Голографические технологии являются одним из самых перспективных методов увеличения плотности оптических устройств хранения информации, следующих за постоянной тенденцией увеличения емкости с одновременным уменьшением габаритных размеров. И группе исследователей из японского университета Электрических Коммуникаций (University of Electro-Communications, UEC) удалось создать новый полимерный композитный материал, в объеме которого находятся наночастицы определенного типа. Оптическая система на базе такого материала обеспечивает самый высокий на сегодняшний день уровень оптического сигнала и самое высокое значение соотношения сигнала к шуму. А использование нового наноматериала в голографических устройствах хранения информации позволит сократить в несколько раз уровень ошибок записи-чтения и это, в свою очередь, позволит начать практическое использование голографических накопителей для хранения больших объемов информации.

Практически все оптические технологии записи и хранения информации используют разницу коэффициента преломления света участками материала-носителя, прошедшими через процесс определенной обработки. В отличие от обычных технологий, использующих хранение информации на плоскости информационного слоя компакт-диска, к примеру, голографические технологии позволяют записывать информацию в объеме трехмерного пространства, во много раз увеличивая информационную емкость носителя. Но для качественной работы голографических технологий требуется большая разница в коэффициенте преломления материала-носителя, чем это необходимо для записи информации в одной плоскости.

Превосходными параметрами, соответствующими высоким критериям технологий голографической записи информации, обладают композитные соединения полимерных материалов с неорганическими наночастицами. В свое время исследователи из университета UEC уже разработали ряд таких композитных материалов на основе тиоленовых мономеров. Запись и считывание информации из такого материала производилось при помощи луча лазера, фокусируемого в точке пространства, размером в один микрон, при этом было получено весьма неплохое значения соотношения сигнал/шум.

Позже японские исследователи пошли чуть дальше, добавив в объем полимерного материала наночастицы определенной формы и размеров. Для записи и считывания информации из такого материала требуется уже два луча лазерного света, один - опорный, а второй - рабочий. При таком подходе ученым удалось добиться достаточно высокой плотности хранения данных и обеспечить высокую скорость записи-считывания информации.

И завершающим "аккордом" разработки данной технологии стало использование прозрачных кварцевых наночастиц в количестве 25 процентов от общего объема, равномерно рассеянных по полимерному материалу, имеющему достаточно сложный состав, состоящий из смеси мономеров нескольких типов. В результате таких усилий уровень ошибок при записи и считывании информации снизился до значения 10^-4, а значение соотношения сигнал/шум превысило 10 единиц.

Известная аэрокосмическая компания SpaceX в очередной раз вошла в историю, произведя повторный запуск и успешную посадку использованной ранее первой ступени ракеты-носителя Falcon 9. Восстановленная после первого запуска ракета стартовала 30 марта 2017 года в 22:27 по времени Гринвичского меридиана со стартовой площадки Launch Complex 39 космодрома Космического центра НАСА имени Кеннеди на мысе Канаверал во Флориде. Выведя на околоземную промежуточную орбиту вторую ступень с коммуникационным спутником SES-10, первая ступень ракеты-носителя совершила спуск к поверхности Земли и в 22:36 осуществила успешную посадку на площадку, находящуюся на палубе беспилотной морской баржи, плывущей по поверхности вод Атлантического океана.

Следует заметить, что многократное использование является далеко не новинкой в космической технике. Американские космические Шаттлы в свое время летали в космос по многу раз, а сейчас это же самое делают секретные космические аппараты X-37B, запускаемые американскими военными с завидной периодичностью. Однако, компании SpaceX удалось сделать то, чего не удавалось сделать никому ранее, они повторно запустили основную часть баллистической ракеты Falcon 9, которая в первый раз отправилась в космос в рамках миссии CRS-8, запуск которой был произведен 8 апреля 2016 года.
 

Миссия SES-10 стартовала при хороших погодных условиях и без любых проблем технического плана. Через одну минуту и 22 секунды полета ракета достигла точки так называемого максимального механического напряжения Max Q. Через две минуты и 41 секунду от ракеты отделилась вторая ступень со спутником SES-10, который был развернут на расчетной орбите спустя 32 минуты после запуска.

В то время первая ступень ракеты Falcon 9, выполнив серию тормозных запусков двигателей, произвела контролируемый спуск к поверхности земли и мягкую посадку на площадку баржи, имеющей замысловатое название "Of Course I Still Love You", которая находилась в водах Атлантического океана неподалеку от мыса Канаверал. Из-за капель воды, попавших на линзы объектива камер, процесс видеофиксации происходящего был прерван и, хочется надеяться, что в скором времени в сети появятся видеоролики, на которых будет виден процесс посадки ракеты, снятый с других ракурсов.
 

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

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

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

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

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

Робот - это нечто, совершающее контролируемые движения. Все это верно по отношению к летающим аппаратам, к сложным шагающим роботам и крошечным роботам, размером в микрометры, таким, как робот-амеба, созданный исследователями из университета Тохоку (Tohoku University), Япония. Это не самый маленький робот, созданный людьми за все время, но этот робот является одним из самых маленьких роботов, движением которого можно управлять с достаточно высокой точностью.

По сути, робот-амеба представляет собой крошечный мешочек, изготовленный из соединений-лепидов. Двигателями этого робота являются молекулы моторных белков, оболочек для этих белков и связующие это все цепи, изготовленные из синтетической ДНК. Когда тело робота освещается ультрафиолетовым светом, моторные белки сцепляются с оболочками с одной стороны и с эластичными стенками этой искусственной клетки, а дальнейшее сокращение молекул белков приводит к возникновению механического движения. Все это походит на регулировку спального мешка путем тычков и натяжения его частей изнутри.

Для выключения "молекулярного сцепления" робот-амеба освещается светом с другой длиной волны, форма робота при этом возвращается к его оригинальной форме и робот перестает двигаться. Последовательность световых импульсов разного типа приводит к тому, что эта крошечная капля начинает вращаться и перемещаться практически подобно тому, как это делает живая амеба. Но в данном случае все это происходит под полным контролем со стороны человека.
 

В настоящее время робот-амеба может начать двигаться или остановиться по желанию управляющего им человека. К сожалению, контролировать направление движения робота пока еще не удается должным образом. Именно эта задача является тем, над чем будут работать ученые далее, а сделано это будет путем использования вместо сферического корпуса робота корпуса неправильной ассиметричной формы. Более того, для получения более упорядоченного движения ученые прибегнут к приданию молекулам связующей ДНК особой формы.

Робот-амеба, помимо описанных выше достоинств и недостатков, обладает еще одной положительной чертой. Он продолжает замечательно работать после того, как он был заморожен, переправлен по почте другой исследовательской группе и снова разморожен.

Буквально вчера мы рассказывали о том, что небезызвестная компания SpaceX произвела успешный повторный запуск и посадку первой ступени ракеты-носителя Falcon 9, которая уже была использована ранее. Это достижение является началом новой эры многократного использования ракет-носителей, что сулит в перспективе кардинальное снижение стоимости космических запусков. Но во время пресс-конференции, проведенной после запуска миссии SES-10, Элон Маск, основатель и руководитель компании SpaceX, сообщил об еще одном достижении компании, Оказывается, помимо первой ступени ракеты им удалось посадить за Землю еще одну достаточно дорогостоящую часть ракеты - ее носовой обтекатель.

Носовой обтекатель служит для защиты полезного груза, коммуникационного спутника SES-10 в данном случае, во время запуска. Обтекатель имеет внешний диаметр 4.9 метра и его внутреннего объема достаточно для того, чтобы спрятать внутри его небольшой автобус. Стоимость изготовления одного обтекателя составляет 6 миллионов долларов. "И, вместо того, чтобы позволить ему врезаться в землю и разбиться на миллион крошечных частей" - рассказывает Элон Маск, - "Мы использовали небольшие реактивные двигатели и систему парашютов для плавного возврата на землю двух половинок обтекателя, которые после этого можно будет использовать повторно".

"Обтекатель очень похож на небольшой космический корабль" - рассказывает Элон Маск, - "К сожалению, нам удалось опустить неповрежденной только одну из его половинок".

Получается, что единственной частью ракеты-носителя Falcon 9, которая теряется сейчас безвозвратно, является ее вторая ступень, самостоятельная небольшая ракета, которая служит для вывода полезного груза на расчетную орбиту после того, как это все поднимается на промежуточную орбиту первой ступенью. В настоящее время специалисты компании SpaceX рассматривают несколько вариантов, которые в будущем позволят возвращать и повторно использовать и вторую ступень также.

И в заключении следует отметить, что каждый запуск, производимый сейчас компанией SpaceX, обходится заказчикам в 62 миллиона долларов. Повторное использование основных узлов ракет-носителей позволит на первом этапе сократить эту сумму на 30 процентов. "Я уверен, что в перспективе мы сможем добиться и 100-кратного сокращения стоимости каждого запуска, только для этого нам придется разработать и провести испытания целого ряда новых инженерных решений" - рассказывает Элон Маск.

Ровно через один месяц в Тулузе, Франция, будет проведена первая в истории гонка, в которой примут участие наноразмерные "автомобили", состоящие в среднем из 100 атомов различных химических элементов и способные развивать скорость до 5 нанометров в час. И для того, чтобы преодолеть расстояние в одну милю (~1.6 километра), таким наноавтомобилям потребуется около 37 миллионов лет.

Организатором гонки NanoCar Race является французский Национальный центр научных исследований (National Center for Scientific Research), а в качестве гоночной трассы будет использована полированная поверхность золотого диска, охлажденного до температуры в - 270 градусов по шкале Цельсия. Длина гоночной трассы составляет 100 нанометров, а увидеть все происходящее на ней можно будет только при помощи специального сканирующего туннельного микроскопа. Кроме этого, наконечник этого микроскопа будет использоваться для снабжения наноавтомобилей энергией и для управления их движением.

Из всех команд, которые изначально планировали принять участие в гонке NanoCar Race, из-за некоторых ограничений примут участие только четыре команды. Но, вполне вероятно, что за месяц эта ситуация может измениться и из гонки могут выбыть или в ней могут появиться новые участники, которым за это время удастся привести свои наноавтомобили в соответствие с требованиями.
 

Самой большой проблемой, с которой сталкиваются все разработчики наноавтомобилей, является то, что ни у одного из них нет собственного двигателя. Узлы этих крошечных транспортных средств будут двигаться за счет энергии электронов, туннелирующихся с наконечника сканирующего микроскопа. При этом всегда присутствует вероятность того, что химические связи между отдельными атомами будут разрушены электрическим полем, а сам наноавтомобиль, в таком случае, потеряет свою целостность и способность двигаться. Именно поэтому 36-часовая гонка NanoCar Race имеет нечто общее с гонками на выживание типа Ле-Ман, гонками, где на первый план выдвигаются не только скоростные качества автомобилей, а надежность их конструкции и конструкции отдельных узлов.

И в заключение следует отметить, что гонка NanoCar Race может сыграть для области нанотехнологий точно такую же роль, как и традиционные гонки для автомобильной промышленности. В ходе этих соревнований учеными будут разработаны и испытаны новые процессы поатомной сборки нанразмерных структур, технологии управления движением этих структур и многое другое. К сожалению, нам с вами не удастся увидеть маневры нанокаров на резких виражах, ни услышать визг нанопокрышек на крутых поворотах, все происходящее на нанразмерной гоночной трассе будет доступно лишь в виде последовательности снимков, сделанных при помощи электронного микроскопа.
 

На Женевском автосалоне (Geneva Motor Show) в прошлом году известная компания Goodyear представила всеобщему вниманию концепт сферической покрышки Eagle 360, которая предназначена для использования в автомобилях будущего с магнитной подвеской. Использование таких колес и подвески позволит автомобилю творить чудеса на дороге, двигаться в любом направлении, боком и разворачиваться на месте. А в этом году компания Goodyear сделала следующий шаг в данном направлении, представив новые покрышки Eagle 360 Urban, работой которых управляет встроенная в них система искусственного интеллекта.

Как и у предшественника, поверхность покрышек Eagle 360 Urban покрыта слоем резиновой "бионической кожи", пронизанной сетью различных датчиков. Эти датчики служат для постоянного контроля дорожных условий и адаптации к ним формы покрышки.

Изменение формы покрышки и рисунка протектора производится при помощи встроенных электрических приводов, которые втягивают внутрь отдельные сегменты, формируя впадины и более рельефный рисунок протектора для влажной дороги. А на сухой и качественной дороге покрышка формирует гладкую поверхность, что позволяет минимизировать расход топлива или энергии из аккумуляторных батарей. Встроенная система искусственного интеллекта постоянно анализирует дорожные условия, режим движения и через некоторое время подбирает оптимальную для этого конфигурацию протектора.

Каждое колесо может общаться с другими колесами и аналогичными колесами других автомобилей через Интернет. Так же через Интернет осуществляется обмен информацией о состоянии дороги, что позволяет колесам подготовиться заранее к резким изменениям, если такие присутствуют впереди на пути. Кроме этого "мозг" покрышки Eagle 360 Urban способен обнаружить место прокола и изменить вращение колеса так, чтобы проколотое место не входило в контакт с дорогой пока отверстие не будет запечатано поданным изнутри специальным клеем на основе нанотехнологий.

К сожалению, вряд ли кому-нибудь из нынешнего поколения доведется увидеть в действии такие "умные" колеса. Для этого сначала должны появиться автомобили с соответствующим видом подвески. Однако, в том, что они появятся в далеком или не очень далеком будущем, сомневаться не приходится.
 

Группа ученых-астрономов, работающих с телескопом Very Large Telescope Европейской Южной обсерватории, объявила об открытии новой коричневой карликовой звезды, получившей название SDSS J0104+1535. Эта звезда отличается от других подобных астрономических объектов своей высокой массой, во-первых, и чистотой ее химического состава, во-вторых. Звезда SDSS J0104+1535 находится в пределах нашей галактики, галактики Млечного Пути, а ее возраст равен приблизительно 10 миллионам лет.

Звезда SDSS J0104+1535 находится на удалении 750 световых лет от Земли в районе созвездия Рыб, она является одной из множества древних звезд, "заселяющих" данную область космического пространства. На 99.99 процента она состоит из гелия, а оставшаяся доля приходится на водород. С этой точки зрения звезда SDSS J0104+1535 имеет в 250 раз более чистый состав, нежели наше Солнце.

Несмотря на то, что звезда SDSS J0104+1535 относится к классу карликовых звезд, она имеет самую большую массу среди всех известных коричневых карликовых звезд на сегодняшний день. Масса материи, из которой состоит эта "неудавшаяся звезда", в 90 раз превышает массу материи, из которой состоит Юпитер.

Открытие звезды SDSS J0104+1535 привлекло внимание астрономов со всего мира не только двумя упомянутыми выше рекордными показателями. Раньше ученые не знали о возможности существования коричневых карликовых звезд, имеющих подобный химический состав, и данное открытие послужило доказательством такой возможности. Вполне вероятно, что в скором времени ученым удастся обнаружить и другие подобные звезды в том же самом регионе космического пространства, которые условно можно будет отнести к классу сверхчистых коричневых карликовых звезд.

На прошлой неделе ученые из немецкого Космического Центра (DLR) произвели включение того, что можно описать термином "самое большое в мире искусственное Солнце", установку, состоящую из 149 светоизлучающих устройств. В этой установке, имеющей название Synlight и расположенной в 30 километрах западней Кельна, используются короткодуговые ксеноновые лампы, свет от которых фокусируется на области, размером 20 на 20 сантиметров. А уровень освещенности в этой области в 10 тысяч раз превышает уровень освещенности такой же поверхности естественным образом в яркий солнечный день.

В области фокусировки лучей ксеноновых ламп температура достигает отметки в 3 тысячи градусов Цельсия. Помимо этого в рабочей зоне установки Synlight создается ряд других условий, необходимых для протекания новых процессов получения водорода путем процесса высокотемпературного расщепления воды. Таким образом немецкие ученые пытаются разработать новую технологию получения водородного топлива, исключив из нее необходимость использования огромного количества электрической энергии, которое делает на сегодняшний день процесс электролиза экономически не целесообразным.

На строительство установки Synlight была затрачена сумма в 3.5 миллиона евро, а за четыре часа своей работы она расходует энергию в количестве, достаточном для снабжения среднестатистического жилого дома с четырьмя людьми на протяжении одного года.
 

В недрах "ослепительной" установки Synlight, мощность которой составляет 350 кВт, будет проведен ряд экспериментов, которые уже были сделаны в меньшем масштабе в лабораторных условиях. Это, в свою очередь, позволит ученым достичь такого масштаба процессов, который уже можно будет использовать для получения водорода в промышленных количествах при помощи естественного солнечного света, сфокусированного при помощи ряда уже известных и опробованных методов.

Помимо процессов получения водорода, установка Synlight будет использована для проведения исследований процессов, в которых принимает участие водород и угарный газ, полученный при помощи других экологически чистых процессов. Комбинация водорода и угарного газа позволит получать на выходе более тяжелое жидкое топливо, к примеру, авиационный керосин и дизельное топливо, которые по основным параметрам не будут уступать топливу, полученному традиционным путем перегонки нефти.

Ученые из Калифорнийского колледжа Св. Марии (St. Mary's College of California), работающие с квантовых компьютером D-Wave 2X, научили его распознавать и классифицировать деревья на снимках, полученных при помощи спутниковой или аэрофотосъемки. Все это выглядит не очень впечатляющим достижением, тем не менее, данное достижение является значительным шагом к практическому использованию квантовых компьютеров для решения сложных задач, таких, как компьютерное видение и распознавание объектов.

Исследователи, возглавляемые физиком Эдвардом Бойда (Edward Boyda), "скормили" квантовому компьютеру с 1152 кубитами сотни изображений поверхности, полученных при помощи спутников НАСА. Компьютер самостоятельно определил десятки вариантов различных особенностей, таких, как насыщенность зеленого цвета, коэффициент отражения и т.п. для того, чтобы определить, являются ли пиксели изображения деревьями, а не дорогами, зданиями или водоемами. Указав компьютеру на допущенные им ошибки, ученые добились того, что компьютер видоизменил вычисленные им формулы, по которым он производит идентификацию и классификацию деревьев.

"Классификация деревьев это задача, гораздо более сложная, нежели кажется на первый взгляд. Деревья растут рядом друг с другом, высокие деревья соседствуют с низкими, и в лесу эти варианты встречаются в неисчислимом количестве комбинаций" - рассказывает Рамакришна Немани (Ramakrishna Nemani), ученый из отдела суперкомпьютерных вычислений НАСА (NASA Advanced Supercomputer Division) в Маунтин-Вью.
 

После проведенного процесса обучения компьютера D-Wave смог идентифицировать и классифицировать деревья с 90-процентной точностью. Такой уровень точности ненамного превышает точность работы подобных программ на обычных компьютерах, но квантовый компьютер делает все это с легкостью, оставляя достаточно большой резерв вычислительной мощности для решения других сопутствующих сложных вычислительных задач, так же связанных с анализом изображений и идентификацией объектов.

Решенная при помощи квантового компьютера D-Wave 2X проблема является лишь малой частью более глобальной задачи отслеживания и прогнозирования климатических изменений. Пропуская через себя "тонны" снимков, сделанных спутниками НАСА, квантовые компьютеры смогут в приемлемые сроки выявить наличие медленных климатических изменений, происходящих в течение недель, месяцев или лет. "При таком подходе мы сможем с очень высокой точностью прогнозировать появление циклона над Индией через шесть месяцев, наблюдая сегодня некоторые изменения погодных условий в Северной Канаде" - пишут исследователи.

"Бытует мнение, что квантовые компьютеры смогут решить абсолютно все сложные задачи гораздо быстрее обычных вычислительных систем" - рассказывает Итей Хен (Itay Hen), программист из университета Южной Калифорнии, - "Но это совсем не так, вся мощь квантовых компьютеров проявляется лишь на задачах определенного класса, их использование для других задач является тупиковым направлением. Мы же сейчас занимаемся поиском и определением новых видов задач, подходящих для квантовых компьютеров. Кроме этого, мы занимаемся адаптацией под квантовые системы некоторых уже известных задач, таких, как машинное глубинное изучение и самообучение".

Нашим читателям, наверняка не раз доводилось видеть кадры из автомобильной рекламы или фантастических фильмов, на которых футуристические автомобили демонстрируют чудеса трансформации, двигаясь на огромной скорости. Все это делается в студиях спецэффектов, в которых для этого используются специализированные системы, позволяющие с максимальным визуальным эффектом смешать реальный мир и виртуальную реальность. Одной из таких систем является новая система с названием Cyclops, используемый в ее составе автомобиль больше всего напоминает внедорожный багги, обвешанный всевозможной электроникой и специальными маркерами. А система высокоскоростных камер, плюс высокопроизводительная компьютерная обработка, могут превратить этот непритязательный автомобиль в любую известную и неизвестную пока еще модель, сопровождая все это фантастическими спецэффектами.
 

Демонстрация системы Cyclops, в основе которой лежит известный игровой "движок" Unreal Engine 4, состоялась на конференции Game Developers Conference, которая проходила не так давно в Сан-Франциско. На базе этой системы была приготовлена презентация автомобиля Chevrolet Camaro ZL1 2017 года, виртуальная оболочка которого накладывалась на "каркас" багги в режиме реального времени.

Система Cyclops дает пользователю максимальную степень свободы в его действиях, человек может изменить цвет, сменить форму кузова автомобиля и выполнить массу других действий при помощи специального приложения для смартфона, в основе которого лежит технология дополненной реальности Google Tango.

Использование системы Cyclops позволит сэкономить режиссерам рекламы или фильмов массу времени, ведь пригодность отснятого материала определяется практически перед этапом окончательного монтажа. Кадры реальной съемки, пропущенные повторно через систему позволят внести необходимые изменения в конечное видео без необходимости проведения повторной съемки.
 

И в заключении следует отметить, что используемый в системе Cyclops автомобиль-багги, имеющий название Blackbird, имеет полностью модульную конструкцию, за счет чего его легко можно приспособить для удовлетворения каких-либо конкретных требований. "Мы можем обуть его в колеса от любого производителя. Так же имеется возможность изменения клиренса, высоты, длины и ширины автомобиля. И все это делается буквально за считанные минуты времени" - рассказывает Алистер Томпсон (Alistair Thompson), глава творческого коллектива студии The Mill, которая занималась разработкой системы, совместно со специалистами Epic Games, - "В системе Cyclops абсолютно все является динамическим, включая освещение, тени и отражения. Это придает конечному результату максимальную фотореалистичность, которую практически невозможно отличить от реальности".
 

Беспилотные летательные аппараты с несколькими роторами предназначены для полетов на открытом воздухе. Но в силу различных причин или ошибок человека им достаточно часто доводится сталкиваться с препятствиями или падать на землю. В некоторых моделях используется ограничители, защищающие лопасти пропеллеров и окружающих людей, а другие модели даже помещаются внутрь своего рода "клеток". Такие меры спасают положение в некоторых ситуациях, но в любом случае все это делает летательный аппарат больше и тяжелее, что сокращает и без того небольшое время полета на одном заряде аккумуляторных батарей. Весьма интересный выход из этой, казалось бы, безнадежной ситуации нашли исследователи из Швейцарского федерального политехнического университета Лозанны (Swiss Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, EPFL), они создали полужесткую и одновременно полумягкую конструкцию беспилотника, а первоначальную идею этого им подарила живая природа.

Для решения проблемы "ударопрочности" конструкции беспилотника исследователям пришлось найти компромиссное решение. Если сделать конструкцию слишком мягкой и гибкой, аппарат не будет обладать стабильностью и устойчивостью во время полета. И решение проблемы, как уже упоминалось выше, было найдено в живой природе, а если быть точнее, ученые увидели все им необходимое в строении крыльев ос. Строение крыльев обеспечивает им жесткость, необходимую для обеспечения полета насекомого, но когда оса сталкивается с чем-то, то крыло приобретает гибкость и перераспределяет энергию удара, что препятствует разрыву тканей крыла.
 

Конечно, конструкция беспилотного летательного аппарата очень далека от формы и строения крыла насекомого. У беспилотника имеются гибкие элементы, расположенные вокруг твердой центральной части. Удерживается все это при помощи магнитов, а когда вся конструкция принимает определенный вид, она становится достаточно жесткой для того, чтобы обеспечить стабильный полет. Но в случае столкновения с препятствием энергия удара отрывает магниты друг от друга, целостность конструкции нарушается и она становится гибкой, эффективно поглощающей и демпфирующей энергию удара. По завершению ударного воздействия магниты снова притягиваются друг к другу, конструкция восстанавливает свою форму, жесткость и функциональность, и летательный аппарат в большинстве случаев может снова взлететь и продолжить полет как ни в чем ни бывало.

То, что вы видите на приведенных здесь снимках, является экспериментальным беспилотным летательным аппаратом, которому вряд ли будет суждено "переродиться" в коммерческий вариант. А исследователи из EPFL полагают, что идея создания таких полужестких-полумягких конструкций может найти более широкое применение в робототехнике. Роботы, способные быть и жесткими и мягкими одновременно, будут обладать более широкими возможностями по захвату объектов, к примеру, нежели нынешние робототехнические устройства.
 

Информационные потребности современного общества растут такими темпами, что без внедрения новых технологий нынешний Интернет вскоре перестанет справляться с передачей огромных объемов курсирующей по нему информации. И одной из таких новых технологий является созданный учеными из Швейцарии, Германии и США широкополосный модулятор, предназначенный для превращения электрических сигналов в оптические, и делающий это за счет использования колебаний облаков свободных электронов на поверхности металла, так называемых плазмонов. Практическое применение нового плазмонного модулятора, способного работать на скорости более 100 Гбит/сек, позволит создать коммуникационные фотоэлектронные устройства, обеспечивающие такую же самую скорость передачи информации при помощи единственного луча света.

Напомним нашим читателям, что плазмоны - это подобные жидкости облака свободных электронов, возникающие тогда, когда фотоны света ударяются в поверхность некоторых металлов, золота и серебра, в частности. Плазмоны, подобно ряби от брошенного в воду камня, могут оказывать воздействие на проходящие мимо световые волны. Комбинация этой способности со способностью плазмонов реагировать на световые волны позволяет создать на из базе, как модуляторы, так и детекторы, выполняющие обратное преобразование, преобразование оптического сигнала назад в электрический.

Новый плазмонный модулятор состоит из двух пар золотых электродов устроенных определенным образом друг относительно друга. Их разделяет "щель", толщиной всего в сотню нанометров, объем которой заполнен специальным кремнийсодержащим органическим электрооптическим материалом, коэффициент преломления и другие оптические свойства которого изменяются в ответ на прикладываемое к нему электрическое поле.

Заполненные кремнийсодержащим веществом промежутки между золотыми электродами действуют в качестве "волноводов" для плазмонов, интенсивно возникающих под воздействием света на поверхности золота. И все это представляет собой микроинтерферометр, модулированный выходной сигнал которого является комбинацией двух сигналов, подаваемых на разные пары электродов. Поскольку плазмонные компоненты модулятора изготовлены из металла, они одновременно выполняют роль электрических контактов, позволяющих подавать или считывать с них электрические сигналы.

Еще одним главным преимуществом нового плазмонного модулятора, помимо широкой полосы пропускания, является его компактный размер, позволяющий полностью использовать весь потенциал плазмонов, несмотря на то, что плазмоны сами по себе не могут распространяться на большие расстояния. Однако компактность нового устройства имеет и обратную сторону медали, связанную с производственными технологическими проблемами. Необходимую для этого точность могут обеспечить лишь самые современные методы электронно-лучевой, ионной и ультрафиолетовой литографии. "Когда мы начинаем работать с устройствами, размеры которых значительно меньше длины волны используемого света, мы сталкиваемся с рядом технологических проблем" - пишут исследователи, - "Для всего этого нам требуется литография с разрешающей способностью от 20 до 40 нанометров".

Используя традиционные формы модуляции оптических сигналов, ученые проверили работоспособность нового плазмонного модулятора в диапазоне частот до 170 ГГц. Ширина охватываемой полосы оказалась настолько велика, что для проверки параметров модулятора ученым пришлось использовать пять различных установок, каждая из которых работала в своем поддиапазоне электромагнитного спектра.

А ученые, тем временем, собираются продолжить работу над новым модулятором, что, по их мнению, позволит повысить его, и без того впечатляющие, характеристики.

В свое время мы достаточно часто рассказывали нашим читателям о различных самособирающихся структурах, изготовленных из материалов, меняющих свою форму под воздействием света. Такой механизм хорошо подходит для получения трехмерных форм, состоящих из плоскостей, таких, как кубы и пирамиды. Но для того, чтобы заставить изначально плоский материал свернуться в нечто более сложной формы, ученые из университета Северной Каролины разработали новую технологию, которая позволяет при помощи света с различными параметрами управлять процессом "превращения" с достаточно высокой точностью и избирательностью.

В основу данных исследований легли исследования этой же группы ученых, проведенные еще в 2011 году. Тогда ученым удалось создать плоские шаблоны из материала, который сворачивался в трехмерные объекты под воздействием инфракрасного света. Ключевым моментом разработанной тогда технологии были участки из темного материала, включенные в объем материала или напечатанные на его поверхности в нужных местах. Эти участки поглощают свет более интенсивно, нагреваются и деформируются, перемещая сегмент материала в необходимое положение. А угол отклонения и скорость перемещения регулировались путем изменения ширины и толщины каждой линии светопоглощающего материала.
 

Одним из недостатков данного метода является то, что воздействие света заставляет перемещаться все изгибы шаблона одновременно. Получить избирательность процесса изгиба ученым удалось за счет изменения цвета материала светопоглощающего материала и, соответственно, длины волны используемого света. Напечатав на основании материала полосы специальными чернилами разного цвета, ученые добились полного управления последовательностью процесса изменения формы. Освещение материала ярким синим светом приводит к началу сворачивания материала по линиям, напечатанным желтыми чернилами, а красный свет вызывает реакцию участков, покрытых чернилами синего цвета.

Такой подход позволяет ученым разработать структуру шаблона с тщательно заданной последовательностью изменения формы. Помимо использования основных цветов чернил, такая технология допускает использование смешанных цветов, что, в свою очередь, позволяет управлять скоростью перемещения отдельных сегментов, которая может быть разной при использовании света одной длины волны.

Возможность создания самособирающихся материалов, в структуре которых заключена "инструкция" по сборке конечного изделия, имеет массу вариантов ее использования. Данная технология может быть использована для создания роботов-трансформеров, которые хранятся в плоском компактном виде и сворачиваются только в случае необходимости их использования. Нечто подобное можно также использовать для развертывания панелей солнечных батарей космических аппаратов, для создания новых электронных компонентов и медицинских устройств.
 

Группа ученых из университета Базеля (University of Basel), Швейцария, и Технологического института Карлсруэ (Karlsruhe Institute of Technology, KIT), Германия, разработали структуру, изготовили и провели испытания одного из самых маленьких на свете электрических выключателей. Основой этого выключателя является единственная молекула вещества, синтезированная таким образом, чтобы придать этой молекуле необходимые электрические и механические свойства. Данное достижение является одним из больших шагов на пути продвижения теоретических идей к практическому воплощению элементов так называемой молекулярной электроники.

Форма синтезированной молекулы чем-то напоминает трехногий лунный посадочный модуль, на вершине которого находится активная часть переключателя. Его три "ноги" имеют специальные "якорные" химические группы, обеспечивающие прочное и надежное сцепление с поверхностью покрытого золотом основания. Роль активного элемента выполняет нитриловая группа, которая выступает достаточно далеко за пределы всей остальной молекулы.

Вторым электродом этого "выключателя" является наконечник туннельного сканирующего микроскопа, и при его же помощи осуществляется управление состоянием выключателя. Когда наконечник микроскопа входит в контакт с "торчащей" нитриловой группой, то через молекулу начинает течь электрический ток, а электрическая проводимость молекулы зависит от положения нитриловой группы. Чем сильней она прижимается наконечником микроскопа в сторону молекулы, тем ниже становится электрическое сопротивление и тем "качественней" включается этот молекулярный выключатель.

Нитриловая группа имеет так называемый дипольный момент, неравномерность распределения положительного и отрицательного электрического заряда. Это позволяет, помимо механического способа, управлять состоянием выключателя при помощи электрического поля. Изменяя полярность и силу потенциала на наконечнике микроскопа, можно заставить нитриловую группу или приблизиться к остальной молекуле или наоборот, отдалиться от нее, включая или выключая молекулярный выключатель.

Еще одним интересным моментом является то, что контакт между молекулой и наконечником микроскопа может быть установлен или разорван сколь угодно большое количество раз, не вызывая остаточных деформаций структуры молекулы. Такая высокая надежность является следствием череды теоретических расчетов, позволивших рассчитать форму отдельной молекулы, которая должна обладать набором определенных свойств. Данные исследования проводились под финансированием от немецкого Исследовательский фонда, соответствующая программа которого направлена на объединение методов функционального теоретического моделирования с практическими экспериментами в области малых сил и энергий, действующих на уровне отдельных молекул.

Около трех десятилетий назад, 23 февраля 1987 года, ученые-астрономы зафиксировали самый яркий за 400 последних лет взрыв сверхновой звезды. Эта колоссальная сверхновая, получившая название Supernova 1987A (SN 1987A), создала вспышку, которая освещала космос следующие несколько месяцев с яркостью, в миллион раз превышающей яркость свечения Солнца. И, начиная с момента обнаружения, эта сверхновая, расположенная в недрах галактики Большого Магелланова Облака, демонстрирует астрономам не прекращающееся удивительное световое шоу.

Сверхновая SN 1987A является самым близким к нам взрывом сверхновой, что дает возможность ученым-астрономам и астрофизикам изучить все происходящие там процессы в мельчайших подробностях. Наблюдения за сверхновой SN 1987A производились неоднократно телескопом Hubble с 1990-го года, рентгеновская обсерватория Chandra начала наблюдения за ней с момента ввода обсерватории в строй в 1999 году, а самый мощный и современный радиотелескоп ALMA, состоящий из 66 параболических антенн, начал наблюдать за сверхновой SN 1987A раньше, чем состоялся его официальный ввод в эксплуатацию.

Последние данные, собранные самыми мощными и современными астрономическими инструментами, указывают на то, что в "жизни" сверхновой SN 1987A наступил очень важный момент. Немногим ранее ударная волна взрыва сверхновой столкнулась с плотным газовым кольцом, материя которого была извергнута в космос умирающей звездой за некоторое время перед взрывом. А сейчас замедлившийся поток раскаленного газа начинает сталкиваться с медленным потоком "звездного ветра", который был порожден красной гигантской звездой в ранние периоды ее развития и существования.
 

Столь мощные взрывы сверхновых, такие как SN 1987A, "взбаламучивают" и перемешивают облака космического газа, в которых образуются области, внутри которых начинают идти процессы формирования новых звезд и планет. Кроме этого, они, эти взрывы сверхновых, разносят по космосу тяжелые химические элементы, такие, как углерод, азот, кислород и другие, которые были выработаны в недрах термоядерного реактора красной гигантской звезды за все время ее существования. В случае особо мощных взрывов эти химические элементы рассеиваются по всему объему галактики, обогащая ее элементами, которые составляют основу всех известных нам форм жизни. 

Снимки, сделанные телескопом Hubble, показывают, что плотное кольцо газа вокруг сверхновой, диаметром около одного светового года, интенсивно светится в оптическом диапазоне. Это кольцо образовалось, по крайней мере, за 20 тысяч лет до момента взрыва, а светится оно под воздействие ультрафиолетового света от вспышки сверхновой, который возбуждает атомы межзвездного космического газа.

Центральная часть сверхновой, находящаяся внутри кольца газа, выросла за все время до размеров в половину светового года. Самыми интересными объектами являются две огромных "капли" звездных останков, которые удаляются от центра и друг от друга со скоростью порядка 32.2 миллиона километров в час.
 

В период с 1999 по 2013 год, обсерватория Chandra отслеживала расширяющееся кольцо рентгеновского излучения, которое со временем становилось все ярче и ярче. Это происходило в результате воздействия взрывной ударной волны, которая перемещалась и энергия которой нагревала газ до такой температуры, что он начинал излучать в рентгеновском диапазоне.

Но за последние несколько лет кольцо рентгеновского излучения прекратило увеличивать яркость. Начиная с февраля 2013 года, и по сентябрь 2015 яркость рентгеновского излучения оставалась практически неизменной. А чуть позже астрономы заметили то, что внутренние части "рентгеновского кольца" в его левой нижней области начали исчезать. Все эти изменения говорят о том, что взрывная ударная волна уже переместилась в область с малой концентрацией межзвездного газа, где эффекты ее влияния проявляются не столь сильно. И этот этап является самым последним этапом взрыва сверхновой SN 1987A.

В настоящее время астрономы продолжают искать доказательства существования черной дыры или нейтронной звезды, оставшиеся после взрыва сверхновой. На факт существования остатка того или иного вида указывают несколько вспышек нейтрино и более-менее постоянный поток этих частиц, которые прибывают из центра сверхновой. Но так как черная дыра или нейтронная звезда пока имеют очень компактные размеры, их поиск является трудным делом и пока еще не принес никаких результатов.
 

По данным издания TK (Telecoms Korea), компания Hyundai Motor, являющаяся одним из крупнейших производителей автомобилей в Корее, в настоящий момент ведет переговоры с компанией Apple на предмет объединения усилий специалистов обеих компаний, направленных на разработку и создание компьютерной системы автомобиля, сердцем которой станет смартфон iPhone, производства Apple. Представители компании Hyundai Motor уже заявили, что их компания уже полностью готова к совместному сотрудничеству, в настоящее время ожидается только согласие руководства компании Apple.

Пока что этот будущий совместный проект является только планами, но компания Hyundai Motor уже опубликовала свое видение на то, каким образом iPhone будет использоваться в автомобиле. Смартфон, естественно, будет устанавливаться в соответствующее его форме углубление на приборной панели автомобиля и с помощью разъема будет подключен к компьютерной системе. Разработанный специальный интерфейс между iPhone и системой автомобиля, плюс специальное программное обеспечение обеспечат возможность управлять как и собственно телефоном, так и всеми системами автомобиля. Предполагается, что функционально система будет разбита на три части, управление с помощью iPhone (Phone Control), расширенный iPhone (Magnified iPhone) и дополнительные удобства (Advanced Luxury).
 

К сожалению, пока еще точных деталей будущей системы не знают и сами авторы этих идей. В настоящее время существуют только рисунки, сделанные от руки, на которых можно увидеть только некоторые части "мозаики". Что же именно подразумевается под функциональностью двух первых вышеупомянутых частей системы нетрудно догадаться, исходя из их названий, а вот третья часть остается загадкой.

Смотрите так же: сравнение цен на Apple Macbook 12 mlh82.

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

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

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

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

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

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

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