На «Связь-Экспокомм'99» представлен проект «Космополис», базирующийся на последних достижениях науки, техники, медицины и космонавтики, квалификации и опыте лучших специалистов-медиков.

Задачи проекта — общедоступность медицинских услуг и обеспечение прав гражданина на высокий единый стандарт качества медицинского обслуживания независимо от его социального статуса и места жительства. Четыре крупные компании вносят следующий вклад в этот проект Всемирной телемедицинской консультационной сети:

«Ростелеком» — ресурс спутника связи LMI-1,

NEC-система малых земных станций спутниковой связи NEXTAR VSAT,

«Тана» — телемедицинское оборудование,

«Сумитомо Корпорейшн» — опыт в организации финансовой поддержки проектов от японского правительства.

На функциональной схеме телемедицинской консультационной сети: 1 — акушерство и гинекология; 2 — онкология; 3 — гематология; 4 — нейрохирургия; 5 — кардиология; 6 — гастроэнтерология; 7 — глазные болезни; 8 — неврология. А. Барсуков, журнал "ТКТ", № 7, 1999 г.

 

Ретроспектива

 

РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ОЧУВСТВЛЕНИЯ ДЛЯ ВНУТРИСОСУДИСТОГО МИКРОРОБОТА НА ОСНОВЕ МИНИАТЮРНОЙ ТЕЛЕВИЗИОННОЙ КАМЕРЫ (Е. М. Иванова, В. Е. Карасик, МГТУ им. Н. Э. Баумана, Москва); THE DEVELOPMENT OF THE SENSORY SYSTEM FOR INTRAVASCULAR MICROROBOT BASED ON THE MICRO TV-CAMERA E. M. Ivanova, V. E. Karassik, BMSTU, Moscow) По докладу на 17-й Международной научно-технической конференции «СОВРЕМЕННОЕ ТЕЛЕВИДЕНИЕ»

Одной из актуальных проблем сердечнососудистой хирургии является совершенствование методов восстановления магистрального кровотока нарушенного вследствие атеросклеротического поражения, в том числе рассматривается малоинвазивное вмешательство с использованием микроробототехнических систем. В МГТУ им. Н.Э.Баумана разрабатывается опытный образец микроробота, движение которого внутри сосудов обуславливается периодической деформацией сильфонных оболочек.

Рисунок 1 – а) внешний вид камеры в сборе; б) вид индикатрисы излучения блока подсвета

Особое внимание при проектировании внутрисосудистого микроробота уделяется разработке системы очувствления, позволяющей адекватно оценивать положение робота внутри исследуемых сосудов и обнаруживать атеросклеротические бляшки на их стенках. В данной работе предлагается исполнение системы очувствления в виде активной системы видения, которая состоит из специальной миниатюрной видеокамеры фирмы Medigus – диаметром 1,8 мм – и источника подсвета, разработанного в МГТУ им Н. Э. Баумана, смонтированных в единый блок диаметром 4 мм. Источник подсвета представляет собой четыре светодиодных кристалла с длиной волны излучения 638 нм, расположенных на равном расстоянии вокруг объектива микрокамеры, что обеспечивает миниатюрность всей системы и позволяет сформировать индикатрису излучения типа гауссоиды (см. рисунок 1б). Внешний вид активной системы видения представлен на рисунке 1а.

Основной задачей работы является определение предельной дальности видимости в таких сильно рассеивающих средах, как кровь, и обоснование возможности диагностирования и обнаружения атеросклеротических бляшек на стенках сосуда с помощью миниатюрной активной системы видения на основе телевизионной камеры.

Анализ системы видения в мутной среде проводился в рамках классической теории переноса изображения в рассеивающих средах в малоугловом приближении. В приближении квазиоднократного рассеяния зависимость контраста от дальности наблюдения и пространственной частоты рассчитывалась в соответствии с выражением [1]:

где К0 – исходный контраст; LПОР – яркость помехи обратного рассеяния; Lобт – яркость объекта; ε – показатель экстинкции.

В рамках данной работы проведены экспериментальные исследования оптических характеристик мутных сред с модельным раствором, в качестве которого использовался раствор сухого молока в дистиллированной воде различной концентрации, так как использование и хранение натурального биоматериала представляет определенную сложность. Предложена методика определения показателя экстинкции, и экспериментально определено граничное значение оптической толщины исследуемой мутной среды, при которой справедлив закон Бугера.

Рисунок 2 – Структурная схема установки для определения показателя экстинкции и границ применимости закона Бугера

Закон Бугера выражает зависимость между отношением ослабленного и исходного потоков, показателем ослабления и геометрической толщиной мутного слоя:

I / I0 = exp (– ε l), (1)

где ε·l = τ – оптическая толщина.

При получении значений потока ослабленного и потока исходного, а также при известной длине кюветы по формуле 1 был рассчитан показатель ослабления. Данный эксперимент был проведен 10 раз и найдено среднестатистическое значение ε. Для подтверждения справедливости закона Бугера были получены значения отношения ослабленного потока к начальному потоку лазерного излучения, при этом варьируя значения оптической толщины τ, что осуществлялось изменением длины кюветы с раствором, показатель экстинкции которого известен. В результате получено, что при оптической толщине в пределах 0-7 эксперименты удачно подтверждают справедливость применения закона Бугера.

Рисунок 3 – Изображения, полученные эндоскопом (а) и микрокамерой (б)

Экспериментально найдена модуляционно-передаточная функция (МПФ) среды путем проведения анализа изображений миры, полученных через слой сильно мутной среды при погружении блока системы видения в сосуд с модельным раствором, на дне которого находилась мира. На основании МПФ рассчитан контраст изображений, формируемых активной системой видения.

Кроме того, в ходе экспериментов был проведен сравнительный анализ характеристик изображений, полученных эндоскопом FFR2-100-2 и микрокамерой (см. рисунок 3).

Очевидно, что изображение, полученное при помощи эндоскопа, не только имеет зернистую структуру из-за морфологических особенностей построения канала, но и значительно уступает с точки зрения разрешающей способности прибора, что наглядно демонстрирует график зависимости контраста изображения миры через слой мутной среды от пространственной частоты штрихов миры, приведенный на рисунке 4. Сравнительный анализ экспериментальных (сплошные кривые) и теоретических (пунктирные) результатов показал их удовлетворительную корреляцию.

Рисунок 4 – Нормированные графики зависимости контраста изображений миры, полученных с помощью эндоскопа и микрокамеры, от пространственной частоты через слой мутной среды толщиной 1 мм с показателем ослабления 3,8 мм-1

В заключение работы были проведены теоретические расчеты предельной дальности видения в мутной среде, а также получено экспериментальное подтверждение этих результатов. На рисунке 5а приведен график теоретической зависимости контраста от дальности при известных характеристиках среды, обнаруживаемого объекта и системы видения (расстояние между источником и приемником – «база» – 1,1 мм, вероятность выживания фотона Λ = 1, мгновенный угол поля зрения приемного канала αp = 0,873 рад (≈50°), средний косинус угла рассеяния для модельного раствора g = 0,98, коэффициент отражения ρ = 0,6, исходный контраст К0 = 1, размер объекта 1 мм). Пороговое значение контраста равно 0,05. Дальность видения соответствует значению абсциссы точки пересечения KПОР c графиком контраста. Предельная дальность обнаружения объекта размером 1 мм в среде с показателем экстинкции ε = 10 мм-1 равна 2 мм, при ε = 50 мм-1 – 1,1 мм, ε = 100 мм-1 – 0,9 мм, при ε = 200 мм-1 – 0,7 мм. На рисунке 5б представлено изображение миры с пространственной частотой 1 пара линий на миллиметр, полученное системой видения через миллиметровый слой цельной крови (показатель ослабления около 180 мм-1).

Контраст изображения темных и светлых штрихов миры на рисунке 5б составляет 0,055, что подтверждает хорошую корреляцию между теоретическими расчетами и экспериментальными данными.

Рисунок 5 – К определению предельной дальности видения в мутных средах;

а) теоретический график зависимости контраста от дальности

б) изображение миры с частотой 1 пара линий на миллиметр, полученное через слой цельной крови толщиной 1 мм.

Примечание: рисунки и формулы здесь не приводятся

Литература

1. Карасик В. Е., Орлов В. М. Лазерные системы видения. - М. Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2001 – 160 с.

предложила на выставке "Медтехника-2003" фирма "Ин Витро". В частности, при восстановлении остроты зрения используется метод видеокомпьютерного аутотренинга (ВКА). В его основе — условно-рефлекторная технология, позволяющая восстановить оптимальную работу нервных клеток зрительного анализатора мозга. Цель метода ВКА — поддержка и развитие нервных механизмов, которые проявляются в естественной способности мозга восстанавливать искаженный на сетчатке глаза зрительный образ. Физиологической основой лечебного эффекта является относительная нормализация рецептивных свойств нейронов зрительной коры и ликвидация патологических неврогенных факторов. которые остаются без внимания со стороны офтальмологов при использовании обычных методов лечения. Известно, что даже в норме изображение на сетчатке не бывает вполне качественным. Но мозг обладает набором рефлекторных механизмов, с помощью которых изображение корректируется. Однако, при близорукости, дальнозоркости и других патологиях качество изображения на сетчатке ухудшается настолько, что естественные мозговые механизмы не справляются с задачей корректировки. На помощь мозгу приходит прибор, схема работы которого показана на рис. 1.

Пациент находится перед телевизором, на экране которого демонстрируется видеофильм. У пациента регистрируют электроэнцефалограмму (ЭЭГ) над проекцией зрительной коры мозга. Сигнал с ЭЭГ-усилителя передаётся в компьютерно-интерфейсный блок для анализа биотоков мозга в реальном времени. Анализируя фазы колебаний активности нейронов зрительной коры, компьютер управляет включением и гашением экрана телевизора. Таким образом, возможность просмотра видеофильма зависит от качества (правильности) работы зрительной коры мозга пациента. Например, при миопии (при которой протекают процессы, определяемые гиперактивной работой зрительных структур мозга) каждое спонтанное снижение возбуждения нейронов зрительной коры сопровождается включением экрана телевизора, тогда как спонтанное повышение возбуждения гасит экран. В ходе ежедневных повторений этой процедуры мозг пациента постепенно формирует новые рефлекторные связи, обеспечивающие более высокий уровень зрительных функций за счет стабильного повышения (при гиперметропии и амблиопии, основные симптомы которых — слабая аккомодация, связанная с недостатком активационных влияний) или снижения (при миопии) возбудимости нейронов зрительной коры и оптимизации параметров их рецептивных полей.

 

Для восстановления двигательных функций (при тяжелых травмах мозга, мозгового кровообращения и т. д.) используется похожий метод, основанный на компьютерном анализе работы мышц при выполнении пациентом движения (рис. 2). Пациент может увидеть работу своих мышц на экране в виде графиков, он может смотреть фильм, а компьютер включит или выключит экран в зависимости от качества выполнения движения. Наконец, компьютер предложит захватывающую игру, где пациент своими мышцами будет управлять движением героев на экране. При многократном повторении попыток выполнить эталонное задание в процесс тренинга вовлекаются дополнительные афферентные каналы мозга.

Лечение проктологических, урологических, гинекологических заболеваний и сексуальных расстройств производится следующим образом. На область промежности накладываются датчики, которые регистрируют электрические сигналы с мышц. Эти сигналы обрабатываются компьютером, и он информирует пациента о том, как работают мышцы тазового дна. По командам прибора пациент учится напрягать и расслаблять мышцы; если напряжение мышц прибором расценивается как удовлетворительное, опять же включается фильм.

В этой связи для киноведов открывается широчайшее поле деятельности: дать заключение на тему, какие фильмы при каких расстройствах (особенно, в последнем случае) оказывают наиболее стимулирующее воздействие.  А. Барсуков, журнал "ТКТ", № 6, 2003 г.

 

В дополнение к теме

 

Робот-червь заползет в организм. Робот-червь спроектирован международной командой специалистов из Италии, Германии, Греции и Великобритании. Модель, больше похожая на жука с лапами, однажды поможет докторам лучше диагностировать пациентов. Это устройство будет иметь небольшую видеокамеру и сможет добираться до кишечника. За основу учеными был взят способ передвижения определенных подводных червей, использующих лапы-плавники для путешествия по воде, сквозь песок и ил. Разработчики смогли создать два прототипа роботов, которые двигались таким же образом, как и черви. В будущем планируется оснастить модели видеокамерами и источником света. Специалисты уверены, что их изобретение будет лучше, чем используемые ныне эндоскопы и специальные пилюли,

Робот-нейрохирург сверлит дырки в черепе быстрее врачей. Ученые из Сингапура разработали первого робота, который предназначен специально для операций по поводу глубоко расположенных опухолей мозга. Раньше подобные операции занимали в среднем по девять часов, а благодаря использованию хирургического робота, который получил название "Гексапод", время, проводимое больным в операционной, удастся уменьшить вдвое. Нейрохирургический робот был создан инженерами из Технологического университета Наньянга совместно с учеными из Национального института неврологии. Для программирования робота используются данные о трехмерной структуре мозга пациента, полученные при магниторезонансной томографии. Рентгенологи совместно с хирургами отмечают положение опухоли, а также места прохождения нервов, сосудов и других структур, которые нельзя повреждать во время операции. Затем программа рассчитывает оптимальное место для хирургического доступа. "Гексапод" уже успешно испытан на трупах. После завершения испытаний аппарата на животных в середине следующего года ученые приступят к клиническим испытаниям на добровольцах. Ученые верят, что с помощью робота операции, которые требуют предварительного трудоемкого этапа просверливания височной кости, можно будет выполнять значительно быстрее.

Робот доставит лекарство больному органу. Группа исследователей из Университета Твенте в Нидерландах разработала устройство для доставки лекарственных препаратов внутри человеческого тела. Микроробот представляет собой трубку длиной несколько миллиметров и диаметром около 750 микрон с пузырьком воздуха, запаянную с одного конца. Микроробот движется реактивно, засасывая и выбрасывая струю жидкости, подобно морскому моллюску гребешку. Максимальная скорость перемещения «гребешка» - 3 миллиметра в секунду. Управляется устройство звуковыми волнами. Перемещение «гребешка» осуществляется при помощи динамика, который прикладывается к той или иной части тела пациента. Журнал "Инфокиборг" № 9-10, 2006 год

 

Анализатор Triage® MeterPlus представляет собой портативный иммунофлуоресцентный анализатор, который считывает и интерпретирует информацию от диагностических панелей, а затем выдает результаты в печатном и электронном виде. Принцип тестирования основан на выявлении в пробе, полученной от пациента, специфичных маркеров и анализе их количества и взаимного соотношения. Надо отметить, что результаты можно получить даже на ранних стадиях заболевания, когда другие методы исследования (электрокардиография, компьютерная томография, хроматографический газоанализ) недоступны или бессильны. Данные, полученные с использованием количественной диагностики, отображаются на дисплее, могут быть напечатаны, при превышении допустимых значений анализатор информирует об этом пользователя. Результаты качественной диагностики, отображаются как положительные или отрицательные, тем самым, устраняя потребность в интерпретации. Компактность и наличие независимого источника электроэнергии позволяет использовать прибор непосредственно у постели пациента. Анализатор применяет различные механизмы контроля, гарантирующие высокую точность полученных данных. Использование прибора Triage MeterPlus позволяет проводить анализ в течение 15 минут без предварительной подготовки образца крови или мочи. 

Принцип работы:

При помощи возбуждающего лазера прибор Triage MeterPlus обнаруживает, связанное с определенными антителами, анализируемое вещество в каждой зоне реакции по флуоресцентному сигналу. Этот сигнал можно точно измерить, что позволяет количественно оценить анализируемое вещество. Чтобы построить точную калибровочную кривую для определения концентрация анализируемого вещества, прибор использует информацию от чипа с кодом реагента. Этими электронными чипами, снабжена каждая партия диагностических панелей.

В течение времени инкубации образец диффундирует через диагностическую панель. Реакция начинается немедленно после нанесения образца на диагностическую панель независимо от того, помещена она в анализатор или нет. Прибор контролирует ход процесса, проводя мониторинг панели путем считывания зон реакции. Как только анализатор обнаруживает, что все зоны были достаточно проинкубированы и промыты, он последовательно измеряет флуоресценцию в контрольных зонах и зонах реакции. Прибор анализирует сигнал от каждой зоны, чтобы определить достоверность полученных результатов.

После окончания измерений результаты, используя программу Triage Census Plus, могут быть автоматически переданы местному компьютеру и/или внесены в информационную базу лаборатории (ИБЛ). Непосредственная связь с ИБЛ также возможна при использовании протоколов, поддерживающих ASTM. По материалу DiaPark

 

ПРИБОРЫ МЕДИЦИНСКОЙ ДИАГНОСТИКИ НА БАЗЕ РЕШЕНИЙ ФИРМЫ NATIONAL INSTRUMENTS. По докладу Потапова А. И., Потапова А. И., Махова В. Е. (Северо-Западный заочный государственный университет) на конференции "Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments - 2005"

В работе рассмотрены вопросы построения системы массового обследования с привлечением средств телеметрии. В качестве основного средства акустической диагностики был использован разработанный ранее электронный фонендоскоп, для которого уже имелся достаточный положительный опыт использования в медицинских учреждениях как автономного прибора врача . Фонендоскоп выполнен в форм факторе традиционного медицинского фонендоскопа. В качестве акустического датчика был использован специально разработанный пьезоэлемент на основе пьезокомпозиционной керамики (ЭКО-1, объемная пьезочувствительность γ = 1400-1500 мкв/Па, емкость 35 пФ), имеющая требуемые частотные характеристики, в том числе в низком диапазоне частот. который был расположена в корпусе фонендоскопа вместе с умножителем сопротивления, предусилителем, частотными фильтрами и источником питания. Применение композиционного пьезокерамического датчика значительно повышает чувствительность прибора (чувствительность электретного микрофона γ = 40 мкв/Па), позволяет регистрировать акустический сигнал в широко диапазоне частот (от долей герц до сотни килогерц) и делает его защищенным от воздействия внешних акустических сигналов (так как он использует контактный способ снятия сигнала). Изначально, в схеме и на корпусе фонендоскопа было предусмотрен аналоговый выход получаемого сигнала регистрируемого акустического сигнала (с выхода операционного усилителя). Фонендоскоп соединяется проводами с акустическим оголовьем, в нижней части которого расположен электродинамик, что делает его конструктивно и функционально совместимым с традиционно используемыми в медицине фонендоскопами. На корпусе фонендоскопа имеются сенсорный выключатель, который включает питание электрической схемы только тогда, когда он находится в руке человека. 

Конструкция фонендоскопа позволяет с одной стороны добавлять дополнительные датчики (например, датчик температуры), расположенный внутри пьезокерамического датчика, с другой размещать внутри дополнительные электрические схемы, например АЦП, модуль Bluetooth. 

При исследовании было выявлено ряд дополнительных возможностей получения и исследования акустических фонендограмм. Как известно, традиционно врачи на слух определяют параметры акустических сигналов, снятых с различных участков человеческого тела. Определение тех или иных отклонений в работе человеческих органов зависит исключительно от опыта и квалификации врача. Наличие такого субъективного фактора не исключает возможность ошибки. Полный переход на компьютерную базу диагностики является нецелесообразным, так как он не предусматривает использование профессиональных навыков врача. В то же время разумное сочетание электронной системы регистрации акустических сигналов с традиционными медицинскими методами обследования пациентов открывает принципиально новые возможности. Поэтому первоначально была выбрана схема, когда указанный электронный фонендоскоп подключался к лабораторной рабочей станции через разъем аналогового выхода. В этом случае врач, используя традиционный метод обследования, при этом получает дополнительные возможности наблюдения и анализа формы акустических сигналов на экране виртуального осциллографа, а также получает возможность сравнивать эту фонендограмму со справочной. Несомненно, что дополнительное графическое восприятие графика акустического сигнала, усиливает профессиональный навык врача и сильно снижает ошибочность решения. 

Лабораторная рабочая станция ELVIS является универсальным рабочим местом для проведения многочисленных лабораторных исследований в разных областях. Состав виртуальных приборов лицевой панели включает практически все распространенные электроизмерительные приборы. Очевидно, что в конкретных случаях применения такой набор будет избыточным. Однако, для медицинских исследований при помощи фонендоскопа весьма полезными для нас оказались целый ряд уже имеющихся приборов, входящих в комплект поставки NI ELVIS: двухлучевой осциллограф, анализатор спектра, генератор сигналов произвольной формы. Все эти приборы могут быть использованы для наблюдения и анализа формы акустических сигналов, полученных при помощи электронного фонендоскопа. 

Дополнительной возможностью стандартных приборов лабораторной рабочей станции ELVIS является то, что врачу предоставляется возможность иметь набор заранее сконструированных форм сигналов (идеальные или с заданными отклонениями), которые можно вывести через генератор и прослушать на внешнем динамике или фонендоскопе. Идеальные формы сигналов и формы отклонения можно конструировать с помощью заранее созданного набора графических форм, далее из этого набора конструировать значительный набор сигналов. Все такие сигналы могут иметь одну и ту же патологию. Сконструированные таким образом формы сигналов можно вывести на акустическую систему или прослушать через фонендоскоп. Это позволяет осуществлять профессиональную тренировку или обучение врачебного персонала.

 

В медицине используются роботы трех типов. Первая область применения - диагностическое тестирование. Такой робот, оснащенный нейронной сетью, создан в 1992 году нью-йоркскими учеными компании Neuromedical Systems для диагностирования рака шейки матки. Он назван Papnet.  До появления робота лабораторный анализ мазка Папаниколау, с помощью которого выявляется рак, производился «вручную». Лаборант исследовал мазок под микроскопом в поисках больных клеток. Такие клетки – своеобразный индикатор ракового или предракового состояния. Скрупулезное и тщательное исследование огромного количества клеток не только требует высоких профессиональных навыков, но и утомительно.  Несколько десятилетий ученые пытались автоматизировать процесс с помощью компьютерных программ, основанных на системе правил. Однако не добились серьезных успехов. Проблема заключалась в том, что для поиска больных клеток в видимой структуре нормальных клеток не годятся «классические» алгоритмы. При создании Papnet вместо продукционных правил использована система распознавания и нейронная сеть. Созданная роботизированная система способна отобрать 128 клеток с различными «отклонениями от нормы». А затем они дополнительно обследуются в лаборатории. Система Papnet способна обнаружить 97% больных клеток. Теперь цитологу нужно «просмотреть» всего около 128 клеток вместо 2000 – 5000. Кроме того, что значительно снижается усталостный фактор, в 5 – 10 раз уменьшается время, необходимое для проведения анализа. При этом фактор возникновения ошибок был снижен с 30-50% (при анализе «вручную») до 3%.

Вторая сфера развития медицинской робототехники – дистанционная хирургия. Сегодня хирург может оперировать пациента без хирургического скальпеля, а с помощью специальных медицинских роботизированных систем. Такие роботы оснащены датчиками с обратной связью, которые позволяют хирургу «ощущать» ткани пациента, с которыми манипулируют инструменты робота. Это позволит талантливым врачам оперировать больных, находящихся хоть на другом конце света. 

Роботы третьего типа – манипуляторы, работающие в режиме виртуальной реальности. Робот, посредством которого работает хирург, «копирует» все его движения. Например, если хирург передвинул свою руку на 1 дюйм, компьютер «переводит» это движение в соотношении 1/10 или 1/100 дюйма. Сегодня хирург может делать ранее невозможные микроскопически точные операции. 

Нанотехнология предоставляет широкое поле деятельности для создания миниатюрных, микроскопических роботов. Робот может быть настолько маленьким, что его реально ввести в кровь больного человека. Продвигаясь по кровеносной системе, робот попадает к сердцу и начинает выводить жировые отложения, восстанавливая тем самым циркуляцию крови. Или продвигается к раковой опухоли и избирательно уничтожает все пораженные этой болезнью клетки. То, что сегодня считается неоперабельным, может быть выполнено с помощью наносистем.

Еще перспективное направление использования нанотехнологии в медицине – торможение процесса старении в человеческом организме. Задача ученых – создать крошечные, величиной с микроба, нанороботы, которые смогут проникнуть в любую клетку и заставить «клеточные часы» работать в заданном ритме. 

Очевидно, что нанотехнология имеет дело с макроскопическими и микроскопическими роботами, которые могли бы сделать любую работу – от уборки квартиры до обработки и изготовления различных материалов и тканей – высококачественных и недорогих. Нанотехнология имеет дело с управлением и манипулированием на атомно-молекулярном уровне. Она позволяет создавать компоненты из нескольких атомов для электронных и механических приборов. Из крошечных (нано) компонентов можно собрать механизмы и приборы величиной с бактерию. IBM уже использует такую технологию при сборке плат из миниатюрнейших транзисторов, проводов, приводов и рычажков. 

Что дает ученым возможность манипулирования атомами? Пример. Два ученых-физика – Герд Бинниг и Генрих Ререр изобрели сканирующий туннелирующий микроскоп. Он обеспечивает точную юстировку и позволяет получить четкие изображения. В 1990 году IBM использовала микроскоп для того, чтобы передвинуть 35 атомов ксенона в кристалле никеля и получить изображение логотипа компании. Написанное из атомов название IBM стало мировой сенсацией и новостью номер один многих газет и журналов. С этого момента началось развитие атомного манипулирования. Нанотехнология и наноробототехника – перспективные конструкторские направления, имеющие будущее в производстве, науке и медицине. По книге "Роботы, андроиды и аниматроны", автор - John Lovine

 

«Изгнание» холестерина из организма («ТАЙМ», НЬЮ-ЙОРК)

Экспериментальная медицинская процедура, применяемая пока лишь в нескольких странах — СССР, США, ФРГ, — оказывается эффективной при лечении тяжелых случаев атеросклеротического поражения кровеносных сосудов. В отдельных случаях наблюдается даже растворение холестериновых бляшек в артериях, то есть обратный ход атеросклеротического процесса. КОГДА 58-летний пациент Джим Льюис (это его условное имя) поступил год назад в Рогозинский институт клиники Нью-Йорка, он был в безнадежном состоянии. Льюис страдал тяжелым сердечным заболеванием, вызванным генетическим нарушением. Для этой болезни

характерно существенное повышение уровня холестерина в кропи; он может откладываться в артериях. В данном случае ни самая строгая диета, ни всевозможные лекарства не могли помочь. К 47 годам артерии Льюиса были поражены атеросклеротическнм процессом в такой степени, что ему понадобилась операция обходного шунтирования четырех коронарных сосудов сердца. Через девять лет стала необходимой еще одна операция. И в обоих случаях сосуды, подведенные к сердцу, также через некоторое время оказались блокированными жировыми бляшками...

В Рогозинском институте Льюис подвергся акспериментальному лечению. Раз в неделю он должен был приходить в клинику для процедуры, названной ЛПНП-ферезом. При этом из крови вымываются наиболее опасные формы холестерина, известные как ЛПНП (липопротеины низкой плотности)... Журнал "За рубежом" № 11, 1986 г.

 

Все большее число исследователей склоняется к выводу о том, что многие из тех, кто послушно отказался от соевого соуса или маринованных огурчиков в стремлении предотвратить гипертонию, ограничив потребление соли, возможно, жертвовали напрасно. Для половины людей с повышенным давлением, утверждают они, ограничение соленого малоэффективно; для многих других влияние незначительно. И в то время как соль, или натрий, уже не считается главным виновником гипертонии, все больше внимания уделяется другим «подозреваемым». Последние исследования показывают, что у некоторых людей гипертонии способствует не слишком большое количество соли, а, скорее, недостаток кальция. «Из различных источников мы получаем свидетельства того, что проблема может заключаться в кальции, а не в натрии», - говорит сотрудник Орегонского медицинского университета в г. Портленде доктор Дэвид Маккеррон. .

Разногласия среди экспертов относительно значения этих двух минералов в возникновении гипертонии все более углубляются, и пациенты, старающиеся делать все строго по указаниям врачей, могут получить противоречивые рекомендации, Многие врачи до сих пор считают натрий главным виновником гипертонии, однако их убежденность в этом не столь сильна, как ранее, и многие склоняются к тому, что оба фактора могут оказаться важными. Результаты других исследований дают основания полагать, что магний и калий также играют определенную роль.

Ученые, однако, еще не уверены относительно того, каково реальное воздействие на кровеносные сосуды натрия или любого иного потребляемого минерала, и как они влияют на изменение кровяного давления. «50 лет людей интересует вопрос соли, и до сих пор у нас нет убедительных доказательств в ту или иную сторону, — отмечает руководитель отдела профилактики Национального института сердца, легких и крови доктор Уильям Харлан. - Для меня это означает, что мы ожидали от соли слишком многого, а результат оказался незначительным».

До сих пор федеральный консультативный орган Объединенный национальный комитет по гипертонии рекомендует всем, у кого повышенное давление, снизить потребление соли, однако сейчас многие эксперты уже не считают такую практику пригодной для всех.

«Нет фактов, свидетельствующих о том, что соль способна вызвать гипертонию у людей с нормальным кровяным давлением, -утверждает глава медицинского отделения Медицинского института Университета штата Миннесота доктор Томас Феррис. - Изъятие соли из детского питания просто глупость».

Большинство американцев потребляют 4-5 граммов натрия в день и могут снизить этот уровень до 2 граммов, избегая соленых продуктов, не добавляя соли во время приготовления и не подсаливая готовые блюда. Но даже при таких ограничениях для большинства американцев пища получается пресной. И результаты некоторых исследований показывают, что для надежного снижения давления требуется более резкое ограничение. В то же время убедительные новые исследования показывают, что по меньшей мере столь же важным в возникновении гипертонии может оказаться и недостаток в пище других минералов, особенно кальция. Проведенное гарвардскими исследователями обследование 60 000 медсестер показало, что те из них, в диете которых очень мало кальция или магния, имели на 23 % больше шансов заболеть гипертонией в ближайшие 4 года. В ходе исследования, проведенного доктором Маккерроном, людям с незначительной гипертонией удавалось снижать давление до нормы, принимая дополнительно кальцийсодержащие препараты; давление у них вновь повышалось после прекращения приема таких препаратов. Однако в ходе других исследований такой эффект надежно получить не удалось.

Некоторые эксперты считают, что весьма низкое содержание кальция в диете среднего афро-американца может оказаться ключом к разгадке причин загадочно высокого числа гипертоников в этой группе.

В ожидании дополнительных результатов исследований специалисты по гипертонии дают своим пациентам разные рекомендации: ограничить соль, добавить кальций, делать и то, и другое, ничего из этого не делать. Ученые соглашаются, однако, что людям, страдающим наряду с гипертонией еще и заболеваниями сердца или почек, однозначно нужно избегать соли, поскольку минералы не выводятся из организма надлежащим образом. Но никто не знает, как за счет изменения диеты можно изменить давление у людей, страдающих только гипертонией.

Доктор Рей Гиффорд, лечащий врач Кливлендского клинического фонда, назначает всем пациентам-гипертоникам диету с низким содержанием натрия сроком на три месяца, пытаясь выявить пациентов, у которых можно понизить давление за счет снижения потребления соли. Он не рекомендует дополнительный прием кальциевых препаратов, поскольку считает, что данных в пользу этого недостаточно.

В противоположность этому доктор Маккеррон, который является ярым сторонником кальциевой гипотезы, обязательно назначает всем гипертоникам диету с высоким содержанием кальция и, как правило, разрешает им есть соленое.

Есть еще и постоянно расширяющийся круг лечащих врачей, предпочитающих перестраховаться. «Хотя официальных тестов не проводилось, мне представляется, что лучшей диетой будет диета с умеренно низким содержанием соли и умеренно высоким содержанием кальция и калия», - заявляет доктор Харлан.

Профессор медицины Университета им. Уейна доктор Джеймс Сойерс говорит, что он сейчас рекомендует чернокожим и пожилым пациентам потреблять больше кальция и избегать полуфабрикатов, содержащих много соли.

Представление о том, что потребление соли и кровяное давление неразрывно связаны, возникло в начале века, когда медики обнаружили, что они могут снизить давление у людей с почечной недостаточностью переведя их на рисовую диету с чрезвычайно низким содержанием соли. Затем было замечено, что гипертония встречается редко в некоторых странах с низким уровнем развития, где потребление соли незначительно.

И в 1989 году исследователи Лондонского института гигиены и тропической медицины решили заново оценить взаимосвязь между солью и гипертонией, проведя исследование более 10 000 человек в 52 странах мира. Среди исследуемых групп были такие, как бразильские индейцы Яномамо, которые почти не потребляют соли, и жители северного Китая, потребляющие в день столько соли, сколько индейцы Яномамо потребляют за три года.

Вместо простой оценки потребления соли исследователи рассчитывали точные значения концентраций в образцах мочи. Учитывались также избыточный вес и потребление алкоголя. Они пришли к выводу о том, что за исключением нескольких мест, где потребление соли чрезвычайно мало, количество натрия в пище не связано с частотой гипертонии в данной группе или со средним значением кровяного давления. Более того, высокий показатель частоты гипертонии в Соединенных Штатах издавна объяснялся любовью к соленым полуфабрикатам, однако исследование показало, что американцы занимают как раз середину таблицы потребления соли в мире. Исследования показывают, что больше подвержены опасности гипертонии люди, в рационе которых мало продуктов, содержащих кальций, однако скептически настроенные ученые сомневаются в том, действительно ли недостаток кальция или какой-то иной элемент диеты виновен в этом. Кроме того, попытки контролировать кровяное давление приемом дополнительных кальциевых препаратов дали неоднозначные результаты, на основании чего некоторые считают, что влияние кальция, равно как и соли, может быть разным. «Такая взаимосвязь интересна, но не однозначна», - говорит доктор Уиллет. Многие исследователи считают, что для того, чтобы гипертония развилась в результате недостаточного потребления кальция, пациенты должны потреблять очень мало этого элемента - менее половины рекомендуемой дневной дозы в 800 - 1000 миллиграммов. Однако от одной трети до половины американцев близки к такому низкому уровню.

Молоко, твердые сыры и йогурт - это главные кальцийсодержащие продукты для американцев, и одна порция каждого из этих продуктов (восемь унций молока, полторы унции сыра или восемь унций йогурта) дает только 230 миллиграммов. Овощи с мясистыми листьями, например капуста и брокколи, а также сардины и некоторые виды орехов также богаты кальцием.

Доктор Маккеррон всегда спрашивает всех своих пациентов, что они едят. Он просит пациентов увеличить потребление кальция в пище до рекомендуемого уровня в 1 000 миллиграммов включением в диету маложирных и нежирных молочных продуктов, поскольку они также содержат магний и калий. Дополнительные препараты предписываются тем, кто не может адекватно увеличить потребление кальция с пищей.

Многие из врачей, которые еще не убедились в том, что недостаток кальция является серьезной причиной гипертонии, тем не менее советуют пациентам следить за тем, чтобы в пище было достаточно кальция, поскольку это может оказывать какое-то влияние и поскольку недостаток этого элемента связывают с другими заболеваниями, например с остеопорозом. «Это всего лишь рекомендация соблюдать здоровую диету», - заявляет доктор Уиллет. ЭЛИЗАБЕТ РОЗЕНТАЛ, "НЬЮ-ЙОРК ТАЙМС" (НЕДЕЛЬНОЕ ОБОЗРЕНИЕ "ЗДОРОВЬЕ"), апрель 28 - май 11, 1993 г.

 

...Исследователи из университета Небраски сообщили, что создали роботов размером с пачку жевательной резинки. Их длина составляет всего 7,6 сантиметра, и предназначены они для спасения жизни людей. Конечно, до фантастических наноботов еще далеко, но представленные роботы-врачи смогут оказать хирургическую помощь в тех условиях, когда настоящего специалиста ждать не приходится. Например — в космосе или на поле боя. Действуют механические хирурги следующим образом: через небольшой надрез на теле машинка проникает внутрь и включает специальную камеру с подсветкой, транслируя видеоинформацию по радио или спутниковой связи находящемуся за сотни километров настоящему опытному хирургу. Управляя роботом, врач может закрыть или прижечь рану, зашить сосуды и удалить инородные тела. Травматичность такой роботизированной операции намного меньше, чем если бы она производилась вживую.

Пока роботы были испытаны лишь на животных, однако уже весной 2006 пройдут первые исследования на людях. Стоимость «гаджета» составит всего 200 долларов. Алексей Талан, журнал "Мир фантастики" № 1, 2006 г.

 

...проблемами профилактики и лечения сахарного диабета.

Интересным является и тот факт, что применение фруктозы в пище вместо обыкновенного сахара значительно сокращает заболеваемость кариесом зубов, особенно в детском возрасте.

Ряд данных говорит о том, что применение фруктозы в диете своеобразно влияет на энергетический баланс.

Фруктоза, или, как этот сахар называют химики, левулёза, почти в два раза слаще сахарозы — привычного в обиходе свекловичного сахара, а калорийность имеет примерно одинаковую — 17 килоджоулей на грамм. Но сладость фруктозы, в отличие от сахарозы, ярко проявляется в холодных напитках и продуктах, а в горячих — скрадывается. Фруктоза нетоксична, полностью усваивается организмом. Обмен ее в организме любопытен тем, что продукты обмена могут резервироваться и поддерживать в крови постоянный уровень сахара. В отличие от других сахаров фруктоза не стимулирует секреции инсулина поджелудочной железой.

Для спортсменов и тех, кому приходится выполнять тяжелую физическую работу, фруктоза на сегодняшний день лучший источник энергии. Полезны таблетки фруктового сахара и шоферам в дальних рейсах.

Фруктозе свойственно подчеркивать аромат фруктов, ягод и овощей в компотах, джемах и бульонах, усиливать характерную горечь кофе. Если мороженое, в состав которого входят сливки или молоко, приготовить на фруктозе (вместо сахара), то калорийность его будет соответственно ниже, а вкус и вид — приятнее, так как фруктозе свойственно стабилизировать массу и предотвращать кристаллизацию лактозы — молочного сахара.

Фруктоза не только усиливает вкус и аромат ягод и фруктов, но и служит отличным консервантом.

Для спортсменов и шоферов дальних рейсов врачи-диетологи и фармацевты финских предприятий «Стар» и «Суомен Сокери» раз- работали рецептуры питательных напитков и таблеток на фруктозе. В состав напитка «Маратоник» входят, кроме фруктозы, витамины, соли калия, натрия и ряд других, которые спортсмены теряют с потом во время сильных физических нагрузок. Таблетки «Маратом» для шоферов состоят из фруктозы, аскорбиновой кислоты, какао и кофе.

Крупнейший в мире производитель фруктозы — Финляндия: 12000 тон в год. В конце прошлого года в США в городе Саванна штата Иллинойс вошел в строй спроектированный фирмой «Суомен Сокери» завод с годовой мощностью 10000 тонн фруктозы.

По неофициальным данным, мировая медицинская промышленность расходует на приготовление препаратов для инъекций и медикаментов различного назначения примерно 3 000 тонн фруктозы в год, пищевая промышленность использует около 11 000 тонн, остальное количество поступает в розничную торговую сеть в виде, фруктового сахара-песка и прессованных таблеток разной формы.

В нашу страну фирма «Соумен Сокери» поставляет фруктозу в пакетах по 500 и 1000 граммов. На пакетах на русском языке напечатаны основные характеристики продукта. В нынешнем году по просьбе врачей на упаковке будут напечатаны расширенные рекомендации для страдающих сахарным диабетом и тучностью. По материалу журнала "Наука и жизнь" времён СССР

 

Неожиданная смерть здорового человека, например, во время автомобильной катастрофы часто оказывается благом для тяжело больного, у которого серьезно нарушены функции почек или печени. Он получает шанс заменить громоздкий аппарат, приковывающий его к постели, на соответствующий орган покойного: при условии, что трансплантация состоится практически сразу же. Счет идет чаще всего на минуты, но их-то и не хватает. Много времени уходит на то, чтобы выяснить, не препятствуют ли какие-либо обстоятельства пересадке того или иного органа. А препятствия могут быть самыми разными, включая принадлежность к религиозной секте.

В германской земле Рейнпанд-Пфальц нашли выход из положения. Премьер-министр земли Рудольф Шарпинг только что подписал закон, позволяющий врачам быстро определить: можно ли пользоваться органами умершего. Те местные жители, которые не желают посмертной пересадки своих органов, обязаны получить в министерстве здравоохранения особое «удостоверение протеста» и постоянно иметь его при себе. Если при несчастном случае с летальным исходом такого документа при них не обнаружится, врачи смогут по собственному усмотрению распоряжаться их телами.

Закон готовили более 15 лет и приняли в земельном парламенте большинством голосов социал-демократов и либералов, несмотря на сопротивление христианских демократов и зеленых. Протестуют против него и обе церкви — католическая и протестантская. Причина конфликта в неразрешимости спора о том, чему следует отдавать приоритет: уважению к достоинству покойных или интересам тяжело больных людей.

Власти Рейнланд-Пфальца выбрали последнее, считая, что таким образом можно будет увеличить число трансплантаций. Но поскольку ни в одной другой земле такого закона пока нет, дискуссии на эту тему охватили всю страну. Широкого энтузиазма решение парламента в Майнце не вызвало. Более того, статистика свидетельствует, что готовность людей добровольно расстаться после смерти с какой-либо частью своих бренных останков падает. Год назад родственники покойных отклоняли соответствующие попытки врачей в каждом пятом случае, сейчас — в каждом четвертом. Евгений БОВКУН, газета «Известия» от 30 июля 1994 г.

 

ДЛЯ СТОМАТОЛОГИИ ЛАЗЕРНАЯ МЕДИЦИНСКАЯ ТЕХНИКА. Помимо низкоинтенсивной лазерной терапии, эффективно использование лазеров другого рода – высокоинтенсивных – как в качестве хирургического инструмента, так и в качестве активатора отбеливающего геля. Это позволяет с очень высокой точностью и хорошим косметическим эффектом проводить рассечение тканей, вапоризацию с одновременной коагуляцией сосудов, в том числе и при ограниченном операционном доступе. Воздействие может быть произведено как контактным, так и бесконтактным способом, а излучение обладает стерилизующим эффектом, что способствует снижению количества септических осложнений.

Еще один метод – фотодинамическая терапия – сравнительно молодой, но весьма успешно входящий в практику врача-стоматолога. Он основан на сочетании селективного накопления препарата в тканях и токсического действия его на клетку при взаимодействии со светом. Эта технология оказывается очень эффективной при лечении заболеваний опухолевой природы, а также при различных воспалительных и дегенеративных патологиях.

Аппарат лазерной терапии МИЛТА-Ф-8-01. Воспалительные заболевания твердых и мягких тканей (пульпиты, периодонтиты, периоститы, гиперестезии эмали), а также процессы челюстно-лицевой области (альвеолиты, остеомиелиты, абсцессы и флегмоны, лимфодениты, пролежневые эрозии и язвы). Заболевания слизистой оболочки полости рта, пародонтоз, пародонтит, гингивит. Переломы челюстей, послеоперационные и посттравматические явления. Стоматоневрологические заболевания (невралгия тройничного нерва, глоссалгия, невриты лицевого нерва). Артриты и артрозы височно-нижнечелюстного сустава. По материалу “НПО КОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ”

 

Реконструкция SLAP и дефекта Банкарта при помощи тканевых гвоздей 

1. Предоперационное размещение пациента в позиции лежа на боку может осуществляться при помощи 3-точечной системы вытяжения плеча Артрекс и рукава StaR. Альтернативно может быть применена позиция шезлонга с использованием устройства-шезлонга латерального вытяжения Артрекс. Хирург может варьировать угол размещения пациента, чтобы обеспечить осевое и латеральное вытяжение плеча для улучшения доступа к плечевому суставу

2. Артроскопическое исследование подтверждает наличие повреждения губы. Передние порталы устраиваются с использованием рентгеннегативных 8,25-миллиметровых вкручиваемых канюль Артрекс. 

3. Несколько элеваторов тканей плеча используются для мобилизации места повреждения. Суставной распатор используется для удаления фиброзной ткани и создания кровоточащей костной поверхности.

4. Копье FASTak и обтуратор вводятся в сустав. Копье проводится через губу и ткань сдвигается .проксимально 

5. Когда копье укреплено на краю сустава, необходимо проверить лазерную маркировку, чтобы определиться с выбором гвоздя- с прямым углом или с углом 30 град.. Выбор подходящего размера головки имплантата (4,5 мм х 7,0 мм или 3,0 мм х 7,0 мм) основывается на артроскопической оценке состояния тканей, размера разрыва и состояния кости. Это делается после просверливания и установки направляющей проволоки. 6. 2,4-миллиметровое сверло проводится через копье до глубины отметки, создается направляющее отверстие. Окошко в копье FASTak обеспечивает артроскопическую визуализацию процесса сверления. 

7. Центрующий рукав устанавливается через копье в направляющее отверстие. Это позволяет ввести проволоку в направляющее отверстие точно по центру. 8. Вводной колпачок направляющей проволоки используется для продвижения направляющей проволоки в центрующий рукав. Удалите центрующий рукав и копье, оставив на месте направляющую проволоку.о остаются два свободных шовных конца. 

9. Тканевый гвоздь устанавливается через направляющую проволоку, за ним следует отвертка для тканевых гвоздей с соответствующей канюлей. 10. Имплантат вводится в сустав при помощи отвертки, и сначала прислоняется к ткани губы. Вращательная пригонка может быть сделана, когда имплантат частично установлен. Легкими ударами по отвертке имплантат несколько продвигается в кость.ния узла. 

11. Трамбовка для тканевых гвоздей применяется, чтобы сровнять имплантат с окружающими тканями перед удалением направляющей проволоки. 12. Дополнительные тканевые гвозди устанавливаются для дальнейшего исправления дефекта Банкарта. Восстановление при помощи тканевых гвоздей комплекса связок бицепса осуществляется сходным образом. По материалу "МЕДЭК Инструмент Групп"

 

Пока донорские органы перевозят в специальных холодильниках, что оставляет хирургам мало времени для маневров. Например, сердце можно хранить в замороженном виде от 4 до 6 часов, почки и печень - 12. В экспериментах, которые провела Валид Хасанен с коллегами из компании «Трансмедик» в Массачусетсе, удавалось сохранять сердца животных по 36 часов, а другие органы — и по двое суток. Аппарат, разработанный учеными, обеспечивает нормальную температуру человеческого тела и непрерывно прокачивает кровь через трансплантанты, добавляя необходимые микроэлементы и электролиты. Сердце, к примеру, стучит в нем со скоростью 60-80 ударов в минуту. «POPS поддерживает органы в рабочем состоянии, — говорит Хасанен, - сердце не останавливается, почки продолжают выделять мочу, а печень - желчь. Аппарат собирает и удаляет продукты жизнедеятельности, что помогает хирургам оценить состояние органов».

Исследователи уверяют, что POPS мог бы сохранять жизнь даже удаленным легким и поджелудочной железе. Они провели уже более пятисот экспериментов на животных и теперь готовят опыты на человеке. По словам Хасанен, аппарат способен и оживлять органы умерших людей — те, которые раньше не использовали. «Это расширит возможности хирургов», - говорит Роберт Хиггинс, директор Объединенной сети обмена органов, координирующей трансплантацию в США. Журнал "Ломоносов"

 

ИХ НАЗЫВАЮТ ВОЛШЕБНЫМИ. И не случайно. Благодаря применению биологически активных полиамидных ниток хирургические операции проводятся быстрее и легче, послеоперационный период протекает без инфекционных осложнений. Это объясняется прекрасными антисептическими свойствами нового хирургического материала, его отличной совместимостью с тканями человеческого тела, а также абсолютной безвредностью и химической стойкостью. Выпуск волшебных ниток налажен на заводе перевязочных материалов в городе Сандански (Болгария). Журнал "Техника-молодёжи" времён СССР

 

Роль штатного психолога показана в фильме "Основной инстинкт". Там полицейского психолога, которого играет очень красивая актриса, главный герой, тоже полицейский, грубо ставит раком, предварительно грубо сорвав с неё колготки и грубо овладевает ею - очевидно, это символизирует акт снятия агрессии, то есть, психотерапию. Что, если какая-то крупная корпорация воплотила эту модель, создав отдел на всё согласных психологов-красавиц, осуществляющих психотерапию для топ-менеджеров?

Иные цели — такие как детекция фаз сна — заставили фирму «Медицинские Компьютерные Системы» (г. Зеленоград) применить в системе NeuroVisor24 («24» означает число каналов) иной метод визуализации. Посредством накладываемых вобласти головы электродов происходит регистрация, например, ЭЭГсна и строится гипнограмма (рис. I).

 

В соответствии с ней, также по снятым слайсам, осуществляется реконструкция трехмерного изображения и совмещение с локализованными по ЭЭГ источниками и спектральными картами (рис. 2),

Развитие трехмерной визуализации на основе компьютерной томографии имеет важное значение потому, что с нее, по сути, началось формирование электронных медицинских архивов. Так, фирмой «ПО Видар» представлена серия атласов на компакт-дисках, в которых применены 3D-реконструкции КТ-анатомической картины. А. Барсуков, журнал "ТКТ", № 3, 2000 г.

 

В дополнение к теме

 

Роботы - глаза хирургов. Когда вы в следующий раз попадете на операцию, может оказаться, что не только хирург работает с вашими внутренними органами: их помощником будет радиоуправляемый робот, выполняющий функцию третьего глаза хирургов, совершающих минимально инвазивные процедуры.

Робот, разработанный Дмитрием Олейниковым и его коллегами из Медицинского центра Университета Небраски в Омахе, способен перемещаться внутри желудка или брюшной полости человека, благодаря чему у хирургов появляется возможность взгляда с новой перспективы на тот орган, который они оперируют. Робот также оборудован втягивающейся иглой, так что он также может провести биопсию.

Прибор состоит из двух вращающихся алюминиевых цилиндров, соединенных с помощью толстой оси, несущей камеру. Винтовая поверхность цилиндров позволяет им цепляться за стенки брюшной полости и таким образом перемещаться по ней. «Они были сконструированы таким образом, чтобы не соскальзывать с тканей, но и не повреждать их», - объясняет Олейников.

Диаметр робота - всего 15 миллиметров, так что его можно «запускать внутрь» через небольшие разрезы в брюшной полости, используемые для артроскопических операций. Робот управляется с консоли, оборудованной джойстиком.

Когда Олейников проводил с помощью роботизированных инструментов операции по удалению желчного пузыря у свиней, ему приходилось делать всего два разреза вместо обычных четырех. Это происходит благодаря тому, что роботы могут быть помещены внутрь животного через разрезы, сделанные для режущих и захватывающих инструментов, в отличие от, например, эндоскопических камер, для которых необходимы специальные разрезы. Кроме того, применение нескольких роботов дает возможность увидеть оперируемый орган под разными углами. «Мы помещали во внутренние органы до трех роботов через один и тот же разрез», - рассказывает он.

Олейников также использовал роботов для исследования брюшной полости живых свиней, помещая их внутрь животных через рот и разрезы в брюшной стенке. Это делалось для тестирования процедуры, известной как хирургия через естественные отверстия, когда хирург, удаляющий желчный пузырь или выполняющий биопсию печени, например, вставляет инструменты через рот и небольшие разрезы в стенке желудка, избегая, таким образом, необходимости внешних разрезов. Считается, что такие операции меньше травмируют стенку брюшной полости, и у пациента не остается шрамов. В конце операции хирург действует в обратном порядке, зашивая стенку желудка, прежде чем удалить вырезанные ткани через рот пациента.

Эндоскопические камеры не слишком эффективны при проведении таких операций, так как область их перемещения ограничена. Команда надеется, что роботы в этом смысле покажут лучшие результаты. Однако ряд ученых считает, что необходимость таких процедур отсутствует. «С точки зрения логики непонятно, зачем предпринимать такие сложные процедуры для проникновения в брюшную полость», - считает, например, Ара Дарзи, пионер минимально инвазивной хирургии из Лондонского королевского колледжа. Журнал "Инфокиборг" № 9-10, 2006 год

 

Помимо низкоинтенсивной лазерной терапии эффективно использование лазеров другого рода – высокоинтенсивных – в качестве хирургического инструмента. Это позволяет с высокой точностью проводить рассечение тканей, вапоризацию с одновременной коагуляцией сосудов, в том числе и при ограниченном операционном доступе. Воздействие может быть произведено как контактным, так и бесконтактным способом, а излучение обладает стерилизующим эффектом, что способствует снижению количества септических осложнений. Косметологический эффект от такого воздействия значительно превосходит традиционный.

Еще один метод – фотодинамическая терапия – сравнительно молодой, но весьма успешно входящий в практику врача-косметолога. Он основан на сочетании селективного накопления препарата в тканях и токсического действия его на клетку при взаимодействии со светом. Лазерный физиотерапевтический комплекс МИЛТА-К®. Сочетание лазерного, светодиодного излучений, магнитного поля и вакуума. Для омоложения кожи лица, устранения мешков под глазами. В комплексном лечении ожирения. В комплексном лечении алопеции. Для лечения целлюлита. При реабилитации после химических воздействий на кожу. В комплексном лечении дерматитов, витилиго, герпеса, угревой сыпи. Для лечения гнойничковых заболеваний волосяных фолликулов. При лечении дерматомикозов

МИЛОН-Микра®-970 эффективен как для малой хирургии (удаления дерматофибром, папиллом, бородавок, полипов, различных гемангиом) с хорошим коагуляционным эффектом и ускоренным периодом образования грануляций, так и для удаления телеангиоэктазий, сосудистых звездочек, пигментных пятен, кератозов кожи, контагиозного моллюска, а также для проведения фейс-лифтинга.

Лахта-МИЛОН®-970/662 эффективен как для малой хирургии, малоинвазивных косметологических процедур по фейс-лифтингу и по удалению телеангиоэктазий и пигментных пятен, так и для фотодинамической терапии при лечении воспалительных заболеваний кожи и слизистых и для терапии злокачественных новообразований. При лечении злокачественных новообразований доказана эффективность метода в случаях базальноклеточного и плоскоклеточного рака с размерами опухолевого узла до 3 см в диаметре при глубине инфильтрации не более 1,0 см; на ранних стадиях меланомы; при рецидивных и остаточных опухолях, резистентных к традиционным методам лечения; в случаях множенных очагов и обширного поражения; при высоком риске осложнений после лучевого, хирургического методов лечения у соматически отягощенных больных; в случае отказа больных от традиционных методов лечения.

Лазерный хирургический аппарат Ланцет® .Показания:

Лазерные хирургические аппараты широкого спектра применения, используются в качестве универсального режущего средства на ключевых этапах хирургических вмешательств

• Эффективное применение в дерматологии и косметологии

• Широкий выбор режимов работы

• Наличие суперимпульсного режима, позволяющего производить обработку биологических тканей без карбонизации и некроза

• Плавная регулировка мощности излучения

• Безопасность в эксплуатации

• Для СО2-дермабразии стареющей и увядающей кожи, гиперкератозов

• С целью шлифовки рубцов и устранение дефектов кожи после угревой болезни

• Для удаления импрегнаций (угля, сажи, мазута, пороха), винных пятен

• Для устранение невусов, эпидермальных кист, дерматофибром, ксантелазм

• Для удаление бородавок, папиллом, кондилом, миллиумов

• При лечении гнойно-воспалительных заболеваний кожи, трофических язв

• В кожнопластической хирургии

• Для удаления телеангиэктазий на лице и нижних конечностях

• Для лечения ангиом губ, капиллярных и кавернозных гемангиом

• При лечении пиогенных гранулем, ксантелазм. По материалу“НПО КОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ”

ЛИТЕРАТУРА

...3. Бурштейн Э.А. Люминесценция белковых хромофоров. Т. 6. М.: ВНИИТИ, 1976.

4. Бурштейн Э.А. Собственная люминесценция белков. Т. 7. М.: ВНИИТИ, 1977.

5. Бурштейн Э.А. Изучение быстрой подвижности белковых структур методами Собственной флюоресценции// Равновесная динамика структуры белка. Пущено, 1977.

6. Демченко А.П. Люминесценция и динамика структуры белков. Киев: Наукова думка, 1988.

7. Посудин Ю.И. Лазерная микрофлюориметрия биологических объектов. Киев: Вйща школа, 1985.

8. Алейников В.С., Беляев В.П., Девятков Н.Д., Масычев В. И. Электроника и медицина // Электронная промышленность. 1984. № 10. С. 5 — 65.

9. Шен И.Р. Принципы нелинейной оптики. М.: Наука, 1989.

10. Исследование мощной плавноперестраиваемой параметрической генерации ИК излучения на кристаллах LiNbO3 с высокой оптической однородностью / Ю.А. Бахиркин,

Ю.А. Быковский, В.А. Украинцев, А.А. Чистяков, Т.М. Якупов // Кристаллография. 1991. Т. 36. Вып. 5. С. 1226 — 1230.

11. Пространственно-селективная диссоциация макромолекул, стимулированная ИК лазерным излучением / Ю.А. Бахиркин, Ю.А. Быковский, В.И. Дукша, А.А. Чистяков, А.И. Щербаков// ЖЭТФ. 1991. Т. 100. Вып. 6. С. 1739-1748.

12. Неравновесная диссоциация макромолекул нитрата целлюлозы под действием резонансного ИК лазерного излучения / А.В. Баринов, Ю.А. Бахиркин, Ю.А. Быковский, С.И.Мартынов, А.А. Чистяков» АЛ.. Щербаков // Письма в ЖЭТФ. 1993. Т. 58. Вып. 1. С. 23—27.;,

...14. Тучин В. В. Лазеры и волоконная оптика в биомедицинских исследованиях. Саратов: Изд-во Саратовского ун-та, 1998.

...16. Менке Г., Менке Л. Введение в лазерный эмиссионный микроспектральный анализ. М.: Мир, 1968.

17. Быковский Ю.А., Неволин В.Н. Лазерная масс-спектрометрия. М.: Энергоатомиздат, 1985.

 

Способность стволовых клеток давать начало самым разным клеткам давно пытаются использовать для лечения различных заболеваний и восстановления поврежденных тканей. Шиния Яманака из Университета г. Киото в Японии смог трансформировать клетки кожи мыши так, что они приобрели основные свойства эмбриональных стволовых клеток (ЭСК). Обратное превращение ЭСК в клетки кожи или любого другого типа ткани - это сложный процесс, который зависит от активности генов и тех сигналов, которые они получают от микроокружения. Пэйдун Ян из Калифорнийского университета и Брюс Конклин из Института сердечно-сосудистых заболеваний в г. Гладстон смогли искусственно смоделировать эти условия, введя в ЭСК наноскопические силиконовые провода.

Наряду с этим многие ученые пытаются выяснить, что удерживает зрелые стволовые клетки от дальнейшей дифференциации. Франк Маккеон из Гарвардской медицинской школы показал, что все дело в единственном гене — по крайней мере, это касается клеток эпителиального типа. Все эти открытия помогут решить проблему, связанную с нехваткой ЭСК.  Журнал "В мире науки", апрель 2008

 

Triage® Drugs of Abuse Panels, выпущенная в 1992 году, представляет собой маленькую портативную панель, определяющую наличие в моче метаболитов девяти видов наркотических веществ в течение 10 минут. Панель работает на принципах иммунохроматографического анализа. Triage Drugs of Abuse Panels обладает рядом преимуществ, выгодно отличающих ее от аналогов: 

Эффективное использование двух видов контроля: позитивного и негативного;

Определение амфетамина и метамфетамина, используя одну диагностическую зону;

Специально отобранные моноклональные антитела обеспечивают высокую специфичность анализа и снижают частоту ложных результатов;

Проведение обширного теста на кросс-реактивность (более чем 1000 веществ);

Визуальное отображение результатов (положительный результат отображается визуально, отрицательный не отображается).

Панель Triage® Drugs of Abuse Panels предназначена для определения наличия наркотических веществ в моче, используя иммуноанализ. Эта панель обеспечивает только предварительный результат. Клиническая оценка должна учитывать любое положительное исследование на наркотическое вещество, особенно если оно предварительное. Для подтверждения данных необходимо проведение дополнительных исследований, например хроматографического газоанализа или масс-спектроскопии.

Порог определения: 

Амфетамины - 1000 нг./мл., метамфетамины - 1000 нг./мл., барбитураты - 300 нг./мл., бензодиазепины - 300 нг./мл., кокаин - 300 нг./мл., опиаты - 300 нг./мл., фенциклидин - 25 нг./мл., тетрагидроканабиноиды - 50 нг./мл., трициклические антидепрессанты - 1000 нг./мл, метадон - 300 нг./мл., пропоксифен - 300 нг./мл.

Принципы выполнения анализа. Собранный образец мочи наносится на Triage® Drugs of Abuse Panels. Моча благодаря диффузии проникает в реакционную зону, где определяемый субстрат (при его наличии в моче) связывается с мечеными антителами, образуя иммунный комплекс. Затем этот иммунный комплекс попадает на мембрану зону детекции, где происходит его связывание с другими антителами, иммобилизированными на мембране. Избыток мочи вымывает не связавшийся иммунный комплекс из зоны детекции. Положительный результат отображается в виде цветовой полоски напротив вида определяемого субстрата. Негативный результат не дает цветовой полоски.

Механизмы контроля. Зона негативного контроля показывает, что антитела присутствуют и реакционоспособны. Цветовая полоска не должна появиться в ходе тестирования в этой зоне.

Зона позитивного контроля показывает, что как антитела, иммобилизированные на мембране, так и меченые антитела работают должным образом. Цветовая полоска должна появиться в этой зоне в ходе анализа.

Вследствие того, что встроенный позитивный контроль, примерно, на 25% больше чем порог определения, рекомендовано проводить контрольный анализ каждой партии через 30 дней или, если изделие содержится в не рекомендованных производителем условиях. По материалу DiaPark

 

Индивидуальная упаковка таблеток в фармацевтической промышленности. Некоторые медицинские препараты имеют индивидуальную упаковку. Например, это может быть запечатанная фольга с определенным рисунком. В полностью автоматизированном процессе положение отреза фольги определяется по рисунку. Большое значение при решении подобной технологической задачи имеет высокая частота срабатывания, высокое разрешение при измерении контраста и нечувствительность к отражающим свойствам фольги Для решения данной технологической задачи предлагается использовать фольгу со специально нанесенными метками, которые будут фиксировать сканером контраста KT5. Датчик обеспечивает гарантированное срабатывание даже при высокой скорости движения ленты конвейера. Датчик имеет встроенный трехцветный светодиод (красный, зеленый, синий), благодаря чему чувствителен даже к небольшим изменениям контраста печатных меток на общем цветовом фоне фольги. Благодаря автоматической антибликующей настройки датчик нечувствителен к засветке и отражению. Таким образом, использование датчика контраста KT5 позволяет сделать автоматический процесс еще более надежным и гибким, а также повысить его эффективность. На корпусе датчика расположен дисплей для визуального контроля качества считывания меток.

 

Система регистрации и передачи физиологических сигналов по радиоканалу "Поли-Спектр-РАДИО"

Система предназначена для регистрации и передачи по радиоканалу на частоте 900 МГц физиологических сигналов (ЭКГ и ритм дыхания) от человека или животного. Регистрируемые сигналы отображаются в режиме реального времени на экране персонального компьютера, находящегося на удалении до 300 метров от передатчика, и сохраняются в памяти передатчика и компьютера. Система позволяет проводить регистрацию сигналов одновременно от нескольких человек или животных. Наличие возможности сохранять передаваемый сигнал в памяти передатчика помогает избежать потери данных в случае нарушения радиообмена.

"Поли-Спектр-РАДИО" может поставляться во влагозащищенном исполнении, которое позволяет вести передачу даже при частичном погружении в пресную воду

Области применения:

• кардиология

• спортивная медицина (нагрузочное тестирование, контроль физиологических параметров во время тренировок)

• восстановительная медицина и курортология (контроль физиологических параметров во время реабилитационных процедур, прогулки, массажа, сауны, физио- и бальнеопроцедур)

• профессиональная медицина (контроль физиологических параметров во время выполнения профессиональной деятельности, в том числе у сотрудников силовых структур, МЧС, пожарной охраны)

• научные исследования в области физиологии человека и животного (в том числе при невозможности нахождения экспериментатора и следящего оборудования в зоне эксперимента)

Прибор разработан по техническому заданию Центра подготовки космонавтов имени Юрия Алексеевича Гагарина. Главный консультант - заместитель начальника отдела подготовки космонавтов к выживанию в различных климатогеографических зонах в случае аварийной посадки полковник Николай Александрович Филатов. По материалу «Нейрософт»

 

Реконструкция SLAP и дефекта Банкарта при помощи шовного фиксатора Bio-FASTak 

1. В позиции лежа на боку для укладки пациента и визуализации используется 3-точечная система вытяжения плеча Артрекс. Альтернативно может быть использована позиция " на шезлонге ". Устройство шезлонга латерального вытяжения позволит обеспечить осевое и латеральное вытяжение плеча, чтобы улучшить доступ к плечевому суставу

2. Последующая артроскопическая визуализация подтверждает патологию губы, создается передний портал сразу кзади от сухожилия подлопаточной мышцы. Это может быть выполнено при помощи проводника Виссингера для техники изнутри-кнаружи или спинальной иглы для техники снаружи-внутрь. Рентгеннегативная резьбовая канюля с мандреном может тогда быть легко установлена по направляющему стержню. 

3. Вторая передняя канюля сзади от сухожилия поможет при наложении швов. Несколько плечевых элеваторов тканей необходимы для мобилизации повреждения. Суставной распатор вводится для удаления фиброзной ткани и создания кровоточащей костной поверхности.

4. Копье Bio- FASTak с троакаром вводится через канюлю и позиционируется на краю сустава. Конический точечный обтуратор может использоваться для создания направляющего отверстия для перфоратора. Постукивание по обтуратору обеспечивает прочное соединение кости с копьем (вставка). Троакар удаляется, конструкция Bio-FASTak копья "рыбий рот" позволяет надежно удерживаться ему на краю сустава. 

5. Перфоратор Bio-FASTak присоединяется к запорной ручке отвертки и продвигается через копье в направляющее отверстие. Перфоратор вращается до тех пор, пока лазерная маркировка не окажется на одном уровне с поверхностью кости. Перфоратор вращается против часовой стрелки и удаляется. Остается резьбовое направляющее отверстие для имплантата. 6. Поддерживая давление и позицию на краю сустава при помощи копья, вставляют Bio-FASTak в заднюю часть копья с отверткой и осторожно вкручивают в подготовленное направляющее отверстие. Имплантат полностью установлен, когда ручка отвертки имеет твердый проксимальный контакт с ручкой копья. 

7. Когда имплантат установлен в кость, удалите сначала ручку отвертки, а потом копье. Убедитесь, что имплантат надежно установлен, слегка потянув за шовные нити. Шовный ретривер используется для протягивания обеих шовных нитей через заднюю канюлю. 8. Через переднюю канюлю вводится острый, полый конец 45- или 90-градусного шовного лассо, он проходит через самый нижний участок ткани губы. Нейлоновая шовная петля вводится в сустав и протягивается через переднюю канюлю при помощи шовного ретривера или крюка. Удерживая петлю, извлекают лассо из передней канюли, после чего остаются два свободных шовных конца. 

9. Петля шовного лассо выводится наружу из передней канюли, через петлю продевается одна пара шовных нитей ( одна нить ) Bio-FASTak. Оба свободных конца петли лассо, которые находятся снаружи передней канюли, нужно потянуть назад, чтобы провести шов через губу и вывести из передней канюли. 10. Шовный ретривер проводится затем через переднюю канюлю, чтобы протянуть другую пару нитей ( другую нить ) для завязывания узла. 

11. Уникальная двухтрубчатая конструкция шовного толкателя "шестой палец" позволяет хирургу поддерживать натяжение на первом поршне, одновременно продвигая следующие узлы скользящей наружной пластиковой трубкой. Артроскопический нож для узлов используется для того, чтобы оставить хвостик длиной точно 3 мм по завершении завязывания узла. 12. Дополнительные имплантаты устанавливаются в соответствии с размером дефекта. По материалу "МЕДЭК Инструмент Групп"

 

09.10.2014. по радиоточке прозвучала информация, что "Омилон В2" может определять уровень сахара в крови больных диабетом без забора крови из организма (т. е. без измерительных полосок) благодаря формуле, куда входят такие параметры, как биение пульса и артериальное давление. Однако знакомство с отзывами в Интернете показало, что есть жалобы на неточность показаний прибора. В этой связи предлагается усложнить расчетную формулу другими неинвазивными параметрами - например, волнового характера.

 

Кабинет функциональной диагностики с велоэргометром нового типа. Отличается он тем, что на подвижной тележке совмещены седло, спинка, поручни и педали. Руки работающего на этом велоэргометре могут свободно лежать на поручнях. Управляемый электромагнитный тормоз позволяет точно дозировать и плавно регулировать нагрузки на организм человека при вращении педалей.

Универсальная конструкция позволяет быстро трансформировать велоэргометр для вращения педалей ногами в положении «лежа» или вращения педалей руками в положении «сидя». Его можно использовать и для спортивной тренировки в домашних условиях. Разработали новинку специалисты системы Министерства автомобильного транспорта УССР.  По материалу журнала "Наука и жизнь" времён СССР

 

Об устройстве и правилам эксплуатации медицинского радиотермометра РТМ-01-РЭС (материал составил ведущий научный сотрудник Вайсблат А. В.) 

1. Тепловые методы диагностики

Метод основан на измерении температуры внутренних тканей по интенсивности их теплового излучения в микроволновом диапазоне. Метод радиотермографии (РТМ) обладает рядом преимуществ по сравнению с общепринятыми методами диагностики. К этим преимуществам относятся: неинвазивность; отсутствие ионизирующих и других излучений и, как следствие,  безвредность метода; высокая информативность.

Основные диагностические методы, применяемые при диагностике онкологических заболеваний можно условно разбить на три группы. В первую группу включены физические методы исследования. Эти методы исследования эффективны при сформировавшейся опухоли, имеющей четкие границы. К сожалению, средние размеры обнаруживаемых физическими методами опухолей (для рентгеновской диагностики, например, маммографии, это 1-2 см) соответствует стадии развития опухоли, когда опухоль может давать метастазы. Кроме того, неизбежная лучевая нагрузка не позволяет проводить систематические скрининговые исследования в группах риска чаще, чем раз в полгода. Имеется еще ряд особенностей физических методов исследований, ограничивающих их возможности. Например, в области маммологии, рентгеновские исследования мало эффективны у молодых женщин ввиду высокой плотности ткани молочной железы и, как следствие, малой контрастности рентгеновского изображения.

Во второй группе диагностических методов наиболее достоверны данные гистологических исследований, однако, они применяются обычно интраоперационно либо на постоперационном этапе хирургического лечения.

Применение онкомаркеров в настоящее время развивается, однако они разработаны для диагностики онкологических заболеваний в ограниченном количестве органов и применение их не всегда эффективно.

К третьей группе относятся тепловые методы исследования. Впервые температура человеческого тела (оральная температура) была измерена в Германии в 1851 году с помощью одного из первых образцов появившихся ртутных термометров. С тех пор исследование температуры тела и ее динамики вошли в арсенал традиционных диагностических средств. Неинвазивное измерение температуры внутренних органов было начато сто лет спустя благодаря развитию приборов ночного видения инфракрасного диапазона в течении второй Мировой войны. При этом измерялась температура кожи, которая благодаря процессам теплопередачи в известной мере отображала температуру внутренних органов. Спустя еще 20 лет были проведены первые опыты по измерению температуры внутренних тканей (опухолей молочной железы) по их собственному тепловому излучению в микроволновом диапазоне. Опыты оказались успешными, так как для этого диапазона длин волн ткани тела относительно прозрачны.

Температурные аномалии внутренних тканей, порождаемые воспалительными процессами, усиленной пролиферацией клеток в предраковый период или анаэробным распадом глюкозы в малигнизированной опухоли зачастую предшествуют структурным изменениям, обнаруживаемым при физических методах исследования.

2. Тепловые методы диагностики и динамика опухолевых процессов

Рассмотрим некоторые известные данные по динамике развития опухолевых процессов и их связь с тепловыми методами исследования.

Динамика развития опухоли характеризуется временем удвоения объема (массы, числа клеток) в опухоли. Это время удвоения (ВУ) является величиной постоянной для данного пациента, несмотря на большую вариабельность ВУ (от 3 дней до сотен дней у разных пациентов). Биологическая история развития опухоли может быть разделена на доклинический и клинический периоды. Граница между периодами условна и определяется существующими диагностическими возможностями, поэтому представляется естественным закономерности, изученные в клиническом периоде отнести и к периоду доклиническому (постоянство ВУ для данного пациента). При постоянном ВУ процесс развития на всех стадиях носит экспоненциальный характер. Следует отметить, что при сохранении формы опухоли в процессе ее роста удвоению объема опухоли соответствует линейное увеличение размеров, что следует из простых геометрических соотношений. Известно также, что опухоли с малым ВУ характеризуются большим удельным тепловыделением, чем опухоли с большим ВУ. Это естественно, так как при бурном развитии опухоли повышаются энергетические затраты и тепловыделение растет. Таким образом, наиболее опасные опухоли (опухоли с малым ВУ) при тепловых методах диагностики будут выявлены в первую очередь, т. е. при тепловых методах диагностики происходит естественная селекция больных с бурным ростом опухоли. По имеющимся данным такие больные составляют до 1/4 всех пациентов, страдающих раком молочной железы.

3. Перенос тепла в биообъекте

Для лучшего понимания физики тепловых исследований рассмотрим процессы переноса тепла в биообъекте. Как и во всяком физическом теле, тепло распространяется от более горячих к более холодным областям. При этом существует три механизма переноса тепла: теплопередача, конвекционные процессы и излучение. В случае биообъекта роль конвекционных процессов играют процессы кровообращения. У человека, как и у других теплокровных животных существуют области внутри организма, где благодаря гомеостазу поддерживается стабильная температура, примерно соответствующая температурам, получаемым при измерениях ртутным термометром в аксиллярной, оральной или ректальной областях (36,5-37,0°С). К областям со стабильной внутренней температурой относятся центральная нервная система, органы грудной клетки, абдоминальная область, отчасти плечи и бедра. При комфортной окружающей температуре воздуха 20-25°С кожа охлаждается до температуры 32-33°С и имеется температурный градиент между внутренними тканями и кожей. В инфракрасном и радиодиапазоне процессы излучения определяются законом Планка, который определяет интенсивность излучения как функцию абсолютной температуры и частоты излучения. При температурах, характерных для биообъектов максимум излучения приходится на область частот 1013 Гц, что соответствует длине волны 10 микрон, т. е. инфракрасным лучам. Частоты радиодиапазона, используемые в радиотермографии (108-109 Гц) лежат на склоне планковского распределения и интенсивность их излучения примерно на 5 порядков меньше, чем в инфракрасном диапазоне. Это определяет особенности построения аппаратуры в соответствующих диапазонах. Для инфракрасного излучения биоткани являются непрозрачным и это излучение затухает практически полностью на глубине в несколько микрон. В радиодиапазоне прозрачность (величина затухания) в биологических тканях зависит от содержания воды в тканях. По этому принципу ткани могут быть разделены на две группы. К группе тканей с малым затуханием относятся жировые и костные ткани (малое содержание воды). В этих тканях излучение затухает на 20-30% на каждый сантиметр глубины ткани.К группе тканей с сравнительно большим затуханием относятся кожа и мышечные ткани (большое содержание воды). В них излучение затухает примерно вдвое на каждый сантиметр глубины ткани.

Тепловое излучение образуется благодаря хаотическому движению огромного количества молекул и в связи с этим носит неупорядоченный (шумовой) характер. На границе биоткань-окружающая среда происходит отражение излучения, связанное с излучательной способностью тела (по другой терминологии - "степенью нечерноты" тела) законом Кирхгофа.

Диагностический комплекс РТМ-01-РЭС предназначен для измерения внутренней (глубинной) температуры тканей по их естественному тепловому излучению в микроволновом диапазоне и измерению температуры кожных покровов по их тепловому излучению в инфракрасном диапазоне. Измерение внутренней температуры производится контактным способом. При этом антенна прикладывается к коже пациента на проекции исследуемого органа или его части.

 

Ванна-массажер SANOSPA для интенсивного подводного массажа (талассотерапи, морелечение и гидротерапия). Обеспечивает аэро-гиромассаж отдельных участков тела, а также комплексный интервальный массаж всего тела. Форсунки расположены близ рефлекторных зон тела. Поуровневый аэромассаж (вибромассаж) путём образования миллионов пузырьков. Возможно добавление ароматизаторов. Пульт управления на базе мембранной клавиатуры. Позволяет задавать стандартные и индивидуальные программы. Автоматическое наполнение, регулирование ванны. Имеется датчик уровня. Автоматическая программа самоочистки обеспечивает уход за всей системой циркуляции воды путём использования специальных чистящих средств. В качестве опции - функция цветотерапии (80 светодиодных лампочек цвета радуги). Многофункциональный массажный стол SPAVITAL с подогревом для различных видов массажа: сухой или влажный массаж, мыльный массаж, массаж рефлекторных зон стоп. Для мыльного массажа разработан генератор пены. Возможны два варианта облицовки - акрил, цвет белый или облицовка мозаикой. Предусмотрен эргономичный желобок с системой слива для зоны лица. Арматура выполнена в едином дизайне. Предусмотрен ручной душ, подъёмник с электроприводом. Во время уборки помещения цоколь массажного стола можно сложить вверх. Возможен вариант поверхности стола в цвете перламутр. Надувная подушечка для колен из эластичного полимера, надувная подушечка под грудь или спину из эластичного полимера, надувной подголовник. Двухместная ванна SYMPHONYSPA c системой массажа звуковыми волнами и вибрационного массажа предназначена для водного массажа всего тела, массажа звуковыми волнами, магнитотерапии, цветотерапии и ароматерапии. Сверхглубокая ванна в двух цветовых решениях - белом и в цвете перламутр. Эргономичная ванна с двумя желобами для сидения и поручнями обеспечивает абсолютный комфорт. Внутренняя чаша из гигиенического акрила, цвет – белый. Облицовка из армированного стекловолокна, цвет - белый. Система цветотерапии из 80 светодиодных лампочек, переливается всеми цветами радуги; устроена по последнему слову техники – обеспечивается плавное перетекание от цвета к цвету. Предлагается несколько функций: либо удержание одного цвета, либо плавная смена цветов каждые 15 секунд, цвета могут меняться в зависимости от частоты звуковых колебаний. Выбор отдельного цвета или нескольких цветов может выбираться вручную. Встроенный электронный модуль для функции массажа звуковыми волнами и вибрационный массаж. Специальный механизм механических колебаний ванны передаёт вибрации через воду купающемуся, через аудиосистему заказчика можно самостоятельно чувствовать и слышать любую музыку на свой вкус.  Функция магнитотерапии благотворно влияет на активность процессов головного мозга, а также на многие биологические функции организма. Арматура с ручным душем и термостатом выполнена в хроме. Предусмотрен бесшумный налив ванны. При использовании морской или минеральной термальной воды, а также добавок на основе соли возможно изменение цвета или изменение оттенка поверхности арматуры. 

Тепло одно из древнейших лечебных средств используемых человеком. Тот кто ценит особенно мягкий нагрев тела при помощи излучаемого тепла, обрадуется тепловой кабине Klafs: в полностью обшитые стены невидимо интегрирована плоскостная инфракрасная отопительная система. Длинноволновые инфракрасные C-лучи бережно и мягко воздействуют на тело. 

Инфракрасная кабина Klafs способствует выгодному «полному нагреву» при 35°C - 40°C, что приводит к эффекту:

- профилактическое повышение внутренней температуры тела 

- разгрузка почек посредством потения 

- снижение кровяного давления

- улучшение кровообращения

- учащение пульса

- улучшение качеств текучести крови

- расширение сосудов

- улучшение кровоснабжения кожи и лучшее снабжение кислородом и питательными веществами.

 

Перед наступлением пубертантного периода мигреневые головные боли одинаково мучают и девочек и мальчиков. Но как только начинается юношеский подъем гормонов, от мигреней в большей мере начинают страдать девочки. Среди взрослых женщины в два раза чаще мужчин страдают от этого недуга, боль которого вызывает отвращение ко всему на свете. • Десятилетиями люди старались учитывать это различие. И профессионалы.и непрофессионалы ошибочно связывали его с такими чертами, как стремление к совершенству или беспокойное состояние, с сексуальными конфликтами или глубинными эмоциональными проблемами, которые, как считалось, более характерны для женщин, чем для мужчин. Но за последние годы, когда были лучше изучены нейрохимические аспекты половых гормонов и мигреней, было получено некое биологическое объяснение этому повальному женскому несчастью.

В 60 процентах случаев женщины, страдающие мигренями, часто приобретают их в результате изменения уровня половых гормонов, который колеблется по естественным или искусственным причинам, таким, например, как прием противозачаточных средств. Головные боли наступают, как правило, с началом или незадолго до начала менструального цикла, иногда в середине цикла или, что бывает чаще, в период овуляции.

Имеющиеся исследования настойчиво наводят на мысль, что головные боли и симптомы тошноты, беспокойства, повышенной чувствительности к свету и шуму часто сопровождающие их, возникают от резкого падения первоначально высокого уровня эстрогена. Женщины, страдающие от синдрома, именуемого менструальными мигренями, часто испытывают одновременно дискомфортные явления, сопровождающие менструации, такие как задержка жидкости и болезненность грудных желез.

«Женщины не представляют себе, что эти головные боли не являются психическим или психосоматическим феноменом, - говорит доктор Стефен Д-Зильберштейн, специалист по нейрологии из центра по изучению головных болей Джермантаунского госпиталя в Филадельфии,- Головные боли являются результатом биохимических изменений, происходящих в мозге».

Он добавляет, однако, что «большинство врачей, а также большинство невропатологов ничего не знают о менструальных мигренях и о том, как предотвратить их».

Для женщин весьма вероятно испытать свою первую мигрень в подростковом возрасте, а одна треть женщин, страдающих менструальными мигренями, болели мигренью в первый раз с началом своего первого менструального цикла.

Примерно одна из семи женщин, болеющих мигренями, испытывает головные боли только в связи с менструальными циклами или употреблением половых гормонов. Это не обязательно приводит к возникновению мигреней в период менструации, но если это происходит, то всегда приводит к сдвигу в гормональном уровне.

Однако у большинства женщин, страдающих мигренями, головные боли могут быть вызваны другими факторами, такими, как пища, алкоголь, нерегулярное питание, неправильный сон или чрезмерный стресс. Отдельные вещества-провокаторы, например алкоголь, не всегда приводят к мигрени, говорит д-р Зильберштейн, но если их прием происходит одновременно с гормональным сдвигом перед менструацией или во время нее, то их совместное действие может привести к мигрени у женщин с повышенной чувствительностью.

У большинства женщин,страдающих менструальными мигренями, головные боли исчезают в период беременности, когда уровень эстрогена в крови сохраняется постоянно высоким вплоть до рождения ребенка. Менопаузы могут прекратить головные боли, однако иногда после прекращения у женщины менструации может стать еще хуже.

Подверженные мигреням женщины должны привыкнуть к регулярному сну и еде, советует д-р Зильберштейн.

Самостоятельное лечение нестероидными противовоспалительными препаратами, такими, как ибупрофен (адвил или нуприн) помогают многим женщинам, страдающим менструальными мигренями. Другим необходима медицинская консультация.

Для лечения начавшихся головных болей необходимы более сильнодействующие противовоспалительные лекарства.

У женщин, лечащихся гормональными препаратами, могут усиливаться головные боли в случае смены препарата. Д-р Зильберштей говорит, что физические упражнения благоприятны, поскольку стимулируют выход эндорфинов. Сходным образом, по его словам, действуют на некоторых женщин, страдающих мигренями, половые сношения и оргазм, которые часто предотвращают головную боль. Джейн Е. Броди,  "НЬЮ-ЙОРК ТАЙМС" (НЕДЕЛЬНОЕ ОБОЗРЕНИЕ "ЗДОРОВЬЕ"), апрель 28 - май 11, 1993 г.

 

Предполагается, что в будущем, медики, которые решат сменить свою профессию на т. н. "творческую" должны будут пройти курс перевоспитания, после чего откажутся от своей сомнительной затеи.

 

ДИАГНОСТИКА ВОСПАЛИТЕЛЬНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ ОРГАНОВ ГРУДНОЙ КЛЕТКИ С ПОМОЩЬЮ ТРФ-ТОПОГРАФИИ. Работа посвящена изучению особенностей распределения радиоотклика у пациентов с воспалительными изменениями бронхо–легочной системы обследованных методом Транс-резонансной функциональной топографии. Полученные результаты могут быть использованы в диагностике распространенности воспалительного процесса в легких неинвазивным и безопасным способом. (Аннотация)

Основу настоящей работы составляет анализ результатов обследований более 250 пациентов с патологией органов дыхания методом ТРФ-топографии. 

Обследование проводилось по оригинальной методике, которая разрабатывалась с учетом максимально полного охвата обследованием поверхности грудной клетки.

По результатам обследования, после соответствующей обработки результатов измерений, включавшей математико-статистические методы, строилось графическое изображение (карта) распределения амплитуды принимаемого радиоотклика (РАР) по поверхности грудной клетки. В картах реализовано кодирование значений РО в цветовую шкалу, где меньшим его значениям соответствуют "холодные" оттенки, большим – "теплые" оттенки цветовой шкалы.

Анализ результатов обследования здоровых лиц, позволил определить характеристики РАР у здоровых людей. Так, средние значения РО у здоровых лиц не превосходят 116-120 единиц, 95 % доверительный интервал 95-130 Ед.

Суммарная интенсивность РО (активность - АРО) правой и левой сторон грудной клетки, статистически значимо не различаются, максимальная разница составляет 10-30 Ед., что составляет менее 10% от активности стороны. В большинстве случаев регистрируемая разница возникает за счет несколько большей активности справа. Таким образом, коэффициент асимметрии сторон (КАС) близок к единице.

Анализ результатов измерений в пределах одной стороны выявил статистически значимую асимметрию в направлении грудь-спина. Так, АРО со стороны спины превышает таковую со стороны груди. У здорового человека значение коэффициента передне - задней асимметрии (КПЗА) лежит в диапазоне 0,85-0,95.

Анализ гомогенности (однородности) структуры распределения РО в пределах стороны, значимых различий не выявил. Измерения сторон во фронтальной плоскости представляются, в целом, однородными. Однако, несмотря на тот факт, что статистически значимых различий амплитуды РО в целом по группе пациентов выявлено не было, отмечается стойкая тенденция к увеличению его амплитуды по мере приближения к правому и левому подреберью, достигая в отдельных наблюдениях статистически значимых различий, в сравнении результатами измерений в верхних отделах грудной клетки. Наблюдаемая тенденция более выражена в правой половине грудной клетки. На карте, по периферии изображения, определяются участки (зоны, области) пониженных значений РО, создающие впечатление наличия "просветов". 

Анализ показал, что средние значения РО у пациентов с инфильтративными очаговыми изменениями в легких лежат в диапазоне 110-145 Ед., у пациентов в зависимости от локализации патологических изменений преобладает АРО на стороне поражения. В проекции очага патологии, характерным, является локальное повышение амплитуды РО. На стороне, противоположной стороне поражения отмечается устойчивая тенденция к повышенным значениям РО в сравнении со здоровыми лицами.

В зависимости от стороны поражения КАС колеблется от 0,91 до 1,2 (преобладает активность одной из сторон). В сравнении с контролем, данные различия являются статистически значимыми. Напротив, КПЗА у пациентов и группе контроля, в нашем исследовании, существенно не различался, оставаясь на уровне 0,99-1,02.

Динамика процесса выздоровления характеризуется снижением АРО по передней поверхности, уменьшению неоднородности РАР, уменьшению КАС, приближением РАР больного к результату здорового человека.

В отличие от очаговых инфильтративных изменений, сопровождающих очаговую пневмонию, картина диффузного процесса в легких имеет отличительные особенности, заключающиеся в равномерном подъеме амплитуды РО по сторонам грудной клетки, с сохранением КАС соответствующего здоровым лицам. 

Отсутствие существенных градиентов и в целом однородность распределения РО по поверхности характерны для диффузных процессов. В то же время наблюдается значимое повышение РО по передней поверхности, и как следствие этого "затемнение" передних полей на графической карте и умеренное снижение КПЗА.

Таким образом, результаты проведенных исследований свидетельствуют о чувствительности амплитуды РО и РАР к патологическим изменениям в бронхо-легочной системе. 

Выводы:

1. Результаты исследования свидетельствуют о тесной связи резонансного радиоотклика с морфо-функциональными проявлений патологического процесса

2. С целью выявления и идентификации патологических состояний целесообразно использование комплекса статистико - визуализационных критериев. Терехов И. В. (Саратовский Военно-медицинский институт), Петросян В. И., Дубовицкий С. А., Власкин С. В. (Научно – производственная фирма «Телемак»)

 

После того, как в мирном спокойном Стокгольме начались, вслед за Парижем и другими буйными местами, поджоги автомобилей, стало ясно: это явление напоминает вирусную инфекцию, которая может, как флеш-моб, вспыхнуть в любом месте и в любое время, охватив любое пространство - от одиночной автостоянки до большого города. Что может спасти автомобиль от поджога? Ставить внутреннюю систему пожаротушения, наподобие той, что стояла в АПЛ "Нерпа" и нештатной сработала, погубив 20 человек экипажа? А против угонщиков использовать встроенные в сиденье водителя автоматические высоковольтные разрядники, или электрошокеры, "пробивающие" сквозь толстую одежду?

Нет смысла гадать: надо понять мотивы. Если с автоугонами всё более-менее понятно, поскольку они представляют из себя хорошо структурированную индустрию с давно известными законами её развития (разве что к армии угонщиков примкнули охотники за золотосодержащей электронной начинкой автомобилей и другой дорожной техники чтобы добыть из неё драгметаллы), то поджоги автомобилей далеко не всегда поддаются объяснению. Считается, что они есть следствие либо социальных проблем (классовой ненависти, как говорилось прежде), либо бытовых - во всяком случае, те немногие пойманные поджигатели мотивировали свой поступок именно так. Но как раз таких "народовольцев" задержать несложно, ибо они руководствуются эмоциями, плохо контролируют обстановку и носят с собой, как улику, зажигательные средства, оставляющие следы на руках и одежде. А самые хитрые поджигатели не попадаются, поскольку хорошо осведомлены об особенностях охраны, расположении камер слежения, передвижении полицейских патрулей и непостижимо скрывают свою пиротехнику, изобретая всё новые спецсредства в стилистике Джеймса Бонда. То есть, налицо профессиональная подготовка и организация автоподжигателей - чуть ли не такая, как описана в книге "Тимур и его команда", или в правилах пионерской игры "Зарница". И здесь, помимо экономических, причины могут быть самые разные, вплоть до жертвоприношения секты огнепоклонников, проигрыша в карты, прохождения уровней в какой-то оффлайн-игре. Автомашины могут поджигать в зависимости от их конкретной модели, могут поджечь группу машин, чтобы замаскировать, какой именно автомобиль был целью и т. д. Не исключен факт выполнения заказов на поджог автомобиля из мести, ревности или как "черная метка"; поджог авто как отвлекающий силы полиции маневр или как провокационная подстава, или для съёмки видеосюжета чтобы разместить в Интернете ("на спор", или "на слабо", или для тематического конкурса). Возможно, у поджигателей автомобилей имеются базы данных с полной информацией об автовладельцах. В то же время, не припоминается ни единого случая самосожжения вместе с автомобилем: - безотносительно - своим или чужим. Не исключено также, что некоторые из поджигателей озлоблены продолжающимся, по их мнению, наступлением на права пешеходов: то, что их хотят заставить носить (да еще и покупать за свой счет) светоотражающие полоски, и то, что страховые компании пытаются предъявлять судебные иски пешеходам, виновным, по версии страховщиков, в ДТП. 

Но что показательно: если судить по сообщениям СМИ, то количество автоподжогов уменьшается, зато появились такие случаи автовредительства, как подбрасывание саморезов под колёса. Видимо, это объясняется тем, что поджог автомобиля - это всё же довольно рискованная для поджигателя спецоперация, в то время, как "угостить" автовладельца саморезом значительно проще и малозаметнее, поскольку зачастую выполняется дистанционно. Что еще показательно: случаи подкладывания саморезов появились значительно позже, чем сами саморезы в продаже. И это понятно: злоумышленник чаще всего - это не рабочий строительной специальности и о существовании саморезов мог просто не знать. Потом, как это бывает с "великими открытиями", всё произошло случайно: вероятно, саморез выпал у кого-то из коробки на проезжую часть, пострадавший автовладелец написал об этом в своём блоге, такая сенсационная новость была растиражирована СМИ - и это-то и надоумило автоподжигателей поменять специализацию. И, кстати о СМИ: вот небольшая подборка того, как они наводят на опасные мысли

Мужчина, подозреваемый в поджоге 12 автомобилей, был задержан в четверг столичной полицией, сообщает официальный сайт МВД по Москве. По данным полиции, с 2011 года по 3 мая нынешнего года на территории Южного округа города неизвестный совершил поджог 12 машин, включая иномарки Peugeot, Hyundai и Mazda. 06.06.2013, «Газета.Ru»

Владивостокский автоинспектор прокалывал шины машин по ночам. Приморская полиция сообщила о начале служебной проверки после того, как в интернете появился видеоролик, на кадрах которого люди в форме сотрудников ДПС прокалывают колеса припаркованного автомобиля. 19/06/2013. «Ридус»

04.07.2013. "Радио России", выпуск новостей: в Санкт-Петербурге студент подорвался на взрывном устройстве собственного изготовления.

05.07.2013. "Радио России", выпуск новостей: в московской съёмной квартире задержан экс-юрист Полозов, у которого обнаружены компоненты для изготовления СВУ (самодельных взрывных устройств), аппаратура для прослушивания переговоров полиции и беспилотный самолёт грузоподъёмностью 300 г. В социальных сетях Полозов формировал сообщество для совершения террористическим актов и акций гражданского неповиновения. В телепрограмме "Москва 24" вечером добавили, что Полозов печатался в газете "Юрист", главред которого тут же заявила, что с Полозовым мало знакома - но мы-то на своей ощутили, что в наши дни без хорошего знакомства в серьёзном издании хрен напечатаешься. Так или иначе, но из видеосюжета было похоже, что у Полозова есть сообщники, поэтому нельзя исключать, что некоторые сгоревшие автомобили - тоже дело рук "народовольцев".

16.08.2013. По предварительным данным, вечером 15 августа в правоохранительные органы Краснодара поступили сообщение о том, что молодой человек, которому на вид 27-30 лет, вел себя явно неадекватно. Он бегал по улицу Гагарина и лопатой наносил повреждения стоящим автомобилям... Вести.Ру

Женщина на автомобиле KIA не уступила дорогу водителю, который за это разбил ей заднее стекло бейсбольной битой. "Радио России", 24.09.2013

В Северном административном округе Москвы в ночь с 20 на 21 октября неизвестные облили четыре иномарки горючей жидкостью и подожгли их. Инцидент случился на улице Всеволода Вишневского, все четыре машины были припаркованы возле одного дома. Марки сгоревших машин — Mercedes, Toyota, Skoda и Suzuki. 21.10.2013, Вести.Ру

У активиста «Синих ведерок» Александра Кутузова сожгли автомобиль, сообщается в ЖЖ общества. Он предполагает, что это из-за его активной гражданской деятельности по поиску и разоблачению злостных нарушителей ПДД: люди были в масках, целенаправленно двигались через парк бегом в сторону машины, подготовлены были новеньким молотком. Газета.Ru, 08.12.2013 

11.02.2014. Почти два десятка маршрутных такси сгорели в Мурманске. По предварительным данным, причиной произошедшего стал поджог, который совершил неизвестный. По факту умышленного уничтожения и повреждения имущества возбуждено уголовное дело по ст.167 УК РФ.Интерфакс

18.04.2014. по Радио Россия (московский выпуск, 18.45) гость студии рассказал, что он видел, как на автомобиле рисовали граффити из баллончиков

Не отстают и художественные произведения:

В одной из первых серий фильма "Четыре танкиста и собака" Янек заткнул выхлопную трубу грузовика тряпкой, чтобы не завёлся двигатель, который он как бы исправил потом. Этот же приём был показан в детском фильме, где девушка, влюбившись в вертолётчика, вывела из строя вертолёт, использовав в качестве затычки корнеплод.

В сериале "Чужой район"  владелец платной автостоянки нанял пьяницу поджигать авто, которые не на его стоянке. Этот сюжет обыгрывается и в других детективах. Так, в сериале "Патруль" владелец платной стоянке заставил малолетнего сына поджигать автомобили: тот бросил в бензобак зажженную тряпку и сильно обгорел.

Художественный фильм "Ворошиловский стрелок": из винтовки с оптическим прицелом зажигательной пулей в бензобак иномарки. В принципе, в различных боевиках мелькают периодически подобные высокотехнологичные сюжеты: активация взрывного или поджигающего материала пиропатроном с часовым механизмом; схема "радиоприёмник- радиопередатчик" или "лазерная указка - фотоприёмник"; дистанционно управляемый игрушечный автомобильчик; канистра с бензином либо взрывчатка, либо порошок магния или алюминиевая пудра доставляются на объект (крышу автомобиля) с помощью верёвки (по типу канатной дороги). По жизни о применении  таких сложнотехнических способов слушать не приходилось (это довольно дорого, либо требует высокой квалификации), однако, нельзя исключать, что найдутся последователи Сильвестра Сталлоне, который в фильме "Специалист" мастерит подобные устройства. Однако, следует обратить внимание на то, что в фильме "Ворошиловский стрелок" помимо внешнего сюжета есть и идеологический подтекст: идея "народного мстителя", как бы партизана. И это может быть понято поджигателями автомобилей буквально: есть опасение, что они будут объединяться в отряды, и поджигать авто там, где намного меньше полицейских патрулей и камер наблюдения - то есть, в кемпингах, на стоянках грибников и охотников и т. п. Потому запрещать целесообразно не только горючие материалы, но и подстрекательские фильмы.

 

В дополнение к теме

 

 

В № 5 за 2002 г. журнала "ТКТ была опубликована моя статься о том, как в Англии системы компьютерного зрения выявляют автомобилистов-нарушителей ПДД, распознавая при помощи видеокамер автомобильные номера, а робот рассылает штрафные квитанции. Тогда никто не поверил, что у нас такое возможно - кроме фирм, которые сейчас зарабатывают на этом деньги. Точно так же и с пешеходами - пока слышны лишь скептические комментарии на тему перспективы при помощи техники штрафовать тех, кто переходит дорогу на красный свет. Но так ли уж это сложно технически выполнить? Рассмотрим аппаратные возможности хотя бы двух не самых современных систем распознавания лиц.

Комплект FRS SDK ver 2.1, реализующий функции биометрической идентификации личности. Количество памяти для хранения биометрических векторов - 300 МБайт на 1000000 изображений. Условия: вертикальные и горизонтальные повороты головы - 10-25 град.; значительный диапазон условий съёмки (фон, освещение, контрастность, четкость, цветность); существенные изменения внешности (усы, борода, бакенбарды, очки).

Технологии Facelt. Скорость обнаружения лица - 200 мс, сопоставления “один ко многим” - 60 млн/мин. Лицо может быть найдено, пока оба глаза видимы в ракурсе до 45 град. в любом направлении от фронтального; Система может обнаружить лицо, состоящее из 20 х 30 точек; оптимальное распознавание происходит при размере лица 80 х 120 точек.

Таким образом, вычислительной мощности современных ЦОД хватит, чтобы ввести в память систем видеослежения население такого мегаполиса как Москва и даже всего государства, а, в принципе, и всего мира (сделали же международной систему SWIFT). Аргументация - выявление террористов и т. п. Система обеспечит и выявление тех, кого нет в базе данных, и видеокамеры осуществят их сопровождение, пока не подъедет патруль полиции. Дополнительным же доказательством же нарушения ПДД будет геолокация по мобильникам.

Отдельный вопрос - можно ли сделать такую функцию доступной населению? Дело в том, что на форумах можно встретить такой вопрос: "Как найти человека по его изображению. (то есть, по фотографии или кадру из видеозаписи)?". Ну, то есть, осовремененный сервис, которым раньше были советские киоски адресное бюро. Вопрос, требующий широкого обсуждения.

В дополнение к теме мобильных телефонов, учитывая их возрастающую роль в идентификации личности человека и его действий. Было бы логичным законодательно закрепить номер телефона за его владельцем, при этом использование официально незакреплённых номеров приравнять к ношению незарегистрированного огнестрельного оружия. Таким образом мобильный телефон (или смартфон) окончательно превратится в добровольный "электронный браслет", моду на ношение которых де-факто ввела Евгения Васильева, которая для многих стала образцом стильной женщины.

 

Конечно, распознавание лиц не всегда может дать 100-процентный результат. На этом снимке почти обнаженная голливудская актриса Шарлин Чопра (Индия) лицом напоминает российскую актрису Юлию Галкину. Поэтому, чтобы отличить друг от друга внешне очень похожих людей, придётся  задействовать дополнительно технологии распознавания мимики, жестов и других телодвижений. Об этом - в нижеприведённой статье.

 

 

В августе 2013 года РИА Новости, Фонтанка.Ру, Интерфакс и ряд других агентств распространили следующую информацию:

Рассыпанные на автодороге дамбы в Петербурге саморезы прокололи шины порядка 25 автомобилей, сейчас с проезжей части убирают пострадавшие машины и рассыпанные саморезы, сообщает ФКП "Дирекция КЗС Минрегиона России"...

8 августа 2013 около 13.15 на участке скоростной автомобильной дороги, проходящей по гребню защитных дамб, в направлении п. Горская – г. Кронштадт, в районе дамбы-6, финская сторона, по не установленным пока причинам на проезжей части были рассыпаны саморезы,  часть КАД закрыта- говорится в сообщении дирекции...

Неизвестные рассыпали саморезы на Кольцевой автомобильной дороге Петербурга на участке дамбы в Финском заливе, повреждения получили около 25 автомобилей.

Поскольку аналогичная информация приходит время от времени и из других источников, в этом вопросе надо разобраться. Получается, что любой хулиган с ящиком саморезов способен парализовать движение на любой оживлённой магистрали. То есть, необходимо организовать тщательные испытания: какие конкретно автомобили какие конкретно саморезы и при каких конкретно условиях способны повредить. И если окажется, что опасность реальна, необходимо ввести какой-то контроль: вплоть до того, что саморезы продавать только по предъявлению документов, а каждый саморез - паспортизировать чем-то вроде штрих-кода или идентификационного номера.

В качестве же профилактической меры можно рассмотреть электромагнитные ловушки под бампером, но для этого бортовая сеть автомобиля должна работать от 48 вольт. Также, ремонтируя колесо, повреждённое саморезом, желательно классифицировать этот Self-tapping screw, чтобы знать, какие именно типы Blechschraube используют злоумышленники. Известно, что саморез имеет вид стержня с головкой и специальной наружной резьбой, образующей внутреннюю резьбу в отверстии соединяемого предмета. Имеет треугольную резьбу на цилиндрической поверхности, не полностью закрывающую цилиндрическую поверхность. Подробности - в ГОСТ 11652-80 «Винты самонарезающие с потайной головкой и заостренным концом для металла и пластмассы. Конструкция и размеры»,  ГОСТ 27017-86 «Изделия крепёжные. Термины и определения», DIN 7981, ГОСТ 10621, DIN 7982, ГОСТ 10619, ГОСТ 11650, ГОСТ 11652, РМЗ ТУ 7811-7357 BY 010, РМЗ ТУ 7811-7353 BY 013, DIN 7504 К, РМЗ ТУ 7359 BY 009, РМЗ ТУ 7811-7355 BY 011, РМЗ ТУ 7811-7356 BY 012, РМЗ ТУ 7811-7354 BY 014, DIN 571, РМЗ ТУ BY 007. Материал изготовления - углеродистая сталь, нержавеющая сталь, латунь. Покрытие - фосфатированные, оксидированные, оцинкованные. Конец - острый или сверловой (самосверлящий самонарезающий винт).

Наконец, возможно, есть смысл проверить авиапарк беспилотников, воздушных шаров и т.п. на предмет наличия устройств для дистанционного сброса мелких грузов, к каковым, теоретически относятся колющие и режущие предметы.

 

 

Ретроспектива

 

 

Сокращенный текст 3-го выпуска справочника "Кто есть кто в робототехнике" (фрагмент)

"Черный ящик" - это новая эра во владении и пользовании автомобилем. В симбиозе с уже разработанными информационно-телекоммуникационными технологиями, это будет уже не просто бортовой самописец. История развития и применения черных ящиков показывает, что они имеют тенденцию совершенствоваться и расширять свои функции по мере развития технологической базы. Современная же технологическая база уже позволяет превратить автомобильный черный ящик в бортовой ЦОД (Центр обработки данных) на основе бортового же суперкомпьютера. И, пока теоретически, можно предположить, что в обозримом будущем будут реализованы многочисленные контрольные функции на основе автомобильного черного ящика. Как пример - дистанционное снижение скорости автомобиля у нарушителя ПДД (в частности, если "черный ящик" зафиксирует т. н. "опасное вождение") по радиоканалу. Приём дистанционной блокировки двигателя обыгрывается в детективе "Дорога на остров Пасхи", где одну из главных ролей исполняет Екатерина Олькина.

В СМИ публиковались сообщения об исследовании причин, чаще всего приводящих к автомобильным авариям. В их числе назвали разговоры водителей с пассажирами и по мобильному телефону. Вероятно, по аналогии, к таким причинам отнесут и прослушивание радиоприёмника, голосового навигатора и т. п. информационные сервисы. В принципе, это похоже на правду, и можно в подтверждение привести такой пример: когда обучают радиотелеграфистов, те спокойно принимают на слух группы цифр, но как только начинается передача литературного текста, большинство курсантов отвлекаются на его осмысление и начинают пропускать морзянку. Поэтому, зная некоторые тенденции (появление видеофиксации нарушений ПДД, постепенное внедрение алкозамков, эвакуаторы, платные стоянки и другие инновации для водителей), можно предположить, что со временем будут внедряться и технические средства, стимулирующие молчание в салоне автомобиля. Вероятнее всего, это будет нечто вроде входящих в базовую комплектацию транспортного средства встроенных микрофонов и "определителей речи", преобразующих каждое произнесённое (неважно - водителем, пассажиром или громкоговорителем) слово в штрафные баллы, передаваемые по телеметрии и материализующиеся на выходе в штрафные квитанции, приходящие ежедневно в адрес наиболее разговорчивых. Нечто в этом роде уже предлагают страховые компании в качестве бонусов за аккуратное вождение, так что алгоритм более-менее понятен. Таким образом, человек-водитель будет поэтапно превращаться в подобие робота - это и есть один из способов создания роботизированных автомобилей.

А когда автопром начнёт встраивать в автомобили алкотестеры, блюкирующие запуск двигателя при обнаружении у водителя алкогольного опьянения? Что касается сроков, то можно провести аналогию между началом дискуссии о внедрении автоматической видеофиксации автомобильных номерных знаков и практическим воплощением этой идеи. Наивно думать, что компетентные органы, выступив с инициативой автомобильных алкотестеров, откажутся от этого многообещающего проекта под давлением таких несерьёзных доводов, как "пьяный водитель может попросить другого человека подышать в машине" (из серии "как обмануть камеры ГИБДД"). Можем предположить, что имелся в виду биометрический алкотестер (алкозамок). Суть в том, что водитель каждого автотранспортного средства обязан будет иметь индивидуальную пластиковую маску (наподобие посмертной, но выполняемой по живому человеку бесконтактным методом трёхмерного электронного сканирования лица), подключаемую через разъём к бортовому компьютеру. Чтобы запустить двигатель, необходимо приложить эту маску к лицу и, после точного её совмещения с рельефом лица, одновременно сработают датчики паров алкоголя и биометрического распознавания сетчатки глаза. Видимо, в гигиенической маске-алко-тестере установят и другие датчики: термоконтроль повышенной температуры тела (чтобы исключить запуск двигателя водителем, больным гриппом) и повышенного потоотделения, свидетельствующего о неадекватном психическом состоянии (но тогда в бортовом компьютере должны быть персональные данные водителя, чтобы разрешить, например, вождение женщинам, находящимся в климактерической стадии, для которой характерно повышенное потоотделение); экспресс-анализ крови по типу диабетической помпы позволит выявить наркотическое опьянение. Кроме того, известны методики иридодиагностики, идентифицирующие наличие заболеваний по радужной оболочке глаза. Очевидно, что внедрение "био-авто-алкотестеров" сократит число автоугонов, а также нападений на водителей с целью завладения машиной (для этого будет предусмотрено, что маску-тестер паров алкоголя (биометрический алко-замок) надо будет прикладывать к лицу после каждой остановки, длящейся свыше 10 минут).

С другой стороны, допустимо освободить от обязанности применять маску-тестер водителей электромобилей с габаритами как у микролитражки "Ока" (в рамках программы поддержки экологически чистого транспорта), моторикш и т. п. минимашин, чья стоимость соразмерна стоимости самой маски-тестера (по аналогии, в судовождении такие исключения могут быть допущены для капитанов малых моторных лодок). Но и без охвата микроавтомобилей рынок масок-тестеров оценивается в сотни миллиардов долларов. поэтому для решения организационных вопросов и принятия единых стандартов (например, отказ от водительских удостоверений и ключа зажигания, которые. в сущности, подменяются маской-тестером - что, в частности, позволит избежать противоречий с законами, запрещающими требовать установку на машинах "необязательного" оборудования).

Кто будет производить автомобильные маски-тестеры? В России оптимально создавать региональные центры для штамповки индивидуальных масок. Что же касается электроники, то если отечественные электронщики проспят этот проект, то начинка будет китайская. Следующий этап - оснащение индивидуальных масок-тестеров устройствами ГЛОНАСС/GPS, показания которых, индивидуальные для каждого автомобилиста, останутся в базах данных и позволят делать выводы о его причастности либо непричастности к тому или иному преступлению или правонарушению (т. е. маска-тестер превращается в маску-"колпак"), контролировать скоростной режим и автоматически выписывать штрафы за пиковые превышения скорости, учитывать километраж передвижений (что позволит более справедливо взимать дорожные сборы - по аналогии с прогрессивной шкалой налогообложения). В связи с огромными объёмами сведений о маршрутах транспортных средств и их владельцах предвидится крупнейший в истории тендер среди проектировщиков инфраструктур хранения и обработки информации, интеллектуального анализа и поиска информации, управления знаниями, систем сетевых распределённых вычислений, "облачных" вычислений, сервис-ориентированных архитектур, центров обработки данных (ЦОД), а также поставщиков систем резервного копирования, архивирования и хранения данных, систем управления базами данных (СУБД), виртуализации, электронного документооборота и средств защиты информации на такое оборудование и программное обеспечение, как дисковые и ленточные накопители, серверы и серверные системы, роботизированные библиотеки, мейнфреймы, суперкомпьютеры, хранилища, киоски и витрины данных; сети и сетевые системы хранения, рабочие станции, нейрокомпьютеры, брандмауеры, файрволы, антивирусы и т. д. И только тогда можно будет подтвердить или опровергнуть версию, что американцы высадились на Луну для того, чтобы обить её листовым железом и тем самым предотвратить высадку русского десанта. Потому что прогресс невозможно остановить - от него можно только отстать.

 

 

В дополнение к теме

 

Фрагмент 3-го выпуска справочника "Кто есть кто в робототехнике"

 

АКТУАЛЬНО: "Черный ящик" в автомобиле: помощник или надзиратель?  - http://www.liveinternet.ru/users/albrs/post402370094/

Изготовление хлеба по способу робинзонов

Теперь надо было подумать о том, как я буду печь свои хлебы, когда приготовлю муку.

Даниэль Дефо

Корневище белой кувшинки содержит много питательных веществ: крахмала 49 процентов, белка 8 процентов и сахара до 20 процентов.

Для изготовления муки корневище очищают и, разделив на узкие полоски, разрезают на кусочки около сантиметра длиной. Кусочки высушивают на солнце или в печи, а затем толкут на камнях или в ступе или размалывают в ручной мельнице.

Но в корневище кувшинки содержится много дубильных веществ, предохраняющих его от гниения в воде. Эти дубильные вещества придают муке горький вяжущий вкус. Чтобы удалить дубильные вещества из муки, ее заливают водой на несколько часов, затем воду сливают и наливают свежую.

Слив второй раз воду, муку заливают опять холодной водой, размешивают и дают отстояться. Когда мука отстоится, воду сливают, а муку рассыпают тонким слоем на плотной бумаге или ткани и просушивают.

Из муки делают лепешки и хлеб. Хлеб получается лучше, если брать кувшинковую муку пополам с ржаной.

А сумеете ли вы испечь хлеб в походе?

Размельчите в теплой воде кусочек хлеба, прибавьте немного муки и поставьте в теплое место (на солнце или у костра). Когда эта масса будет издавать кислый запах и слегка пузыриться, закваска готова. Положив закваску в котелок, размешайте ее в теплой воде и замесите мукой. Покрыв котелок, поставьте его в теплое место (заройте в теплую, но не горячую золу). Пусть тесто поднимается (в течение пяти-шести часов).

Тем временем выройте небольшую узкую яму, дно и стенки которой выложите плоскими гладкими камнями (булыжником), и разведите в ней костер. Это индейская печь.

Когда камни сильно разогреются, золу и уголья разгребите к краям ямы. Из теста сделайте (на чистом пеньке круглый хлеб, посыпьте хлебец тминовыми семенами и, положив на листья кувшинки или лопуха, опустите в индейскую печь на горячие камни. Закрыв яму куском дерна, разведите сверху костер. Через час посмотрите, готов ли хлеб. Для этого проткните хлеб тонкой лучинкой. Если лучинка будет сухая, — хлеб готов; если же на нее налипнет тесто, — хлебу нужно еще печься. Хлебные лепешки можно испечь на нагретых в костре камнях. Еще удобнее скатать из теста колбаску и обвить ею гладкую палку. Палку положите над костром на две рогульки и время от времени поворачивайте ее, как вертел с дичью или шашлыком. По книге Верзилина Н.М. "По следам Робинзона"

 

Как «строят» кок-полиэстеровый бассейн?

Сначала роют котлован, отсыпают дно щебнем и всё! Дальше на ваш участок прибывает спецмашина, которая привозит уже готовый бассейн.

Впоследствии композитные бассейны просты и удобны в обслуживании: любую грязь смахнуть так же просто, как с поверхности обычной эмалированной ванны. При этом в отличие от бетонных бассейнов, где микробы поселяются в поры между кафелем и мозаикой, здесь микробам просто не за что зацепиться.

Глянцевая поверхность экономит ваше время на уход за бассейном, не требуя при этом никаких особых навыков.

БОРДЮРНЫЙ КАМЕНЬ придает архитектурную завершённость бассейну, но кроме этого он отбивает волну, образованную при нырянии.

Правильно установленный бордюр сокращает потери выплескивающейся воды на 85% (нависает над краем бассейна 1,5-2 см).

Электролизная установка CHLORINATOR обеззараживает воду и, кроме того, придает ей целебный эффект. Принцип работы установки основан на электролизе разбавленного раствора поваренной соли, сравнимого по концентрации со слезой. В процессе электролиза образуется гипохлорит натрия, обладающий наибольшей дезинфицирующей и целебной активностью. ^

Отныне вы и ваши дети избавлены от вредного запаха хлора, раздражения кожи, покраснения глаз, угрозы аллергии, выцветания волос, и других вредных последствий.

БРИЛЛИАНТОВЫЙ БЛЕСК Diamond Shine - это возможность выделить ваш бассейн сделать его центром внимания и придать своему отдыху на воде особый шик. По материалу «Аркадия»

Зрение роботов сегодня основано на тех же наивных механических аналогиях, что и сами роботы, и потому еще очень несовершенно. В первых двух главах упоминалось о частых авариях беспилотных летательных аппаратов, произведённых солидными фирмами и оснащенных современной электроникой – в том числе, видеокамерами. Это – нормально. Идёт эволюция авиароботов, и сегодняшние в этом смысле – неуклюжие доисторические птеродактили, на смену которым придут намного более гармоничные птицы. Ибо такова диалектика авиации. Изображенный на рисунке беспилотный самолёт Predator, имеющий длину 8,22 м и вес 512 кг, самим своим видом демонстрирует слабую функциональность подобных конструкций. Так же, как разнообразны птицы, авиароботы будут узкофункциональными – для воздушного боя одни, для разведки – другие, для кинотелевизионного бизнеса – третьи. Их зрение будет основано на принципиально новых технологиях – таких, например, как самофокусирующиеся линзы Varioptic, чей принцип работы в том, что через две жидкости (масло и воду), помещенные в прозрачную ёмкость диаметром 6 мм, пропускается напряжение, достаточное для образования оптических свойств при отсутствии механических элементов.

В книге «Радио: открытие и изобретение» её автор, известный специалист в области радиотехники и музейного дела В. И. Шапкин пишет: «Если глаз человека с физической стороны достаточно полно изучен, то так ли обстоит дело с физическим знанием глаза хотя бы у животных?»

Действительно: у животных предстоит учиться – но не столько людям, сколько роботам. Известен опыт с цыплятами, которые, словно простейшие роботы, безошибочно отличают силуэт летящей утки от силуэта ястреба, еще не повстречав тех в своей жизни. Но наследственная способность к «распознаванию образов», заложенная в цыплятах эволюцией, говорит им: длинная шея утки – против длинного хвоста ястреба, а короткий утиный хвост – против короткой ястребиной шеи. Главное для цыплёнка в том, что именно у «объекта» находится впереди: короткий выступ или длинный. И когда над птичьим двором на проволоке проводили модель ястреба, цыплята прятались, а если эту же модель пускали задом наперёд, не реагировали.

Мы тоже воспользуемся наследственной информацией. Это «Справочник по физике для инженеров и студентов вузов», дающий базовые определения.

 

Оптические приборы обычно дают двумерное (плоское) изображение трёхмерных (пространственных) предметов (объектов). Ограничение угла раскрытия пучков света от предмета, необходимое для получения достаточно четкого изображения, осуществляется с помощью апертурной диафрагмы, роль которой может играть либо круглое отверстие в непрозрачном экране, либо оправа одной из линз системы. Входным и, соответственно, выходным зрачками оптического прибора называются те из отверстий (или их изображений) в нём, которые сильнее всего ограничивают углы раскрытия входящих в прибор и выходящих из него пучков света. Если апертурная диафрагма находится внутри прибора, то её изображение в передней по отношению к предмету части прибора служит входным зрачком, а изображение в задней части прибора – выходным зрачком. Для ограничения поля зрения (в плоскости предмета), помимо апертурной диафрагмы, применяется диафрагма поля зрения, роль которой может также играть оправа одной из линз системы.

Отношение диаметра входного зрачка к фокусному расстоянию объектива называется относительным отверстием объектива. Квадрату величины относительного отверстия пропорциональна освещенность удалённого предмета.

Базовые определения нужно вспомнить вот почему. И в справочниках, и на страницах специальных журналов, и в каталогах фирм часто встречаются различные обозначения одних и тех же величин. Например, фокусное расстояние называют и F, и f, f’ и даже f’’. Мы в таких случаях, по возможности, оставляем обозначение первоисточника (так, в Ч. I приведены параметры системы Newscopter по версии фирмы), поскольку в документации фирмы оно может быть «сквозным» и, заменив его без крайней необходимости, можно еще больше запутать дело. Задача журнала в другом: научить ориентироваться в многообразии обозначений так, чтобы они больше не гипнотизировали читателя.

Учиться будем на примере, наиболее близком радиолюбителю: воздушном бое радиоуправляемых моделей. Воздушные бои авиамоделей были включены в единую спортивную классификацию СССР, а уж одну из многочисленных публиковавшихся в открытой печати схем радиоуправления мог собрать и школьник. Современные же технологии позволяют ставить минивидиокамеры на радиоуправляемые авиамодели. Что такое сражение авиамоделей с точки зрения видеокамеры? Быстрая смена кадров, сфокусированность на окружающей обстановке (одновременно различать и землю, и противника, и ленту его «хвоста»), защита от помех засветки. Желательно (как в игровых авиасимуляторах), наличие камеры заднего вида. Цвет, возможно, не обязателен, но если оператор привык к цветным мониторам в быту, он может просто не воспринять черно-белое изображение. Вообще, чтобы меньше утомлять оператора побольше операций управления возложим на бортовой микроконтроллер. Многими из нижеперечисленных функций можно либо управлять дистанционно, либо задать предустановки: например, при пикировании авиамодели – одна фоноцелевая обстановка, при фигуре «горка» – другая, и предустановки будут переключаться контроллером по команде соответствующих датчиков положения.

Для начала, определимся с окружающей обстановкой. Она обусловлена следующими факторами:

1) солнце (или, если ночь, о чем еще будет разговор, луна и звёзды);

2) небо и облака;

3) летающие объекты;

4) земная поверхность и объекты на ней, в том числе, бликующие – водоёмы и стёкла.

 

Коль скоро речь о воздушном бое, определяющий фактор - летающий объект. Определимся для начала (условно, конечно) с габаритами цели. Допустим, 2,0 х 1,5 х 0,15 м (размах крыльев, длина фюзеляжа, высота). Очевидно, при строчной структуре ТВ-растра заметность крыльев на встречных курсах будет мала и решающую роль будет играть заметность фюзеляжа. Цель маневрирует – значит, надо иметь запас поля зрения. Поле зрения оптической системы – это часть пространства (или плоскости), изображаемая этой системой. На рисунке, воспроизведённом из каталога фирмы «Безопасность», показано, как величина поля зрения влияет на выбор объектива для видеокамеры. Название фирмы говорит само за себя: здесь случай выбора техники для охраны объекта, чьи размеры того же порядка, что и поле зрения. В нашем случае, когда объект маневрирует в трёхмерном пространстве, поле зрения должно быть значительно больше его размеров. Возьмём за базовый параметр Н: высоту, которую надо выдерживать, чтобы, следя за противником, держать в поле зрения земную поверхность и объекты на ней и не врезаться в них.

С чем из «земной» практики соразмерить авиамодель? С автомобильными номерами, которые надо распознать также в сложных условиях. Из практики видеорегистрации автомобильных номеров известно, что, применяя типовую видеокамеру, для надёжного распознавания символов необходимо порядка 20-30 ТВ-строк, что составляет 3-5% кадра по вертикали. Возьмём тоже 5%, исходя из того, что, хотя нам и не надо распознавать бортовые номера авиамодели, но возможны проблемы (о которых ниже) с обнаружением контура цели. Это 5% размера кадра по вертикали, который и будет высотой поля зрения – то есть, 30 м. Ширина поля зрения, соответственно, 40 м. А начиная с какой дальности мы будем иметь такое поле зрения, в котором уверенно различим цель? Как видно из диаграмм, это зависит от фокусного расстояния камеры. В нашем случае конкретную камеру рекомендовать нет смысла – неизвестно, сможет ли приобрести её авиамоделист. Поэтому возьмём для пояснения процессов две давно известные камеры, удобные по размерам и характеристикам. 

 

В верхней части рисунка – цветная камера WAT-200D с разрешением 470 твл, имеющая вес 460 г. В нижней части – черно-белая WAT-300DН с разрешением 570 твл, имеющая вес 200 г. Камера WAT-200D работает при минимальной освещенности 1,0 лк при F1.2; объектив f4-9 мм, автодиафрагма. Камера WAT-300DH работает при минимальной освещенности 0,05 лк при F1.6; объектив f3,6 мм (5.0 мм, 7,5 мм), автодиафрагма. Камера 300DH интересна в первую очередь своим форматом – 1/2 дюйма против 1/3 дюйма у 200D. 

N. B. Характеристики камеры определяются по совокупности её составляющих. Так, вес и габариты могут даваться как в сборе с конкретным объективом, так и без объектива, учитывая, что объективы различаются между собой. Параметр фокусного расстояния, определяемый объективом, определяет и параметры самого объектива. Формат в дюймах относится к светочувствительной матрице, но может указываться и в паспортных данных объектива. Автоматические функции камеры определяются её электронными цепями. И уж кстати - а как правильно называть камеру: телевизионная (ТВ) или видеокамера?

Строго говоря, для рассматриваемого здесь случая в английском языке есть авиационный термин: forward-looking TV camera – телекамера переднего обзора. Изначально приставка «теле» (вдаль, далеко) применялась в вещательном телевидении, символизируя передачу видеосигнала на расстояние, причем, на основе электронно-лучевых трубок. Понятие «видео» вошло в обиход параллельно с CCD-матрицами и технологиями записи видеосигнала на магнитную ленту, а позже – на другие носители (появился камкордер: CAMera + reCORDER). И термин «видеокамера» привычнее употреблять в отношении камер, оснащенных блоком записи видеосигнала. Но, с другой стороны, телевизионная камера ассоциируется с широкой зрительской аудиторией, либо с производственным применением, а «видео» – больше с любительством, что ближе к авиамоделизму. К тому же, появился устоявшийся термин «минивидеокамера». Примем всё это пока к сведению.

 

Из диаграмм видно, что камера WAT-300D обеспечит нужное поле зрения с расстояний до цели, в зависимости от объектива, примерно 25, 35 и 55 м. Камера же WAT-200D, с перестраиваемым объективом, сможет «взять» цель в требуемом поле зрения с 70 м. Но это очень и очень прикидочные расчеты, дающие представление об общем порядке величин, которые зависят еще от множества факторов (и здесь было бы перспективной задачей построение математических моделей). Рассуждая «от противного» (то есть, когда цель полностью занимает собой пространство кадра), можно воспользоваться формулами определения размеров изображения из каталога систем видеонаблюдения фирмы Sanyo.

Разберёмся в обозначениях на рисунках, условившись, что в дальнейшем в редакционных текстах (то есть, основанных не на каталогах фирм, где корпоративные обозначения обусловлены своими причинами) будут фигурировать именно эти обозначения. По основным оптическим характеристикам объективы (согласно классификации фирмы Fujinon) делятся на:

- широкоугольные, у которых 2w больше 70 град;

- длиннофокусные, у которых f больше 180 мм;

- светосильные, у которых 1:F больше или равно 1:1.5;

Здесь:

1) 2w – угол поля зрения (угол, образованный крайними точками объекта и центром входного зрачка объектива). У камеры WAT-300D при объективе с f3,6 мм угол поля зрения равен 92 град., при объективе с f5,0 мм w = 68 град, при объективе с f7,5 мм w = 46 град.

2) f – фокусное расстояние. Чтобы понять суть этого параметра, можно исходить из того, что в простейшем случае он вычисляется по формуле, включающей радиусы кривизны передней и задней поверхностей тонкой линзы и абсолютные показатели преломления для материала линзы и окружающей среды. Для низколетящего авиаробота окружающая среда – воздух при нормальных условиях.

3) F – диафрагменное число, являющее собой знаменатель относительного отверстия (1:F). Для удобства, на практике значение диафрагмы дают не в виде дроби, а приводят только величину её знаменателя. Соответственно (по еще одной классификации), объективы со светосилой (или значением относительного отверстия) до 1.4 – сверхсветосильные, от 1.8 до 2.0 – светосильные, 2.8 – нормальные, от 2.8 – обычные.

Насколько нас интересует параметр «светосила»? Часто пишут, что «с очень светосильным объективом можно снимать в полной темноте под диваном». В ярком солнечном небе это, казалось бы, имеет мало значения. Но вот "Элементарный учебник физии" под редакцией академика Г. С. Ландсберга считает иначе:

«Освещенность изображения уменьшается при ограничении светового пучка, вступающего в линзу. Это относится ко всякому оптическому прибору. Но в то же время качество изображения при ограничении пучка улучшается.

Таким образом, хорошее качество изображения трудно сочетать с большой светосилой прибора.

Практически приходится идти на некоторый компромисс и допускать некоторую потерю в светосиле для получения надлежащего качества изображения, и, наоборот, мириться с ухудшением качества изображения для получения достаточной его освещенности».

Поэтому о светосиле чуть подробнее, тем более, это нам пригодится при анализе зрительных систем других типов роботов. В фотографии под светосилой объектива понимают его способность давать на фотоплёнке изображение большей или меньшей освещенности (или яркости). Чем больше светосила объектива, тем короче может быть выдержка при съёмке. Объектив с большей светосилой даёт возможность фотографировать при менее благоприятных световых условиях. «Справочник по физике» светосилой называет отношение площади входного зрачка к квадрату фокусного расстояния передней (по отношению к предмету) линзы объектива оптического прибора. Поскольку имеет место пропоIия, делают ряд допущений и для упрощения выражения светосилы пользуются отношением диаметра входного зрачка к фокусному расстоянию объектива, не возводя это отношение в квадрат – то есть, приравнивая к относительному отверстию объектива.

Фокусное расстояние определяет увеличительную мощность линз объектива. Чем больше фокусное расстояние, тем сильнее увеличение. Чем оно меньше, тем более широкоугольным является объектив. Выбор фокусного расстояния определяют два противоречивых параметра – масштаб изображения на экране и угол поля зрения. В нашем случае надо иметь в виду, что при маневрировании, чем более широкоугольным будет объектив, тем чаще в него будет попадать солнце.

 

Солнце - самое влиятельное, что есть в окружающей обстановке. И не только потому, что авиаробот на несколько десятков (либо сотен) метров к нему ближе, чем мы. Если другой авиаробот ближе еще на несколько десятков метров, он оказывается на линии прямой видимости между солнцем и своим противником. Попадание солнечных лучей на светочувствительный элемент – это, скорее, не из области видео, а из области солнечной электроэнергетики (в этом смысле слова «солнце» и «солярка» – родственные): солнце посылает на землю лучистую энергию, исчисляемую в ваттах цифрой с 17-ю нулями. Фронтовые лётчики говорили «отдать противнику солнце, значит, быть сбитым». В производственных условиях есть схожий пример – встречная засветка от автомобильных фар и других ламп. Он достаточно красноречив: на рисунке – примеры испытаний четырёх видеокамер, проведённых фирмой «Система» при засветке каждой из них галогенной 20-ваттной лампой с расстояния 1 м. Осуществлялась, как сказано в материале фирмы, проверка функций:

- «компенсация заднего света» (способность видеокамеры управлять АРУ и электронным затвором не по всей площади экрана, а по его центральной части, снижая тем самым влияние ярких участков на общее качество изображения);

- «антиблюминг» (компенсация расплывания заряда по поверхности матрицы при пересветке отдельных участков изображения, проявляющемся в виде «тянучки» ярких участков).

АРУ – это автоматическая регулировка усиления, которой парируется изменение освещенности, приводящее к изменению величины выходного сигнала в видеотракте телекамеры. Также, в целях стабилизации величины видеосигнала на выходе телекамеры при изменении освещенности в сторону увеличения от рабочей точки, предусмотрены средства управления чувствительностью в сторону её ослабления или же средства ослабления светового потока – в частности, диафрагма. 

Небо и облака. Здесь уже, скорее, не «встречная», а «фоновая» засветка. Понятия эти часто употребляются в практике видеонаблюдения (ВН), да и камеры мы рассматриваем из этой индустрии – как наиболее подходящие моделистам по совокупности показателей качества и весогабаритных характеристик. Однако, есть разница: если в ВН важнейший параметр – минимальная освещенность, при которой камера выполняет свои функции, то в дневном небе ситуация иная. В отличие от ВН, у нас перепады освещенности не «день-ночь» (то есть, от 0,00005 до 100000 лк), а «солнечно-облачно» (соотношение освещенностей на солнце и в тени может быть порядка 2000). Специалисты приводят следующие данные: в июньский полдень при ясном небе и метеорологической дальности видимости (МДВ) освещенность равна уже названному значению 100000 лк, средняя же дневная освещенность – где-то 1000-10000 лк, а ночью – порядка 0,02 лк. На восходе и закате солнца освещенность порядка 5-10 лк. (Источник информации – «Безопасность NEWS»)

Небо в нашем случае – понятие относительное и определяется оно набором высоты, в зависимости от которой цвет неба, как фона может быть разным, поскольку будет разным состав воздуха. Фоновая засветка от неба – это, в сущности, солнечный свет, рассеянный молекулами воздуха, содержащимися в воздухе микрочастицами загрязнений и, наконец, испарениями. Доминирующий в ясный солнечный день голубой цвет объяснил физик Джон Рэлей, который вывел закон, согласно которому интенсивность рассеянного света обратно пропорциональная четвёртой степени длины волны, если рассеивающие частицы малы по сравнению с длиной волны света – отсюда, фиолетовые лучи рассеиваются почти в 16 раз сильнее красных. Но что такое рассеяние, когда речь идёт о свете? Рассеянием света называют процесс преобразования света веществом, сопровождающийся изменением направления распространения света и проявляющийся как несобственное свечение вещества. Проще говоря, молекулы воздуха под воздействием света возбуждаются с частотой световой волны и начинают излучать собственный свет – в данном случае, голубой. Однако, наличие упомянутых микрочастиц, особенно, ближе к земной поверхности, добавляют к рассеянному голубому свету собственные отраженные составляющие и делают его белесоватым. При этом (за счет отраженных лучей) снижается контрастность между участками, напрямую освещенными солнцем, и участками, находящимися в тени различных предметов.

 

Вернёмся к камерам WAT. Согласно выводам из «Безопасность NEWS», формат 1/2 дюйма обеспечивает запас по динамическому диапазону исходных световых контрастов в солнечный день и позволяет камере воспроизводить чёткое контрастное изображение при больших перепадах по освещенности в рамках растра. В ПЗС, аналогичных по разрешению, но меньших по формату, динамический диапазон по контрасту будет меньше: для ПЗС 1/3 дюйма вдвое, для 1/4 дюйма – вчетверо. Например, камера LTC 0500, имея низкий уровень собственных шумов, обеспечивает динамический диапазон по контрасту (определяемый соотношением коэффициентов отражений объектов – максимального к минимальному) более 10000. При ведении воздушного боя имеет значение контраст объекта с фоном: вспомним, как военные самолёты сверху окрашиваются в зелёные цвета, а снизу – в небесные (на рисунке показано, как художник журнала «Моделист-конструктор», изображая истребитель «ЛА-5ФН», напомнил об этом). 

На снижение контраста влияет прозрачность атмосферы (дождь, туман). Как приём, повышающий разборчивость мелких неконтрастных деталей, применяют также «оконтуривание» (эта, и ряд других функций имеются у достаточно совершенных и дорогих камер, о чем мы будем рассказывать по мере необходимости). Виражи авиаробота означают для видеокамеры резкие перепады освещенности и в этом большом диапазоне яркостей контрастность также «скачет». Для ВН этот случай тоже не редок и в специальной литературе, рекомендуя режимы работы для подвижных камер, «схватывающих» блики в период обзора, описывают, как лучше произвести настройку системы автоматического диафрагмирования, чтобы предотвратить мелькания яркости изображения на мониторе. 

Вернёмся к диафрагме. Это механическая заслонка, которая регулирует количество света, попадающее на матрицу (есть еще определение: подвижное кольцо с отверстием переменного диаметра которое может открываться и закрываться как зрачок глаза). В ряде недорогих цифровых камер используется цифровой аналог диафрагмы – система, изменяющая время считывания информации с матрицы; при этом площадь отверстия остаётся постоянной; управляется системой экспозамера. Экспозамер – система замера световых показателей объекта съёмки; необходим для точного определения экспозиции сюжета. Бывает средневзвешенный, точечный, многоточеный и матричный. Точечный позволяет проводить замер экспозиции по одной точке сюжета. 

 

Фирмой Sony разработана функция CCD IRIS (диафрагма в ПЗС - верхняя часть рисунка), позволяющая осуществлять электронное автоматическое управление световым потоком путём выбора оптимальной скорости затвора. А функция Smart Control (интеллектуальное управление – нижняя часть рисунка) автоматической компенсации фоновой засветки обеспечивает интеллектуальное управление диафрагмой, усилением и балансом белого с помощью гибкой логики.

При изменении значения диафрагмы меняется глубина резкости - расстояние между резким передним планом и резким задним. Когда вы фокусируетесь на объекте съёмки, то есть, наводите аппарат на резкость, отдельные фоновые детали сюжета также будут в фокусе. В основе этого явления тот факт, что при нерезкой фокусировке каждая точка объекта съёмки отображается на светопринимающей матрице в виде кружка. Если диаметр этого кружка не более 0,25% от высоты кадра, наш глаз не ощутит потерю четкости. Для ведения воздушного боя между оснащенными видеокамерами авиамоделями глубина резкости имеет большое значение как средство, позволяющее видеть одновременно и земную поверхность, и объекты на ней, и цель.

 

Для наглядности - пример: объектив «Индустар 50-2» от фотоаппарата «Зенит-Е». Согласно паспортным данным, этот объектив имеет фокусное расстояние 50 мм, относительное отверстие 1:3,5, шкалу диафрагм – от 3,5 до 16. На объектив нанесена шкала глубины резкости – на рисунке она самая нижняя. Шкала представляет собой симметрично расположенные по обе стороны от цифры «3,5» деления, соответствующие значениям диафрагмы, установленным вручную фотографом на основании показаний экспонометра. После фокусировки аппарата, по цифрам на шкале дистанций (она рядом со шкалой глубины резкости), установившимся напротив равнозначных делений шкалы глубины резкости по обеим сторонам от центральной цифры «3,5», можно определить границы глубины резкости для выбранной диафрагмы. На рисунке объектив сфокусирован на расстояние «4 м» при диафрагме «8» – шкала показывает, что изображение будет резким в пределах от 2,5 до 10 м (видно, что цифра «4» установилась прямо над цифрой «3,5»). Шкалы объектива наглядно подтверждают правило: чем больше закрыта диафрагма, тем больше глубина резкости.

Большее закрытие диафрагмы затруднено по механическим причинам, а, кроме того, когда физические размеры диафрагме становятся соизмеримы с длинами световых волн на четкость изображения начинают отрицательно влиять дифракционные явления. Когда световой поток надо ослабить очень сильно и закрытия диафрагмы недостаточно, уменьшают прозрачность оптики объектива установкой спот-фильтра. Это нейтральный фильтр с переменной по диаметру плотностью. У него периферийная часть прозрачна, а ближе к центру светопропускание уменьшается до нуля – что незаметно при открытой диафрагме, но заметно при её закрытии, так что не приходится закрывать её чрезмерно. При этом объектив ослабляет световой поток примерно в 10000 раз.

Есть и другой путь компенсации засветки – интеллектуальное регулирование.

 

Рисунок из каталога систем ВН Sanyo – камера 1/3 дюйма VCC-5972/5974. Сверху вниз (изображение на иллюстрациях может отличаться от реального) 

- компенсация засветки для движущегося объекта (засветка движущегося объекта непрерывно измеряется и плавно регулируется);

- компенсация засветки для объекта находящегося вне центральной зоны кадра (можно задавать зоны фотометрии в любых местах на экране и присваивать конкретным зонам относительные “веса”);

- регулировка резкости контуров изображения

- компенсация засветки с установлением веса для каждой из зон фотометрии (можно изменять размер и положение центральной рамки.

А у камер VCC-9300P/9400P работают три варианта компенсации фоновой засветки:

- многооконная фотометрическая система (64 области);

- установка фотометрических весовых коэффициентов в 5 зонах;

- многооконное маскирование (48 областей).

Что еще о функциях видеокамер? Важную роль играет стабилизация изображения – но о ней подробнее в следующих главах.

 

И немного отвлечемся от науки: а чем вести воздушный бой? На выбор видеокамеры влияет и выбор оружия с точки зрения прицеливания и даже способность авиамодели «пойти на таран». Например, в пародийной комедии «Без вины виноватый» (режиссёр Прэт Проф) актёр Лесли Нильсен атакован радиоуправляемой моделью биплана: как в пародируемом фильме Хичкока, где героя атакует настоящий самолёт. 

На рисунке – детектор активности MultiScope II/AD фирмы Geutebruck GmbH. Система позволяет определять активность на отдельных участках видеоизображения. Каждое изображение покрыто сеткой из 28 х 18 ячеек одинакового размера. Каждая из этих ячеек может быть установлена в режиме обнаружения. Это позволяет учитывать направление движения цели и отсекать ложные срабатывания. То есть, использовать как электронную рамку прицеливания либо сделать с ёе помощью автоматический захват цели, подавая команды через радиоуправление.

 

На форумах авиамоделистах обсуждаются различные способы, вплоть до пушки, которая стреляет на ограниченную дальность, а потом заряд самоуничтожается – в целях безопасности тех, кто внизу. Как направление для конструкторского поиска приведём арбалет фирмы Umarex – данная модель пистолетного типа имеет силу растяжения 9 кг, стальной лук и стрелы с металлическим наконечником (возможность их самоуничтожения, видимо, можно предусмотреть).

Новой технологией для состязаний технических устройств стало даже обслуживание зрителей – то есть, обеспечение массовости. Зрителям уже не надо испытывать дискомфорт – всё увидеть в реальном времени позволяет видеопроекционная техника с большими экранами: трансляция может идти прямо с борта авиаробота. На III Международных состязаниях роботов, о которых рассказывал «РЛ» именно видеопроекторы обеспечивали бурную реакцию зрителей, так как лего-модели были маленькие и видеотехника давала необходимое увеличение. Как показывает опыт катастроф с многочисленными жертвами на воздушных праздниках, лучше всего наблюдать из укрытия посредством видеопроектора – это относится и к авиамоделям, которые будут стрелять и падать. А. Барсуков, журнал "Радиолюбитель" № 4 за 2005 год; эта статья легла в основу раздела "Чем обусловлен выбор видеокамеры?" 1-го выпуска справочника "Компоненты и решения для создания роботов и робототехнических систем" 

 

 

 

В дополнение к теме

 

15.08.2001. В Германии совершил полет пассажирский дирижабль. 12 человек, каждый из которых заплатил за билет 270 долларов, в течение часа летали на его борту над Боденским озером близ города Фридрихсхафен. 101 год назад над этим озером был запущен первый воздухоплавательный аппарат, построенный графом Фердинандом фон Цеппелином. По материалу радио "Свобода"

20.11.2004. Второй раз в этом году созданный американским космическим ведомством НАСА самолет побил мировой рекорд скорости, в десять раз превысив скорость звука во время испытательного полета над Тихим океаном. Спустя 57 лет после того, как американский летчик Чак Йегер впервые преодолел звуковой барьер, беспилотный самолет X-43A развил рекордную скорость 12 тысяч километров в час.

Летательный аппарат, длина которого чуть более трех с половиной метров, был запущен с помощью небольшой ракеты, закрепленной на крыле бомбардировщика B-52, которая вывела его в более высокие слои атмосферы и разогнала до гиперзвуковой скорости, необходимой для запуска двигателя. В течение десяти секунд беспилотный самолет, находясь на высоте 33 километра, летел на скорости, в десять раз превышающей скорость звука, установив тем самым новой мировой рекорд.

В отличие от существующих летательных аппаратов, которые несут с собой запас кислорода для работы двигателя, самолет X-43A использует кислород из атмосферы, что позволяет значительно снизить вес аппарата. Поэтому в перспективе такой самолет можно рассматривать как предшественника более скоростных военных самолетов, или же легких космических аппаратов, способных вместо большого запаса топлива нести на борту более тяжелый груз.

«Министерство обороны хочет создать ракеты и самолеты дальнего радиуса действия. НАСА много добилось в этом направлении, - говорит Винс Рауш. - Разработки двигателя, работающего на атмосферном воздухе, для первой ступени двухступенчатой системы в итоге позволит нам создать более гибкую, надежную. безопасную и дешевую пусковую систему».

В ходе подготовки полета инженеры нанесли на носовую часть самолета X-43A и переднюю кромку крыла особый углеродный термостойкий состав, похожий на тот, которыми покрывается наружная поверхность космических шаттлов. Это необходимо для защиты от высоких температур, достигающих в этих точках 2000 градусов по Цельсию - на 600 градусов выше, чем во время мартовских испытаний.

Целью запусков самолета X-43A являются испытания новой технологии, представляющей собой гиперзвуковую альтернативу турбореактивным двигателям. По мнению ученых, в перспективе гиперзвуковые самолеты смогут достигать любой точки земного шара за три-четыре часа. По материалу радиостанции "Голос Америки"

 

Беспилотный мини-«Боинг»

03.08.2007. В прошлом месяце совершил первый полет экспериментальный беспилотный минисамолет Х-48B, разработанный авиакосмической корпорацией «Боинг».

Новая машина весит 225 кг и управляется радиокомандами с земли. Главная особенность ее конструкции – особая геометрия крыла, которое плавно переходит в фюзеляж. Х-48B внешне похож на самолеты типа «летающее крыло», однако его фюзеляж сильно уплощен и не имеет хвостового оперения. Благодаря такой форме машина в полете испытывает меньшее сопротивление воздуха и потому экономит горючее. Она оснащена тремя турбореактивными двигателями, расположенными в хвостовой части.

Летные возможности самолета проверяются в Испытательном центре им. Драйдена, расположенном в калифорнийской пустыне Мохаве. Двадцатого июля он поднялся на 2250 м и провел в воздухе 31 минуту. Он должен совершить еще более двадцати полетов на высотах до трех километров, разгоняясь до 220 км/час. Если эта фаза летных испытаний пройдет нормально, самолет будут проверять на более высоких скоростях.

Х-48B представляет из себя двенадцатикратно уменьшенную модель будущего межконтинентального авиалайнера такой же формы с размахом крыла в 75 метров, рассчитанного на 450 пассажиров. Расчеты показывают, что такие машины смогут совершать беспосадочные околозвуковые полеты на расстояния свыше 10 тыс. км, потребляя на 20% меньше горючего по сравнению с сегодняшними авиалайнерами того же класса. Начавшиеся в пустыне Мохаве испытания позволят проверить летные возможности проектируемой машины, в особенности ее устойчивость при взлете и посадке. По материалу радиостанции "Голос Америки"

 

13 октября 2008 г. В США разрабатывают гибрид самолета и дирижабля. Шинная компания Goodyear до сих пор владеет старыми дирижаблями, которые отреставрированы и иногда даже летают. Гелий обеспечивает только половину подъемной силы, самолет взлетает и садится за счет аэродинамической тяги. Брайан Мартин и Роберт Рист создали компанию Ohio Airships с целью наладить производство и продажу необычных летательных аппаратов - они называют их Dynalifter. Это сочетание двух концепций: внешне этот аппарат напоминает гигантский грузовой самолет, с крыльями и подвешенными к ним двигателями. Но его обводы, похожие по форме на акулу или даже кита, заставляют вспомнить об аппаратах легче воздуха, то есть дирижаблях. Пока что изготовлен только прототип такого гибридного полусамолета-полудирижабля. Он успешно прошел испытания, и теперь авторы идеи и держатели патента собирают деньги на строительство целой серии "Дайналифтеров". Крупнейший из них будет стоить около 120 миллионов долларов и сможет поднимать и перевозить многотонный груз в контейнерах на расстояние до 9 тысяч километров. По материалу BBC

 

17 марта 2009 г. Министерство обороны Великобритании представило новейшие самолеты-беспилотники, которые будут стоять на вооружении армии будущего. Произошло это в рамках Недели науки и технологий - ежегодно проводимого мероприятия, в ходе которого производители могут похвастаться своими последними разработками.

МИНИ-БЕСПИЛОТНИК T-HAWK

На вооружении американской армии стоят 90 аппаратов T-Hawk

Модель, разработанная компанией Honeywell, весит всего 8 кг и обладает способностью неподвижно зависать в воздухе, неся на себе камеру наблюдения и прибор ночного видения. Таким образом, войска получают дополнительную точку для ведения наблюдения за противником.

Такие аппараты по цене 250 тыс. долларов каждый уже стоят на вооружении американских и британских войск и сейчас проходят апробацию в Ираке.

WATCHKEEPER

Самолеты Watchkeeper UAV уже опробованы в Ираке и Афганистане

Беспилотники производства компании Thales несут службу в Ираке и Афганистане. Этими разведсамолетами не нужно управлять с земли. Устройство полностью автоматизировано и может самостоятельно выбирать кратчайший маршрут до предварительно заданной цели.

По словам британского сержанта Дэвида Александра, который служит в 32 артиллерийском полку, Watchkeeper уже спас не одну жизнь.

"Им легко управлять. На самом деле легко. У нас в каждой команде по два человека, один из которых задает координаты цели, а второй анализирует информацию, поступающую от расположенных на беспилотнике наблюдательных устройств", - рассказывает он.

"В основном его используют для обнаружения самодельных взрывных устройств - он может зафиксировать подозрительно взрыхленную землю, поставленную растяжку или самих боевиков. Работа действительно приносит удовлетворение, когда ты понимаешь, что спасаешь жизни других людей", - говорит сержант.

MQ-9 REAPER

Беспилотник MQ-9 Reaper стоит на вооружении британской армии

Беспилотник Reaper, преемник широко известного Predator UAV, - это более крупный и быстрый аппарат, который способен нести груз весом в 1,3 тонн.

Reaper предназначен для ведения наблюдения с большой высоты, а также обстрела противника.

Predator может подниматься на высоту в 7,6 км и развивать скорость в 193 км/ч; Reaper может летать на скорости 400 км/ч и набирать высоту в 15 км.

Reaper уже стоит на вооружении ВВС США и Британии; инженеры работают над созданием новых модификаций.

DESERT HAWK III

Разведчик Desert Hawk III можно запустить с рук

Беспилотник Desert Hawk III значительно меньше Reaper. Он запускается с рук и помещается в солдатский рюкзак.

Эта модель создана компанией Lockheed Martin; радиус действия Desert Hawk III - 15 км.

В воздухе Desert Hawk III может находиться до полутора часов; управляется с помощью лэптопа и передатчика.

CASPER 250

Британская полиция использует Casper 250 в поисковых операциях

Британские фирмы также разрабатывают небольшие беспилотники, которые можно носить в рюкзаке.

Фирма Sonic Communications из Бирмингема создала модель Casper 250, который можно запустить через 20 минут после распаковки.

По словам инженеров фирмы, аппарат становится "бесшумным и невидимым", когда поднимается на высоту 100 метров. Он может оставаться в воздухе более 90 минут.

TARANIS и MANTIS

Компания BAE Systems работает над двумя моделями беспилотников.

Mantis - большой аппарат с размахом крыльев в 22 метра. Он может держаться в воздухе более суток и подниматься на высоту более 12 км.

По словам представителя BAE Адама Моррисона, Mantis способен действовать в автономном режиме - достаточно задать ему точку взлета и посадки.

Беспилотник-"невидимка" Taranis предназначен для нанесения ударов в глубоком тылу противника. Его первый полет запланирован на 2010 год. По материалу BBC

17 июля 2010 г., Аппарат на солнечных батареях летает 7 дней без посадки

Построенный в Великобритании летательный аппарат Zephyr на солнечных батареях далеко превысил существующий рекорд длительности полета, проведя в воздухе без посадки уже неделю.

Беспилотный аппарат поднялся в воздух с испытательного полигона американской армии в Юме (штат Аризона) в 13:40 по Гринвичу в прошлую пятницу. Прошла неделя, а он все еще летает.

Полет проходит без посадок и днем и ночью. По длительности он уже в пять раз превзошел рекорд для беспилотников по версии мировой федерации авиаспорта.

Аппарат создала британская оборонная и исследовательская компания Qinetiq.

Менеджер проекта Zephyr Джон Солтмарш говорит, что беспилотник продолжит летать еще неделю, а затем приземлится.

"Zephyr – это по сути первый "вечный" летательный аппарат", - говорит Солтмарш в интервью Би-би-си.

Днем пропеллеры аппарата питаются от солнечных панелей. В темное время суток пропеллеры работают от аккумуляторов, которые подзаряжаются опять-таки солнечной энергией днем.

Qinetiq разрабатывала Zephyr в течение нескольких лет. Как ожидается, в будущем высотные беспилотные летательные аппараты большой длительности полета будут применяться во многих областях.

Военным такие аппараты нужны для связи и разведки. Также они могут использоваться для наблюдения за поверхностью земли, для научных и иных гражданских целей.

Главное преимущество солнечных аппаратов – их способность надолго зависать над одним и тем же участком местности. Спутники на низкой орбите лишь пролетают мимо. А даже крупные беспилотные летательные аппараты, используемые военными, должны регулярно возвращаться на базу для дозаправки.

Zephyr доказывает, что он может висеть в небе неопределенно долгое время. В него встроен автопилот, позволяющий ему кружить над одной и той же точкой.

С размахом крыльев в 22,5 метра, Zephyr на 50% больше предыдущих моделей солнечных аппаратов. В нем усовершенствована конструкция хвоста и крыльев, что существенно улучшает аэродинамику.

Создатели аппарата также обновили бортовую электронику и системы управления электропитанием и увеличили объем фюзеляжа, что позволяет разместить больше оборудования.

"Запуск был прекрасен, он так гладко прошел, - говорит Солтмарш. – Пять человек подняли его над головой, запустили, и он полетел".

Официально признанный рекорд длительности полета беспилотного аппарата – 30 часов 24 минуты, его установил американский робот Global Hawk. Zephyr ранее провел в воздухе 83 часа, но при этом не присутствовали представители Международной федерации аэронавтики (FAI).

В этот раз они в Юму приехали и, если сочтут, что правила FAI соблюдены, то зафиксируют новый рекорд.

Полет Zephyr – это уже второе заметное событие в мире солнечной авиации с начала нынешнего года. Ранее летчик Андре Боршберг успешно провел первый пилотируемый полет на солнечном самолете ночью. По материалу BBC

 

 

 

Возможная причина, почему на Западе разрабатывают беспилотные пассажирские самолёты

 

По существу, введя раздел “Робототехника”, наш журнал не уступил корпорации Sony, длительный период развивавшая видеотелевизионные технологии, а затем вложившая лучшие наработки из этой области в своих знаменитых роботов, своевременно узрев их гигантский коммерческий потенциал - и действительно, сегодня киберигрушки, сколько бы они ни стоили, раскупаются буквально с колёс.

 

Современные робототехнические системы разрабатываются ради решения трёх основных задач.

1. Взаимодействовать друг с другом.

2. Подменять человека.

3. Взаимодействовать с человеком.

В решении первой задачи роль видеотехнологий незначительна: там можно обойтись маломощным радиоканалом - например, при опознавании “свой-чужой”. Решение второй задачи обеспечивается, главным образом, созданием манипуляторов (например, роботов-сапёров), управляемых человеком, которому в этом случае необходимо предоставить достаточно качественный видеотракт для осуществления дистанционных манипуляций в опасной зоне. Наконец, третья задача заключается в том, чтобы робот реагировал на самого человека либо его поступки, для чего зрительная система робота должна быть максимально совершенной, чтобы обеспечить функционирование сопряженных с ней систем распознавания образов, жестов, движений и т. п.

 

Все три группы робототехнических систем присутствуют на российском рынке, выполненные на базе как зарубежных, так и отечественных разработок - и “ТКТ” на своих страницах о них много рассказывал. При этом важно, что можно действительно говорить о настоящем рынке робототехнических видеосистем (РТВС) в России - другое дело, что необходимо уточнить структуру этого рынка, для чего полезно сравнить его с зарубежными рынками РТВС. Например, следствием гуманизации европейского общества стало то, что в германском Штутгарте, в Институте производственной технологии и автоматизации им. Фраунгофера созданы операционный робот для нейрохирургических и стоматологических операций, робот для протезирования конечностей, робот-сиделка для пожилых людей, способный готовить им еду, питьё и поддерживать с ними разговор. В российском же обществе, наоборот, высок накал агрессии и, как следствие, преобладают роботы оборонительно-милитаристского характера - от упомянутых роботов-сапёров (II группа РТВС) до систем фейс-контроля в комплексах охранного ТВ (III группа РТВС). Чтобы не быть голословными, приведём в качестве примера рекламку мобильных робототехнических комплексов СКТБ прикладной робототехники МГТУ им. Н. Э. Баумана. Основная сфера их применения - нейтрализация взрывных устройств, работа в условиях химзаражения, использование в спецподразделениях. К тому же нам и этих роботов не хватает: так, для Минатома получен из Германии робот для уничтожения химических и ядерных зарядов. А поскольку гуманизация нашего общества идёт с трудом (какие там роботы-стоматологи или роботы-сиделки, если даже обычные стоматологические поликлиники и молочные кухни закрывают с последующей отдачей их помещений клерикалам и коммерсантам), то следует ожидать появления на нашем рынке и боевых робот для самозащиты граждан. Конечно, все эти РТВС должны иметь надлежащий видеотракт.

“Военная” специфика российского рынка РТВС проявилась даже в том, что важнейшим документом, хоть как то регламентирующим разработку РТВС в России явился ГОСТ Р 51558-2000 с характерным названием “Системы охранные телевизионные. Общие технические требования и методы испытаний”. Парадокс, но именно в этом документе содержится много полезного для разработки роботов, поскольку в нём прописаны не только телевизионные, но и другие узлы. Подобная универсальность документа стала следствием обширности самой темы и даже послужила предметом для его критики, как не сумевшего объять необъятное. Например, на 10-й НТК “Современное телевидение” представители Серпуховского военного института РВ попеняли авторам данного ГОСТ, что он не в полной мере отражает специфику существующих и перспективных систем охранного ТВ и предложили дополнить существующую нормативную базу комплексом методик по испытаниям видеоохранных систем, исходя из опыта межведомственных испытаний образцов телевизионных средств наблюдения, разработанных для охраны объектов Минобороны. (Точности ради добавим, что хотя специалисты СВИРВ и оперируют здесь понятием “видеоохранные системы”, но наши читатели знают, что в этом институте занимаются и гораздо более сложными системами технического зрения.)

Серпуховчане, говоря о необходимости дополнить нормативную базу опытом ТВ-наблюдения на объектах Минобороны правы в том смысле, что высокие технологии целесообразнее испытывать в рамках решения конкретных задач - а они в нашей стране по-преимуществу боевые. Ведь понятие “системы охранные телевизионные” само по себе достаточно бессмысленно, поскольку в значительной степени дискредитировано малоэффективной практикой их применения.

Аналогично, дискредитировано и понятие “фейс-контроль”, поскольку считается, что это функция гориллоподобных мальчиков, выворачивающих карманы и сумки у людей при входе куда-либо. На самом деле таких фейс-контролёров правильнее одеть в камуфляж и отправить в “горячие точки”, ибо смысл фейс-контроля в ином - в корректном переводе с английского слова “control”, означающего, прежде всего, “управление”. То есть, “face-control” - это функция электронно-оптической системы, основанная на распознавании лица и включении, на основе этого распознавания, того или иного исполнительного механизма - например, механической ноги, обутой в кирзовый сапог, пинком которой нежелательный посетитель вышвыривался бы прочь.

Но возможна ли постановка предельно универсальной и в то же время конкретной задачи для РТВС, чтобы результаты испытаний оказались максимально исчерпывающи? И здесь снова обратимся к опыту Sony, создавшей такую вершину видеотехнологий, как электронный кинематограф. Каково будущее у электронного кинематографа - вопрос дискуссионный, но на пути к его созданию корпорации удалось достичь такого высокого потенциала, от которого она теперь сможет “отщипывать” столько, сколько нужно для создания всевозможных роботов коммерческого назначения.

Такая сверхзадача для видеотрактов робототехнических систем хотя нигде напрямую и не сформулирована, но отчетливо просматривается, если проанализировать ведущиеся в этой области разработки: конструкторы стремятся, чтобы робот, взаимодействия с людьми, превзошел их самих по части предупредительного отношения к человеку - то есть, стал идеальным слугой наподобие тех, что описаны в средневековых романах. В повести С. Лема “Возвращение со звёзд” герой, общаясь с обслуживающим его механизмом, порадовался: “... и этой моей неосведомлённости робот не удивился. Мне всё больше нравились роботы”. Действительно, вспомним, как презрительно реагирует на малейшие наши промахи обслуживающий персонал, сколько им ни дай “на чай”.

В идеале такую задачу действительно можно решить только с помощью съёмочных средств, разрабатываемых для электронного кинематографа: только они обладают необходимыми техническими возможностями (по разрешению, цветопередаче и пр.), чтобы уловить малейшие штрихи мимики и жестов, за которыми кроются те или иные эмоции, желания, намерения, неуловимые собеседником-человеком. Но на практике, в силу того, что достаточно интеллектуальные алгоритмы распознавания еще не разработаны, в РТВС применяются видеокамеры, адекватные по параметрам камерам охранного ТВ: так, в андроиде SDR (Sony) установлена полудюймовая ПЗС-камера с разрешением 180000 пикселей - этого достаточно для работы с существующими программами распознавания образов (например, минимальные требования технологии распознавания лиц Facelt - 8-бит глубины изображения и 320 х 240 точек разрешения).

Но в данном случае не так уж важно, насколько совершенны системы распознавания лиц хозяина и членов его семьи, вмонтированные в первых поступивших в продажу андроидов, киберсобак и т. п. Важен сам факт того, что такие системы вмонтированы и массовый покупатель готов за них платить. Это - хитрый и психологически точно выверенный коммерческий ход. Дело тут вот в чем. Мы общались как с российскими, так и с зарубежными поставщиками систем распознавания образов и никто из них не смог привести примера покупки такой системы частным лицом (допускаем, что такие случаи есть, но они явно единичны), да и предприятие трудно убедить её приобрести. Теперь же, посредством роботов-игрушек полицейская по существу технология распознавания образов получает широчайшее распространение в повседневной жизни обывателей, которые, де-факто, начинают проплачивать дальнейшие НИОКР по распознаванию образов. Тем самым значительно ускорится появление тех самых высокоинтеллектуальных алгоритмов распознавания мимики и жестов, ради которых зрительную систему роботов придётся усовершенствовать до уровня электронного кинематографа.

Но даже сегодняшних систем распознавания образов, которыми оснащаются современные домашние роботы, достаточно для выполнения ими полезных функций. Обращает внимание то, что рабочее разрешение таких РТВС адекватно разрешению ТВ-картинки, обеспечиваемой действующими стандартами вещательного ТВ. По телевидению непрерывно идут новостные и другие сюжеты с комментариями к негативным поступкам тех или иных людей (причем, за юридическую чистоту таких комментариев несут ответственность дающие их телевизионщики). Записывая через аналитический фильтр все эти телепередачи на ПК, можно составить видеодосье сомнительных типажей, с которым домашний робот будет сверяться по беспроводной связи, увидев незнакомца, приближающегося к жилищу.

 

Прецизионное распознавание должно базироваться на стереоскопическом (то есть, квазичеловеческом) компьютерном зрении - о нижегородских разработках на эту тему “ТКТ” рассказывал. Фирмы оптического профиля ведут в области “стереовидео” масштабные исследования и результатом одного из них стал стереообъектив для цифровой видеокамеры Canon XL1. Стереосъёмка в этом случае осуществляется не как обычно (синхронно двумя параллельными камерами), а одной камерой, снимающей поочерёдно кадры для левого и правого глаз с частотой 1/60 с; разделение осуществляется при помощи ЖК-затвора.

 

Напрашиваются оргвыводы, если сравнить вышеописанный стереообъектив и дизайн зрительной системы робота Бендера из мультсериала “Футурама”. Этим сходством во многом объясняется оглушительный коммерческий успех подобной кинопродукции: просто её создатели - эрудированные люди, не брезгующие, в отличие от большинства российских “творцов”, интересоваться научно-техническими достижениями. С другой стороны, очевидно, что по этой же причине многие киношные роботы несут в себе черты реальных прототипов. Например, робот-бармен из блокбастера “Пятый элемент”: его головной интерфейс нетривиален, поскольку отражает специфические задачи, которые должен выполнять робот-бармен или робот-официант - тоже востребованное направление робототехники. Известно, что в модных ресторанах пошли по пути отказа от меню - официант должен угадать, чего посетитель подсознательно желает. Но таких официантов в мире - считанные единицы, как и вообще людей с обострённой интуицией. На остальные же пищеблоки таких официантов не хватит, а обычных официантов лучше бы вообще не было - отсюда неизбежна роботизация. Первый шаг уже сделан: рюмка с датчиком, сигнализирующим по радиоканалу в бар, что её содержимое иссякло. В данном случае поговорка “Истина в вине” обретает истинный смысл: контроль за расходом алкогольной продукции. Борьба с воровством персонала - важное направление ресторанной роботизации: так, российский программный комплекс для предприятий питания “Квазар” позволяет свести мероприятия по контролю за расходом продуктов с 6-8 человеко-часов в день до 15 мин. Попутно “Квазар” собирает такую статистику по подаваемым блюдам, как их популярность у едоков. Вот эта статистика, в сочетании с компьютерной оценкой типажа каждого посетителя на базе визуальных шаблонов технического зрения, станет основой интеллектуального обслуживания в сфере общепита. При этом киберперсонал не будет навязывать, как это делают люди, личные вкусы - совсем как в “Возвращении со звёзд”: Если бы официант был человеком, я сказал бы, чтобы он принёс то, что предпочитает сам, но он был роботом. Ему было всё равно”.

Комплекс “Квазар” может служить прототипом и для учетно-статистического дела в киновидеобизнесе. В 1997 г. уже был опубликован проект роботизации видеопроката, основанный на обработке предпочтений российских киновидеорецензентов, отражавших вкусы разных категорий зрителей. Среди рецензентов встречаются люди талантливые и тонко чувствующие, способные обратить внимание потенциального зрителя на самые выигрышные моменты даже самого никчемного фильма. Подобные рецензии, сопровождаемые соответствующими кинофрагментами должны были, согласно проекту, быть заведены на справочно-информационные терминалы в пунктах реализации видеопродукции - и покупатель, в соответствии со своим настроением, выбирал бы фильм “по душе”, а не по бессмысленной картинке на обложке видеокассеты. Очевидно, что продажи видеопродукции при этом существенно возросли бы, причем велась бы статистика продаж - и именно этим проект не понравился тогдашним королям российского видеобизнеса, поскольку он сделал бы всю индустрию “прозрачной”, лишив их больших неучтённых прибылей. Изменилось ли что-нибудь с тех пор? Приведём пример из практически этой же сферы, показывающий, что цивилизация встречает упорное сопротивление.

Речь идёт о системе контроля радиоканалов и телевизионных звуковых каналов на предмет соблюдения ими авторских прав, разработанной в Санкт-Петербурге. Мы поинтересовались у разработчиков, пользуется ли их продукт спросом? Да, ответили нам, но только у зарубежных (даже у латиноамериканских) авторско-правовых организаций. В России же не было ни одной продажи, несмотря на то, что информация о системе была отправлена в организации по защите авторских прав - оттуда попросту не пришло ни одного ответа. Что понятно: роботизация охраны авторских и смежных прав оставит не у дел армию высокооплачиваемых посредников, чиновников и прочих деятелей, не приносящих, по существу, никакой пользы. Впрочем, ничего страшного нет: после вступления России в ВТО к нам придут те же латиноамериканцы и роботизируют авторско-правовые отношения.

Есть ли непосредственная связь между невысокой степенью роботизации российских студий и невысоким коммерческим потенциалом российской экранной продукции? Об этом лучше спросить тех наших режиссёров, которые отдали бы любые деньги, лишь бы избавиться от отсебятины телеоператоров, видеоинженеров и прочих непризнанных гениев, постоянно стремящихся научить режиссёра жизни. Множество невоплощенных творческих замыслов удалось бы воплотить, если бы режиссёр имел возможность посредством интеллектуальных интерфейсов (таких как распознавание речи, визуальные шаблоны и пр.) отдавать распоряжения непосредственно съёмочному, осветительному и другому оборудованию. Так или иначе, дело к этому идёт, пример чему - разработки Fujinon в области цифрового сервоуправления объективами для роботизированных студий. Перечислим ряд возможностей сервосистем Fujinon (по каталогу D&K):

- дистанционное управление зумом, фокусом и диафрагмой через последовательные цифровые линии связи;

- раздельные установки для управления масштабированием и фокусировкой для случаев, требующих быстрого переключения съёмочных планов и параметров, а также для точной коррекции фокусного расстояния объектива;

- компенсирующая функция, позволяющая синхронизировать работу зума при работе с фокусом, что позволяет сохранить необходимый угол поля зрения;

- быстрое управление фокусом и зумом путём нажатия единственной кнопки;

- выбор путём удержания кнопки необходимой скорости масштабирования;

- система внутренней фокусировки, позволяющая избежать эффекта изменения размера изображения, возникающего из-за смещения оптической оси в момент наведения фокуса.

Чисто экономический вопрос: вскоре что будет выгоднее российскому дистрибьютору систем подобной сложности - надеяться на покупку их нашими студиями, либо искать таких покупателей, как Волгоградский сельскохозяйственный технический университет, сделавший робота-колхозника, а также другие быстро оперяющиеся создатели РТВС? Как, в частности, поступила Sony, открывшая для себя нишу робототехники, почувствовав признаки структурного кризиса в медийной сфере? При этом российские продавцы высокотехнологичного студийного оборудования в значительно худшем положении, чем зарубежные поставщики, поскольку продвигают “англоязычную” технику на рынок, где знание английского хромает. Даже если какой-то объём документации переводится на русский, это - капля в море, поскольку возникают тысячи вопросов, ответы на которые требуют интенсивного общения по-английски (в том числе, по Интернету), плотных контактов с фирмой-разработчиком, чтения специальной литературы, спецсловарей и т. п. Сложное ТВ-оборудование выпускается для того, чтобы оно само себя окупало и приносило студиям прибыль - что, как правило, и происходит в странах, где оно выпускается. У нас же языковой барьер влечет за собой слабость технической и информационно-консультационной поддержки и сложное оборудование, в большинстве случаев, используется лишь на несколько процентов от заложенных в него возможностей. То есть, налицо упущенная прибыль, покрываемая за счет государственных и “спонсорских” дотаций и кредитов и прочих первобытных способов, которые, конечно, могут продлить агонию этого псевдокиновидеопроизводства, но не помогут создать коммерческую продукцию на современном уровне.

Такая ситуация продлится вплоть до того, пока студийный парк не начнёт оснащаться “русскоязычным” оборудованием, включая программное обеспечение. Во всяком случае, в том, что связано с роботизацией студий, перспектива есть. В частности, что касается интеллектуальных интерфейсов, способных взаимодействовать с системами сервоуправления, то в МИРЭА разработан аппаратно-программный комплекс для исследования быстродействующих следящих систем, оснащаемых интеллектуальными регуляторами. Программный модуль привода реализуется в виде исполняемого файла, который автоматически собирается на основе данных модели Matlab, синхронно передаётся в контроллер и выполняется с последующей передачей на инструментальную машину данных о процессах в контролируемых точках. В рамках проектирования подобных систем разработаны сценарии процедур автоматического синтеза интеллектуальных регуляторов, библиотека моделей для построения интеллектуальных приводов, драйверы платы управления приводами, сценарии автоматической сборки и выполнения приложений реального времени на основе данных моделирования. Благодаря разработанной на основе уравнений многосвязного объекта модели возможна имитация заданного изменения электромеханической постоянной времени. То есть, фактически, автоматизированные студийные пьедесталы, применявшиеся в 70-х годах в “Останкино”, сегодня можно было бы возродить на качественно новом механико-математическом уровне. ТВ и кино - перспективный рынок и одновременно полигон для предприятий российского ВПК и те из них, кто сегодня развивает робототехнику, обязательно на него придут.

Значительная доля инвестиций в РТВС сегодня связана с развитием беспроводной мобильной связи для их подключения. Таким образом, с точки зрения схемотехники киберсобаки и андроиды - это будущие ходячие, ползающие и тому подобное веб-камеры. Изюмина здесь в том, что это будут веб-камеры с функцией, как уже говорилось, распознавания образов - чего нет в традиционных стационарных веб-камерах, оснащаемых, максимум, детектором движения. Вот так, наконец-то, мир реально входит в эру развёртывания глобальной сети повсеместного видеонаблюдения посредством домашних роботов (игрушек, слуг, охранников и т. д.). Сегодня тотальному сетевому видеонаблюдению противостоят определённые слои политиков и общественных деятелей, но в том-то и дело, что разрабатываемыми сетевыми технологиями будут попросту обойдены запреты существующих общественных институтов. Сеть нового поколения, начатая разрабатываться 10 лет назад в рамках Европейской организации по ядерным разработкам и получившая название Semantic Web (“Смысловая Сеть”) должна обладать такими качествами, как самоорганизация и самораспространение.

Решение задач по проекту, для которого стали создавать Semantic Web, потребовало создания систем, способных управлять сверхбольшими объёмами информации и теперь это вылилось в установление связей между теми или иными документами, имеющими отношение к человеческой деятельности - то есть, именно то, что надо для распознавания лиц в масштабе всемирной сети видеонаблюдения. Но есть еще одна проблема в организации широкомасштабного поиска видеоматериалов - их редактирование, описание, индексация и т. п. Сегодня поиск ресурсов затруднён из-за параллельного употребления множества различных языков описания, каждый из которых располагает ограниченными возможностями - отсюда невозможность достаточно корректной формулировки запросов для поисковых систем. Введение в строй ряда машинных языков (способных корректировать запросы), которые будут взаимодополнять друг друга, станет основой Semantec Web. Всё вместе это послужит прототипом всеобщего сетевого языка PULL (Powerful Universal Logic Language) как средства интеллектуального взаимодействия РТВС.

 

Практическим примером одной из первых РТВС для мобильного сетевого видеонаблюдения может служить американский робот-репортёр Afghan Explorer, предназначенный передавать с линии огня изображения и звук. Только вместо электронной системы распознавания образов в нём работает живая - журналисты телестудии, для которой робот делает репортаж. Четырёхколёсный тележурналист работает на солнечной энергии, имеет спутниковую навигацию и обменивается данными по Интернету. Нам в контексте статьи важно обратить внимание на такую деталь: съёмка ведётся на две веб-камеры, находящиеся наподобие человеческих глаз на удалении друг от друга. Конечно, учитывая применение робота в условиях боевых действий, две камеры нужны для резервирования, но, в то же время, угадывается и американская традиция внедрять стереоскопическое зрение, которое, в сущности, тоже обеспечивает резервирование - то не “железа”, а “картинки”. В подтверждение приведём результаты испытаний, проведённых фирмой “Система” для разных моделей камер видеонаблюдения. На правом рисунке показано, как в случае нахождения источника засветки по центру поля происходит компенсация расплывания заряда (антиблюминг) по поверхности матрицы при пересветке отдельных участков изображения. При пересветке отдельных элементов матрицы потенциал канала уменьшается настолько, что заряд начинает перетекать в соседние элементы - на изображении это проявляется в виде вертикальной “тянучки” ярких деталей изображения. А на левом рисунке видно, как в случае нахождения источника засветки по краю поля происходит компенсация заднего света (речь идёт о способности видеокамеры управлять АРУ и электронным затвором не по всей площади экрана, а по его центральной части, снижая тем самым влияние ярких участков на общее качество изображения; в ряде моделей дорогих видеокамер управление электронным затвором происходит по некоторым выбираемым зонам кадра, что обеспечивает наилучшее качество изображения). Из этих двух рисунков очевидно, что при наличии двух управляемых видеокамер можно в экстремальной ситуации сильной засветки (либо локальной помехи и т. п.) восстанавливать достоверное изображение путём обсчета двух “дефектных” изображений, снятых под разными ракурсами.

Юридические аспекты использования РТВС применительно к нашей стране, видимо, интереснее всего рассмотреть с точки зрения употребления их в целях личной самозащиты. В принципе, акценты здесь достаточно верно расставил фильм “Берегись автомобиля”, где следователь говорит, что капканы (а капкан - древнейший прототип боевого робота) на живого человека ставить нехорошо. Действительно: государству удобно утверждать, что бандит - это человек и на этом фоне затруднять получение законопослушными гражданами огнестрельного оружия, чтобы они не причинили вреда драгоценным преступникам (ведь преступник - понятие растяжимое не только вширь, но и вверх). Поэтому у граждан зачастую остаётся единственная юридическая лазейка для эффективной самозащиты - завести бойцовую собаку: всегда можно сказать, что, мол, откармливал бультерьера в декоративных целях, а то, что собачка перекусила горло вооруженному бандиту (либо наоборот - маленькому ребёнку) - так это дикие инстинкты, за которые владелец не в ответе. И если подобная простота нравов у нас возможна в отношении бойцовых собак, то сойдёт и для боевых роботов: можно будет сказать, что арбалет был встроен в него для спортивных соревнований, а то, что стрела влетела чужому дяде в глазик - так это сбой в программном обеспечении и все претензии к Биллу Гейтсу. Тот факт, что за рубежом ширится размах спортивных соревнований среди роботов разных типов - это, как раз, подготовка к созданию прецедентов неподсудности, учитывая сколько “боевых” видов спорта существует в человеческой среде. Создание таких прецедентов необходимо для того, чтобы усыпить общественное мнение, выпустив боевых роботов на рынок под видом роботов-спортсменов.

Отсутствие четкой правовой поддержки робототехническим системам как средству личной самообороны становится экономическим тормозом. В частности, не получается полнокровно развивать такое направление, как “интеллектуальный дом” (ИД). Казалось бы, ИД входят в моду: им посвящаются выставки, рубрики в журналах и даже специальные издания - но всё это не носит характера коммерчески успешной индустрии. И причина этому названа в одном из российских специализированных журналов, посвященных строительству ИД: что подверженность таких домов проникновению злоумышленников влечет за собой утрату большей части привлекательности ИД. Минимизация же риска, говорится далее, возможна лишь “путём повышения правовой культуры населения и улучшения работы правоохранительных органов”. Понятно, что под такой “бизнес-план” мало кто согласится дать деньги.

Конечно, инфраструктура ИД подразумевает системы охранного ТВ - но если эти важнейшие средства жизнеобеспечения не являются интеллектуальными, то в чем смысл интеллектуальности жилищ - не в управлении же отоплением и вентиляцией? Допустим, к видеоглазку охранной ТВ-системы подходит человек в форме и показывает в него удостоверение. Ну и что? Ежедневно криминальная хроника рассказывает о похождениях аферистов, карманы которых набиты фальшивыми удостоверениями всевозможных спецслужб. Следовательно, домашняя система охранного ТВ должна иметь функцию распознавания образов, чтобы сличить фото на удостоверении и проверить, в соответствии с имеющимися в БД шаблонами, подлинность удостоверения (примерно по тому алгоритму, что описан в повести В. Богомолова “Момент истины”). Кроме того, недостаточно просто послать сигнал на пульт вневедомственной охраны: необходимо, чтобы интеллектуальная видеосистема адекватно оценила характер вторжения, чтобы было ясно - нужен взвод ОМОН или достаточно участкового. Потому что оснастить, согласно английской поговорке “мой дом - моя крепость”, ИД средствами роботизированной активной обороны в нашей стране вряд ли будет разрешено всем подряд: государство не откажется от монополии на удовольствие лично защищать подданных.

И вот тут мы подходим к главному в развитии РТВС. Оно в следующем: да, чудесно, пусть оружие находится исключительно в руках государства, но именно государства, а не отдельных исполнителей - в силу засилья фактора, известного в юриспруденции как “эксцесс исполнителя”. Это когда милиционер в Кузьминках стреляет (и правильно) в бросающихся на него бойцовых собак, но промахивается и убивает их хозяйку; когда саудовские коммандос освобождают от террористов самолёт, но по рассеянности убивают нашу стюардессу; когда в Афганистане авиация США бомбит свой же спецназ - и этот перечень бесконечен. А если смотреть ТВ-новости каждое 2 августа, в день воздушных десантников, то встаёт вопрос о вменяемости медкомиссий, допускающих подобных “защитников” к получению огнестрельного оружия.

 

Всё это полвека назад предвидел писатель Г. Гаррисон, выведший в рассказе “Полицейский участок “Марс” прототип идеального “человека с ружьём”, проиллюстрированный художником Г. Ковановым: выдвижной безоткатный пистолет калибра 75 вмонтирован между глазниц, поэтому оборудование робота-полицейского не в голове, а в туловище. Писатель предсказал как необходимость стереоскопической зрительной системы, так и то, что оружие должно находиться на одной вычислительной оси с ней - чтобы не тратить вычислительные ресурсы бортового компьютера на обсчет внешней баллистики. Сбылся прогноз и относительно рук и ног: робот Asimo (Honda) ходит со скоростью 1,6 км/ч и способен подниматься по лестнице; кисти рук имеют силу захвата по 0,5 кг.

Точности ради следует отметить, что на выставках спецтехники чисто боевые роботы нам пока не встречались - но в то же время разработчики всё чаще говорят о роботизации боевой техники, подразумевая минимизация участия человека в управлении боевыми машинами. И это доказывает, что все новейшие разработки в области робототехники немедленно внедряются в военных отраслях - в полном соответствии с законом, сформулированным писателем К. Воннегутом: “Над чем бы ученый ни работал, у него в итоге обязательно получается оружие”. Перефразируя, можно сказать, что боевые роботы - конечная цель всех роботостроительных фирм (и симптом этого - насыщенность подобными персонажами современной западной кинофантастики). Так, в Японии придумали программу, расшифровывающую значение звуков, издаваемых собакой. И можно не сомневаться, что расшифровка звуков агрессивного оттенка будет использована для защиты человека от внезапного нападения собак - возможно, при помощи спецсредств, вмонтированных в тех же безобидных киберсобачек. Это пример того, как аудиотехнология подстраховывает видеотехнологию, поскольку на основе одних только визуальных шаблонов невозможно однозначно отличить агрессивное поведение от неагрессивного: видимо, понадобятся датчики других диапазонов волн и видов излучений.

Как пример использования других видов излучения для идентификации внутреннего состояния человека можно назвать съёмочную камеру ИК-диапазона, способную отслеживать незначительные изменения температуры участка кожи вокруг глаз, являющиеся реакцией организма на ложь, произносимую его хозяином. Аппаратура фиксирует изменение температуры на 0,025 град. Цельсия, что позволяет обнаружить ложь примерно в 83% случаев против 70% эффективности детектора лжи - при этом “дознание” может производиться на расстоянии и незаметно для испытуемого.

 

Основное ноу-хау данной разработки, очевидно, в фиксации столь малого изменения температуры, что является проблемой для тепловизионных систем. Например, портативная тепловизионная система Thermacam фирмы Flir Systems имеет меньшую температурную чувствительность, но когда эта чувствительность удастся увеличить до вышеуказанной величины, камера получит более широкое распространение. Потому что схема, по которой она работает, позволяет получать два идентичных изображения - в видимом и инфракрасном диапазонах (на рисунка видно, как можно не только определить аварийный участок на предохранительном щитке, но и рассмотреть маркировку аварийного элемента).

Дублирование “видимого” изображения его “невидимым” двойником (на котором проявляются скрытые физиологические реакции организма применительно к той или иной ситуации) представляется перспективным направлением развития интеллектуальных РТВС. Дело в том, что не очень реалистичными выглядят идеи, будто можно так натренировать интеллектуальную видеосистему, что она по оттенкам мимики сможет предугадывать поведение незнакомого человека - хотя вполне допустимо, что, по мере развития нейронных сетей, длительный тренинг нейросети на лицо одного и того же человека сделает её способной читать мысли по его лицу. Тогда данные, полученные в результате таких тренингов, можно будет запротоколировать в виде электронных физиономических досье каждого человека и у систем видеонаблюдения, работающих в видимом диапазоне, останется лишь одна задача - на 100% достоверно идентифицировать человека (над чем, собственно, сейчас и трудятся разработчики подобных систем). После этого полученное через Сеть физиономическое досье станет основой для обслуживания индивидуума вышерассмотренным электронным официантом (либо наоборот - электронным полицейским).

Закономерно, что впервые именно в Японии в этом году начата всеобщая электронная паспортизация населения, в ходе которой каждому японцу предполагается присвоить индивидуальный цифровой номер. Электронный паспорт гражданина Японии будет включать лишь дежурные данные, но по мере интеллектуализации периферии компьютерных сетей неизбежно расширение паспортов в той мере, в какой это понадобится периферии для предоставления того или иного сервиса.

Например, развёртывание сети электронных референтов (способных на основе персональных данных по каждому клиенту фирмы более продуктивно взаимодействовать с ним - см. “ТКТ” № 2 за 2002 г.) уже стало возможным благодаря технологии GigaSTaR, предложенной немецкой фирмой Inova. Дело в том, что концепция электронных референтов предполагает развёртывание сети удалённых интерактивных дисплеев для взаимодействия с людьми, обращающимися за справками, услугами и т. п., которые будут с экранов предоставляться референтами, созданными средствами компьютерной графики. Проблемы здесь известны: пропускная способность и нагрузочная способность. Новая технология позволяет подключать ЖК-дисплеи на удалении от видеоконтроллера, оснащенного передатчиком GigaSTaR, без повторителей и усилителей на расстоянии до 100 м через медную пару и до 500 м через многомодовое волокно. Образуется двусторонний канал последовательной передачи для аудиовидеопотоков и другой цифровой информации с общей скоростью 1,32 Гбит/с. А благодаря тому, что каждый передатчик вырабатывает собственные синхроимпульсы, не связанные с внешней синхронизацией входного потока, устраняются эффект накапливания фазовых перекосов и дрожание фронтов сигнала - в итоге, число повторителей можно наращивать многократно, а, следовательно, наращивать длину линии связи. Кроме того, поскольку повторитель представляет собой пару “приёмник-передатчик”, объединённую параллельной шиной, он сам по себе может служить для подключения ЖК-дисплея, что позволяет наращивать и их количество без потерь в качестве картинки. То есть, практически всю Японию можно покрыть сетью дисплеев для интерактивного общения, трансляции фильмов, новостей, видеоклипов, получения справок и пр. - это ровно то, что прежде люди видели только в фантастических фильмах. А. П. Барсуков, журнал "ТКТ", № 10 за 2002 г. 

 

 

Для справки:

 

Формула мозга. В одной из лабораторий Ростовского университета идут последние приготовления к эксперименту: инженеры еще раз проверяют состояние «мозга» электронной собаки. Как будто все в порядке. Можно начинать.

Раздается сигнал — транзисторный Полкан настороженно подымает уши, мигает глазами-лампочками. Теперь попробуйте его испугать — кибернетический пес подожмет хвост и бросится наутек, как настоящий. «В последние месяцы нам приходится обращаться с ним особенно осмотрительно, — поясняют хозяева лаборатории, — мы научили его быстро реагировать на все то, что обычной собаке может показаться опасным, — выработали у него, как говорят физиологи, оборонительный рефлекс».

Этот лабораторный пес поддается дрессировке, он способен послушно исполнять разные приказы, как положено его живым смышленым сородичам. Правда, в одном отношении электронный двойник на них совсем не похож: его нисколько не раздражает соседство кошки. А между тем эта кибернетическая кошка — явная его соперница: она умеет не только реагировать на приказы и поведение хозяев, но и «чует» на расстоянии пищу и сама ее отыскивает...

Способности четвероногих роботов, населяющих эту лабораторию, удивляют не только непосвященных. У специалистов по кибернетике они вызывают большой интерес.

В чем же их преимущества перед другими электронными автоматами? И для чего вообще понадобилось физиологам конструировать автоматических собак и кошек?

Вот что рассказал корреспонденту журнала профессор Александр Коган, заведующий лабораторией, один из пионеров новой науки — нейрокибернетики.

— С недавних пор у конструкторов «думающих» машин появился опасный враг — «барьер надежности». Попытки усовершенствовать электронные устройства, приблизить их возможности к функциям живого мозга наталкиваются на серьезную преграду: автоматы, собранные из большого числа элементов — их количество достигает десятков тысяч, — порой работают безотказно лишь короткое время. Чтобы исправить положение, приходится снабжать электронные устройства аварийными — дублирующими системами.

Между тем живой мозг, который состоит из 15 миллиардов клеточных элементов, безотказно работает всю жизнь. Дело в том, что у мозга тоже существуют свои аварийные резервы: его клетки — нейроны — подменяют, когда нужно, друг друга. Причем каждый из нейронов может в случае необходимости наладить связь с тысячами других нервных клеток. Поэтому, если какая-то часть нейронов выходит из строя, мозг умеет обойтись и без них. Иное дело — кибернетическая машина. Там связи между электронными «клетками» ограничены и осуществляются лишь по определенной жесткой схеме. Поэтому стоит повредить один провод, соединяющий эти элементы, — и вся система перестает работать.

В нашей лаборатории уже несколько лет изучают законы взаимодействия нервных клеток мозга. Мы пришли к выводу, что эти законы могут быть частично выражены в точном виде с помощью математических средств — теории вероятностей и теории статистических решений. Чтобы проверить некоторые «формулы мозга», решено было создать несколько моделей. Так в нашей лаборатории появились электронные звери — кошки и собаки. Мы пытаемся создать кибернетическую систему, отдельные детали которой могли бы, когда это надо, заменять друг друга.

Такие устройства должны быть во много раз надежнее обычных кибернетических машин. Но дело не только в этом. Их «мыслительный» аппарат более гибок, способен к самоорганизации, то есть в нем с большей полнотой удается имитировать самые ценные качества мозга. Мы предполагаем, что на основе новых принципов можно будет создать «думающие» механизмы, намного превосходящие по «сообразительности» своих традиционных собратьев.

Несколько слов о значении подобных исследований для медицины. Известно, что некоторые заболевания сердца и сосудов, многие виды психических расстройств до сих пор плохо поддаются лечению из-за того, что мы недостаточно знакомы с тонкими механизмами работы мозга. Поэтому попытки выразить эти механизмы языком цифр и воспроизвести их на кибернетических моделях являются в то же время поиском рекомендаций врачам. Из сборника "Эврика", 1967 год

ЭВМ: НА ПОДХОДЕ «ПЯТОЕ ПОКОЛЕНИЕ». В японском институте перспективной вычислительной техники продолжается разработка ЭВМ пятого поколения. Новый компьютер будет оперировать понятиями и другой нечисловой информацией. В конечном итоге должна быть создана ЭВМ с тысячью процессоров, производящая около миллиона логических операций в секунду. Важной ее особенностью будет наличие запоминающего устройства не только в каждом процессоре, но и общего, через которое осуществляется связь между ними. Уже создан прототип машины, в составе которого 64 процессора; разработана также ЭВМ «Дуалз», способная читать и интерпретировать тексты на японском языке и отвечать на ставящиеся по тексту вопросы. Для того чтобы ответить, например, на вопрос: «От чего зависит дальнейшее существование человека на Земле?» — машина затрачивает 10 секунд. При этом один из ее модулей определяет, что человек живет на Земле, второй находит объект, связанный со словом «зависеть», а третий составляет ответ. Журнал "ЭХО ПЛАНЕТЫ", № 13, 1989 г.