами протонный пучок пройдет первые несколько тысяч метров в атмосфере без видимого эффекта. И не будет виден. Далее, ионизируя атомы кислорода и водорода, он породит светящий-ся шар плазмы… При взгляде со стороны плазма может иметь линзовидное сечение и, возмож-но, другой цвет снизу и сверху из-за разницы энергии в угасающем пучке. Короче, она будет казаться светящейся тарелкой. Пучок мож-но быстро двигать в горизонталь-ной плоскости, из-за чего объект будет выглядеть мечущимся в воздухе, как луч прожектора, «прыгающий» по низу облаков».

По мнению Махуда, расстоя-ние от генератора до шара из плазмы и его яркость можно ре-гулировать, меняя энергию про-тонов и их количество на единицу облучаемой площади.

духе на много миль вокруг, когда работают излучатели».

Ветераны взялись раскрыть тайны «зоны» лишь в нынешнем, 2010 году, спустя 50 лет. И лишь после того, как ЦРУ рассекретило программу Oxcart – испытания и полеты скоростного самолета-разведчика А-12.

Разумеется, журналисты не могли пройти мимо слухов о тру-пах «человечков» в ангарах, об испытаниях отремонтированных «летающих тарелок», о подзем-ных туннелях.

Ветераны признали: какая-то доля истины в этом есть. Но очень небольшая.

В «зоне» действительно вос-станавливали «чужие» техноло-гии. Но земные. Например, рабо-тали с советскими истребителями «МиГ». Испытывали их в полете. А под землю прятали опасные и радиоактивные технологии.

Барнс работал над програм-мой создания ядерных двига-телей ракет (проект NERVA) в подземных бункерах на равнине Джакасс – рядом с «зоной»: «Три бункера соединили железной дорогой, а все остальное находи-лось под землей».

По мнению ветеранов, летчи-ки часто принимали за «летающие тарелки» самолет A-12 Oxcart с ши-роким фюзеляжем, вмещающим огромное количество топлива.

Проект Oxcart был прекращен в 1968 году. О том, что происходи-ло в «Зоне-51» следующие полве-ка, ветераны сказали: «Это рассе-кретят не раньше 2050 года!»

Зачем военным игры с плаз-менными шарами, которые вряд ли способны поразить мчащийся самолет или ракету? У Тома есть ответ и на это:

«Устройство, основанное на подобном принципе, является очень совершенным средством для обмана радара. Ионизиро-ванная плазма дает хороший радарный отклик, заставляя пе-реключиться на нее, а не на при-ближающийся самолет... В каче-стве дополнительного бонуса плазма может иметь значитель-ное излучение в ИК-диапазоне как приманка для теплонаводя-щихся ракет».

Том уверяет, что говорил с одним человеком, который рань-ше работал в «Зоне-51». И тот якобы подтвердил: «Да, это пучки частиц. Я видел подземные соору-жения со сдвигающейся крыш-кой, откуда их испускают. Они не желают, чтобы кто-то был в воз-

88 январь • 2011

П

планетарный масштабприрода, космос, общество

странные зубы древнего крокодила выдали в нем кота

Никто не сомневается, что во времена динозавров крокодилы выглядели не совсем так, как нынешние рептилии. Однако не так давно в Африке ученые об-наружили скелеты совсем уж странных существ. При явном своем родстве с кро-кодилами они обладали зубами млекопи-тающих. Эту гремучую для научной клас-сификации смесь палеонтологи прозвали крокодилом-котом.

Судя по другим находкам, во время жизни крокодила-кота окружали травоядные зауроподы и плотоядные тероподы, другие виды древних крокодилов, черепахи и рыбы. Охотился крококот, скорее всего, на небольших рептилий, млекопитающих и насекомых.

По-научному новое соз-дание именуется Pakasuchus kapilimai. «Paka» в переводе с суахили обозначает «кот», а «souchos» по-гречески «кро-кодил».

Скелеты P. kapilimai были обнаружены в Танзании в 2008 году при раскопках в

рамках проекта Rukwa Rift Basin Project. Палеонтологи полагают, что эти необычные крокодилы обитали в южной части континента Гондвана около 105 миллионов лет на-зад.

Ученые отнесли крокоди-ломорфа к отряду нотозухий

2011 • январь 89

Длина тела крокодила-кота при жизни составляла около 55 сантиметров, длина черепа – порядка 7 см. На дан-

ный момент ученые обнаружили по всей Танзании семь похо-жих окаменелостей. В нынешнем исследовании описывается две из них.

(Notosuchia). Эти существа от-личались от остальных кро-кодилов небольшими разме-рами, относительно тонкими конечностями и ноздрями, смотрящими вперед.

Во времена мелового пе-риода (145-65 миллионов лет назад) Гондвану населяли в основном рептилии (окамене-лых останков млекопитающих в южном полушарии находят очень мало). Считается, что млекопитающие и их пред-ки процветали в основном в северной половине земного шара.

В южном полушарии их место под солнцем долгое время (вплоть до вымирания динозавров) занимали самые разные крокодилы и их бли-жайшие родственники. Од-ним из них был и нынешний крококот, изученный коман-дой палеонтологов под руко-водством Патрика О'Коннора (Patrick O'Connor) из универ-ситета Огайо.

Он и его коллеги тща-тельно обследовали череп и зубы древнего существа при помощи рентгеновской микротомографии (X-ray microtomography). Трехмер-ная картинка показала, как совмещались зубы крококота и как рептилия пережевывала пищу. Вот именно что пере-жевывала.

Биологам известно, что рептилии обычно облада-ют коническими зубами-

90 январь • 2011

планетарный масштаб

Вверху: О`Коннор и Сифа Нгасала (Sifa Ngasala), аспи-рант университета Мичигана (Michigan State University),

извлекают кости из скальной породы. В это же время пара дру-гих ученых исследуют берег протекающей рядом реки.Внизу: Патрик изучает выступающие фрагменты костей P. kapilimai.

клыками, которые не позво-ляют им перетирать пищу. Те же крокодилы либо про-глатывают свою жертву це-ликом, либо разрывают ее на большие куски. Измельчения съеденного не происходит.

друга, перетирая пищу перед глотанием. Именно такие зубы и были обнаружены у крокодила-кота.

В статье, вышедшей в журнале Nature, ученые ра-портуют, что ими были най-дены аналоги клыков, малых и больших коренных зубов, таких, как у современных плотоядных млекопитающих. Кроме того, зубов было не так много.

В общем, по всему вы-ходит, что P. kapilimai мог разжевывать добычу, и его дифференцированные зубы обеспечивали ему вполне успешное существование.

Среди прочих особен-ностей крокодила-кота па-леонтологи также отмечают удивительно гибкий позво-ночник и отсутствие жестких пластин на спине (чешуйками был покрыт лишь хвост древ-ней рептилии).

«Ноги P. kapilimai были длиннее и тоньше, чем у со-временных крокодилов. Кро-ме того, у крококота была более вертикальная стойка», – рассказывает Патрик.

Еще одна причудливая черта P. kapilimai: ноздри рептилии находятся на кон-чике короткой и широкой морды и смотрят вперед. «Опять не как у крокодилов, которые проводят большин-ство времени, погрузившись в воду», – комментирует О'Коннор.

А способность к жеванию до сих пор считалась пре-рогативой исключительно млекопитающих. Их верхние и нижние коренные зубы плотно совмещаются и могут двигаться относительно друг

2011 • январь 91

У современных крокодилов ноздри направлены вверх. Такое положение позволяет водным хищникам дышать

во время плавания. У P. kapilimai нос смотрит вперед, то есть выходит, что крококот передвигался в основном по суше.

Челюсть крокодила-кота могла двигаться взад и вперед (показано на врезке). «У современных крокодилов че-

люсть скользить не может, сустав позволяет ей двигаться лишь вверх-вниз», – отмечает О`Коннор. Справа: сравнение разме-ров P. kapilimai и обыкновенного домашнего кота.

природа, космос, общество

Судя по всему, крокодил-кот чурался воды и жил, а также охотился в основном на земле. При этом он был до-вольно ловким и проворным хищником.

Однако Pakasuchus отчего-то все-таки вымерли, в то время как их собратья развились в современных крокодилов и аллигаторов. О'Коннор предполагает, что крококотов в конце концов вытеснили ранние млекопи-тающие.

Что бы ни было причиной исчезновения P. kapilimai, сам факт их существования изме-

Вероятно, теперь многим палеонтологам придется пере-смотреть выводы своих работ. Ведь после нынешнего откры-тия нельзя быть до конца уве-

нил представление научно-го мира о том, какими могут быть отношения между со-вершенно разными группами животных.

ренным, что древнее животное можно отнести к млекопитаю-щим по одним лишь зубам.

92 январь • 2011

http://www.youtube.com/watch?v=aV_h2YUJCQw&feature

игра воображенияискусство, проекты, эксперименты

символом лондона станет орбита башни для игр

Потрясающее произведение искусства, созданное одним из самых прославлен-ных современных художников планеты, станет всемирно известным семейным аттракционом. Чтобы насладиться сногсшибательным видом, открываю-щимся с высоты смелой, красивой и ве-ликолепной скульптуры, к новой досто-примечательности будут стремиться люди со всех уголков земного шара.

Башню рассчитывают достроить к декабрю 2011 года, ну, или чуть позже.

2011 • январь 93

искусство, проекты, эксперименты

в

Авторы проекта считают свое детище орбитой – «беспрерыв-ным путешествием с самого начала до конца». Потому в на-

звании башни есть слово Orbit.

Весь пафос – из офици-ального сообщения. Столь высокопарными фразами изобилует пресс-релиз мэ-рии Лондона, посвященный крупнейшей скульптуре Великобритании, которую построят к предстоящим Олимпийским играм (London 2012).

Увы-увы, предприятию «Облако» сбыться не суж-дено. По крайней мере в рамках Игр. Вместо него на высоту 115 метров взметнет-ся похожая на завязанные гордиевым узлом «амери-канские горки» гигантская стальная конструкция. Для британцев очень важно (они это особо подчеркивают), что башня получится аж на 22 метра выше Статуи Сво-боды.

Служить сооружение бу-дет «подставкой» для смо-тровой площадки. До этой «тарелки» посетители смогут добраться либо на лифте, либо по спиральной лестни-це. Сверху обещают порази-тельный вид на 250 гектаров олимпийского парка и гори-зонт Лондона.

Автор проекта – архитек-турная звезда Аниш Капур (Anish Kapoor) – называет эту затею «делом своей жизни» и говорит, что «хотел передать ощущение нестабильности». Более – никаких пояснений, однако, как сообщает BBC, в дизайне конструкции зало-

94 январь • 2011

Техническую часть Капур (на фото вверху) прорабаты-вал в сотрудничестве с инженером Сесилом Балмондом

(Cecil Balmond) и компанией Arup. Между прочим, Аниш и Сесил трудятся вместе не впервые – мы рассказывали об их голово-кружительном проекте «Гиганты долины Тиса».

игра воображения

жены все пять олимпийских колец.

Строительство обойдет-ся в 19,1 миллиона фунтов ($29 млн): 3,1 млн выделит Лондон, а остальные 16 млн дает ArcelorMittal, одна из крупнейших сталелитейных компаний в мире. Потому-

то и название башня по-лучила соответствующее – ArcelorMittal Orbit.

ArcelorMittal Orbit – не только не временное соору-жение, а большой задел на будущее. Мэр Лондона Бо-рис Джонсон (Boris Johnson) сказал, что целью проекта является потрясающее зре-лище, которое признают во всем мире. А председатель оргкомитета Лондонской Олимпиады Себ Кой (Seb Коу) заявил: «Наши амбиции

2011 • январь 95

Такой абстрактный символ – неожиданность, ведь ранее в качестве «ориентира выше Статуи Свободы» англичане

выбирали вполне понятных 50-метровую белую лошадь и брон-зового дракона на башне.

искусство, проекты, эксперименты

в проведении Игр просты и понятны. Мы хотим оставить крепкое наследие, в том числе преобразив пейзаж в

восточной части Лондона, в котором эта впечатляющая скульптура будет играть главную роль».

96 январь • 2011

Самые интереСные роботы-животные

интересно

топ-15Дизайнеры, создающие роботов, немало внимания уделяют механике их движения – тому, как двигаются части тела, как функцио-нирует каждый сустав – чтобы максимально точно передать динамику и обеспечить сход-ство с реальными объектами. Это касается в большой мере роботов-гуманоидов, созда-ваемых по подобию человека. А как быть с

механическими животными? Оказывается, такие роботы также существуют, успешно разрабатываются и даже получаются очень сложными и серьезно и качественно спроек-тированными машинами. Эта статья как раз и посвящается рассмотрению самых удиви-тельных и красивых роботов-животных, су-ществующих сегодня.

1 Первый экземпляр, как и многие другие в этом списке, создан в стиле «стимпанк». Это детище ди-

зайнера Эндрю Чейза (Andrew Chase), робот-гепард, известный как Steampunk Cheetah. Данный робот 61 см в высоту, 127 см в длину (включая хвост), а весит он 18 кг. Это – одна из моделей для коллекции живот-ных Timmy Underworld, создаваемой дизайнером. На создание рассматриваемого механизма ушло 50 ча-сов в течение 10 недель, а состоит он из электропро-водов, трансмиссий и стального каркаса толщиной 0,8 мм. Передвигается этот робот-гепард совсем как настоящий, и выглядит вполне устрашающе.

2 Гигантский робот-слон мало с чем сравним, и такое зрелище лучше увидеть один раз вживую,

чем прочесть о нем или даже посмотреть на картин-ках. Это часть художественного проекта «Машины острова Нант» (Machines of the Isle of Nantes), бази-рующегося в Нанте. Его цель – привлечь внимание к городу и создать в нем креативный метрополис. Дизайнеров-создателей проекта вдохновили произ-ведения Жюля Верна (Jules Verne) и наработки Лео-нардо да Винчи (Leonardo Da Vinci).

Высота робота-слона – 12 м, а в ширину он – 8 м. Со-бран агрегат из 45 тонн термически обработанного дерева и переработанной стали. Механизм выглядит на удивление реалистично, он назван Great Elephant. В этом роботе даже предусмотрены места для 49 пассажиров. Во время движения он распыляет воду из хобота.

2011 • январь 97

3 Еще одна разработка – кенгуру. Однако это не ро-бот, а красиво исполненная металлическая скуль-

птура в Брисбене в Австралии. На изображении вид-но, что собрана эта копия одного из национальных достояний Австралии с большой точностью. Такие скульптуры созданы местным художником Кристо-фером Троттером (Christopher Trotter), который спе-циализируется на работах из металлического лома. А в список роботов стальной кенгуру попал благода-ря своей похожести на роботизированный механизм и той же стилистике стимпанка.

4 Следующий робот также похож на скульптуру, но он способен вполне уверенно передвигаться и

даже возить на себе человека. Это робот-тигр Shiva, созданный бельгийским скульптором Kezanti в каче-стве арт-проекта, который оснащен четырехтактным двигателем мощностью в 50 лошадиных сил с систе-мой водяного охлаждения и шестью передачами. Этот механический тигр, который также поражает детализацией внешнего вида и сильной схожестью с настоящим животным, способен развить скорость до 6 км/ч. И хотя это не так уж и много, Shiva ведь про-сто является скульптурой, которую можно оседлать. Кому в таком случае интересна скорость! Увидеть это чудо и, возможно, даже прокатиться на нем можно на улицах Брюгге.

5 Данное произведение искусства – еще только набросок, 3D дизайн робота-крысы от известно-

го художника Бенджамина Перри (Benjamin Parry). Картинка действительно впечатляет, и было бы инте-ресно увидеть, каким бы получился такой вот робот-крыса в действительности.

6 Пришло время рассмотреть и

игрушек-роботов. Один из них – поисти-не чудный экземпляр, который особенно понравится девоч-кам (если девочки любят роботов, конечно). Это Kitty the Tekno Kitten от американского производителя Manley Toy Quest. На самом деле, это прекрасный пример роботизиро-ванного домашнего питомца. На затылке у электрон-ного котенка встроены три сенсора, подобные не-рвам, которые проходят по верхней части туловища. Благодаря этим сенсорам Kitty реагирует на касания: при поглаживании по спине котенок будет мурлы-кать. Кроме этого данный робот способен проявлять немало эмоций. Когда его зовут, он смотрит вверх с любопытством, если он недоволен, то будет жалобно мяукать. В ожидании котенок-робот машет хвостом. Кроме этого, Kitty запрограммирован так, что будет засыпать несколько раз в день, а встроенные часы укажут, когда нужно ложиться спать вечером (для этого используются также и светочувствительные датчики). Встроенный микропроцессор позволит варьировать программы Kitty, а также «научить» устройство разговаривать, танцевать и петь песню, прыгать и даже считать до четырех. Габариты робота составляют 33 x 10 x 22 см.

7 Забавную га-зонокосилку,

также позициони-руемую как арт-проект, представил Осман Хан (Osman Khan), профессор искусств из Уни-верситета Карнеги-Мелон (Carnegie Melon). Это Moe The Lawn Mowing Robot Sheep – робот-овечка, который еще и стрижет газон. Создатель сего милого робота, конечно, ста-рался заключить в нем некий посыл, противопоста-вить парадигмы работы и подневольного труда, по

98 январь • 2011

интересно

его собственным словам. Однако в итоге получился эстетичный, полезный в хозяйстве и просто симпа-тичный робот о шести ногах (видимо, для большей устойчивости). Конечно, эффективность его работы уступает бытовым газонокосилкам, но вместе с тем это занятный вариант косилки для любителей робо-тотехники. Плюс ко всему, Moe не только стрижет газон, но и время от времени останавливается, блеет и даже «поет» известную американскую детскую пе-сенку про Мери и ее маленького ягненка.

8 Следующий агрегат называется RIBA и представ-ляет собой робота-медбрата, оформленного в

виде дружелюбного медведя. Он создан учеными Института Физических и Химических Исследований (Japan’s Institute of Physical and Chemical Research,

RIKEN) в сотрудничестве с инженерами компании Tokai Rubber Industries в Японии. Предназначен этот механизм для помощи медсестрам в уходе за боль-ными с ограниченными физическими возможностя-ми. Так, RIBA способен поднимать с кровати или инва-лидного кресла человека весом до 61 кг. Тактильные сенсоры, встроенные в руки RIBA, обеспечивают ком-форт пациентам, и робот способен рассчитать силу и давление, чтобы не причинить человеку боль. Кроме этого все тело робота-медведя-медбрата покрыто искусственной кожей – для большего удобства лю-дей, с телами которых он будет соприкасаться. Про-грамма RIBA способна распознавать голоса и лица и реагировать на словесные команды. То есть, этот робот даже может узнавать медперсонал и отличать его представителей от пациентов. Встроенные сен-соры не позволят столкнуться с окружающими или препятствиями, а всенаправленные колеса дадут ро-боту возможность без проблем перемещаться даже в тесных помещениях.

9 Робот-щенок – еще одна вариация роботизи-рованного домашнего любимца от Manley Toy

Quest под назва-нием Tekno the Robotic Puppy. Подобно ко-тенку Kitty, опи-санному выше, щ е н о к - р о б о т Techno умеет многое, что уме-ют и живые соба-

ки, и даже больше. С помощью встроенной програм-мы его можно «научить» говорить и даже показывать трюки. Искусственный интеллект позволяет щенкам из серии Tekno реагировать на действия владельца и уровень оказываемой заботы и внимания. Встроен-ные же сенсоры обеспечивают способность видеть и слышать все, что происходит вокруг, реагировать, если кто-то пришел, и распознавать время суток.

10 И снова о скуль-птурах. Для соз-

дания своих на удивле-ние красивых скульптур животных американская художница Энн Смит (Ann Smith) решила использовать мусор, точнее, найденные ею детали от разных механизмов. В итоге у нее получилась целая коллекция вполне красивых и похожих на настоящие, но все же с техническим налетом произведения искусства. Свои работы Энн демонстрирует на выставках в США и даже с успехом продает.

11 Поскольку в будущем взаимодействие лю-дей и роботов станет более интегрирован-

ным и тесным, сами машины должны быть легче, мобильнее и безопаснее. Для таких целей ученые

2011 • январь 99

разрабатывают механизмы с биомиметическими мускулами, точно копирующими человеческие. При-мер механизма с такой искусственной мышечной системой под названием PMA («Пневматический мускульный привод») – робот-горилла, собранный в Технологическом институте Италии (Italian Institute of Technology).

12 Робот-белка по име-ни Rocky, созданный

американскими исследова-телями, используется в ка-честве «засланного казачка» для изуче ния поведения живых белок в дикой при-роде. Управляется механизм удаленно с помощью компьютерной программы. Поскольку встроенной камеры в Rocky нет, другому исследователю приходится следить за передвиже-ниями роботизированной белки через бинокль. Од-нако благодаря встроенным динамикам этот меха-низм воспроизводит звуки, издаваемые настоящим белками – чтобы привлечь внимание других особей и вызвать их доверие.

13 Еще одна игрушка для

современных детей, способная заменить консервативного плюшевого медве-жонка – робот-панда от производителя WowWee, известного своими разработка-ми для бытового ис-пользования. В ком-плекте с Robopanda

поставляется и маленький плюшевый мишка-панда, с которым играет сам робот в автономном режиме. Управляется этот механизм с помощью прикоснове-ний и голосовых команд, пульт ДУ не предусмотрен. Встроенная программа на базе искусственного ин-теллекта позволит Robopanda развлекать ребенка историями и песенками, ползать на четырех лапах, обучаться трюкам и всячески реагировать на дей-ствия окружающих.

14 Вариации роботов-питомцев могут быть очень разными – не только котята и щенки.

Пример тому – роботизированная морская свинка Gupi от британских производителей. Это забавный маленький механизм, однако, оснащенный простой формой искусственного интеллекта. Благодаря этой особенности Gupi реагирует на окружающий мир, может пребывать в разных настроениях (в зависи-мости от уровня заботы владельца), способна реаги-ровать на ласку и звуковые обращения. Встроенные камеры не позволят Gupi сталкиваться с предмета-ми и людьми, а сенсоры дадут сигнал остановиться, если есть опасность упасть с высоты (стола или сту-пенек). Если маленький хозяин уделяет своей мор-ской свинке-роботу мало внимания, она становится обиженной и прячется в темном углу, и напротив, радостно реагирует на призыв, если с ней ласковы и гладят ее, играют с ней. Также Gupi способна из-давать до 30 разных звуков и даже показывать, что голодна – в таком случае ей нужно подать идущую в комплекте игрушечную морковку. Работает этот робот на батарейках, которые можно подзаряжать с помощью адаптера, предназначенного только для британских розеток. Подойдет этот усовершенство-ванный вариант Тамагочи детям от 4 лет.

15 Последний роботизированный механизм – робот-карп, который был представлен в лон-

донском Аквариуме в 2005 году и стал первой в мире рыбой-роботом. Этот механизм способен автономно передвигаться и огибать препятствия благодаря встроенным сенсорам. 50-сантиметровый механиче-ский карп плавает в аквариуме с обычными рыбами и может развивать скорость, такую же, как и живой тунец. А ускоряется данный робот по тому же прин-ципу, что и щука. То есть, разработку можно смело назвать роботом, собравшим в себе свойства разных живых рыб, причем, похоже, что это еще не предел совершенствования роботов-рыб.

Читайте в следующем номере:

По вопросам оптовых поставок журнала обращайтесь на e-mail: [email protected]

Люди идеи

ТехноЛогии

100 сТраниц

А также

открытИе!

Выдающиеся для роботов результаты были достигнуты роботом Audi еще в конце

сентября, но теперь стали

известны подробности.

АнтиВодород ВперВые поймАн В лоВушку

исследователям удалось получить

достаточно медленные (холодные)

антиатомы, чтобы они на 0,1-0,2 секунды

задержались в «магнитной бутылке»

Стоимость подписки – 9.90 грн в месяц

П о д П и с н о й

индекс 3 7 8 6 4

и вы узнаете,как это работает…

крылатые машины будущего

создали кровь человека

из его кожи

автомобиль-

робот Audi

прорыв в клеточной терапии – клетки кожи человека удалось превратить в

предшественников и зрелые клетки крови.В отличие от предшественников Батия и его

команда сумели создать клетки крови из кожи без промежуточной стадии индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPS-cells).

урожай NASA

покупайТЕ c 15 января

на лоТках прЕссы

Documents

Интересная механика