Известная компания Fujitsu, специалисты которой знают толк в деле строительства самых мощных суперкомпьютеров, получила заказ от японского Института физико-химических исследований RIKEN, в рамках которого будет создан новый мощный суперкомпьютер, предназначенный для проведения различных исследований в области искусственного интеллекта. После завершения строительства, которое намечено на апрель 2017 года, новый суперкомпьютер попадет в распоряжение специалистов института RIKEN, работающих в рамках проекта Advanced Intelligence Project, которые будут использовать предоставляемые им возможности для ускорения проведения ряда научно-исследовательских работ.

В состав нового суперкомпьютера будут входить 24 сервера NVIDIA DGX-1, внутри каждого из которых находится по восемь самых современных ускорителей NVIDIA Tesla P100, снабженных программным обеспечением, реализующим функции глубинного машинного изучения. Также в состав суперкомпьютера войдут 32 сервера FUJITSU Server PRIMERGY RX2530 M2, которые будут обеспечивать постоянную загрузку работой ускорителей NVIDIA. Такой подход обеспечит новой системе производительность более 4 петафлопс, благодаря чему новый суперкомпьютер займет соответствующее место в рейтинге Top-500, пусть и не на самой высокой позиции.
 

В системе хранения информации будет использоваться файловая система FUJITSU Software FEFS, а собственно система хранения информации будет состоять из шести серверов FUJITSU Server PRIMERGY RX2540 M2 PC, восьми хранилищ FUJITSU Storage ETERNUS DX200 S3 и одного хранилища FUJITSU Storage ETERNUS DX100 S3. Такая сложная система сможет обеспечить высочайшую производительность, количество операций ввода-вывода в секунду, которая необходима для обеспечения эффективной работы алгоритмов глубинного машинного изучения и самообучения.

По завершению строительства новый суперкомпьютер Fujitsu станет самым мощным суперкомпьютером в Японии, предназначенным для работ в области искусственного интеллекта. А нам с вами остается только надеяться, что этот суперкомпьютер никогда не станет первой системой, из которой разовьется нечто наподобие известного СкайНет-а из серии известных фантастических фильмов "Терминатор".

Система искусственного интеллекта, разработанная в свое время в стенах университета Карнеги-Мелоун, одержала очередную громкую победу над людьми в игре в покер. В общей сложности искусственный интеллект в течение пяти дней провел игры с шестью самыми именитыми игроками, сыграв 36 тысяч кругов и выиграв 792 327 американских долларов в виде виртуальных фишек. Турнир, в котором принимала участие система искусственного интеллекта, проводился в Хайнане, Китай, а последняя игра в рамках этого турнира была проведена 10 апреля 2017 года.

Противником системы искусственного интеллекта была китайская команда под названием "Драконы" (Team Dragons). А во главе этой команды стоял Аланом Дю (Alan Du), предприниматель из Шанхая, который взял призовой браслет турнира 2016 World Series of Poker.

В китайском турнире принимала участие программа искусственного интеллекта под названием Lengpudashi, которая является новой доработанной версией программы Libratus, разработанной в университете Карнеги-Мелоун, и которая в недалеком прошлом обыграла четырех ведущих американских игроков в Техасский холдем без ограничений (вид покера) во время 20-дневного турнира, проведенного в январе этого года в Питсбурге, Пенсильвания.

И в заключение следует отметить, что турнир по покеру с участием искусственного интеллекта Lengpudashi был организован Кай-Фу Ли (Kai-Fu Lee), выпускником и бывшим профессором университета Карнеги-Мелоун. Этот человек успел поработать на руководящих должностях в таких именитых компаниях, как Apple, Microsoft и Google, а сейчас он является учредителем и руководителем компании Sinovation Ventures, которая имеет огромное влияние на все происходящее в китайском интернет-секторе.

Ученые-астрономы из университета Ватерлоо (University of Waterloo), Канада, синтезировали первое в своем роде изображение "моста" из темной материи, который соединяет две находящиеся в относительной близости друг от друга галактики. Это изображение было составлено из множества изображений более мелкого масштаба, и оно является подтверждением того, что все галактики во Вселенной связаны друг с другом при помощи "космической сети", состоящей из невидимой темной материи.

Темная материя, таинственная невидимая субстанция, на долю которой приходится около 25 процентов от общего количества материи во Вселенной, не светится сама, не отражает и не поглощает свет от других источников. Такая пассивность темной материи по отношению к обычной материи и излучению любого вида, делает пока невозможным ее прямое обнаружение и изучение. Единственным фактором проявления темной материи в окружающем нас мире является ее гравитационное влияние.

"В течение нескольких десятилетий ученые предполагали наличие "нитей" или "мостов" из темной материи, тянущихся от одной галактики к соседней. Наличие этих мостов удерживает вместе такие огромные космические объекты, как скопления галактик и другие космические суперструктуры" - рассказывает Майк Хадсон (Mike Hudson), профессор астрономии в университете Ватерлоо, - "Полученное нами изображение позволяет нам перейти от теоретических предположений к чему-то, что можно увидеть и измерить".
 

Для получения изображения исследователи использовали известный эффект гравитационных линз. Этот эффект заключается в деформации света от далеких галактик, возникающей под воздействием сил гравитации от больших космических объектов, мимо которых проходят лучи вышеупомянутого света. И гравитация темной материи оказывает на свет точно такое же влияние, как гравитация звезд, черных дыр и галактик. Измерения искажений и деформации света под воздействием гравитационных линз были проведены учеными при помощи телескопа Canada-France-Hawaii Telescope на Гавайях.

Собрав обширный набор данных о свете, проходящем рядом с 23 тысячами пар галактик, ученые нашли область, располагающуюся на удалении 4.5 миллиардов световых лет от Земли, мимо которой проходит множество лучей света от галактик, располагающихся на разном удалении от Земли и с разным смещением относительно этой области. Такая особенность этой области, в центре которой находятся две галактики, позволила ученым собрать данные в количестве, достаточном для составления карты распределения темной материи. И эта карта показала почти полное соответствие теории, на ней четко видно "мост" из нитей темной материи, соединяющий две галактики, расположенные на удалении 40 миллионов световых лет друг от друга.

"Используя наш новый метод, мы можем увидеть не только то, что нити из темной материи существуют на самом деле" - рассказывает Майк Хадсон - "Мы так же в состоянии определить степень, с которой эти нити связывают вместе галактики и более крупные астрономические объекты".

Принципы управления и взаимодействия людей практически со всеми современными электронными устройствами основаны в настоящее время на использовании сенсорных экранов. Однако, существует ряд видов электронных устройств, в который входит встраиваемая носимая электроника, в которых использование сенсорных экранов невозможно в силу различных причин. И управление работой таких устройств можно организовать, использовав для этого мягкие и эластичные волокна специальной ткани, которые обладают чувствительностью к растяжению и прикосновению к их поверхности.

Волокна, из которой плетется "чувствительная" ткань, были разработаны исследователями из университета Северной Каролины. Каждое волокно состоит из сплетенных микроскопических, чуть более толстых, чем человеческий волос, полимерных трубок, заполненных жидким металлом, сплавом галлия и индия. При этом, волокно плетется из трубок, имеющих разную степень заполнения их полости жидким металлом. Одни волокна полностью заполнены сплавом, вторые заполнены на две третьи, и еще один вид заполнен сплавом на одну треть.

Это волокно реагирует на прикосновение точно таким же образом, как и поверхность сенсорного дисплея - путем регистрации изменений емкости отдельных участков, вызванных приближением к ним и воздействием на них пальца человека. Прикосновение пальца к различным участкам чувствительного волокна приводит к возникновению различных электрических сигналов, что обусловлено неравномерностью заполнения жидким металлом отдельных полимерных трубок. Эти сигналы можно интерпретировать соответствующим образом, преобразовать в жесты и на их основе выработать соответствующие команды управления электронными устройствами.

Следует отметить, что нечто подобной уже было сделано в недалеком прошлом при помощи серебряных нанопроводников, в одном случае, и токопроводящих чернил для печати, в другом. Но использование волокна с жидким металлом внутри является более перспективным направлением, если сплести вместе несколько волокон определенным образом, можно не только регистрировать прикосновения к ним, но и измерять уровни скручивания и растяжения, что значительно расширяет диапазон возможных областей применения.

"Используя данные об изменении электрической емкости волокна, мы можем сказать точно, насколько сильно оно деформировалось и сколько времени все это продолжалось" - рассказывает профессор Майкл Дики (Michael Dickey), - "На основе таких данных мы можем создать новые датчики скручивания, которые могут регистрировать сколько времени и как быстро вращался контролируемый объект. За счет использования в волокне упругих материалов, такой датчик может быть деформирован (скручен) в 100 раз сильнее, нежели любые подобные существующие датчики".
 

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

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

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

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

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

Группа ученых и инженеров из Венского Технологического университета, Австрия, создала то, что можно назвать самым сложным на сегодняшний день микропроцессором, изготовленным из плоского двухмерного материала. На кристалле этого чипа находится 115 транзисторов, изготовленных из тончайшей, толщиной в три атома, пленки молибденита, дисульфида молибдена (MoS2). Активный слой чипа этого микропроцессора имеет толщину в шесть десятых нанометра, в то время, как толщина активного слоя обычных кремниевых чипов составляет минимум 100 нанометров.

Ученые надеются, что использование в чипах двухмерных материалов, таких, как графен и молибденит, позволит закону Гордона Мура продержаться еще достаточно долгое время. Графен является превосходным электрическим проводником, что делает его идеальным вариантом для изготовления соединений между компонентами чипа, а молибденит является полупроводником, из которого можно изготавливать элементы транзисторов и других электронных компонентов.

До последнего времени сложность электронных устройств, изготовленных из двухмерных материалов, была невысока, обычно схемы этих устройств содержали по нескольку экземпляров транзисторов. Новое же устройство, созданное учеными из Вены, содержит 115 транзисторов, размещенных на кремниевой подложке. Но, в принципе, схему этого простейшего микропроцессора можно было создать и на поверхности гибкого полимерного основания.

Несмотря на малое количество транзисторов, "плоский" микропроцессор способен выполнять написанные людьми программы, хранящиеся во внешней памяти, производя логические операции над данными и передавая результаты работы на периферийные устройства. Опытный микропроцессор способен выполнять операции только с одним битом данных в каждый момент времени, но архитектура микропроцессора является масштабируемой и без особых затруднений в будущем можно будет создать более сложное устройство, оперирующее данными с большим количеством битов.

Расход энергии "плоским" процессором составляет около 60 микроВатт при работе на таковых частотах от 2 до 20 килоГерц. "С точки зрения производительности наше устройство не идет ни в какое сравнение с нынешними кремниевыми процессорами" - пишут исследователи, - "Тем не менее, оно является первым шагом к созданию электронных устройств нового поколения".

Самый маленький элемент структуры чипа "плоского" микропроцессора имеет размер около 2 микрометров. Тем не менее, ученые считают, что переход к элементам и транзисторам с длиной канала от 100 до 200 нанометров не должен вызвать никаких затруднений, ведь для производства "плоской" электроники используются те же самые методы, что и для производства обычной кремниевой электроники. Улучшив в будущем качество соединительных контактов и уменьшив размеры элементов транзисторов до 1 нанометра можно будет добиться резкого увеличения плотности и быстродействия чипов процессоров.

К сожалению, массовое производство чипов с транзисторами из молибденита в настоящее время невозможно из-за отсутствия технологии производства высококачественной пленки этого материала. Наличие дефектов в изготавливаемых пленках обуславливает то, что работоспособными являются лишь пять процентов от общего количества изготовленных транзисторов. Венские ученые пытаются решить эту проблему путем разработки технологии выращивания молибденитовой пленки прямо на поверхности целевой сапфировой подложки, что позволит устранить сложные и дорогостоящие этапы отдельного выращивания пленки и прикрепления ее к поверхности подложки.

Кроме вышеупомянутой проблемы, для того, чтобы начать всерьез думать об чипах с сотнями миллионов "плоских" транзисторов, будет необходимо перейти от технологии металлооксидных полупроводников n-типа (NMOS) к более традиционной и менее требовательной к количеству энергии КМОП-технологии (CMOS). "Такой переход потребует использования иного двухмерного полупроводникового материала" - пишут исследователи, - "Но у нас уже имеется несколько подходящих кандидатов, в частности, диселенид вольфрама".

На страницах нашего сайта мы рассказывали о системе искусственного интеллекта AlphaGo, разработанной и обученной специалистами DeepMind, одного из подразделений компании Google. В свое время эта система, предназначением которой является играв в древнюю китайскую логическую и стратегическую игру Го, в серии из пяти матчей нанесла поражение Ли Седолю, чемпиону мира по этой игре. И буквально через месяц люди снова получат последний шанс на реабилитацию, на этот раз честь человечества будет защищать Кэ Цзе (Ke Jie), 19-летний китаец, который считается сейчас номером один в мире и который примет участие в одном из трех матчей, сражаясь против искусственного интеллекта.
 

Следует отметить, что ситуация складывается не в пользу Кэ Цзе. Мы рассказывали нашим читателям, что система AlphaGo, маскируясь под человека, тайно сыграла 51 матч в онлайн-режиме, не потерпев ни одного поражения. А в качестве противников системы выступали люди разного уровня квалификации, в том числе и Кэ Цзе.

Матчи с участием системы AlphaGo станут частью турнира "Future of Go Summit", который будет проводиться с 23 по 27 мая этого года в городе Вучжен (Wuzhen), Китай, в области, где, предположительно, была изобретена игра Го около 3 тысяч лет назад. Матчи, в которых примет участие система AlphaGo, будут отличаться друг от друга. Помимо основного события, матча "один на один" системы AlphaGo против Кэ Цзе, будет проведен матч, в котором против искусственного интеллекта будет сражаться команда из пяти самых квалифицированных китайских игроков. И еще одним видом матчей станет матч, в котором будут сражаться два человека, в качестве напарника каждого из которых будет выступать отдельный экземпляр системы AlphaGo.
 

Триумфальное "шествие" системы AlphaGo вовсе не означает начало конца человечества. "Появление системы AlphaGo на полях сражений игры Го привело к совсем неожиданному результату" - рассказывает Демис Хассабис (Demis Hassabis), один из основателей DeepMind, - "Новый сильный соперник заставляет людей становиться более сильными и применять более творческий подход к игре. Игроки уже разложили буквально "по косточкам" все матчи, в которых принимала участие система искусственного интеллекта. Этим самым они приобрели массу новых знаний и оригинальных решений в области короткой и более длинной стратегии этой игры".

"Игра системы AlphaGo служит доказательством тому, что смысл в игре могут иметь даже самые "неправильные" с точки зрения человека хода" - рассказывает Жоу Руийанг (Zhou Ruiyang), один из профессиональных игроков в Го, - "Теперь мы начинаем использовать абсолютно новые стили игры, которые никто не пробовал использовать раньше".
 

Неподалеку от места, где в свое время Эдвин Лэнд (Edwin Land), изобретатель фотоаппаратов Polaroid, делал свои открытия, связанные с поляризованным светом, группа исследователей из Школы технических и прикладных наук (School of Engineering and Applied Sciences, SEAS) Гарвардского университета продолжает открывать новые возможности, предоставляемые этим поляризованным светом. Группа, возглавляемая профессором Федерико Капассо (Federico Capasso), закодировала в виде метаповерхности, поверхности со сложной структурой, несколько голографических изображений, каждое из которых можно воспроизвести, освещая эту поверхность светом с определенным углом поляризации.

Напомним нашим читателям, что поляризация света - это плоскость, в которой происходят колебания электромагнитных волн фотонов. В своих предыдущих исследованиях группе профессора Капассо удалось разработать особый вид метаповерхности, которая чувствительна к поляризации падающего на нее света. Это позволило им закодировать в одной поверхности два разных изображения, но оба этих изображения сильно влияли друг на друга, внося заметные глазу искажения.

Новая метаповерхность изготавливается из диоксида титана, достаточно распространенного в природе материала. Во время изготовления на поверхности создается множество выступов, форма которых напоминает форму рыбьего плавника, которые отражают падающий на поверхность свет строго определенным образом. В отличие от подобных поверхностей, созданных ранее, которые имели однородные по размерам выступы, выступы на новой поверхности имеют свою собственную ориентацию в пространстве, высоту и ширину. И именно этим кодируются "зашитые" в поверхность голографические изображения.

"Каждый нановыступ имеет свои уникальные свойства по отношению к свету определенной поляризации, падающему под определенным углом" - рассказывает Ноа Рубин (Noah Rubin), научный сотрудник лаборатории профессора Капассо, - "Мы уже создали библиотеку "стандартных элементов" метаповерхности, при помощи которой можно закодировать в ней практически любое изображение".

Использование метаповерхности нового типа позволяет в теории закодировать в ней достаточно большое количество различных голографических изображений. Но в настоящее же время наилучшие результаты получаются при кодированию двух изображений и света, плоскости поляризации которого перпендикулярны друг другу.

А в более глобальном плане данные исследования могут привести к появлению новой области - области поляризационной оптики, которая позволит сделать то, чего невозможно достичь при использовании традиционной "классической" оптики. Это, в свою очередь, позволит разработать совершенно новые технологии защиты, новые технологии для индустрии развлечений и многое, многое другое.

Буквально на днях представители компании Boeing поделились с общественностью некоторыми деталями своей программы под названием Deep Space Gateway. В рамках этой программы ведется разработка специализированной обитаемой космической станции с одноименным названием, которая должна стать промежуточной станцией, играющей ключевую роль в миссиях по отправке людей на Луну, Марс, на астероиды и другие объекты Солнечной системы. Согласно планам компании Boeing первые узлы станции Deep Space Gateway могут быть отправлены в космос в 2020-х годах при помощи новой системы запусков Space Launch System (SLS). А для создания на околоземной орбите полноценного "перевалочного пункта" потребуется четыре запуска.

Станция Deep Space Gateway будет во многом похожа на Международную космическую станцию за одним исключением, она будет предназначена не для проведения исследований в космосе, а для принятия и хранения достаточно большого количества грузов различного типа. Кроме этого, в состав станции Deep Space Gateway войдет один или несколько обитаемых модулей, в которых какое-то смогут жить люди, направляющиеся к другим планетам или возвращающиеся на Землю из глубин космического пространства. Обитаемые модули будут обладать дополнительной защитой, которая оградит людей от отрицательного влияния многих космических факторов.
 

Компания Boeing планирует установить на станции Deep Space Gateway универсальные стыковочные модули и узлы, мало отличающиеся от подобных узлов нынешней космической станции. Помимо всех видов существующих автоматических и пилотируемых космических кораблей, со станцией Deep Space Gateway смогут стыковаться и космические корабли Deep Space Transport, предназначенные для полетов в дальний космос.

В качестве основной энергетической и двигательной установки на станции Deep Space Gateway будет использоваться солнечная система Solar Electric Propulsion, разработка которой ведется при участии специалистов НАСА и компании Boeing.

Помимо околоземной орбиты станция Deep Space Gateway может быть выведена на орбиту вокруг Луны. Находясь на этой позиции, станция может стать очень удобной базой для проведения исследований на Луне и для обеспечения полетов в дальний космос.

Согласно планам компании Boeing, станция Deep Space Gateway сможет использоваться в рамках миссий, реализуемых как государством в лице космического агентства НАСА, так и частными космическими компаниями, SpaceX и Blue Origin в частности.

Компания KT Corp, один из крупнейших операторов мобильной связи в Южной Корее, и известная компания Verizon Communications провели первый в истории сеанс голографической связи, используя для этого возможности мобильных сетей следующего поколения стандарта 5G. При проведении сеанса связи присутствовали Хуань Чанг-Кю (Hwang Chang-kyu), руководитель компании KT, и Лоуэлл Макэдэм (Lowell McAdam), президент компании Verizon, встреча которых в Сеуле была посвящена перспективам и ускорению разработки и внедрения 5G-технологий, которые могут обеспечить минимум в 100 раз более высокие скорости передачи данных, нежели сети предыдущего четвертого поколения.

Примечательным фактом является то, что голографическое устройство, которое обеспечивало связь, было подключено к планшетному компьютеру достаточно бюджетной конфигурации. Это служит доказательством тому, что для работы в 5G-сетях не требуются высококачественные и высокопроизводительные устройства, с этим могут справиться и более простые устройства, доступные широкому кругу потребителей.
 

Абоненты, принявшие участие в сеансе голографической связи, находились в Соединенных Штатах и в Южной Корее. Помимо специального голографического оборудования в системе связи использовалось специализированное программное обеспечение, которое кодировало и эффективно сжимало голографическую информацию в режиме реального времени.

И в заключении следует отметить, что компании KT и Verizon в прошлом году заключили соглашение, принимая во внимание, что практическая реализация 5G-технологий к 2019 году невозможна в нынешнее время усилиями только одной отдельно взятой компании. Эта задача по силам только объединениям, в состав которых входит несколько крупных телекоммуникационных компаний и научных организаций из различных стран.

В редких случаях процессы "рождения" новых звезд могут носить взрывной характер, что наглядно продемонстрировано на новых снимках, сделанных при помощи телескопа Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Предпосылкой к данному событию стали процессы формирования так называемых протозвезд, которые начались более 100 тысяч лет назад в недрах облака Orion Molecular Cloud 1 (OMC-1), которое имеет достаточно высокую плотность и которое можно назвать "звездным родильным домом", находящимся на удалении 1500 световых лет от Земли. Две молодых протозвезды попали в гравитационные "сети" друг друга и начали постепенно сближаться. И около 500 лет назад эти звезды столкнулись, вызвав взрывной катаклизм, извержение материи, движущейся со скоростью 150 километров в секунду, которое породило цепную реакцию взрывов других протозвезд, находившихся в непосредственной близости от места столкновения.

Катастрофическое событие, вызванное столкновением протозвезд, высвободило огромное количество энергии, которое эквивалентно энергии, излучаемой в космос нашим Солнцем за 10 миллионов лет. Благодаря этому "останки" взорвавшихся звезд четко и ясно видны с Земли.
 

Группы молодых звезд, такие, как в облаке OMC-1, начинают формироваться, когда облака космического газа и пыли, в сотни раз более массивные, нежели Солнце, начинают самопроизвольно уплотняться под воздействием своей собственной гравитации. В этом уплотняющемся облаке начинают возникать области с большой плотностью материи, которые и называются протозвездами, "зародышами" звезд. Протозвезды сначала дрейфуют в недрах облака абсолютно беспорядочно, но через достаточно долгое время некоторые из протозвезд начинают приближаться к общему центру массы облака, туда, где обычно находится самая большая протозвезда.

При столкновении протозвезд происходят мощнейшие взрывы, которые являются очень быстротекущими событиями по меркам космической шкалы времени. Длительность таких взрывов может составлять несколько столетий и они выполняют роль "регулятора", корректирующего темп процесса рождения новых звезд в данной области космоса.
 

Первый раз следы космического взрыва в облаке OMC-1 были обнаружены в 2009 году при помощи телескопа Submillimeter Array на Гавайях. Новые снимки, сделанные телескопом ALMA, имеют гораздо более высокую разрешающую способность и четкость, что предоставляет ученым множество важной информации и деталей, указывающих на особенности движения взрывных потоков материи, в которой содержится достаточно большое количество угарного газа (CO).

"Космические взрывы, чаще всего, ассоциируются со "смертью" древних звезд, с так называемыми взрывами сверхновых" - пишут исследователи, - "Однако, возможности телескопа ALMA дают нам возможность изучения космических взрывов другого типа, которые происходят на другом конце звездного жизненного цикла, в его самом начале".
 

Группа исследователей из университета Чжэцзяна (Zhejiang University), Ханчжоу, Китай, возглавляемая профессором Тифенгом Ли (Tiefeng Li), создала мягкого робота, который плавает под водой, подобно манте, одному из видов больших морских скатов. Изначально этот робот разрабатывался для исследований жизни подводного мира, но его с успехом можно использовать для исследований мест кораблекрушений, авиационных катастроф и для проведения осмотра состояния объектов подводной инфраструктуры. Этот робот, созданный преимущественно из прозрачного полимерного материала, не имеет механического двигателя и он может двигаться под водой гораздо быстрее других видов мягких роботов-рыб.

Для того, чтобы дать возможность их роботу двигаться, Тифенг Ли и его коллеги придумали конструкцию искусственных мускулов, которые изготовлены из специального диэлектрического полимера, который сокращается под воздействием приложенного к нему электрического напряжения. Импульсы этого напряжения вырабатываются при помощи простейшей электронной схемы, которая черпает энергию из небольшой литий-ионной аккумуляторной батареи. Сокращение искусственных мускулов приводит в движение плавники робота, изготовленные из тонкого силикона, которые совершают колебательные движения.
 

Робот Ray-bot весит 90 грамм, а его длина составляет 22 сантиметра. В качестве элемента, управляющего направлением движения, в конструкции робота использован подвижный хвост, положение которого изменяется при помощи двух небольших электромагнитов. При максимальной амплитуде и частоте взмахов силиконовыми "крыльями", робот-манта может развивать скорость в 6 сантиметров в секунду. Это в два раза быстрее скорости, которую могут развивать другие мягкие подводные роботы, но это не идет ни в какое сравнение со скоростью, которую могут развивать под водой рыбы сопоставимых с роботом размеров.

Робот Ray-bot может функционировать под водой при температуре от 0.4 до 74 градусов Цельсия. А одного заряда батареи хватает на три часа непрерывного функционирования. Естественно, это время может существенно сократиться, если на робота будет установлена миниатюрная камера или другие дополнительные датчики, позволяющие контролировать окружающую среду.

Гибкость и прозрачная "маскировка" робота Ray-bot позволят ему производить наблюдения за морской средой, минимально нарушая ее гармонию. "Наш робот, из-за его вида и принципа движения, не будет пугать существ, живущих в морях и океанах" - рассказывает Тифенг Ли, - "Это позволит нам исследовать морскую жизнь в условиях ее естественной среды обитания".
 

Прототип электрического самолета Extra 330LE, построенный известной немецкой компанией Siemens, недавно установил два мировых рекорда скорости в классе электрических самолетов с аккумуляторным питанием, помимо этого, данный самолет стал первым в мире электрическим самолетом, выполнившим процедуру буксировки планера на заданную высоту. Все эти достижения стали возможным благодаря работе специалистов компании Siemens, которым удалось создать новый двигатель, в котором сочетается большая энергетическая плотность, мощность и малый вес.

Электродвигатель, приводящий в действие самолет Extra 330LE, обеспечивает 260 кВт мощности при его весе всего в 50 килограмм. Разработка данного двигателя была выполнена в рамках более глобальной программы компании Siemens, целью которой является разработка электрических гибридных силовых систем для небольших самолетов регионального класса. Данная программа проводится при участии в ней специалистов компании Airbus, которая работает над собственным вариантом подобной системы под названием E-Fan.
 

Рекордный полет самолета Extra 330LE был проведен 23 марта 2017 года на аэродроме Dinslaken Schwarze Heide Airfield в Германии. На дистанции 3 километра самолет развил максимальную скорость в 337.50 километров в час, при весе самолета до 1000 килограмм, и скорость 342.86 километров в час при весе самолета более 1000 килограмм. Второй рекорд был установлен после некоторых изменений конструкции летательного аппарата, которые ненамного увеличили его вес. Пилот Уолтер Экстра (Walter Extra), управлявший самолетом, побил рекорд, установленный в 2013 году американским пилотом Уильямом М. Йейтсом (William M. Yates).

Помимо рекордный по скорости полетов, самолет Extra 330LE справился с выполнением еще одной задачи, он протащил планер на буксире и поднял его на высоту 600 метров всего за 76 секунд.

"Рекордные полеты и буксировка планера являются весьма убедительными свидетельствами впечатляющих возможностей нашего нового двигателя" - рассказывает Франк Антон (Frank Anton), глава компании eAircraft, дочерней компании Siemens, - "Только шесть таких двигателей могут потребоваться для того, чтобы привести в действие стандартный гибридный электрический самолет малого класса, рассчитанный на перевозку 19 пассажиров".
 

Большинство людей считает, что планктон представляет собой массу микроскопических существ, которые мирно живут и размножаются в верхних слоях морской воды, вырабатывают кислород и обеспечивают пищей многих других морских животных, к примеру, китов. Такое мнение очень далеко от действительности, на самом деле микроорганизмы планктона являются крошечными "дикарями", постоянно ведущими войну с другими микроорганизмами, используя при этом достаточно богатый арсенал крошечного баллистического оружия.

Исследователи из университета Британской Колумбии проведи исследования арсенала микроорганизмов и получили первые снимки с высокой разрешающей способностью крошечных копий, гарпунов, ударников и даже многоствольных "пулеметов Гатлинга", которые имеют на удивление сложное строение. В данных исследованиях ученые так же пытались выяснить пути эволюционного процесса, приведшие к появлению вооружения у микроорганизмов, и провести параллели с эволюционными путями, в результате которых нечто подобное появилось и у других видов живых организмов.
 

В своей работе ученые использовали сканирующий электронный микроскоп и сфокусированные лучи ионов, что позволило им воссоздать чрезвычайно точные трехмерные реконструкции строения специфичных органов "милитаризированных" микроорганизмов. В качестве подопытного микроорганизма выступал одноклеточный организм вида Polykrikos kofoidii, который для охоты за другими микроорганизмами использует своего рода копье и подобие гарпуна.

Организм P. Kofoidii использует один-два удара крошечным копьем, структурой, подобной игле, для того, чтобы остановить и парализовать жертву, впрыснув ей некоторое количество яда. Затем организм P. Kofoidii производит финальный выстрел органоидом под названием nematocyst, который похож на гарпун. И после этого при помощи "привязи гарпуна" добыча подтягивается к организму P. Kofoidii.

У другого микроорганизма вида Nematodinium для "войны" с другими организмами имеется структура, напоминающая по строению и функционированию пулемет Гатлинга с 15-тью стволами.
 

Для отслеживания эволюционных путей, в результате которых у микроорганизмов появилось собственное баллистическое оружие, ученые произвели тщательный генетический анализ образцов тканей микроорганизмов. Этот анализ показал полное отсутствие общих черт этих организмов и их очень дальних родственников, некоторые из которых используют подобные системы микроскопического вооружения. К этим видам относятся некоторые медузы, морские актинии и другие хищные морские организмы. Однако, самый тщательный анализ не выявил никакого сходства, что говорит о том, что микроорганизмы планктона обрели свое оружие полностью независимо от организмов других видов.

"В мире бытует неправильное представление, согласно которому фитопланктон состоит из пассивных и мирных одноклеточных морских водорослей" - пишут исследователи, - "На самом деле большинство микроорганизмов планктона являются ярыми хищниками, а эволюция снабдила их специальными органоидами, представляющими собой различные типы баллистического оружия, сложность которых во много раз превышает сложность органов даже самых высокоразвитых животных".
 

Напомним нашим читателям, что электронные лампы были основой всех первых электронных устройств, созданных людьми. Однако, большие размеры электронных ламп и значительный расход ими энергии стали причинами тому, что к 1970-м годам они были почти полностью вытеснены полупроводниковыми транзисторами. Но за последние несколько лет учеными были разработаны наноразмерные транзисторы с вакуумным каналом (nanoscale vacuum channel transistor, NVCT), которые являются комбинацией всех лучших черт электронных ламп и современных полупроводников в пределах одного единственного прибора.

По сравнению с обычными транзисторами NVC-транзисторы являются более быстрыми и более стойкими по отношению к высоким температурам и радиации. Эти преимущества делают NVC-транзисторы идеальными кандидатами для их использования в космической технике, в высокочастотной электронике, включая электронику, работающую в терагерцовом диапазоне.

Такие транзисторы могут быть изготовлены при помощи существующих технологий производства полупроводниковых приборов, а их размер может составлять всего несколько нанометров. С этой точки зрения NVC-транзисторы не очень похожи на электронные лампы, они имеют гораздо большее сходство с традиционными транзисторами, и их можно увидеть только при помощи электронного растрового микроскопа.

Новый тип NVC-транзистора был разработан учеными из Исследовательского центра НАСА имени Эймса. Отличительной чертой этого кремниевого устройства является улучшенная структура управляющего электрода, затвора, что позволило понизить величину управляющего транзистором напряжения с десятков Вольт до уровня ниже пяти Вольт, что привело к очень низкому расходу энергии во время работы транзистора.
 

Затвор в NVC-транзисторе играет такую же роль, как и в обычном полевом транзисторе. Приложенное к нему напряжение управляет потоком электронов, текущим через канал транзистора от одного электрода к другому. В вакуумных электронных лампах поток электронов создавался путем нагрева катода лампы до высокой температуры. Поскольку электроны перемещались в условиях вакуума, они могли двигаться с очень высокой скоростью, что приводило к высокому быстродействию устройства.

В NVC-транзисторе фактически нет вакуумного промежутка, его роль выполняет пространство, заполненное инертным газом, гелием в данном случае, находящемся при атмосферном давлении. Поскольку расстояние между электронами очень мало, не более 50 нанометров в опытных образцах, вероятность столкновения электронов с атомами газа очень мала, и они способны перемещаться в таком "квазивакууме" с такой же скоростью, как и в фактическом вакууме. И даже в случае столкновения с электронами атомы газа не ионизируются и не нарушают работу транзистора из-за низкой величины рабочего напряжения и низкой энергии летящих электронов.

Испытания опытных образцов NVC-транзисторов нового типа показали, что они сохраняют работоспособность при температуре до 200 градусов Цельсия, при которой обычные транзисторы работать уже не могут. Кроме этого, NVC-транзисторы выдерживают воздействие достаточно мощного потока протонного и гамма-излучения.

В своих дальнейших исследованиях ученые НАСА будут работать над улучшением структуры наноразмерных NVC-транзисторов, пытаясь использовать в них новые материалы. И эти усилия могут привести к тому, что надежность работы самых современных электронных устройств будет обеспечиваться технологиями, которые, с первого взгляда, давным-давно устарели.

В 2015 году мы рассказывали нашим читателям о MegaBots, команде американских инженеров и исследователей, которые занимаются созданием огромного боевого робота, которому предназначено сойтись в поединке с 4-х метровым роботом Kuratas, построенным японской машиностроительной компанией Suidobashi Heavy Industries. Интерес к этому событию поддерживался на должном уровне периодическими сообщениями в средствах массовой информации. И, буквально недавно, представители группы MegaBots объявили о том, что между группой и компанией Suidobashi было достигнуто соглашение, согласно которому поединок Giant Robot Duel будет проведен в августе этого года.

Боевой робот группы MegaBots, имеющий название Mk. III, имеет высоту почти в пять метров и весит 12 тонн. Интенсивные работы по созданию этого робота ведутся на протяжении уже двух лет, а прогресс данного мероприятия подробно фиксируется на специальном канале сервиса YouTube. До последнего времени на этом канале можно было увидеть только отдельные узлы робота Mk. III, в самом ближайшем времени на канале появится видео, демонстрирующее полностью собранную конструкцию робота.
 

Точная дата проведения поединка пока еще не назначена. А причиной переноса даты поединка стали некоторые неурядицы, касающиеся места проведения. Именно поэтому новое место проведения поединка держится пока в строжайшей тайне.

Поклонники проекта MegaBots смогут увидеть в мае месяце полностью собранного и работоспособного робота Mk. III в районе Bay Area в Сан-Франциско. А собственно поединок Giant Robot Duel будет транслироваться в режиме реального времени на каналах MegaBots и Suidobashi сервиса YouTube, и на Facebook.
 

В то время, как марсоходы продолжают поиски воды и ее следов на поверхности Красной Планеты, в Солнечной системе есть несколько ледяных планет-спутников, только и ожидающих того, когда же люди соберутся навестить их не очень гостеприимную поверхность. Конечно, пилотируемые миссии на Титан и Европу пока еще находятся в гипотетической стадии, но специалисты НАСА уже начали работать с технологиями, которые в будущем позволят автоматизированным устройствам пробиться сквозь километры льда, который покрывает моря и океаны на этих небольших планетах.

Благодаря произведенным наблюдениям, ученые выяснили, что толщина льда, покрывающего поверхность океана Европы, составляет от 10 до 20 километров. Ни одна из существующих сейчас технологий не позволит пробиться сквозь такую толщу, не говоря о том, что это все буквально "купается" в радиации, излучаемой Юпитером.

Технологии, которые в будущем позволят пробиться сквозь ледяной панцирь, изучаются, разрабатываются и испытываются в рамках проекта под названием Ocean Worlds Mobility and Sensing. "Автоматизированным системам придется действовать в условиях криогенных температур, в условиях сложной пересеченной местности" - рассказывает Харри Наяр (Hari Nayar), участник программы со стороны Лаборатории НАСА по изучению реактивного движения, - "Кроме этого, устройства постоянно или периодически будут подвергаться воздействию высокого уровня радиации, что будет требовать использования специальных защитных средств".

В настоящее время в рамках программы Ocean Worlds Mobility and Sensing производятся испытания двух систем, одной, предназначенной для исследований на поверхности, и второй - для проведения глубокого бурения. Система для исследований поверхности будет иметь "когти" с горячими концами, которые могут погрузиться в лед и обеспечить достаточную устойчивость бурильной платформы. Эта небольшая бурильная установка сможет проникнуть в толщу льда на небольшую глубину, достав оттуда образцы, которые будут изучены бортовой лабораторией спускаемого космического аппарата.

Так как спускаемый модуль вряд ли удастся посадить в непосредственной близости от жерла водяного гейзера, исследователи разрабатывают роботизированную руку, на конце которой будет закреплена миниатюрная буровая установка. Эта рука сможет взять образцы на удалении до десяти метров от места посадки модуля. А если и этого буде недостаточно, то в дело может пойти разрабатываемый сейчас снаряд-зонд, которым можно "выстрелить" на гораздо большее расстояние.

Для реализации глубинного ледяного бурения сейчас рассматривается вариант своего рода ядерного теплового "ножа". Этот нож, который представляет собой источник тепла на базе одного из изотопов плутония, будет плавить лед, а получившаяся вода будет откачиваться на поверхность при помощи специального насоса. Помимо ядерного источника тепла специалисты НАСА рассматривают варианты использования для этого же самого перегретого водяного пара или света мощных лазеров.

Все перечисленное выше существует сейчас в виде примитивных опытных образцов, функциональность которых очень и очень далека от желаемой. И эти образцы могут начать приобретать определенную форму после того, как нам станет более-менее известно, с чем же на самом деле придется столкнуться на поверхности Европы. А частичный ответ на этот вопрос ученые планируют получить в ходе реализации будущей миссии под названием Europa Clipper.

Исследователи из Массачусетского технологического института разработали новую технологию, позволяющую создавать меньшие и более плотные электронные схемы на поверхности кристаллов полупроводниковых чипов, что, в свою очередь, позволит "сломать препятствия", стоящие на пути сохранения закона Гордона Мура. В этой технологии используется слой самособирающегося полимера, что позволяет получать элементы электронных схем, размеры которых существенно меньше 10 нанометров. Кроме этого, новый метод является комбинацией нескольких методов, широко используемых сейчас в электронной промышленности, а это означает, что чипы, изготовленные по новой технологии, могут производиться в промышленных масштабах, относительно просто и по невысокой стоимости.

Изготовление любых микрочипов начинается с осаждения на специально подготовленную подложку полупроводниковых материалов различных типов. При этом, образы, соответствующие элементам электронных компонентов, формируются на поверхности чипа при помощи технологии, называемой литографией. Кроме этого, электрические и электронные свойства некоторых участков осажденного материала изменяются путем освещения этих участков ультрафиолетовым светом. И, чем меньшие элементы электронных компонентов можно изготовить при помощи используемых в производстве способов, тем большее количество компонентов можно разместить на единице площади поверхности чипа, и тем быстрее, мощнее и эффективней будет этот чип.

"Разработчики чипов все время стремятся к изготовлению все меньших и меньших элементов" - рассказывает Карэн Глисон (Karen Gleason), ведущая исследовательница, - "Но начиная с некоторого момента дальнейшее уменьшение размеров становится ужасно дорогим".

Ключевым моментом новой технологии, разработанной в Массачусетском технологическом институте, является полимерный материала, относящийся к классу так называемых блок-кополимеров (block copolymer). Перед его использованием поверхность чипа предварительно обрабатывается электронным лучом, который формирует на этой поверхности необходимые образы. После нанесения слоя полимера при помощи распространенного метода осаждения из парообразной фазы, он, этот полимер укрепляется только на поверхности ранее активированных участков, формируя цепи, состоящие из смеси двух видов полимерных цепочек.
 

За счет самостоятельного формирования полимерных цепочек получается весьма удивительный "фокус", каждой базовой линии, полученной путем обработки чипа электронным лучом, соответствуют четыре отдельных параллельных полимерных линии, что позволяет уменьшить размеры элементов и увеличить плотность электронной схемы в четыре раза.

Существуют и другие методы, позволяющие получать линии сопоставимой толщины на поверхности кристаллов чипов. Но новый метод, в котором используется недорогой полимерный материал, подходит в большей степени для условий массового производства и поэтому он более жизнеспособен с экономической точки зрения. 

"Возможность создания при помощи полимерного материала элементов и компонентов, размеры которых не превышают 10 нанометров, является самой главной задачей нынешней области нанопроизводства" - рассказывает Джоерг Лэхэнн (Joerg Lahann), профессор из Мичиганского университета, - "Качество и надежность нового процесса открывает перед нами массу новых областей его применения для создания столь сверхминиатюрных устройств, о чем нельзя и мечтать при использовании традиционных технологий".

Группа исследователей из Лейденского университета, Нидерланды, при содействии специалистов компании IBM, не так давно закончили процесс создания нового суперкомпьютера. Этот суперкомпьютер получил название Little Green Machine II, его вычислительная мощность равна 0.2 Пфлопс. Суперкомпьютер будет использоваться для математических расчетов из области океанографии, для обеспечения работы систем искусственного интеллекта, для моделирования финансовых и астрофизических процессов. Но не все это является главной достопримечательностью суперкомпьютера Little Green Machine II, все дело заключается в том, что размер этой вычислительной системы приблизительно равен размеру положенных друг на друга четырех коробок от пиццы. И этот суперкомпьютер является самой маленькой суперкомпьютерной вычислительной системой в мире на сегодняшний день.

Как уже упоминалось выше, вычислительная мощность системы Little Green Machine II составляет 0.2 Пфлопс. Это 200 000 000 000 000 операций с плавающей запятой в секунду и это сопоставимо с вычислительной мощностью 10 тысяч обычных персональных компьютеров.

Основой суперкомпьютера являются четыре сервера, вычислительная мощность который обеспечивается специализированными графическими ускорителями в количестве четырех штук, по одному на каждый сервер. Сервера связаны друг с другом быстродействующей сетевой магистралью.
 

В отличие от своего предшественника, системы Little Green Machine I, новая система основания не на архитектуре x86 от компании Intel, а на более высокопроизводительной архитектуре OpenPower, разработанной в компании IBM. Помимо этого, в новой системе использованы специализированные графические ускорители, предназначенные специально для суперкомпьютерных вычислений, а не обычные игровые ускорители. Все это обеспечивает новой системе в 10 раз большую производительность, нежели производительность предыдущей системы.

Для проверки работоспособности системы Little Green Machine II исследователи произвели расчеты математической модели столкновения галактики Млечного Пути с галактикой Андромеды, которое, как считают ученые, произойдет через четыре миллиарда лет. Эта модель была впервые рассчитана несколько лет назад при помощи суперкомпьютера Titan (17.6 Пфлопс), который находится в Национальной лаборатории Ок-Ридж. "Теперь мы имеем возможность производить такие вычисления практически у себя дома" - рассказывает Ерен Бедорф (Jeroen Bedorf).

Группа ученых из университета Маккуори (Macquarie University), Австралия, продемонстрировала способ умножения мощности луча лазерного света при помощи сверхчистого кристалла алмаза. Этот кристалл позволяет сложить в один интенсивный луч лучи нескольких менее мощных лазеров, и все это сильно напоминает технологию, использованную в космической боевой станции "Звезда Смерти" из серии фильмов "Звездные Войны", которая уже больше не является исключительно предметом научной фантастики. У данного достижения уже прямо сейчас имеется несколько областей практического применения, начиная от военных технологий, экспериментальной физики, термоядерной энергетики и заканчивая областью космических лазерных коммуникаций.

Как уже упоминалось немного выше, ключевым моментом новой технологии является сверхчистый кристалл алмаза, обладающий так называемой осью конвергенции. Оптические свойства такого кристалла заставляют несколько интенсивных лучей лазерного света изменить траекторию и передать энергию в заданном направлении, не подвергаясь, при этом, существенным искажениям, приводящим к рассеиванию мощности.

"Наше открытие имеет очень важное значение для бурно развивающейся области лазерных технологий" - рассказывает доктор Аарон Маккей (Dr Aaron McKay), - "Дальнейшее увеличение мощности лазерных систем традиционной конструкции наталкивается на ряд труднорешаемых технологических проблем, таких, как необходимость отвода и рассеивания большого количества паразитного тепла. И объединение в один мощный луч нескольких лучей лазерного света является достаточно многообещающим способом кардинального поднятия мощности лазерных систем".

У технологии объединения лазерных лучей при помощи кристалла алмаза имеется одна особенность. Эту особенность, которая заключается в изменении длины волны света, можно считать одновременно недостатком и одновременно - преимуществом. "Особая длина волны света направленного высокоэнергетического луча очень важна для реализации эффективной передачи энергии сквозь атмосферу. Кроме этого, все это позволит уменьшить опасность для глаз людей или животных, которые по случайности могут попасть в зону действия луча лазерного света" - рассказывает профессор Милдрен (Professor Mildren).

И в заключении следует отметить, что алмаз является не единственным материалом, оптические свойства которого позволяют производить объединение лучей лазерного света на основе эффекта, называемого рассеиванием Рамана. Однако, сверхчистый алмаз является единственным из таких материалов, позволяющим оперировать лучами света большой мощности и интенсивности. Помимо этого, алмаз является превосходным проводником тепла, что позволяет без особых проблем отвести от кристалла любое количество выделившегося в нем паразитного тепла.