interesnaya-mekhanika by Andrew Pintusov

живая информация КАК ЭТО РАБОТАЕТ

ЛЮДИ ИДЕИ ТЕХНОЛОГИИ

часть иллюстраций продублирована видеофайлами на

№5 (13) май 2010

* 9,90 37864

ПОДПИСНОЙ ИНДЕКС

грн

*Рекомендованная цена

Ракетный мини-вертолёт

Dragonfly DF1 ИНТЕРНЕТ ИНТЕРФЕЙС

SKINPUT

извлекает данные на руке человека

через освещение

Пентагон выпустил на рынок

ТАЙНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ

съедобное спецсредство

Концепт 3R-C

Беспроводное электричество технология WiTricity

100 кВт в одной коробке

ТРЕХКОЛЕСНАЯ ПРЕМЬЕРА от Honda

HooAH!

ÍÎÂÛÉ ÈÑÒÎ×ÍÈÊ ÝÍÅÐÃÈÈ

ÃÎÐÞ×ÈÉ Ë¨Ä

НОВИНКА!

Личные истории автовладельцев ½Í ÉÇ É¼ Á ÎË È» Æ É¼ »

ÃÆ ÚÐ ¾ ¿À À

ÌÍ × ÒÍ É ÊÉ ÒÃ

ÉÃÐ Ç»ÓÃÈ»Ð

Ë»ÌÌÅ»Â» É Ì½ ÈÉÇÀËÀ ÀÇc ²ÍÉ Å»Å Ã ÊÉÒ

-BEB

ª¸ÂÆÁ ¹Ë¼½Ê ÅÆº¸× £

¨É½ÃÈÅ» ÌÀ¾É ¾ËÈ ªÉÅÎÊ»Ä

¥ ¥ È»Ì É¼Ç»ÈÖ½»ÙÍ È» ¬© ¨©§ § ¤ © § ¦ «µ ¦ ¦§ t «©¬ ¨§ ª¨¡ §¥ ¨ ª ² ´¤

5PZPUB "VSJT

r » Ê Ë À Æ ×

©ÊÖÍ ½Æ»¿ÀÆ×ÑÀ½ »½ÍÉÇÉ¼ÃÆÀÄ É ÅÉÍÉËÉÇ ¼ÉÆ×ÓÃÈÌÍ½É »½ÍÉÁÎËÈ»ÆÉ½ Í ÊËÉÌÍÉ ÇÉÆÒ»

¶«§ ¤ £§ ¦ ¸¨§¦ ¯ ®§«¸ µ ¬± ª¥ ·ª ¡ ¨§«¡© · ©¬£¡ ¡¡ ¦ ¡¦ ¨©¡ §ª¨§¥ ¡£ ¦¦ § ¯

)ZVOEBJ 5VDTP

4LPEB 'BCJB

¬ ¥¦§ § «µ ¡ ¶£§¦§¥¡°¦§ª ¢ ¸ ¤¸ «ª¸ ¦§ ¨©¡ ª§ª« ¤¸·² ¢ «§ ª§ © ¦¡¡

$)&3: &MBSB

§ © £ ¨¬«¡ ¦ ´¤§ ®§«¸ £ ¥§ ¨§¤§ ¦ § §±¤§ªµ

Í» Í×

ªÉ ¿À ÆÃ Ì× É

ÊÖ ÍÉ Ç s ÊÉ

ÆÎ ÒÃ ¾ ËÈ

, ОГО Р О НЕД СИВО, КРА РЕСНО Е ИНТ

ПОКУПАЙТЕ НА ЛОТКАХ,

ТАМ ЖЕ, ГДЕ ПРИОБРЕЛИ «ИНТЕРЕСНУЮ МЕХАНИКУ» !

ÑÎÄÅÐÆÀÍÈÅ

новости ..... 4 открытия

Физики нашли способ смотреть сквозь краску, бумагу и другие непрозрачные материалы ..... 11

дело техники

ЛЮДИ ИДЕИ ТЕХНОЛОГИИ

Ðåãèñòðàöèîííîå ñâèäåòåëüñòâî 16191-4663 ÏÐ, выданное Ìинистерством þстиции Украины 26.01.2010 года Ó÷ðåäèòåëü: Äанþк Ë.È. Ãëàâíûé ðåäàêòîð: Ñамоéлов À.Â. à/ÿ 5149, ã. Õàðüêîâ-144, 61144, Óêðàèíà. Ðåêëàìíûé îòäåë тел./ôакс (057) 754-84-82, (044) 599-37-76. E-mail: valera@tnc.com.ua Íомер составлен по материалам интернет-жóрнала MEMBRANA www.membrana.ru Èçäàòåëüñêèé ïðîåêò ãàçåòû «Èíòåðåñíàÿ ìåõàíèêà» îõðàíÿåòñÿ ÇÀÊÎÍÎÌ ÓÊÐÀÈÍÛ «Îá àâòîðñêîì ïðàâå è ñìåæíûõ ïðàâàõ». Íомер подписан в печать 31.03.2010 г. Èçãîòîâëåíî: ÔËÏ Äанþк Ë.È., Òел. (057) 754-84-82. Íаряд-заказ № ÈÌ-017. Òираж: 70110 Âåðñòêà è äèçàéí: тел.: (057) 751-47-04

ПОДПИСНОЙ

ИНДЕКС

3Ñтоимость 7 8подписки 6 –4 9.90 грн в месяц

Martin Aircraft начинает серийный выпуск летающих ранцев ..... 12 Автомобили будут ездить взводами без участия водителей ..... 14 Компании-гиганты открыли тайную электростанцию в коробке ..... 18 Ударим по рукам: интерфейс Skinput извлекает данные из кожи вон ..... 24 Ракетный вертолет нарастил мускулы c приемными родителями ..... 28 Нановолоконные лампочки радуют глаз правильным светом ..... 32 Машины с питанием от дороги впервые повезли туристов ..... 35 Обнаружено новое влияние материнского поведения на мозг ..... 38 Темная энергия и ОТО получили подтверждение вселенского масштаба ..... 39

секрет фирмы

IBM показала прототип оптического процессора ..... 40 Разработано сенсорное покрытие с квантовой начинкой ..... 42 Британцы скрестили рюкзак с автомобильным сиденьем ..... 44 Беспроводное электричество поразило своих создателей ..... 46

эврика

Физики заморозили воду нагреванием ..... 51 Разработана передача Интернета через бытовое освещение ..... 52 Алмазная проволока осветила путь к компьютеру будущего ..... 54 Фаги подвесили железные клетки в магнитном поле ..... 57

сетевое окружение

Уловитель жестов примерил облик черного куба ..... 60

здоровый интерес

Антимоскитный лазер устроил звездные войны в миниатюре ..... 64 Леденец BrainPort позволяет слепым видеть языком ..... 68 страдания тысячи добровольцев раскрыли правду о гене боли ..... 72

военные технологии

HooAH! Пентагон выпустил на рынок съедобное спецсредство ..... 76 Гигантские крысы находят мины по запаху ..... 79 Бесшумная тень ползет к врагу на электрическом брюхе ..... 86 Ученые представили последствия подрыва опасных астероидов ..... 90

технофетиш

сад-корабль чистит реки футуристическим образом ..... 92

ТОП интернет-угроз за последние 20 лет ..... 96 Интересные изобретения ..... 98

новости

Китай разрабатывает новый источник энергии – ГОРЮЧИЙ ЛЕД Один кубический метр горючего льда содержит 164 кубических метра обычного природного газа и предположительно содержит мало примесей – значит, при горении он будет выделять меньше загрязняющих веществ.

В сентябре прошлого года Китай обнаружил большой запас «горючего льда» в районе ЦинхайТибетского нагорья. Горючий лед – в сущности, замороженный природный газ – гидрат природного газа, и один из новейших источников энергии. Новые залежи, обнаруженные в Китае, открывают огромный источник, эквивалентный как минимум 35 миллиардам тонн нефти, этого достаточно, чтобы обеспечить Китай энергией на 90 лет. Ученые находили горючий лед на большой высоте на покрытых льдом плато, а также под водой в морских отложениях. Гидраты природного газа, по сути, представляют собой замороженный метан и воду, они могут буквально гореть, прида4

май • 2010

вая новое значение льду и огню. Исследователям еще предстоит глубже изучить новый вид топлива, перед тем, как его можно будет коммерциализировать. Департамент Энергетики сША также заинтересован этим вопросом, исследователи предполагают, что гидрат должен пройти через фазовое превращение и при таянии превратиться в метан и воду, перед тем как его можно будет эффективно сжигать. Если он будет таять сам по себе по мере нагревания земли, метан может быть высвобожден в атмосферу – а это может причинить еще больший вред, чем если его просто сжигать. Запасы горючего льда обнаруживаются по всему миру, но китайская разработка самая крупная.

NASA увидело жизнь подо льдами Антарктики Видео было отснято в декабре 2009 года. Похожее на креветку существо пожаловало в гости к ученым и с удовольствием «припарковалось» на тросе, по которому передвигалась видеокамера (кадр из видео NASA).

Амфипода семейства Lyssianasidae длиной около восьми сантиметров обнаружили под двухсотметровым слоем льда в западной части Антарктиды специалисты NASA. Нашли и очень удивились, ведь открытие меняет существующие представления о границах обитания высших форм жизни. Ученые проделали лунку диаметром 20 сантиметров в толще ледяного щита, расположенного в 20 километрах от открытого моря, чтобы посмотреть, что происходит под ним. «Мы были уверены, что ничего особенного там не увидим», – рассказывает один из авторов исследования Роберт Биндшедлер (Robert Bindschadler). В результате было заснято похожее на креветку существо, а чуть позже исследователи вытащили из воды щупальце, вероятно, принадлежащее медузе длиной 30 сантиметров. Вряд ли эти животные могли приплыть сюда издалека, полагают ученые.

Микроорганизмы способны жить в столь суровых условиях: несмотря на полное отсутствие солнечного света, они могут синтезировать себе «топливо» из химических соединений, растворенных в воде. А вот для более высокоорганизованных существ пищи здесь нет. По крайней мере, так биологи считали ранее.

Нынешнее открытие тут же навело ученых на мысль: если ракообразные живут под толстым слоем льда при температуре, близкой к замерзанию воды, то почему жизнь не может существовать, например, на Европе, спутнике Юпитера? Более подробно о своем исследовании ученые расскажут на очередном собрании Американского геофизического союза.

Биндшедлер и его коллеги фактически рассматривали каплю в море – вероятность случайного нахождения заплывших издалека существ очень мала. Именно поэтому обнаружение сразу двух животных столь поразило ученых. 2010 • май

новости

General Motors превратит лобовое стекло автомобиля в дисплей Показав прототип, джиэмовцы не смогли сказать, когда будет закончена полноценная система. Впрочем, по их словам, некоторые вспомогательные технологии появятся на моделях GM в ближайшем будущем. http://www.youtube.com/watch?v=Jp3EVu3AqGU&feature

сделать лобовое стекло интерактивной системой отображения целого массива данных и таким образом дополнительно обезопасить вождение машины – обещают специалисты подразделения GM R&D, университетов Карнеги-Меллона и Южной Калифорнии. В пресс-релизе концерн GM напоминает, что первым начал использовать технологию HUD (headup display) на своих автомобилях и мог похвастаться проекцией данных на лобовое стекло еще в 1988 году.

На стекле выделен системой край проезжей части, не видимый изза тумана. Картинка заставляет вспомнить «виртуальный кабель».

Пример того, как HUD может «подчеркнуть», к примеру, оленя, возможно, собирающегося выскочить на дорогу.

Правда, до сих пор показания спидометра, тахометра, навигационки и системы ночного видения демонстрируются лишь на части стекла. Однако новое поколение таких систем, убеждены в GM, должно использовать «лобовуху» целиком – в качестве большого прозрачного дисплея, на котором отображаются данные с сенсоров, камер и различных систем автомобиля. 6

май • 2010

Ожидается, что на лобовом стекле будут выделяться дорожные знаки, ограничивающие скорость.

Достичь этого можно, покрыв стекло слоем прозрачного люминофора, который излучает видимый свет (создает на стекле «пиксель»), когда возбуждается лазерным лучом.

Испытана вакцинация при помощи малярийных комаров Малярийные комары Anopheles stephensi обеспечивают проблемы миллионам людей ежегодно. Хотя насекомые и не опасны сами по себе, они распространяют малярийных плазмодиев и других паразитов. Японские ученые из медицинского университета Дзичи (Jichi) сумели приблизиться к реализации своей давней идеи борьбы с малярией при помощи самих комаров, ее разносящих – превратив насекомых в естественных вакцинаторов. Правда, пока эту технологию апробировали на другой, не менее опасной болезни. Ученым удалось вывести трансгенных комаров-переносчиков лейшманиоза, заболевания, вызываемого простейшими паразитами Leishmania. После вставки новых генов, управляющих слюнными железами, москиты начали сами вырабатывать вакцину от лейшманиоза, которую успешно и передавали при укусе жертве. Как показали опыты на мышах, иммунный ответ в этом случае создается организмом так же, как и при обычной прививке. «Когда комары, мошкара или клещи всасывают кровь, они передают многочисленных инфекционных агентов, в том числе малярийных – говорит ведущий автор исследования сигэто Есида (Shigeto Yoshida). – Постоянная нехватка эффективной вакцины означает, что контроль самих переносчиков заболевания становится решающим фактором.

К тому же непрерывные укусы, по логике, будут поддерживать высокий уровень иммунитета в течение всей жизни. Таким образом, насекомое из вредителя превращается в доктора». Такой способ вакцинирования теоретически уже вполне осуществим, хотя опытных «малярийных» образцов пока нет. Реализация проекта, впрочем, рискует натолкнуться на стену непонимания – по крайней мере в том виде, в котором оно возможно сейчас: бесконтрольное вакцинирование, не требующее согласия пациента и не имеющее постоянной дозировки.

2010 • май

новости

Новый дом сможет лечить себя после землетрясения Ни внешнего вида дома, ни параметров трещин, которые он будет в состоянии затянуть – авторы проекта не приводят. Первый коттедж, который сможет противостоять разрушению от землетрясения умеренной силы за счет достижений нанотехнологий, будет построен в Греции в 2010 году. Необычный проект разрабатывает Институт нанотехнологического производства университета Лидса (NanoManufacturing Institute – NMI), а также ряд других научных учреждений и компаний Европы. сразу следует подчеркнуть, что авторы нового дома предполагают совершенно новым способом придать ему повышенную стойкость к подземным толчкам, но, конечно, не абсолютную стойкость. Главное же – получивший некоторые повреждения дом сможет сам восстанавливать свою целостность и прочность. Правда, судя по описанию, речь идет о заживлении небольших трещин. Едва ли новая технология поможет в том случае, когда стены будут буквально складываться от мощных ударов. Тем не менее, подход британских специалистов по нанотехнологиям заслуживает внимания. 8

май • 2010

Ученые намерены ввести в состав бетона мириады полимерных наночастиц, разработанных таким образом, что под давлением они превращаются в жидкость, способную проникать в трещины, а затем – укрепляться, словно клей или бетон. В чем-то это похоже на самозаживляющуюся краску для автомобиля, только там не было наночастиц. По замыслу ученых, наночастицы должны стабилизировать несущую структуру дома после повреждений, полученных при землетрясении, тем самым повысив его сейсмостойкость и снизив риск серьезных разрушений. Один из лидеров проекта, профессор Терри Уилкинс (Terry Wilkins) из института нанотехнологического производства, поясняет, что здесь ученые едва ли не

впервые пробуют найти работу нанополимерам в изделиях столь большого масштаба. Уилкинс говорит: «Как только у нас появится оптимальный проект, мы могли бы быстро начать производство тысяч литров жидкости с наночастицами, добавляя ее небольшой процент к гипсовой смеси». Хотя ученые из университета Лидса будут играть ключевую роль в разработке нанотехнологического бетона, сам проект, оплачиваемый Евросоюзом, ведется под предводительством трансъевропейской компании Knauf, специалиста по строительным материалам, передает EurekAlert!, и включает в себя 25 партнеров. создание самозаживляющегося дома обойдется Евросоюзу в $18,6 миллиона.

Концепт прозрачного телефона – будущее сенсорных мобильных телефонов В настоящее время владельцы iPhone вряд ли обменяли бы свои драгоценные телефоны на что-либо другое, разве что на этот сногсшибательный Window Phone, концепт от дизайнера Сеунгана Сонга. Телефон будет фактически прозрачным, информация и изображения будут отображаться на поверхности в виде окна в форм-факторе в целом аналогичном iPhone. Поразительной особенностью данного концепта является способность изменять вид дисплея – стекла, которое совпадает с погодными условиями в вашей местности (например, солнечный день приравнивается к чистому дисплею, дождливый день обозначается капельками на вашем экране). Функции погодного экрана будут также интерактивными, позволяя вам нарисовать сообщение во время снегопада и мгновенно трансформировать в смссообщение. Конечно, у такого дизайна есть непрактичные моменты, но при сегодняшнем успехе смартфонов ясно, что некоторые итерации такого концепта телефона вероятнее всего увидят реальность в относительно скором будущем. 2010 • май

дело техники

техника, механизмы, электроника

Honda представила трехколесный электрокар

На восьмидесятом Женевском моторшоу, которое состоялось 4 марта, компания Honda презентовала одноместное транспортное средство о трех колесах – концепт 3R-C.

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

Прототип электрокара сильно напоминает мотоцикл – водитель сидит низко, а стеклянный колпак, полностью закрывающий кабину на парковке, во время движения превращается в ветровое стекло. 10

май • 2010

Лаконичный пресс-релиз сообщает, что электрический трицикл, разработанный миланской дизайн-студией «Хонды», – это компактный и маневренный горожанин, с низким центром тяжести и за счет этого высокой устойчивостью. По задумке авторов концепта, водитель 3R-C находится

как бы в ракушке, обеспечивающей высокий уровень безопасности. Хондовцы упоминают и защищающий от непогоды мягкий тент, неизвестно откуда берущийся и куда прячущийся. В передней части 3R-C также предусмотрен багажник. Более никаких деталей Honda пока не раскрывает.

дело техники

Такие материалы, как бумага, краски и биологические ткани непрозрачные потому, что свет, проходящий сквозь них, разброса по сложным и, казалось бы, случайным путям. Новый эксперимент, проведенный парижскими исследователями, показал, что и сквозь эти материалы можно «видеть».

Для того чтобы продемонстрировать свой подход, характеризующий непрозрачные вещества, исследователи для начала пропустили свет сквозь слой оксида цинка, который является общим компонентом белой краски. При изучении изменившегося в результате столкновения пути луча света, были выявлены численные модели, называемые матрицей передачи, которая включает более 65000 чисел, описывающих способ, в который слой оксида цинка изменил поток света. Затем исследователи смогли применить полученную матрицу к лучу света для прохода сквозь непрозрачный слой и сосредоточиться на другой его стороне. Кроме того, они измеряли

техника, механизмы, электроника

Физики нашли способ смотреть сквозь краску, бумагу и другие непрозрачные материалы

свет, выходящий из непрозрачного материала и использовали полученную матрицу для сборки образа объекта позади него. По сути, эксперимент показывает, что непрозрачный материал может служить высококачественным оптическим элементом, сопоставимым после настройки матрицы передачи с обычными объективами. В дополнение к способности света проникнуть сквозь бумагу или краску, методика открывает возможность того, что непрозрачные материалы смогут стать хорошими оптическими элементами в наноустройствах, на уровнях, где строительство прозрачных линз и других компонентов, является особенно сложным.

Об эксперименте сообщили в текущем выпуске журнала Physical Review Letters, который является основным предметом исследования Элберта ван Путтена и Аллард Моска из университета Твенте.

2010 • май

дело техники

техника, механизмы, электроника

Martin Aircraft начинает серийный выпуск летающих ранцев

Некоторые грезят о летающем ранце как о лучшем средстве для беспрепятственного преодоления автомобильных пробок. Изобретатели «джетпака» считают, что он также пригодится армии и службам спасения.

май • 2010

Представители новозеландской фирмы Martin Aircraft объявили о подписании соглашения с неназванной международной авиастроительной компанией о начале выпуска первых 500 серийных персональных летательных аппаратов.

http://www.youtube.com/watch?v=GAJOs3XkTYQ&feature

Наконец-то желающие полетать на дорогостоящей игрушке смогут заполучить ее в свободное пользование. Мы детально рассказывали о проекте летающего ранца Martin Jetpack и его реализации. Однако до сих пор речи о массовом распространении новинки не было. На сайте компании потенциальным покупателям лишь предлагалось «заполнить форму». Впрочем, любители со стороны все же могли полетать на «джетпаке», но только воспользовавшись услугами новозеландской компании Total Experience. По некоторым данным, каждый полет в октябре прошлого года обошелся «тест-пилотам» в кругленькую сумму (около $5000). Теперь же новинку начнут продавать всем желающим. Когда это произойдет, пока точно не известно. Но старт дан: $12-миллионный контракт подписан. И Martin Aircraft уже сейчас объявила цену будущего агрегата – £50 тысяч (или $76 000). Подъемную силу персональному летательному аппарату обеспечивает бензиновый двигатель, раскручивающий пару винтов. Тангаж и крен управляются одной рукой пилота, смена курса и тяга двигателей – второй. Кстати, Jetpack не слишком экономичен и лоялен к природе: он «поедает» около 40 литров топлива в час (что в

техника, механизмы, электроника

несколько раз больше, чем у средней легковушки). Напомним другие характеристики: ширина и высота агрегата около полутора метров, мощность движка 200 л. с., одного бака горючего хватает на 48 километров безостановочного полета (на скорости до 100 километров в час). В тестовых рейсах аппарат достигал высоты в 2400 метров. Отметим, что система оснащена множеством «предохранителей», обеспечивающих высокую безопасность полетов. Так как летающий ранец (к слову сказать, на ранец не очень-то и похожий) без пилота весит «всего» 113 кило, для полетов на нем нет необходимости получать специальную лицензию пилота, по крайней мере в Великобритании и США. Единственное, что нужно будет пройти потенциальному покупателю, – это курс подготовки от Martin Jetpack. Кстати, пока вес пилота ограничен верхней

планкой в 90 килограммов. «Для нас данный шаг очень выгоден с экономической точки зрения. Мы надеемся, что наш продукт станет не просто развлечением, но и поможет спасать жизни», – рассказывает глава компании Ричард Лаудер (Richard Lauder). Кстати, идея реактивных/ ракетных ранцев (к которым Jetpack относится постолькупоскольку) появилась еще в 20-х годах прошлого века. В 1960-е военные США взялись за ее разработку. Чуть позже появились разнообразные «вариации на тему»: аппараты Springtail, Skywalker Jets, Libelula, Jet Pack International и другие. Реальный коммерческий продукт обещали также выпустить создатели ракетного ранца Rocket Belt (обещанная цена – $250 тысяч) и его водного собрата JetLev-Flyer ($150-175 тысяч), но и те и другие массовыми продажами пока похвастаться не могут.

2010 • май

дело техники

техника, механизмы, электроника

Автомобили будут ездить взводами без участия водителей

Купе-кабриолет Volvo C70 несется по шоссе с приличной скоростью, а его водитель читает за рулем утреннюю газету, завтракает, разговаривает по телефону, печатает на ноутбуке, смотрит телевизор или даже спит. Он вообще не управляет машиной, но тем не менее чувствует себя в полной безопасности и более того – экономит топливо и заботится об экологии. Вот такая утопия может в Европе стать реальностью в течение десяти лет.

http://www.youtube.com/watch?v=xa_s8maX4YU&feature

Участие в колонне называют автономным вождением (autonomous driving), а «автопоезда» – взводами (platoons). Авторы проекта даже придумали новое слово – platooning. 14

май • 2010

Представьте движущуюся колонну из шести-восьми самых разных транспортных средств – легковушек, автобусов, грузовиков. Их владельцы занимаются вышеназванными делами, потому что доверили контроль над своими железными конями одному человеку – профессиональному водителю в головной машине.

Тот полагается не столько на свой богатый опыт, сколько на передовую технику, связывающую его «тягач» с другими участниками «конвоя» без каких-либо сцепок и проводов. Автомобили автономно следуют друг за другом, сами поворачивают, ускоряются и притормаживают. При этом состав колонны время от времени меняется: одни водите-

техника, механизмы, электроника

ли берут управление в свои руки и съезжают с трассы, другие присоединяются и «уступают руль». «Автомобильные поезда» создают специалисты из Великобритании, Испании, Германии и Швеции. Финансируемые в рамках Седьмой рамочной программы Еврокомиссии (FP7), они объединились в работе над проектом SARTRE (Safe

читься эффективнее распределять транспортные потоки, сократить время в пути, предоставить водителям больший комфорт, снизить расход топлива и уровни выбросов СО2. «Этот проект представляет собой уникальное сочетание технологий, навыков и опыта европейских промышленных и научных кругов с целью разра-

О том, что к движущемуся впереди автопоезду можно присоединиться, водитель узнает благодаря спутниковой навигации и передает сигнал о своем желании «стать вагоном» шоферу головной машины. Точно так же ему следует просигнализировать о намерении продолжить путь самостоятельно.

Road Trains for the Environment), стартовавшем в сентябре и рассчитанном в общей сложности на три года. Цели SARTRE – повысить безопасность движения, нау-

ботки безопасных и экологически эффективных автопоездов без необходимости инвестировать средства в изменения дорожной инфраструктуры», – объясняет координатор про2010 • май

дело техники екта Том Робинсон (Tom Robinson) из британской компании Ricardo. По его словам, SARTRE может запросто обойтись без внесения существенных изменений в сами дороги общего пользования. Например, датчиков в полотне магистралей, которые разработчики проекта считают

непомерно дорогими, точно не будет. «Пусть это звучит как утопия, но для реализации SARTRE нам не потребуются никакие фокус-покус-технологии, достаточно доработать и адаптировать уже существующие», – добавляет Эрик Кулинг (Erik Coelingh), представляющий интересы единственного в проекте автопроизводителя – шведскую корпорацию Volvo. На некоторых серийных автомобилях уже можно 16

май • 2010

встретить системы, контролирующие дорожную разметку и помогающие водителю держаться в пределах полосы. Есть еще, к примеру, активный радарный круиз-контроль, способный поддерживать заданную дистанцию и самостоятельно задействовать тормозную систему, если впе-

реди идущий автомобиль замедляет ход. существуют технологии обмена информацией между машинами, считыватели дорожных знаков и многоемногое другое. Инициаторам новой программы нужно лишь свести в единую систему эти и другие родственные технологии.

Когда одна из машин «отцепляется» от конвоя, другие автомобили тут же заполняют собой образовавшийся «пробел».

техника, механизмы, электроника

Следуя за головным грузовиком, автомобили оказываются в аэродинамическом мешке. По расчетам участников SARTRE, при движении в таком «следе» экономия топлива может достигать 20%.

В первую очередь SARTRE мог бы «превратить в пассажиров» владельцев легковушек, которые каждый день по одному и тому же маршруту преодолевают большие расстояния по автострадам. Вероятнее всего, услуги автопоезда будут платными, но порядок расчетов, как и возможную цену, еще предстоит определить. Прототипы автопоездов, оснащенные системой навигации, приемопередатчиками и соответствующими сенсорами, должны появиться на полигонах Великобритании, Испании и Швеции в начале 2011 года. Первый «конвой» будет включать в себя два грузовика и три легковушки. 2010 • май

дело техники

техника, механизмы, электроника

Компаниигиганты открыли тайную электростанцию в коробке

Продать товар первым клиентам за год-полтора до официального выхода на рынок – странный ход. Или гениальная реклама? Несколько компаний с мировым именем в обстановке если не строжайшей секретности, то таинственного молчания месяцами испытывали первую партию миниэлектростанций, официально представленных публике только 24 февраля нынешнего года.

http://www.youtube.com/watch?v=khK_QTWl5Nc&feature

Несколько скромных на вид «черных ящиков», трудящихся ныне в ряде калифорнийских городов, еще до официальной презентации на публике успели выработать в сумме 11 миллионов киловаттчасов, причем настолько эффективно, что сокращение выбросов парниковых газов от их работы было эквивалентно посадке миллиона деревьев. 18

май • 2010

Габариты «блумбокса» составляют 5,7 х 2,1 х 2 метра, а весит один такой «ящик» 9 тонн.

В этот день перед головным офисом eBay в сан-Хосе собралась примечательная компания: губернатор Калифорнии Арнольд Шварценеггер, бывшие госсекретари сША Джордж Шульц (George Shultz) и Колин Пауэлл (Colin Powell), один из основателей Google Ларри Пейдж (Larry Page) и, конечно, первые лица самой компании eBay. Они присутствовали на официальной церемонии, устроенной довольно молодой еще компанией Bloom Energy, с целью объявить: отныне в открытую продажу поступает ее инновационная разработка – компактная корпоративно-домашняя электростанция или, как говорит Bloom, «Энергетический сервер» (Energy Server) модели ES-5000, неофициально прозванный Bloom Box, если угодно, «цветочный ящик». сто киловатт – такова мощность одного «блумбокса». Вроде не так много, особенно если посмотреть на габариты и вес такого «шкафа». Но если говорить о среднем потреблении электроэнергии, то это будет источник на 100 частных домов или одно небольшое офисное здание на три тысячи квадратных метров. А ведь ES-5000 можно соединять в «пачки» по несколько штук, работающих согласованно. Главное же – для основы своей портативной электростанции авторы разработки выбрали не ДВс или турбину,

техника, механизмы, электроника

Основа Bloom Box – плоские топливные ячейки мощностью 25 ватт. Они созданы из керамических пластин, плюс ряд «хитрых» добавок, да еще там имеются электроды из дешевого металлического сплава. Деталей технологии компания, впрочем, не раскрывает. Эти ячейки стопкой монтируются в сборку мощностью 1 кВт. Сборки стыкуются в 25-киловаттные модули, а те, в свою очередь, в 100-киловаттные контейнеры Bloom Box.

а твердооксидные топливные элементы (SOFC). От топливных элементов других типов их отличает применение твердого (керамического) электролита, высокая рабочая температура (от 500 до 1000 градусов Цельсия), отсутствие дорогой платины и еще целый ряд привлекательных особенностей.

Что бросается в глаза – «ящик блум» выглядит очень громоздким по сравнению с лучшими автомобильными топливными элементами сопоставимой мощности, однако последние работают на чистом водороде, в то время как установка Bloom Box, как и все системы типа SOFC, по идее, способна переваривать лю-

Железный Арни далеко не впервые торжественно открывает экологические проекты. Так, к примеру, это автомобильные электрозаправки и тысячи солнечных крыш. 2010 • май

дело техники бое углеводородное топливо. Основным же горючим для этой установки служит природный газ либо биогаз. В первом случае Bloom Box выбрасывает в атмосферу на 35–40% меньше углекислого газа, чем обычная тепловая электростанция на газе (в расчете на каждый киловатт-час выработанной энергии), или на 67% меньше, чем угольная станция, а во втором (с биогазом) – и вовсе является углероднонейтральной системой. Кроме того, «энергосервер» Bloom рассчитан на непрерывную работу в режиме 24/7/365 в течение нескольких лет кряду, а мощные и компактные топливные ячейки, предназначенные для автомобилей, такое едва ли перенесут. При этом выхлоп токсичных соединений (монооксид углерода, оксиды азота и так далее) в новой установке очень мал. И ведь еще нужно учесть отсутствие потерь на переброску «домашней» энергии по промышленным сетям. Выгода для природы – налицо. А для владельцев? Тут не все так однозначно. SOFC не первый раз пробуют применить в такой роли, но детали каждой новой разработки – всегда свои. На пути к подлинной массовости встают довольно высокая цена и ряд других факторов не столько научного, сколько производственного характера. Заслуга 20

май • 2010

Несколько установок Bloom Box могут быть смонтированы рядом, формируя станции мощностью 400-1000 кВт или даже выше. Продукция Bloom Box, кстати, это трехфазный ток с напряжением 480 вольт и «американской» частотой 60 герц. Внизу: основной материал для построения ячеек напоминает песок, правее – одна «клетка» топливного элемента Bloom и мечта компании – города, освещаемые сетью локальных станций нового типа.

Bloom Energy – умный дизайн ячеек, рациональная организация производства и бизнеса в целом. И тут пора рассказать об основателе и главном ученом Bloom Energy. Топливными элементами мистер Кейар Шридхар (KR Sridhar) занялся еще много лет назад, будучи профессором Аризонского университета (University of Arizona). По заказу NASA он разработал компактную систему выработки кислорода, для поддержания жизни гипотетических колонистов Марса. система по сути представляла собой топливный элемент наоборот. Из этого проекта

позже и вырос шридхаровский вариант SOFC, основной материал в котором – кремний. «Основа нашей технологии – просто песок», – заявил Шридхар на церемонии в eBay. Но, разумеется, нужно было проявить немало изобретательности, чтобы обратить песок в столь интересные топливные ячейки. смысл же преодоления таких трудностей открывается не сразу, ведь в топливных элементах мы все равно «сжигаем» топливо, пусть и без обычного пламени. Дело в том, что полный КПД ES-5000 превышает 50% и по этому показателю Bloom Box

техника, механизмы, электроника

ES-5000 работает в параллельном режиме с внешней электросетью, так что не требует от потребителя выбора между одним и другим источником, добавка от «личной» станции идет автоматически. На снимке – производственный цех компании.

превосходит передовые стационарные дизель-генераторы, тоже работающие на газе. Да и миниатюрные газовые турбины, соединенные с генераторами, уступят топливным элементам в общей эффективности. Учитывая долгую непрерывную работу, такие параметры сулили заманчивые перспективы для будущих пользователей системы. Но сначала надо было найти средства на ее создание и запуск в серию. В 2002 году Шридхар сумел заразить своей убежденностью Джона Доерра (John Doerr) и Кляйнера Перкинса, руководителей крупной венчурной компании Kleiner Perkins Caulfield & Byers – проект миниэлектростанций Шридхара стал первым «подопечным» этой компании в области чистых технологий. Позже появились дру-

гие инвесторы. Новинкой заинтересовались и руководители нескольких именитых фирм. Первым клиентом команды Шридхара и одновременно испытателем продукции стала

компания Google, так что присутствие Ларри Пейджа на церемонии старта официальных продаж «ящиков» – было не случайным. Набор топливных ячеек общей мощностью 400 кВт в штабквартире Google в Маунтин-Вью был запущен еще в июле 2008 года. За первые 18 месяцев потребительского теста установка находилась в работе 98% времени и выработала 3,8 миллиона кВт/ч электроэнергии. Помимо Google в число «секретных» партнеров Bloom Energy, начавших сотрудничество до официального старта продаж «бокса», вошел и Walmart. Торговый гигант получил два набора «ящиков» по 400 кВт для двух своих магазинов в калифорнийских городах Ланкастер и Хемет в декабре

Стандартный Bloom Box (устанавливаемый, к слову, вне помещений) работает при температуре наружного воздуха от 0 до 40 по Цельсию, но за доплату компания предлагает комплект адаптации системы к более суровому климату. На фото – процесс доставки и монтажа мини-электростанции. 2010 • май

дело техники 2009 и январе 2010 года. сейчас эти системы покрывают 60-80% потребностей данных магазинов. Присоединился и Bank of America: комплекс на 500 кВт должен быть запущен в его офисе в соутерне летом 2010 года. А в случае со службой FedEx комплект систем Bloom Box на сумму в 500 кВт в калифорнийском Окленде заработал в феврале 2010 года. Наконец, 500-киловаттная установка компании Coca-Cola должна быть вскоре смонтирована на заводе компании в Динуба, опять-таки в солнечном штате. В «предстартовом пуле» – еще несколько компаний. среди них и eBay. Пять установок Bloom Box суммарной мощностью 500 киловатт в ее штабквартире были смонтированы еще в июне 2009 года. Работая на природном газе, они за первые полгода произвели 2,2 миллиона киловатт-часов, сократив «персональный углеродный след» компании eBay на 295 тонн. Церемония официального представления Energy Server от Bloom всему миру, о которой мы рассказали вначале, была приурочена к переводу этого самого комплекса на биогаз – первым среди «собратьевблумбоксов» пилотной партии. Так что теперь экономия выброса CO2 для eBay должна более чем утроиться. Но это обрадует лишь планету, а вот бухгалтеров компании радует другое. 22

май • 2010

Интересно, что Bloom Energy предусмотрела возможность удаленного, через Интернет, слежения за самочувствием каждой проданной ею мини-электростанции и внесения корректив в ее работу. Для самого клиента предусмотрен закрытый сайт, на котором он может видеть все текущие параметры и статистику работы установки. На снимке – «блумбоксы» в Google.

Рядки «ящиков» Energy Server от Bloom Energy в Walmart и FedEx.

техника, механизмы, электроника

Исполнительный директор eBay Джон Донахью (John Donahoe) рассказал, что к настоящему моменту пятерка «комодов» Bloom Box сэкономила его фирме $100 тысяч на счетах за электроэнергию. И тут стоит привести кое-какие оценки. Работая на обычном газе, ES-5000 производит электричество по цене 8-10 центов за киловатт-час. Покупка электричества «из розетки» обошлась бы владельцам установки в 14–15 центов за кВт/ч. Если же новоиспеченному хозяину мини-электростанции удастся получить дешевый биогаз из какого-нибудь местного источника (в случае с eBay производство этого горючего налажено на основе свалки отходов) – стоимость его «персональной» электроэнергии еще упадет. Похоже, что вполне реальными выглядят заявленные Bloom Energy цифры: Bloom Box должен окупить себя за три-пять лет (гарантия на установку составляет 10 лет, а о сроке службы системы компания пока ничего не говорит). Вы уже прикинули? Да, цена на установку немалая, прямо скажем – 700–800 тысяч долларов за одну 100-киловаттную «коробку» от Bloom. Для большинства частников это еще слишком неподъемно, а для крупных компаний – уже вполне. Шридхар же видит свое детище входящим в каждый дом. В перспективе.

Набор генераторов Bloom Box у офиса eBay.

Нынешние «блумбоксы» – это еще один шаг в сторону более эффективных домашних генераторов, призванных выгодно дополнять альтернативные источники (солнце и ветер), которые столь непостоянны. Пусть мы снова опираемся на углеводороды, но давайте хотя бы сжигать их эффективно – рассуждают американские специалисты из Bloom Energy.

Компания рассчитывает, что по мере роста объема производства цена на нынешнюю модель установки заметно упадет, ну а более компактный ее вариант и вовсе сможет сбить стоимость одного «бокса» до $3 тысяч (это должно произойти в течение 5–10 лет). Тогда уже эффективные электростанции на топливных элементах начнут покупать не только знаменитые компании, но и скромные домовладельцы. 2010 • май

дело техники техники дело

техника, механизмы, электроника

Ударим по рукам: интерфейс Skinput извлекает данные из кожи вон

Пилотную версию новой системы ввода информации Skinput, располагающуюся непосредственно на руке человека, продемонстрировали американские инженеры. Название новинки образовано от двух слов skin и input, что можно перевести как ввод/управление при помощи кожи. Всегда доступный экран для своей работы использует биоакустические параметры человеческого тела, но при этом не делает пользователей киборгами.

Если говорить совсем упрощенно, новый интерфейс способен услышать звук, приходящий от любой части руки, и интерпретировать его как команду для устройства.

http://www.youtube.com/watch?v=m5Z0QsH7heg&feature http://www.youtube.com/watch?v=g3XPUdW9Ryg&feature

Устройство позволяет управлять различными приложениями при помощи обычного нажатия на кожу руки в области предплечья, ладони или пальцев. И никакой тебе встроенной электроники! Вся думающая начинка сосредоточена в «браслете», охватывающем руку человека

май • 2010

чуть выше локтя. Там же расположен миниатюрный проектор, который выводит на предплечье или ладонь изображение виртуальной клавиатуры, меню или любой другой графический объект. Внутри «браслета» находятся датчики, ориентирующиеся на акустические

техника, механизмы, электроника

(низкочастотные) сигналы и механические вибрации, которые, как известно, распространяются по руке при прикосновении к любой ее части или похлопывании по ней. Чувствительные элементы определяют, на какую «кнопку» на виртуальном дисплее только что нажал пользователь. Далее по беспроводной связи сигнал передается контролируемому устройству: телефону, MP3-плееру или даже компьютеру. Крису Харрисону (Chris Harrison) из университета Карнеги-Меллона, известному нам по созданию тактильного экрана с подвижными кнопками, а также Деснею Тану (Desney Tan) и Дэну Моррису (Dan Morris) из исследовательского подразделения Microsoft Research удалось заставить электронику определять точное место прикосновения. Помогли им в этом различия в плотности, размерах и массе костей, суставов, мышц и кожи. Из-за всех этих параметров каждое место прикосновения, а точнее легкого похлопывания пальцами, издает свой уникальный звук. Чувствительности датчиков хватает для того, чтобы «развести» на руке пять областей с точностью в 95,5%. По мнению авторов разработки, этого достаточно для большинства мобильных устройств. На сайте проекта в видеороликах можно увидеть, как аме-

Браслет дополнительно оборудовали небольшим проектором, который демонстрирует отклик основного устройства на прикосновения.

риканцы при помощи «кликов» по коже играют в игры, например в тетрис, управляют аудиоплеером и телефоном, осуществляют навигацию по пунктам меню. Новинку опробовали на себе и 20 добровольцев. Все они признали, что работать со «Скинпутом» легко даже на ходу или во время пробежки.

Уникальность и удобство использования авторы новинки объясняют так: рука – большой сенсорный экран, который у нас всегда при себе. С нынешней тенденцией к усложнению и одновременному уменьшению размеров мобильных гаджетов все проблематичнее управлять ими. Различные 2010 • май

дело техники кнопки, колеса прокрутки и дисплеи становятся слишком миниатюрными. Именно поэтому американцы предлагают альтернативный вариант решения проблемы: использование для этих целей самой мобильной (из имеющихся в наличии) поверхности человеческого тела. В ее пользу говорит не только большая площадь, но и постоянная доступность (кстати, не только рук, но и верхней части туловища и ног). Есть и еще одно преимущество: так называемая проприорецепция, или ощущение положения частей собственного тела относительно друг друга и в пространстве. Благодаря этому чувству человек может запросто хлоп-

«Браслет», больше похожий на нашивку или нарукавную повязку, оборудован закрепленными лишь с одного конца пьезоэлектрическими пленками. Их по пять в каждой из двух коробочек (показаны на нижнем фото). Каждая составляющая «настроена» на свою частоту. Комбинация показателей позволяет определить точное местоположение похлопывания.

Тан также участвовал в создании игровой приставки Project Natal и интерфейса Microsoft Surface, значительно расширяющих обычные возможности взаимодействия человека и компьютера.

май • 2010

нуть в ладоши, щелкнуть пальцами, дотронуться до кончика носа, не устремляя на эти части тела свой взгляд. А ведь все эти жесты могут быть использованы для управления каким-либо устройством. Так почему бы этим не воспользоваться? Другие разработчики не преминули отметить, что,

несмотря на оригинальность идеи, есть у новинки и свои недостатки. Так, Пранав Мистри (Pranav Mistry) из медиалаборатории Массачусетского технологического института считает, что при надевании «браслета» пользователям придется его очень точно не только настраивать под себя, но и про-

техника, механизмы, электроника

Здесь показаны две схемы путей, которыми сенсоры могут почувствовать похлопывание пальцем. Вверху – отклик, передаваемый кожей и мышцами, внизу – костью.

сто располагать на руке. Это необходимо, чтобы проектор правильно позиционировал изображение. Интересно было бы также узнать, насколько часто прибору будет требоваться подстройка под себя. Ведь кроме более или менее постоянных параметров руки остаются

другие сопутствующие факторы. Как будет реагировать устройство, если окружающая среда будет «загрязнена» низкочастотными звуками? На дискотеке или на стройплощадке, например. А что изменится, если рука будет не в стандартном положении (согнута не на 90°,

«Клик» по ладони и по предплечью для Skinput – две совершенно разные команды.

скручена)? А если пользователь только что вышел из тренажерного зала, где в течение пары часов качал мускулатуру? Ответы можно будет получить, только опробовав реальный продукт. Есть вопросы и к использованию «Скинпута» в качестве клавиатуры для телефона (эта идея уж очень по душе разработчикам устройства). Чтобы не вытаскивать мобильный из кармана или сумки, придется также применять Bluetoothгарнитуру. Впрочем, если взглянуть в будущее, то там с этим проблем наверняка меньше: микрофон будет располагаться в зубе, а наушник либо за ухом, либо прямо в черепе. Тем не менее Skinput может занять свою нишу на рынке: он пригодится там, где неудобно работать с обычными устройствами ввода. Например, в виртуальных играх, когда на голове шлем. (Кто сказал, что в этом случае обязательно использовать куда более сложную систему управления жестами?) Система Skinput будет также продемонстрирована на международной конференции CHI 2010, которая пройдет с 5 по 15 апреля в Атланте. Там все желающие смогут оценить ее удобство и составить свое собственное мнение о будущем «Скинпута» как серийного продукта. 2010 • май

дело техники

техника, механизмы, электроника

Ракетный вертолет нарастил мускулы c приемными родителями

Полет этого аппарата сопровождает пронзительный свистящий звук. Может быть, из-за него машины такого типа уже полвека не могут выкарабкаться из категории подающих надежды. А ведь им есть чем гордиться: колоссальной простотой и надежностью конструкции. Новую попытку довести интересную идею до серийного производства предприняла ныне транснациональная команда инженеров.

Ультралегкий вертолет с экологически чистым выхлопом и высоким уровнем безопасности недавно получил сертификат летной годности. В нынешнем году создатели этого аппарата планируют вывести его на рынок.

http://www.youtube.com/watch?v=CGcRgEuCocQ&feature http://www.youtube.com/watch?v=gnY7AVetKhE&feature http://www.youtube.com/watch?v=8XdXUHuX_9Y&feature

Заманчиво избавить вертолет от дорогого, громоздкого и сложного турбовального двигателя, но поршневые моторы и ванкели тоже не всем конструкторам по вкусу. Однако есть

май • 2010

альтернатива – схема, при которой несущий винт раскручивается крошечными реактивными либо ракетными двигателями, размещенными на конце каждой лопасти.

техника, механизмы, электроника

Основные параметры Dragonfly DF1: максимальная скорость – 185 км/ч, круизная – 65 км/ч, скороподъемность – 700 метров в минуту, спуск на авторотации – 335 м/мин, потолок – 4 километра, вес пустой машины – 106 кг, полный взлетный – до 360 кг (с пилотом и топливом), диаметр ротора – 6 м, тяга каждого движка на конце лопастей – по 15 кг, стандартный бак – 70 литров, дополнительный (опция) – 60 л, время полета на круизной скорости – 50 минут, или 1 час 40 минут с одним и двумя баками соответственно.

Такие машины получили общее наименование Tip jet. Они имеют занимательную и довольно давнюю историю, но классические вертолеты продолжают доминировать в небе, оставляя реактивные винтокрылы на уровне единичных испытательных образов или экзотики, выпущенной «серией» аж в несколько экземпляров. Переломить эту тенденцию призван одноместный ракетный минивертолет Dragonfly DF1. Этот аппарат – детище американской компании Swisscopter Americas и ее швейцарской «сестры» SwissCopter AG (обе – дочерние структуры корпорации Innosuisse), плюс целого ряда

«соучастников» (из Германии, Британии и Сербии). Но начать рассказ следует с фирмы, создавшей для DF1 двигатели, поскольку в них-то вся соль. Это хорошо нам знакомая мексиканская компания Tecnologia Aeroespacial Mexicana (TAM). Ее глава Хуан Мануэль Лозано (Juan Manuel Lozano) не одно десятилетие занимается ракетными поясами и миниатюрными пилотируемыми вертолетами. В свое время мы детально рассказывали и о проектах, и о достижениях TAM. Говорили мы и о непростой судьбе столь диковинных средств передвижения, как сверхминиатюрные вертолеты, почти ранцы. И упоминали, что вариант «карманных» винтокрылов именно с ракетными движками на концах лопастей первым придумал и реализовал американский изобретатель Гилберт Мэгилл (Gilbert W. Magill) более полувека назад: те двигатели питались 90процентным пероксидом водорода, или перекисью водорода. Вертолеты Мэгилла летали, чему свидетельство ролик 1954 года. В нем запечатлен первый аппарат Гилберта, неофициально прозванный Pinwheel. Но довести замысел до подлинного блеска заокеанскому изобретателю не удалось. К счастью, броская идея не пропала: уже куда ближе к нашему времени патенты и разработки Гилберта достались

В середине 1950-х по заказу военных Мэгилл создал несколько версий своего ракетного минивертолета. Они и послужили прообразами для проекта, прошедшего за несколько лет через руки ряда компаний и обернувшегося ныне вертолетом DF1.

европейским фирмам, сначала Liteco, а от нее – компании Intora. Так родилось новое поколение ракетных винтовых аппаратов – одноместный Firebird и двухместный Atlas. Ряд причин, в том числе финансовых, помешал разработ2010 • май

дело техники чикам довести эти машины до рынка. Но вот теперь нашлась компания, выкупившая эти проекты и все, что осталось от работ самого Мэгилла. SwissCopter твердо решила не только усовершенствовать конструкцию данных машин, но сертифицировать их и запустить, наконец-то, в продажу. В этом благородном деле швейцарско-американской команде активно помогают Лозано и его компания: над доводкой Firebird и Atlas фирма TAM начала работать, еще когда данные вертолеты были собственностью компании Intora. Теперь Firebird превратился в Dragonfly DF1. При этом модернизации подверглись многие детали, например машине «приживили» новые лопасти винта. А главное – эволюцию претерпели и «ракеты» на кончиках лопастей. Как нетрудно догадаться, это двигатели от компании TAM. Посмотрите (ссылка вначале статьи) на испытание DF1, прошедшее в декабре 2009 года в Швейцарии. Белый пар, особенно заметный вначале, это самая обычная вода, мельчайшие капельки которой мгновенно конденсируются в холодном воздухе. При более теплой погоде, утверждают создатели машины, выхлоп «пероксидного» вертолета невидим, ведь внутри движка создается очень горячий пар. И в любом случае он абсолютно чист. Работают упомянутые двигатели на перекиси водорода 30

май • 2010

SwissCopter добавила много свежей начинки в DF1: авионику, навигационные огни и так далее. Среди прочего есть и опциональный прозрачный колпак, изготавливаемый одним из партнеров проекта.

всего 70-процентной концентрации – это куда более массовый и удобный в обращении продукт, чем 90-процентная перекись. специалисты TAM особо подчеркивают этот факт, объясняя, что секрет успеха – «пентаметаллический» катализатор, формула которого была разработана Лозано. Компания утверждает, что подобранный ею состав – намного более сильный катализатор, нежели традиционный для ракетчиков состав на основе серебра, и потому, мол, движки TAM обладают высокой мощностью при малых размерах. Это обеспечивает ракетным вертолетам SwissCopter неплохие технические данные. А главная прелесть – простота обслуживания. Подвижных деталей и узлов в таких винтокрылах – кот наплакал. Устройство двигателей, если сравнивать с вертолетными газотурбинными движками, – наипростейшее. Ломаться

практически нечему, и следить тут особо не за чем. И преимущества ракетной схемы на этом не заканчиваются.

Блок катализатора от TAM, который вызывает бурное разложение пероксида водорода, причем без стартового подогрева, представляет собой сэндвич из множества чередующихся между собой очень тонких решеток, выполненных из чистых солей золота, родия, палладия, платины и серебра.

техника, механизмы, электроника

Даже с одним несущим винтом такой машине, по идее, не нужен винт хвостовой. А его неисправность или удар о препятствие – распространенные причины катастроф вертолетов. Кстати, вы обратили внимание, что у DF1 хвостовой винт все же есть? Он нужен, объясняют инженеры, не для компенсации момента от главного винта (в этом нет необходимости), а для того, чтобы «стрекоза» могла разворачиваться на месте. Потеря хвоста к падению такой машины не приведет. Теперь понятно, почему американцы и швейцарцы грезят запуском столь неприхотливых винтокрылов в серию: если довести продукт до ума (от шерохова-

тостей и подводных камней никто не застрахован) – он может стать хитом. Ведь число деталей по сравнению с обычным вертолетом тут сведено к минимуму. Кстати, полюбуйтесь на полет аппарата SwissCopter Atlas – двухместной вариации DF1 с закрытой кабиной (ссылка вначале статьи). Читатели вправе спросить: а что же с собственным проектом вертолета-рюкзака от TAM – Libelula? Он пока так и остается на бумаге. Но есть надежда, что продолжающаяся работа над DF1 поможет мексиканским специалистам воплотить и этот необычный замысел. В следующем видеоролике можно посмотреть, как должен выглядеть взлет человека с аппаратом Libelula за плечами.

Двухместный ракетный Atlas, технически очень близкий к DF1, также достался SwissCopter в наследство от компанийпредшественников, владевших правами на разработки Мэгилла и сумевших их существенно развить. Но над совершенствованием этой машины инженеры продолжают работать и поныне.

Кроме того, полюбовавшись эффектными полетами над озером водного ранца JetLev-Flyer, в котором человека поднимают мощные струи воды, TAM решила построить собственный вариант такого аппарата. Мексиканская версия должна быть мощнее, а использовать ее предполагается для обучения и тренировок перед полетами на ракетных ранцах, штучное производство которых TAM наладила еще три года назад. Помимо потрясающего внешнего эффекта и веселья, сопровождающего кульбиты верхом на «брандспойте», TAM указывает на одно важное свойство такой системы – полеты проходят над водой, так что в случае ошибки пилоту ничего не грозит. И тут нужно снова сказать, что довольно высокая безопасность и безотказность вертолетов на перекиси водорода, по идее, должны перевесить их недостатки вроде утомляющего шума. Будет жаль, если эти яркие проекты шумом и останутся.

Позднее SwissCopter, возможно, распространит принцип привода винта ракетными движками и на беспилотные аппараты. 2010 • май

дело техники

техника, механизмы, электроника

Нановолоконные лампочки радуют глаз правильным светом

Экспериментальные светильники авторы новой технологии собирали буквально на коленке. Пока эти образцы служат лишь полигоном для уточнения всех аспектов процесса изготовления и для настройки параметров излучения.

Внедрение новых типов источников света зачастую тормозится каким-нибудь отрицательным свойством новинки. То она дорога, то ее выпуск негативно влияет на природу, то параметры излучения не идеальны… Получить все самое лучшее и непременно «в одном флаконе» – непросто. Но ученые и инженеры не прекращают поиск. И он порой рождает любопытные вещи.

http://www.youtube.com/watch?v=3zRgz4nEBI0&feature

Американская компания RTI International экспериментирует с применением в качестве основы для светильника фотолюминесцентных нановолокон (photoluminescent nanofibers – PLN). По мнению ее специалистов, это сулит целый ряд выгод: тут и экономия энергии, и защита природы от токсичных отходов. Не размениваясь на создание единичных светящихся нитей, новаторы из RTI решили извлечь максимум пользы из

май • 2010

формирования целого конгломерата (матов) из полимерных нановолокон, организующихся в подобие трехмерной сети с заданными свойствами.

Полимерные волокна с диаметром 50-500 нанометров (гладкие и с порами) являются исходным сырьем для получения PLN.

техника, механизмы, электроника

Как гласит пресс-релиз компании, такой массив может играть роль как великолепного отражателя, так и (при соответствующей модификации) излучателя превосходного белого света с теплым, комфортным для глаз сиянием. Для такого превращения экспериментаторы из RTI разработали технологию покрытия нановолокон мириадами квантовых точек (Quantum dot – QD) – микроскопических полупроводниковых кристаллов, которые достаточно малы, чтобы в них ярко проявлялись квантовомеханические эффекты. В отличие от макроскопических кусков того же вещества квантовые точки обладают рядом интересных свойств, а в данном случае исследователей интересовала их прекрасная способность к люминесценции, параметры которой легко настраивать, варьируя размер этих самых «точек». При этом ученые разделили процессы электроспининга (electrospinning), то есть вытягивания волокон из раствора при помощи приложения высокого напряжения и насыщения этих волокон квантовыми точками. Ранее специалисты уже пробовали получать интегрированный материал сразу, но разбивка на этапы оказалась лучше: QD почти не проникали в толщу каждого волокна, а закреплялись на его внешней поверхности. Это, как показа-

Технология нанесения квантовых точек на массив нановолокон (своего рода войлок с неразличимыми на глаз нитями), разработанная RTI, позволяет создавать различные светящиеся рисунки, а также варьировать степень покрытия квантовыми точками образцов от произвольных крошечных участков материала и до наполнения его по самые края.

ли тесты, увеличило квантовую эффективность фотолюминесцентного материала в 3-4 раза. Сам светильник будущего от RTI представляет собой пластиковый корпус, в котором роль первичного источника лучей играет синий светодиод, работающий на длине волны 450 нм. На пути этого потока авторы прибора и разместили нановолоконный мат с точно подобранными по размеру, гео-

метрии, составу и взаимному расположению «красными» и «зелеными» PLN, трансформирующими часть проходящего через мат излучения в поток с другими частотами. В результате смешения всех трех окрашенных компонентов рождается белый свет. В одном из опытных образцов новых светильников цветовая температура излучения составила 3850 К (относительно теплый тон), а индекс цветопе-

Сравнение интенсивности свечения двух матов с квантовыми точками: интегрированными в волокна (вверху) и закрепившимися на поверхности нитей. 2010 • май

дело техники редачи (color rendering index) – 92, что является просто отличным показателем. Вообще же, сообщает компания, параметры волокон и QD можно произвольно варьировать так, что прибор на основе PLN сможет выдавать по заказу проектировщиков едва ли не любой тон в пределах равномерного цветового пространства. светоотдача PLNсветильника превышает 55 люмен на ватт, уверяют его разработчики. Это сравнимо с серийными светодиодными лампочками и компактными флуоресцентными лампами (CFL). Разные их версии показывают эффективность приблизительно от 35 до 85 люмен на ватт (но в основном где-то в районе 60-70). Только, увы, самый высокий этот параметр – что у светодиодов, что у CFL – достигается у моделей, дающих весьма холодный свет, а вот самые теплые по оттенку источники – менее эффективные.

Если принять это во внимание, становится ясно, почему исследователи так возятся с квантовыми точками – это попытка совместить более или менее приличный КПД с теплым спектром, свойственным простым лампам накаливания (их светоотдача, к слову, составляет примерно 11–18 люмен на ватт). Попытка пока чисто лабораторная, но перспективы у нее заманчивые. скажем, массовый вариант экономного светильника – CFL – содержит ртуть. Это один из самых неприятных моментов в распространении этих, в общем-то, привлекательных источников света. В устройствах PLN ртути нет – еще один плюсик в борьбе с соперниками. Любопытно, что применение наноразмерных волокон для правильного распределения в пространстве флуоресцентного состава напоминает принцип, испытанный в экспериментальной лампочке из ДНК лосося. схожие мысли рано или поздно приходят

Схема светильника на основе PLN. В конечном варианте сюда должен добавиться отражатель из все тех же наноматериалов.

май • 2010

Индекс цветопередачи (относительная величина от 0 до 100) показывает, насколько верно выглядят цвета предметов, освещенных данным источником, по сравнению с теми же предметами, освещенными «эталоном» – солнечным светом (его индекс и равен 100).

в голову инженеров и ученых, бьющихся над решением схожих задач. Да и принцип коррекции спектра исходного источника света при помощи квантовых точек ученые тоже апробировали давно, а компания Nexxus Lighting такую технологию даже обещала вот-вот вывести в массы. Но пока этого не случилось, исследователи продолжают искать наилучший вариант подобной технологии. RTI не обещает завалить мир новыми светильниками уже завтра, а лишь ищет возможности для коммерциализации своей разработки. По осторожной оценке компании, PLN-источники света могут появиться в магазинах в течение трех-пяти лет. Ну а как все это работает и что из этого может получиться, вам покажут в деталях Линн Дэвис, директор программы наноматериалов RTI, и исследовательница из этой компании Кимберли Джузан (ссылка вначале статьи).

дело техники

Дорога с бесконтактной зарядкой электрических транспортных средств ранее испытывалась лишь на территории института-разработчика. Теперь первый в мире практический комплекс начал перевозить пассажиров. Корейские специалисты считают новинку прорывом в отрасли, сулящим повышение чистоты и безопасности транспорта при сокращении расходов.

техника, механизмы, электроника

Машины с питанием от дороги впервые повезли туристов

Когда-то проект беспроводных дорог стартовал в Калифорнийском университете (UC Berkeley), сообщают корейские ученые, однако был не особенно успешным. Специалисты KAIST потратили годы на шлифовку технологии, получив 120 связанных с нею патентов.

Большой проект OLEV (Online Electric Vehicle), о котором мы рассказывали во всех деталях, вступил в новую фазу. 9 марта 2010 года сеул и Корейский институт науки и технологий (KAIST) официально пустили в реальную эксплуатацию первую дорогу с беспроводной подзарядкой электромобилей. Это еще не классический городской транспорт, а чел-

ночные колесные поезда, раскатывающие по дорожкам огромного развлекательного центра Seoul Grand Park, сочетающего в себе луна- и зоопарк, ботанический сад и музей современного искусства. Он расположен к югу от корейской столицы в небольшом городе Квачхон (Gwacheon). Напомним главное: система OLEV позволяет радикально (примерно впятеро) 2010 • май

дело техники сократить количество тяговых батарей, необходимых среднестатистическому электромобилю. Она поставляет электрическую энергию, идущую одновременно и на движение, и на подзарядку буферных аккумуляторов, – прямо на ходу. Для обеспечения такого фокуса под полотном трассы уложены специальные электромагнитные передающие ленты, а в днище машины вмонтированы приемные катушки. Ленты установлены не по всему маршруту, а на нескольких сегментах, каждый из которых автоматически включается, только когда электромобиль оказывается над ним. Между зарядными сегментами машина передвигается за счет накопленной ранее энергии. Общая протяженность трассы в сеульском грандпарке составляет 2,2 километра. На них устроено три зарядных сегмента протяженностью по 122,5 метра каждый, плюс еще один сегмент в 5 м. В сумме они насчитывают 372,5 м – 16% от общей длины маршрута автопоезда. Последний состоит из OLEV-паровозика и трех буксируемых вагончиков. Ранее этот транспорт ездил на ДВс, отмечают авторы системы, и требовал на горючее намного больше средств. Последовательное включение сегментов снижает 36

май • 2010

При движении по бесконтактной заряжающей трассе водителю не обязательно с высокой точностью выдерживать траекторию, у него остается большая возможность для маневра. И все же зарядная линия обозначена на асфальте синей полосой.

возможное вредное воздействие бесконтактной зарядной трассы на посетителей парка. Однако, как показали измерения, даже во время работы уровень электромагнитной радиации тут не превышает международные нормы для неионизирующего излучения.

Несмотря на относительно скромное поле, как сообщает институт, при зазоре между лентами и катушками в 13 сантиметров система переправляет на борт электромобиля до 62 киловатт-часов. КПД такой воздушной передачи составляет солидные 74%. Вообще же при не-

Эксплуатационная скорость автопоезда на маршруте в парке ограничена 30 км/ч, уточняет FN News, однако в принципе аппарат OLEV способен разгоняться до 100 км/ч.

техника, механизмы, электроника

Одним из преимуществ OLEV корейцы называют высокую безопасность: в отличие от трамваев и троллейбусов здесь у людей нет никакой возможности контакта с оголенным проводом. Кстати, прямая альтернатива системе OLEV – китайско-американские суперконденсаторные автобусы с остановочной зарядкой.

обходимости (на неровной трассе) OLEV способна «транслировать» электричество и при дорожном просвете в 25 сантиметров, но КПД при этом заметно падает. Если опыт эксплуатации автопоездов в сеульском мегапарке окажется успешным, KAIST и городские власти

адаптируют систему OLEV для городских автобусов: соглашение об этом между правительством Сеула и институтом уже подписано. При этом прокладывать зарядные ленты придется лишь под пятой ча-

стью каждого маршрута: близ остановок, на перекрестках. Первые опытные прототипы таких городских линий должны появиться в 2011-2012 годах, а массовый выход финального продукта на рынок корейцы намечают на 2013-й. Интересные события в жизни проекта, впрочем, произойдут гораздо раньше. Ощутить преимущества новой транспортной системы вскоре доведется мировым лидерам. KAIST намерен использовать OLEV–челноки для перевозки делегатов на саммите Большой двадцатки (G-20), который должен пройти в Сеуле в ноябре 2010 года.

В 2009 году в Тэджоне KAIST уже испытал экспериментальный OLEV-автобус, информирует Korea Times. 2010 • май

наука

природа, космос, обùество

Обнаружено новое влияние материнского поведения на мозг

Все подробности нового исследования можно найти в статье в журнале Brain Research Bulletin и пресс-релизе университета.

Роберт Бриджес, Мияко Фурута и их коллеги исследовали крыс. Ученым было известно, что общение с молодыми особями стимулирует проявление материнского инстинкта у многих животных: мышей, хомяков, обезьян. Люди – не исключение. Однако в этот раз биологи взяли для исследования девственных животных, ранее с молодняком не общавшихся. Крыс поместили на одной территории с чужим выводком. Через 38

май • 2010

Уход за молодняком увеличивает количество нейронов в мозге женских особей, при этом самке вовсе не обязательно самой рожать потомство. К такому необычному выводу пришли биологи из университета Тафтса (Tufts University).

некоторое время никогда не вынашивавшие своего собственного потомства особи начали проявлять материнское поведение: возились с малышней, собирали их вместе, относили в гнездо и так далее. Позже выяснилось, что у этих самок повысилось число нейронов (по сравнению с взрослыми крысами, никогда не взаимодействовавшимисмалышней).Ипричинатому– даже не само материнство как таковое, а одно лишь материнское поведение. Как это происходит и для чего, ученые пока объяснить не в состоянии. Но они связывают обнаруженное явление с выделением гормона пролактина (prolactin), стимулирую-

щего материнское поведение и появление новых нейронов во время беременности. Возможно, увеличение клеток мозга помогает матери научиться лучше выделять свое потомство (и даже приемышей) среди всех остальных молодых крыс. Этот вывод был сделан на том основании, что исследованная часть мозга – субвентрикулярная зона (subventricular region) – включает клетки, влияющие на распознавание запахов (и, вероятно, запахов молодняка). Нынешние результаты, скорее всего, можно перенести и на женщин, так как мозг крысы считается подходящей моделью мозга человеческого.

наука

Общая теория относительности, равно как существование темной энергии, нашли еще один весомый довод в свою пользу. Об успехе рассказали астрофизики из университетов Принстона (Princeton University) и Цюриха (Universität Zürich). ОТО уже была дважды проверена пульсаром и один раз Землей.

Ученые использовали данные о местоположении, скорости и форме 70 тысяч далеких (до 3,5 млрд световых лет) галактик, полученные проектом Sloan Digital Sky Survey. Различные теории гравитации по разному прогнозируют отличия в ее проявлении на больших и малых масштабах, эффект гравитационного линзирования, эволюцию галактик, их собственный рост и стремление собираться в кластеры. Каждый из этих параметров по отдельности недостаточен, чтобы выбрать одну из гипотез, но авторы работы вычислили совокупный показатель EG, характеризующий линзирование, рост галактик и кластеризацию. Измеренное на масштабе в десятки мегапарсек значение EG –

природа, космос, обùество

Темная энергия и ОТО получили подтверждение вселенского масштаба

0,39±0,06 – хорошо согласуется с предсказываемым по теории Эйнштейна (около 0,4). (Детали – в статье Nature.) Другие теории гравитации, обходящиеся без темной энергии для объяснения наблюдаемых процессов (ускорения разбегания галактик в частности), либо заметно отклоняются от этого значения (и потому требуют «ремонта»), либо предсказывают похожую величину, но все же нуждаются в уточнении. Так что пока ОТО устояла. В то же время, напоминают ученые, бесповоротный вердикт выносить рано, поскольку и альтернативные теории продолжают эволюционировать, и EG еще не раз можно будет уточнить.

Ранее темная энергия – в некотором смысле отвергнутая Эйнштейном догадка – подтверждалась эволюцией двух групп галактик и наблюдением потери фотонов.

Комментировавшая новую работу космолог Алекси Лото (Alexie Leauthaud) из национальной лаборатории Лоуренса в Беркли объяснила выбор так: «Либо мы найдем общую теорию относительности неправильной, либо обнаружим новый тип физики, чтобы объяснить темную энергию. Нам предстоит смена парадигмы, в любом случае». 2010 • май

секрет фирмы

бизнес, лþди и деньги

IBM показала прототип оптического процессора

Представители компании IBM сообщили о значительном продвижении на пути замены электрических сигналов оптической связью. Их новый сверхпроизводительный фотодетектор может быть встроен в будущие кремниевые чипы.

На фото микроснимок массива нанофотонных фотодетекторов на кремниевой микросхеме.

http://www.youtube.com/watch?v=RWhcwVxI2sQ&feature

май • 2010

Устройство, которое сами создатели называют «нанофотонным лавинным фотоприемником» (nanophotonic avalanche photodetector), – ключевой компонент будущих оптических процессоров. Уже сейчас этот потоковый фотодетектор по величине полосы пропускания в 340 ГГц почти вдвое превосходит недавний опытный образец от университета Калифорнии в Дэвисе (UC Davis). В кремниево-германиевом чипе IBM используются возможности так называемого лавинного эффекта, в интерпретации ученых выглядящего так: входящий импульс света изначально освобождает несколько носителей заряда, которые в свою очередь вывобождают другие, и так вплоть до умножения первоначального сигнала во много раз. Лавинный эффект происходит в масштабе нескольких десятков нанометров, позволяя, как говорят представители компании, снижать уровень шума на 50–70% в сравнении с другими прототипами подобных детекторов. «Момент создания такого фотодетектора можно сравнить с разработкой в прошлом гибридных лазеров или кремниевых модуляторов. Если все эти технологии совместить в одном устройстве, мы получим пока несуществующий совершенно новый класс цифровых

машин», – говорят представители IBM в пресс-релизе.

«Нанофотонный лавинный фотоприемник» (цветами показаны материалы) – одно из самых быстрых и экономичных устройств своего рода: оно может получать оптические информационные сигналы на скорости 40 Гигабит в секунду, одновременно усиливая их вдесятеро. Также чипу требуется намного меньшее напряжение – 1,5 вольта против 20-30, нужных большинству сходных устройств. (b) – интенсивность входного луча; (с) – напряженность электрического поля, вызывающего лавинный эффект; (d) и (e) – микроснимки германиевых лавинных фотодиодов – главных частей приемника. 2010 • май

секрет фирмы

бизнес, лþди и деньги

Британская компания Peratech совместно с Samsung Electronics объявили о скором появлении сенсорного экрана нового типа. Его поверхность, созданная из уникального композитного материала, сверхчувствительна к силе нажатия – для надежной фиксации прикосновения достаточно ее смещения всего лишь на 2 микрометра.

Разработано сенсорное покрытие с квантовой начинкой

Эксклюзивная разработка Peratech позволила сделать покрытие очень тонким – всего 75 микрометров. Линейка датчиков, измеряющих сопротивление покрытия, расположена по периметру экрана.

Несмотря на то что сенсорные экраны существуют довольно давно, пока не появилось массовой и доступной технологии, позволяющей регистрировать не только факт нажатия, но и его силу. Инженеры из Peratech, созданной в 1996 году на базе одной из исследовательских лаборато-

май • 2010

Среди направлений, в которых Peratech намеревается применить свою разработку, заявлена робототехника. Как полагают представители компании, созданные с использованием QTC роботы будут подобно людям ощущать воздействие внешнего мира «всей кожей».

рий Даремского университета (Durham University), предлагают решить эту проблему, сделав покрытие экрана из спе-

циального токопроводящего композитного материала – QTC. Quantum Tunneling Composite – «композитный материал с эффектом квантового туннелирования», так расшифровывается название новинки, призванное подчеркнуть ее главный козырь. Суть туннельного эффекта, поясним, состоит в «перепрыгивании электронов» между двумя проводниками, когда те находятся на близком расстоянии, но все еще разделены изолирующим слоем. В QTC-поверхности туннельный эффект достигается благодаря использованию металлических частиц диаметром около 10 нанометров, по форме напоминающих утыканные шипами шары. Не касаясь друг друга, они при надавливании чуть-чуть сближаются и начинают эффективно проводить ток. Такой подход экономит довольно много энергии по сравнению с поверхностью из проводящих полимеров с линейно падающим по мере нажатия сопротивлением. Помимо более удобного интерфейса «прокрутки», технология QTC, что гораздо более интересно, сможет привнести в сенсорные экраны дополнительное «третье измерение» вдобавок к координатным осям X и Y (отметим, что экран с такой способно-

Вверху: благодаря туннельному эффекту у QTC-поверхности при нажатии сопротивление падает по экспоненте, причем разница в проводимости между свободным и сжатым состоянием достигает 1012 раз. Внизу: схема изменения поведения наночастиц в зависимости от силы надавливания.

стью, но сделанный по другой технологии, недавно продемонстрировала Mitsubishi). Первые образцы устройств с измерением силы нажатия на экран от Samsung могут появиться уже в апреле нынешнего года. В конце января представители Peratech сообщили, что лицензию на изготовление покрытий из QTC для сенсорных экранов

также приобрела и японская компания Nissha, производитель дисплеев для Nintendo и LG.

2010 • май

секрет дело техники фирмы

бизнес, лþди и деньги

Британцы скрестили рюкзак с автомобильным сиденьем

Идея совместить рюкзак и устанавливаемое в автомобилях сиденье для детей 4–12 лет (так называемый бустер) принадлежит британской компании Magmatic. Новинка BoostApak поступает в продажу нынешней весной.

«Рюкзакресло» рассчитано на детишек ростом до 135 сантиметров и весом 15-36 килограммов.

http://www.youtube.com/watch?v=BPiKFjZ0fTY&feature

май • 2010

Внутри рюкзака, на котором в дороге сидит ребенок, как ни странно, может быть практически что угодно, хоть школьный завтрак: отсек с вещами надежно защищает ультрапрочная пластиковая оболочка. Ее жесткость, конечно же, компенсирована мягкой подушкой с другой стороны рюкзака. Разработчики отмечают эргономичность, помогающую выработать правильную осанку, запатентованную схему складывания, наличие светоотражающих элементов и снимающийся для стирки чехол сиденья. На прилавках BoostApak должен появиться к апрелю. Его цену производитель пока предпочитает скрывать, но нетрудно выяснить, что она составляет 40 фунтов ($56,60). Стоит отметить, что Magmatic занимается воплощением в жизнь идей изобретателя Роберта Ло (Rob Law). Главная из них – это получивший массу наград чемоданчик на колесах Trunki, на котором дети могут кататься верхом, если родитель тянет веселый багаж за собой. Некоторый интерес представляет и Yondi – подушка, поддерживающая голову ребенка во время сна в автомобильном кресле.

Вряд ли можно на 100% предвидеть поездку с ребенком в такси или просто в чужой машине и иметь на этот случай с собой обычный бустер. BoostApak решает проблему, и в этом его главное преимущество. 2010 • май

эврика

изобретения, открытия, гипотезы

Беспроводное электричество поразило своих создателей

Различным способам беспроводной передачи электроэнергии насчитывается вот уже лет сто, однако до сих пор ни один не продемонстрировал качеств, необходимых для появления его в быту. Технология WiTricity (передающие и приемные устройства изображены на картинке) тоже не является идеалом, но на днях она все же повысила свой шанс на коммерческий (и исторический) успех.

май • 2010

Питающиеся неосязаемым способом бытовые приборы, освобожденные от электрических проводов, не первый раз будоражат умы изобретателей. Но именно теперь специалисты подошли к тому, чтобы научить серийные пылесосы, торшеры, телевизоры, автомобили, имплантаты, мобильные роботы и лэптопы эффективно и безопасно получать ток из беспроводного источника.

http://www.ted.com/talks/view/id/619

Недавно команда ученых из Массачусетского технологического института (MIT), возглавляемая Марином солячичем (Marin Soljačic), совершила очередной шаг на пути превращения технологии беспроводного электричества из лабораторного «фокуса» в пригодную для тиражирования технологию. совершенно

неожиданно они обнаружили эффект, позволяющий поднять КПД передачи. Но прежде чем рассказать о новом эксперименте, стоит сделать отступление. В качестве переносчика энергии в данном случае используется ближнее магнитное поле, осциллирующее с высокой частотой в несколько мега-

герц. Для переброски необходимы две магнитные катушки, настроенные на одинаковую частоту резонанса. Перекачку энергии между ними ученые сравнивают с разрушением резонирующего стеклянного бокала, когда он «слышит» звук строго определенной частоты. В результате взаимодействия катушек и получается то, что было названо «Беспроводным электричеством» (WiTricity). Кстати, слово это – торговая марка, которая принадлежит одноименной корпорации, основанной Солячичем и рядом его коллег из MIT. Корпорация указывает, что данный термин применим только к ее технологии и к продуктам, созданным на ее основе. Большая просьба –

Идеализированные (на данном рисунке) магнитные катушки (желтый цвет), окруженные своими полями (красный и синий), передают друг другу энергию на расстоянии D, многократно большем, чем размер самих катушек. Это ученые и называют резонансной магнитной связью (или сцеплением) – Resonant Magnetic Coupling.

не использовать «уайтрисити» как синоним беспроводной передачи энергии вообще.

Главные авторы WiTricity: Марин Солячич (слева), Аристеидис Каралис (Aristeidis Karalis) и Джон Иоаннополус (John Joannopoulos). Справа: принципиальная схема WiTricity. Передающая катушка (левая) включена в розетку. Приемная – соединена с потребителем. Линии магнитного поля первой катушки (голубой цвет) способны огибать относительно небольшие проводящие препятствия (а дерево, ткань, стекло, бетон или человека они и вовсе не замечают), успешно переправляя энергию (желтые линии) к приемному кольцу.

Изобретатели также просят не путать WiTricity с передачей энергии посредством электромагнитных волн: мол, новый метод – «неизлучающий». И еще несколько важных «не», указанных создателями. WiTricity – не аналог трансформатора с разведенными на несколько метров обмотками (последний в таком случае перестает работать). Это не улучшенная электрическая зубная щетка: она хоть и умеет заряжаться без электрического контакта, но все равно требует помещения в «док-станцию» для сближения передающей и приемной индуктивных катушек до расстояния в миллиметр. «Уайтрисити» – не микроволновка, способная поджарить живой объект, поскольку пульсирующее магнитное поле, работающее в системе WiTricity, на человека не влияет. Наконец,

«Беспроводноеэлектричество»– даже не «таинственная и ужасная» башня Теслы (Wardenclyffe Tower), при помощи которой великий изобретатель намеревался продемонстрировать передачу энергии на большое расстояние. Первый опыт по беспроводной передаче энергии методом WiTricity на 60-ваттную лампочку, удаленную на два с лишним метра от источника, Марин и его коллеги провели в 2007 году. КПД был невелик – порядка 40%, зато уже тогда изобретатели указывали на ощутимый плюс новинки – безопасность. Применяемое в системе поле в 10 тысяч раз слабее, чем то, что царит в сердцевине магнитно-резонансного томографа. Так что ни живые организмы, ни медицинские 2010 • май

эврика имплантаты, ни кардиостимуляторы и прочая чувствительная техника такого рода, ни бытовая электроника почувствовать на себе действие этого поля не могут. Теперь же солячич и его соратники открыли, что на КПД системы WiTricity влияют не только размер, геометрия и настройка катушек, а также дистанция между ними, но и число потребителей. Парадоксально, на первый взгляд, однако два приемных прибора, размещенные на расстоянии от 1,6 до 2,7 метра по обе стороны от передающей «антенны», показали на 10% лучший КПД, чем в случае если связь осуществлялась только между одним источником и потребителем, как было в предыдущих опытах.

Причем улучшение прослеживалось независимо от того, каков был КПД для пар передатчик-приемник по отдельности. Ученые предположили, что при дальнейшем добавлении новых потребителей КПД будет еще повышаться, хотя пока не вполне ясно – насколько. (Детали эксперимента раскрывает статья в Applied Physics Letters.) Передающая катушка в новом эксперименте насчитывала площадь в 1 квадратный метр, а приемные – всего по 0,07 м2 каждая. И это тоже интересно: громоздкость «приемников» в прежних опытах ставила под сомнение желание производителей техники снабжать такими системами свою аппаратуру – едва ли вам понравился бы

Слева: 1 – специальная схема переводит обычный переменный ток в высокочастотный, он питает передающую катушку, создающую осциллирующее магнитное поле. 2 – приемная катушка в устройстве-потребителе должна быть настроена на ту же частоту. 3 – резонансная связь между катушками превращает магнитное поле обратно в электрический ток, который питает лампочку. Справа: по мнению авторов системы, одна катушка на потолке может снабжать энергией все приборы и устройства в комнате – от нескольких светильников и телевизора до ноутбука и DVDпроигрывателя.

май • 2010

самозаряжающийся ноутбук, блок WiTricity которого по размеру сопоставим с самим компьютером. Но главное – эффект улучшения общего КПД при одновременной работе с несколькими потребителями означает зеленую улицу для голубой мечты солячича – дома, заполненного разнообразной техникой, получающей питание из невидимых «неизлучающих излучателей», спрятанных в потолках или стенах комнат. А может быть, и не только в комнатах, но и в гараже? Конечно, зарядить электромобиль можно и обычным способом. Но прелесть WiTricity в том, что ничего никуда не нужно подключать и даже помнить об этом – теоретически машину можно научить самой по прибытию в гараж (или на автостоянку компании) посылать «запрос» системе и подпитывать аккумулятор от магнитной катушки, уложенной в полу. Кстати, в некоторых экспериментах специалисты WiTricity довели мощность передачи до трех киловатт (а начинали, напомним, с 60-ваттной лампочки). КПД же варьируется в зависимости от целого набора параметров, однако, как утверждает корпорация, при достаточно близких катушках он может превышать 95%. Нетрудно догадаться, что перспективный метод передачи электроэнергии на не-

изобретения, открытия, гипотезы

Одна из опытных установок Intel WREL, без проводов передающая электропитание (наряду с аудиосигналом) с MP3-плеера на небольшую колонку.

сколько метров без проводов и необходимости в прицеливании каких-нибудь «силовых лучей» должен заинтересовать широкий спектр компаний. Некоторые уже работают в этом направлении самостоятельно. Например, отталкиваясь от принципов, обоснованных и испытанных Солячичем и его коллегами, Intel ныне развивает свою модификацию резонансной передачи электроэнергии – Wireless Resonant Energy Link (WREL). Еще в 2008 году компания достигла на данном поприще блестящего результата, продемонстрировав «магнитную» передачу тока с КПД 75%. Собственные опыты, воспроизводящие эксперименты физиков из Массачусетского технологического, ставит сейчас и Sony. Однако Солячич уверен, что его инновация не затеря-

ется среди продукции коллегконкурентов. Ведь именно первооткрыватели технологии больше всех набили с ней шишек и готовы к углубленному ее изучению и совершенствованию. Скажем, настройка даже пары катушек не так проста, как кажется на поверхностный взгляд. Ученый несколько лет подряд ставил опыты в лаборатории, прежде чем построил систему, которая работает действительно надежно. «Беспроводное электричество», по словам его авторов, изначально задумывалось как OEM-продукт. Потому в будущем можно ожидать появления данной технологии в товарах других компаний. И пробный шар в сторону потенциальных потребителей уже запущен. В январе в ЛасВегасе на выставке CES 2010 китайская компания Haier по-

Демонстрационный образец ЖК-экрана, получающего электрическое питание через первый прототип бытового набора WiTricity. Передающая катушка лежит на полу, приемная – на столе.

казала первый в мире полностью беспроводной HDTVтелевизор. На его экран по воздуху передавался не только видеосигнал с проигрывателя (для чего применялся официально родившийся буквально месяцем раньше стандарт Wireless Home Digital Interface), но и электропитание. Последнее обеспечивала именно технология WiTricity. А еще компания Солячича ведет переговоры с производителями мебели об установке катушек в столы и стены шкафов. Первое объявление о серийном продукте партнера WiTricity ожидается к концу 2010 года. Вообще же специалисты предсказывают появление на рынке настоящих бестселле2010 • май

эврика ров – новых продуктов со встроенным приемником WiTricity. Причем никто еще не может уверенно сказать – что это будут за вещи. Любопытно, что история WiTricity началась несколько лет назад с ряда досадных пробуждений Марина. Несколько раз в течение месяца его будил сигнал разряженного телефона, просящего «поесть». Забывавший вовремя подключить мобильник к розетке ученый удивлялся: разве не смешно, что телефон находится в нескольких метрах от электрической сети, но не в состоянии получить эту энергию. После очередного пробуждения в три часа ночи солячич подумал: было бы здорово, если б телефон смог позаботиться о своей зарядке сам. Заметим, речь сразу пошла не о новом варианте «ковриков» для зарядки карманных приборов. Такие системы работают, только если устройство положить непосредственно на «коврик», а это ведь для забывчивых людей ничуть не лучше, чем необходимость просто втыкать проводок в розетку. Нет, телефон должен был получать электроэнергию в любом месте комнаты, а то и квартиры, и не важно, бросили ли вы его на столе, диване или подоконнике. Тут обычная электромагнитная индукция, направленные микроволновые лучи и 50

май • 2010

Компания Haier является одним из крупнейших в мире производителей бытовой электроники. Неудивительно, что ее инженеры заинтересовались возможностью соединить новейшие технологии беспроводной передачи HDTV-сигнала и беспроводного электропитания и даже ухитрились первыми показать такой прибор в действии.

«осторожные» инфракрасные лазеры – не годились. Марин взялся за поиск других вариантов. Едва ли он тогда мог подумать, что через некоторое время пищащий и «голодный» телефон приведет его к созданию собственной компании и появлению технологии, способ-

ной «делать заголовки» и, что куда важнее, заинтересовать промышленных партнеров. Добавим, что о принципах, истории и будущем WiTricity некогда довольно подробно рассказал исполнительный директор корпорации Эрик Гилер (Eric Giler).

эврика

При контакте с определенным классом веществ переохлажденная вода начинает превращаться в лед с повышением температуры. Такой необычный опыт провела группа исследователей под руководством Игоря Любомирского из научного института Вайцмана.

Чистая переохлажденная вода способна оставаться жидкой до –40 °с, и обычно переходу ее в кристаллическое состояние способствует какое-либо внешнее возмущение или добавка центров кристаллизации (мелких твердых частиц). Однако возможна парадоксальная ситуация, при которой переохлажденная жидкость самопроизвольно и резко начнет обращаться в лед при нагреве. Данный эффект, как открыли Любомирский и его коллеги, получается при контакте воды с пироэлектриками. Последние представляют собой материалы, способные при росте или падении температуры создавать на своей поверхности временные нескомпенсированные электрические заряды.

изобретения, открытия, гипотезы

По результатам экспериментов с водой на кристалле LiTaO3 и на квазиаморфной тонкой пленке SrTiO3 ученые установили, что появление положительных зарядов на поверхности этих веществ способствует кристаллизации H2O, а отрицательных зарядов, напротив, снижает температуру замерзания воды. Это, в свою очередь, приводит к интересным явлениям. Так, капельки воды, охлажденные на отрицательно заряженной поверхности LiTaO3 до 11 градусов ниже нуля (и остающиеся при этом жидкими), мгновенно замораживаются при повышении температуры до –8 °C, поскольку пироэлектрик в этот момент меняет заряд поверхности на положительный.

Физики заморозили воду нагреванием

Понимание всех тонкостей взаимодействия воды и пироэлектриков может дать богатую пищу для размышлений о защитных процессах в тканях холоднокровных животных, попадающих в лед, а также может привести к новым методам криоконсервации клеток и тканей, защиты сельскохозяйственных растений от замерзания и искусственной генерации облаков. 2010 • май

эврика

изобретения, открытия, гипотезы

Разработана передача Интернета через бытовое освещение

Удобным источником широкополосного Интернета могут быть светильники, работающие в комнате или офисе. В этом убеждены Елена Вучич (Jelena Vucic) и ее коллеги из института Генриха Герца (Heinrich Hertz Institute).

Недостаток передачи Интернета через светильники очевиден – их придется включать и днем. Но во многих случаях свет в помещениях и так горит почти постоянно.

Технология беспроводной передачи данных через видимый свет (Visible Light Communication – VLC) предусматривает кодировку информации в мерцании обычных бытовых светильников, рас-

май • 2010

положенных на потолке или в торшерах (обратную передачу от ноутбуков в сеть, по идее, нетрудно организовать схожим образом – при помощи светодиодов на компьютере и фотоприемников на потолке).

Поскольку применение в роли носителя видимого света не требует лицензии, оно в ряде случаев может оказаться интересной альтернативой радиосвязи Wi-Fi. К тому же световые локальные сети ограничены стенами комнаты (выход света через окно будет мало продуктивен), а значит, они не подвержены влиянию перекрестных помех и защищены от Wi-Fi-хакеров. Разумеется, мерцание света будет в миллионы раз более частым, чем способен заметить человеческий глаз, так что подключенные к Интернету светильники продолжат нормально выполнять свою основную функцию. Увы, лампы накаливания и люминесцентные лампочки на роль передатчиков не годятся: они не могут мерцать достаточно быстро, так что остаются светодиоды. Но они все равно уже получают все большее распространение в бытовом освещении. Один белый светодиод может обеспечить качественную передачу сигнала на расстояние до 5 метров, а несколько светильников способны покрыть своим действием большое помещение. Скорость передачи (при приемлемых ошибках и потерях) составляет 100–230 мегабит в секунду. И, как гласит прессрелиз института, в одном из опытов его сотрудники, при

«Преимущество технологии в том, что вы будете использовать светильники, которые уже есть», – говорит Елена Вучич. Кстати, технология может пригодиться не только в быту. Тот же принцип позволит светодиодным светофорам передавать цифровые данные на автомобили или поезда, не прерывая своей обычной работы, – полагают немецкие ученые. А еще передача цифровой информации через светильники может быть полезной там, где обычная беспроводная трансляция данных способна помешать работе чувствительной медицинской или лабораторной аппаратуры.

содействии специалистов Siemens, достигли пиковой скорости передачи данных «по воздуху» через коммерческий белый светодиод даже в 500 мегабит в секунду. К концу 2010 года институт инженеров электротехники и электроники (IEEE) должен разработать отрасле-

вой стандарт на VLC. А пока о последних достижениях в этой области Вучич и ее коллеги планируют отчитаться на выставке-конференции по связи и волоконной оптике (OFC/NFOEC), которая стартовала в марта 2010 года в СанДиего (презентация проекта прошла 25-го марта). 2010 • май

эврика

изобретения, открытия, гипотезы

Алмазная проволока осветила путь к компьютеру будущего

Новое устройство позволяет создать интенсивный и стабильно работающий при комнатной температуре источник отдельных фотонов. Большая система из таких наноустройств, которые смогут работать как независимо, так и вместе, была бы солидным шагом к вычислительным квантовым сетям.

май • 2010

Алмазы известны своей красотой и необычным взаимодействием со светом, придающим бриллиантам неповторимую игру лучей. Дефект такого камня для ювелиров – огорчение, а физикам – радость. Новое исследование показало, что несовершенства этого кристалла можно с успехом использовать для тонкого управления одиночными фотонами.

Впервые в лабораторных условиях был разработан и применен на практике метод получения цельных нанопроводков из алмаза. Ранее исследователям удавалось только частично внедрять крошечные фрагменты минерала в структуру такого малого масштаба. Впрочем, ключевой момент нынешнего достижения заключен не в масштабе объектов. Как наглядно показала команда специалистов во главе с учеными Гарвардской школы инженерии и прикладных наук (Harvard SEAS), алмазная нанопроволока может служить источником единичных фотонов, выдаваемых «по требованию». Группа Марко Лонкара (Marko Loncar) нашла подтверждение ранее рассчитанной на бумаге гипотезе в ходе своей программы по изучению нелинейных свойств фотонных кристаллов. Новая разработка совмещает в себе сразу две заявленные на сайте проекта цели: создание нанофотонного устройства, способного обрабатывать квантовую информацию, и высокочастотного генератора в рамках оптико-механической системы. По словам ученых, новый способ радикального улучшения производительности источника отдельных фотонов базируется на природном светоизлучающем дефекте камня, называемом азотной вакансией (nitrogen vacancy – NV), или про-

В ходе эксперимента с NV-дефектом можно изменять квантовое состояние частиц внутри камня. Предшествовавшие опыты других ученых публиковались, в Physical Review Letters и Nature Nanotechnologies.

сто центром цвета алмаза. Наиболее хорошо изучена его связь с фотолюминесценцией камня, интенсивность и длина волны которой может быть изменена направленным магнитным или электрическим полем, микроволновым излучением или светом. То, что затем происходит с электронами в области NVдефекта, объясняется учеными с точки зрения изменения спина и сопутствующих ему явлений, таких как квантовая запутанность, спин-орбитальное взаимодействие и осцилляция Раби. Условно говоря, центр цвета «обменивается информацией» с внешним источником лучей. Но эффективный прием фотонов в

обычном камне затруднен изза того, что чаще всего центры цвета находятся глубоко внутри них. «Пойманные в ловушку» атомы взаимодействуют с остальной кристаллической решеткой, в результате чего изменяется их электронное состояние (спин). Если мы имеем дело с ювелирными изделиями, то видимым результатом будет красивая игра прихотливо преломленных световых лучей. Но гарвардских ученых интересует вовсе не красота. Они нацелены на создание устройств, использующих квантово-механические эффекты, например квантовых компьютеров. Дело в том, что спином электрона в отдельном центре цве2010 • май

эврика

Система на базе алмазных нанопроводков (на рисунке выделен центр цвета) должна быть лишена некоторых недостатков, присущих другим устройствам подобного рода, в основе которых лежат флуоресцентные красители, квантовые точки и нанотрубки – так, алмазные нанопроводки могут быть получены в больших количествах и без проблем интегрированы в различные наноустройства.

та можно манипулировать при комнатной температуре. Каждый NV-дефект в этом случае превращается в кубит – наименьший элемент для хранения информации в таком компьютере. «Разработанное нами устройство на основе алмазных нанопроводков фактически работает как крохотная антенна, генерирующая сильный поток отдельных фотонов, регистрируемый микроскопом, – говорит Лонкар, на днях получивший на свои изыскания грант в $50 тысяч. – Устойчивая связь относящегося к наномиру центра цвета с макрообъектами (световодами и линзами) и есть недостающее звено в создании квантового компьютера». Однофотонная антенна, работающая как на прием, так и на передачу, позволит воссоздать это «недостающее звено», естественно и эффективно связав детектор с индивидуальным 56

май • 2010

центром цвета алмаза, увеличивая его яркость и чувствительность. создание опытного образца такого устройства можно считать одним из ключевых шагов на пути достижения новых,

быстрых и безопасных технологических средств вычисления и связи. Действующий образец устройства сейчас представляет собой массив из нескольких тысяч алмазных нанопроводков. Каждый из них насчитывает всего несколько микрометров в длину и примерно 200 нанометров в диаметре. Один нюанс пока ограничивает исследователей – в природных алмазах NV-дефекты распределены неравномерно, что затрудняет использование нанопроводков как антенн. В ближайшем будущем ученые планируют путем ионной бомбардировки создать равномерное распределение центров цвета в каждом кристалле.

Для создания опытного образца (слева) специалисты использовали те же физические процессы, что в природе придают оттенки цветным алмазам. Например, голубой алмаз сигнализирует о примеси атомов бора, а желтый – азота. На микроснимке (справа) обозначен хорошо различимый NYдефект.

эврика

Выращивать клетки человеческого тела, левитирующие в магнитном поле, научились американские медики. Для этого им потребовалось собрать воедино несколько созданных ранее технологий. Новая методика призвана облегчить тестирование лекарств и изучение раковых опухолей, так как, по мнению ученых, помогает клеткам «почувствовать себя как дома».

Метод управления клетками живого организма, подвешенными в жидкости при помощи магнитного поля, разработали биологи из университета Райса (Rice University) и онкологического центра Андерсона при университете Техаса (M. D. Anderson Cancer Center). Как ни крути (в прямом и переносном смысле слова), а печень, сердце и даже отдельные ткани в чашке Петри не вырастишь. Потому что плоская она, а в таких условиях биологический материал ведет себя неадекватно, не соответствуют наблюдаемые явления тем, что происходят внутри тела. Вот и стараются ученые создать трехмерную матрицу для тканей и органов, изобретая раз-

изобретения, открытия, гипотезы

нообразные объемные чашки Петри. Нынешняя работа продолжила это направление. Глауко соудза (Glauco Souza) и его коллеги попробовали расположить клетки в трехмерном пространстве без каких-либо подручных приспособлений и микроскопических лесов. Они подняли клетки со дна сосуда при помощи магнитного поля. Для этого ученые изготовили гидрогель на основе полимера, который содержал наночастицы золота диаметром 50±8 нанометров и специально созданные вирусы – фаги. считается, что они поражают бактерии, но безопасны для клеток млекопитающих. Эти «наночелноки», которые американские биологи именуют Au-phage-MIO, способны достав-

Фаги подвесили железные клетки в магнитном поле

На фото трехмерная клеточная структура, выращенная в магнитном поле.

лять в клетки и органы специфические грузы. В данном случае такой полезной нагрузкой стали наночастицы магнетита (Fe3O4, диаметром 10-100 нм). После того как в гель были добавлены живые клетки, фаги заставили магнитные частицы внедриться внутрь них. На это ушло несколько часов. Затем гель удалили, культуру тщательно промыли, и далее начались экспери2010 • май

эврика

Невооруженным глазом видно, что при осаждении гидрогель очень хорошо захватывает частицы оксида железа.

менты с использованием магнитного поля. Выяснилось: чтобы клетки начали левитировать и образовывать трехмерную суспензию в питательной жидкости, достаточно приложить слабое поле. В пресс-релизе университета Райса упоминается, что использованный магнит был сопоставим по размерам с монетой. В таком подвешенном положении клетки могут жить и размножаться, распространяясь во все стороны, – это для них более естественно, чем обитание на плоском дне чашки. Значит, в лабораторных условиях они и функционировать будут так же, как в живой природе. Для проверки этого предположения медики провели следующий эксперимент: они взяли глиобластомы (раковые клетки опухоли, образовавшиеся в мозге человека) и провели с ними все вышеописанные манипуляции. 58

май • 2010

Схема процесса обработки клеток.

Глиобластомы «проросли» в трехмерной среде (через 72 часа образовались сферы диаметром один миллиметр) и начали производить те же белки, что и в организме мыши. При этом в предыдущих опытах в плоских чашках ничего подобного с раковыми клетками не происходило (подробности – в статье авторов разработки в журнале Nature Nanotechnology). Передвигая магнит и изменяя напряженность магнитного поля, биологи научились варьировать форму «мячиков» из клеток. Это может пригодиться в будущем

при создании тканей разных типов. скажем, кожа и нервные волокна растут по-разному, значит, и «вытягивать» их надо непохожими способами. «Прелесть этого метода в том, что он дает клеткам возможность взаимодействовать между собой, строить трехмерную структуру из микротканей. Простота технологии позволяет использовать ее любой лаборатории, которая только-только начинает заниматься выращиванием пространственных культур клеток, любой научной группе, заинтересованной в изучении стволовых кле-

Микрофотографии левитирующих глиобластом, полученные при помощи просвечивающей электронной микроскопии. Слева направо: после 24 часов культивирования, наночастицы магнетита внутри клеток выделены черным цветом; через 7 дней, в центре сфер из клеток наночастицы переместились во внеклеточный матрикс; также 7 дней спустя, в оболочке сфер почти не осталось наночастиц. Масштабная линейка – 5 микрометров.

изобретения, открытия, гипотезы

ток. Метод можно применять в регенеративной медицине и биотехнологиях, а также испытании лекарств», – говорит один из исследователей Роберт Рафаэль (Robert Raphael). Американские ученые мечтают, что рано или поздно при содействии их технологии будут выращиваться ткани для трансплантации и даже целые человеческие органы. Но пока основным применением новинки, скорее всего, действительно станет тестирование лекарственных препаратов и методов лечения злокачественных опухолей. «Культуры, растущие в трехмерном пространстве, больше похожи на настоящие ткани тела, соответственно, они предоставляют более достоверные результаты доклинических испытаний лекарств, – рассказывает еще один автор работы Том Киллиан (Tom Killian). – Между тем, если вам удастся улучшить точность ранней процедуры проверки лекарств хотя бы на 10%, вы сэкономите сотни миллионов долларов на каждом препарате». Еще один плюс нового метода – скорость. «Магнитные силы заставляют частицы слипаться очень быстро», – отмечает Джордж Уайтсайдс (George Whitesides) из Гарварда, не участвовавший в данной работе. «Если вы тестируете, к примеру, 100 тысяч доз лекарств на токсичность на 100 тысячах образцов ткани, экономия времени может быть весьма значитель-

Сверху: фотографии подвешенных глиобластом, полученные при помощи сканирующей электронной микроскопии: спустя 24 часа после начала эксперимента и на восьмой день. Масштабная линейка – 100 микрометров. Внизу: флуоресценция клеток на второй день и через 12 недель, последняя демонстрирует жизнеспособность клеток. Линейка – 200 микрометров.

ной», – вторит ему Киллиан. Однако Уайтсайдс указывает и на один из недостатков метода, присущий, впрочем, и всем остальным: клетки, расположенные во внутренней части любых лабораторных трехмерных структур, страдают от недостатка питательных веществ, кислорода и быстро отмирают. На это Том отвечает, что вместе с коллегами уже работает над созданием раствора, который, возможно, решит эту проблему. Еще одно применение новинки – изучение рака. Злокачественные опухоли, выращенные на «невидимой матрице», создаваемой магнитным полем, также больше похожи на те, что разрастаются в человеческом теле. Это само по себе большое достижение, добавляет еще один исследователь Вадих Арап (Wadih Arap).

Сейчас команда Соудза проводит дополнительные тестысравнения существующих ныне методов выращивания трехмерных матриц из клеток и новой магнитной технологии. Пока Глауко уверен, что эта разработка покажет точно такие же, если не лучшие результаты. Кстати, дальнейшей коммерциализацией метода займется начинающая компания Nano3D Biosciences, которой теперь принадлежит лицензия на создание магнитного геля. Достоверно известно, что в ней уже придумали простое и понятное название будущему устройству – Bio-Assembler («Биосборщик»). Вероятно, именно его в скором времени начнут предлагать всем лабораториям, желающим опробовать новый необычный метод выращивания тканей. 2010 • май

сетевое окружение

интернет и связь в Украине и в мире

Уловитель жестов примерил облик черного куба

Взаимодействие человека с домашней техникой может выйти на новый уровень с появлением универсального развлекательного куба типа «все в одном». Пусть этот откликающийся буквально на мановения руки куб – пока еще дизайнерская концепция, начинка для него уже существует. И встроена она может быть во что угодно.

Мехатроника, телекоммуникации, домашняя техника и лабораторные эксперименты… Самые разные области инженерии могут извлечь выгоду из этой яркой новинки.

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

Небольшой кубик на ножке своим простым дизайном не привлекает особого внимания, но мечтает быть в центре собы-

май • 2010

тий. Он готов включить музыку, полистать семейные фотографии, рассказать о погоде или показать последние сообщения,

пришедшие по почте. На кухне устройство поделится рецептами блюд, а в гостиной послужит «душой компании», предложив массу мультимедийных развлечений. Таков разносторонний приборчик «Жесточувствительный куб» (Gesture Cube), придуманный в Lunar Europe – германском отделении американской дизайнерской студии Lunar. Его боковые и верхняя грани представляют собой экраны, при помощи которых человек может управлять кубом. Мы назвали бы их контактными, только вот контакта как такового тут и не требуется: Gesture Cube, «Контактные дисплеи без контакта» придают кубу занятные свойства: управление им можно превратить в настоящую игру.

как подчеркнуто в его названии, управляется жестами. На поверхность куба должны выводиться пункты меню в зависимости от действий пользователя: в один момент «крыша» куба превращается в верньер радиостанции, в другой – По замыслу разработчиков, в нижнюю часть куба должен быть встроен динамик, окружающий металлическую ножку. Фактически Gesture Cube, помимо устройства связи с PC и промежуточного звена в коммуникации ряда мобильных устройств, должен выступать и как автономный мультимедийный плеер. 2010 • май

сетевое окружение показывает перемещаемые с телефона файлы. Разумеется, кубу не обязательно самому «помнить» всю информацию. Необычное устройство играет роль универсального пульта ДУ, мыши, клавиатуры и так далее. А со своими подопечными (домашним компьютером, к примеру) он должен связываться по беспроводной сети. самое примечательное в этом проекте: фантазия дизайнеров базируется на уже существующем «железе». Gesture Cube должен использовать новейшую технологию распознавания движений рук GestIC от германской компании Ident Technology. В отличие от целого списка уже существующих систем управления жестами, базирующихся на видеокамерах и программном распознавании картинки, GestIC ощущает присутствие человека и вычисляет его действия по вмешательству рук в слабое электрическое поле, окружающее устройство. Человеческое тело обладает некоторой проводимостью, так что для фиксации перемещений рук и пальцев оставалось только придумать чувствительную систему, умеющую с достаточной степенью точности «видеть» движения. Изобретателям куба потребовалась система, способная отличать не только простое удаление и приближение руки, но смещение ее в горизонталь62

май • 2010

Чип GestIC чувствует руку на приличном расстоянии и легко различает между собой множество движений как всей кисти, так и отдельных пальцев. При этом чип может выводить на экран PC все параметры движения – смещение по координатным осям, скорость и так далее. Свою новую технологию Ident явила свету в середине февраля на прошедшем в Барселоне Всемирном конгрессе по мобильным устройствам (Mobile World Congress). И это не случайно – чипу GestIC прочат светлое будущее в КПК и мобильниках.

ной плоскости, перемещение отдельных пальцев по кругу, сжатие их в кулак, раскрытие в стороны и так далее. Решить эту задачу немцам удалось, разместив четыре сенсора по углам небольшого квадрата. Квадрат этот пред-

ставляет собой одну из трех плат прибора GestIC. Вторая, расположенная сразу под первой, отвечает за обработку сигналов с датчиков и собственно расшифровку жестов. Третья же плата, лежащая под второй, – принимает инфор-

интернет и связь в Украине и в мире

мацию от предшественницы и отправляет заранее запрограммированные команды на PC или в «мозг» любого иного устройства, которое может быть оснащено GestIC. Будет ли это все тот же «развлекательный куб», игровая консоль или какая-нибудь экспериментальная установка – не так уж и важно. Судьба самого куба еще неясна – авторы концепта пока не планируют никаких следующих шагов по его воплощению. При этом они уже размышляют о других устройствах, в которых могли бы во всей красе проявиться достоинства управления жестами. Но виртуальный в некотором роде проект уже сослужил хорошую службу реальной разработке Ident Technology: он наглядно показал, какие интересные вещи можно придумать на основе чипа GestIC. По словам представителя Ident Оливера Дитриха (Oliver Dietrich), компания передала права на использование GestIC одному из крупных производителей чипов, который должен показать серийную схему к концу нынешнего года. Первые же бытовые приборы с таким чипом внутри ожидаются в 2011 году. Возможно, среди них будет что-то, похожее по замыслу и на Gesture Cube, а быть может, мы увидим нечто и вовсе поразительное: вся прелесть GestIC – именно в универсальности.

Над всем перечнем возможностей куба, кстати, трудилась немецкая дизайнерская компания, специалист по пользовательским интерфейсам Zinosign. 2010 • май

здоровый интерес

медицина, здоровье, образ жизни

Антимоскитный лазер устроил звездные войны в миниатюре

Радикальный способ борьбы с распространением малярии продемонстрировали американские специалисты. Комар буквально обугливается, попадая в поле действия специально разработанного микролазера. Умная система может различать самцов и самок насекомого, уничтожая только последних, которые и переносят заразу.

Новый лазер столь избирателен при своей эффективности, что, по словам создателей, сможет за ночь убить бессчетное количество комаров (от 50 до 100 в секунду), не причинив вреда другим насекомым.

http://www.youtube.com/watch?v=eYXPqrXZ1eU&feature http://www.youtube.com/watch?v=U5Ex2ZIWWog&feature

Не секрет, что малярия является одной из главных проблем здравоохранения в Африке. Более миллиона людей каждый год пополняют печальную статистику летальных исходов от этого заболевания. Вдумайтесь: три тысячи ежедневно умира-

май • 2010

ют от малярийных паразитов, переносимых комарами рода Anopheles, и это не говоря уже об экономическом ущербе порядка $1 миллиарда в месяц. сама идея антимоскитного лазера, уже построенного и успешно испытанного компани-

ей Intellectual Ventures (IV), лежала на поверхности еще с начала 1980-х, когда его концепцию представил Лоуэлл Вуд (Lowell Wood). В те годы он был занят в программе Рейгана «Стратегическая оборонная инициатива», которую пресса моментально окрестила «Звездными войнами». Сейчас Вуд – сотрудник IV. С течением времени накал холодной войны спал, а вот москиты на Черном континенте свой натиск только наращивали. Идею использования лазера против гнуса извлекли из долгого ящика благодаря Натану Мирволду (Nathan Myhrvold), бывшему техническому директору Microsoft и сооснователю IV.

В конечном виде противокомариный лазер должен оказаться довольно компактным и недорогим прибором.

Разработка Вуда, доведенная до ума при содействии знаменитого астрофизика, инженера и музыканта Джордина Кэра (Jordin Kare) из Ливерморской национальной лаборатории (LLNL), получила название Photonic Fence Anti-Mosquito

Изучить новые способы борьбы с малярией бывшего коллегу Мирволда (крайний справа) попросил небезызвестный Билл Гейтс (Bill Gates), который насмотрелся последствий эпидемии малярии во время своих благотворительных поездок по Мозамбику. Тогда глава Microsoft, напомним, лично пожертвовал $168 миллионов на исследование методов профилактики и лечения этого заболевания.

Laser System. Портативная лазерная система молниеносно обнаруживает отдельных комаров, ведет цель и уничтожает как по одному насекомому, так и пачками. Как подчеркивается в названии, главная изюминка системы – создание своеобразного светового или фотонного забора (photonic fence), огораживающего объект, который требуется защитить от насекомых, например здание или палатку. По периметру такой ограды находятся светодиоды, испускающие пучки инфракрасного излучения на расстояние до 30 метров. Контур самой «изгороди» обозначен полосками из светоотражающего материала (аналогичного тому, что используется для разметки шоссе). Рядом со светодиодами располагаются камеры, фиксирующие тень насекомого в отраженном свете. В случае вторжения в зону фотонной ограды устройство подсвечивает его «обычным» лазерным лучом, 2010 • май

здоровый интерес как указкой, оценивая размеры насекомого и скорость, с которой оно машет крыльями (самки москита делают это гораздо медленнее самцов). После «проверки безопасности», если система принимает решение уничтожить объект, она активирует гораздо более мощный лазер, поджаривающий комара. Используемые лазером частоты практически не способны повредить человеку, но, несмотря на это, ученые сделали все для исключения возможности ошибочного срабатывания. В тех районах, где малярия является эндемическим заболеванием, распространены перебои с электроэнергией, поэтому антимоскитный лазер оптимизирован для аккуратного и экономного уничтожения вредителей. существует неподтвержденная гипотеза, что он способен даже повреждать ДНК насекомого. Мирволд с коллегами эффектно продемонстрировали устройство на февральской конференции TED 2010 (Technology, Entertainment, Design) в ЛонгБич. Во время презентации Мирволд выпустил несколько сотен комаров в стеклянный бак – на растерзание своему детищу. Дальнейшую судьбу несчастных кровососов можно пронаблюдать в замедленной съемке (ссылка вначале статьи). следует отметить, что подобным «лучом смерти» про66

май • 2010

Синие кружочки – малярийные паразиты, уже прочно обосновавшиеся в крови. Ученые уже испробовали в борьбе с эпидемией практически все, от синтетических цветов и ядовитого сахара до специальных тестовых часов и жвачки, даже пробовали модифицировать самих комаров, но пока угроза остается угрозой.

Хотя первые прототипы антимоскитного лазера (один из них показан вверху) и работали, они были слишком дорогими для сборки и использования в странах Третьего мира. Последняя же версия (внизу), несмотря на футуристический вид, была собрана из б/у компонентов общей стоимостью около $50, найденных Мирволдом и коллегами на Ebay, включая детали от лазерных принтеров и цифровых проекторов, игровых консолей и пишущих приводов Blu-ray, а также зум-объективы от цифровых камер.

медицина, здоровье, образ жизни

Разложенная по кадрам гибель комара от лазерного луча выглядит именно так.

Этот рисунок показывает один из способов применения «фотонной ограды». Красный «забор» означает границу, которую не могут пересечь комары, но все остальные насекомые, птицы или люди, напротив, могут чувствовать себя в безопасности. Верхнее заграждение отсутствует, так как летуны из комаров плохие.

тивомалярийные разработки Intellectual Ventures не ограничиваются. О других любопытных проектах, среди которых «кормление» москитов отравленной кровью, дезориентация их в пространстве и новые методы ранней диагностики самого заболевания, можно прочесть в соответствующем разделе на сайте компании. В еще одном видеоролике (ссылка вначале статьи), сотрудник компании Эрик Йохансон (Еric Johanson) в три часа ночи перед выставкой подробно рассказывает о лазерной уста-

новке и демонстрирует разные нюансы ее работы. Пока детище Intellectual Ventures, произведшее колоссальное впечатление на посетителей TED, еще ждет вдохновленного спонсора, который сможет вывести его на уровень массовых продаж. В заключение стоит процитировать свежую новость изза океана, предназначенную специально для любителей поострить на предмет того, что притязания американцев, мол, измельчали: «Летящий недалеко от побережья Калифорнии самолет обнаружил специально выпущенную баллистическую ракету и сжег ее лучом еще на разгонном участке траектории». Как говорится, комар носа не подточит. Со «Звездными войнами» тоже все в порядке.

В конечном счете, цель проекта состоит в использовании лазеров для создания защитного ограждения не только вокруг больниц, но и для защиты обычных домов и сельскохозяйственных областей (как экономичную альтернативу пестицидам). 2010 • май

здоровый интерес

медицина, здоровье, образ жизни

Леденец BrainPort позволяет слепым видеть языком

Для передачи визуальных сигналов от сетчатки к коре головного мозга необходимо около двух миллионов оптических нервных волокон. Разработанное неврологами компании Wicab устройство позволяет получать визуальную информацию через небольшую цифровую камеру с диаметром объектива около 1,5 см.

май • 2010

Мозг – живой инструмент, способный гибко перестраивать свою работу при травмах, например, «обучив заново» какой-то функции другой участок коры взамен поврежденного. Возникшая на фоне этого идея одного американского ученого спустя сорок с лишним лет помогает вернуться к полноценной жизни людям, лишившимся света дня.

http://www.youtube.com/watch?v=xNkw28fz9u0&feature http://www.youtube.com/watch?v=xOhcy5Vov9k&feature

Гибкость нейронной сети человека,однаждывосхитившая доктора Пола Бачирита (Paul Bach-y-Rita) из университета Висконсина в Мэдисоне (University of Wisconsin-Madison), посте-

пенно стала главной темой его жизни. Бачирита не просто изучал этот вопрос, но и задался, на первый взгляд, фантастической целью: как можно на практике транслировать в кору мозга

внешний видеосигнал, чтобы ослепший человек вновь начал видеть? Невролог поразил ученый мир тем, что вышел за пределы эскизов и графиков и воплотил свои размышления в виде экспериментального «машинномозгового интерфейса», ключевым элементом которого был «языковой дисплей» (Tongue Display Unit – TDU), прототип нынешнего устройства. TDU обладал уже несколькими десятками электродов, которые создавали слабое покалывание на языке сообразно яркости пикселей на картинке, снимаемой видеокамерой. Само собой, мы подробнейшим образом осветили изобретение – было это ранее, еще при жизни доктора Бачириты. В том же материале описывался случай Эрика Вайенмайера (Erik Weihenmayer) – довольно известной персоны, которой полученный в 13 лет диагноз «слепота» не помешал стать первым незрячим, покорившим 25 мая 2001 года Эверест. История продолжилась следующим образом: в 2009 году университет Висконсина в Мэдисоне объявил о выходе в свет нового устройства, развивающего идеи «языкового дисплея», – оно получило название BrainPort. Приуроченный к релизу видеосюжет (ссылка вначале статьи) показывает, как прибор позволяет Эрику вести самую

Cложно передать радость Эрика Вайенмайера (на снимке), когда после двадцати лет в абсолютной темноте он попал к доктору Бачирите и уже через час взаимодействия с прибором смог пройти через дверной проем, а позже и вовсе перехватить катящийся по полу мяч.

нормальную жизнь, включая альпинистские упражнения и игру в «камень-ножницыбумага» с дочкой. BrainPort работает по такому алгоритму: видеосигнал поступает от камеры в процессор, который управляет зумом, яркостью и другими параметрами картинки. Он также преобразует цифровые сигналы в электрические импульсы, фактически принимая на себя функции сетчатки. Затем данные направляются на поверхность языка, к «леденцу» – массиву электродов площадью 9 см2, каждый из которых соответствует сразу нескольким пикселям в камере. Число электродов в нынешних прототипах составляет от 100 до 600 с небольшим штук. Интенсивность же света напрямую влияет на силу тока и длитель-

Доктор Пол Бачирита (1934-2006) еще в конце 1960-х начал проводить эксперименты с визуальным восприятием через тактильный контакт. 2010 • май

здоровый интерес ность электрических сигналов, которые ощущает язык. Также электродная решетка обеспечивает пространственную ориентацию, то есть вспышка в центре зрительного поля отобразится в виде импульса в середине решетки. Еще одно видео, демонстрирующее различные нюансы использования «Брейнпорта», сняла команда CBS News. Как уверяют разработчики, нужно «лишь научиться использовать» это устройство, подобно тому, как впервые учатся ездить на велосипеде. скептики утверждают, что для реального приобретения навыков нового зрения с помощью «Брейнпорта» требуются далеко не дни и даже не месяцы – впрочем, это в любом случае не срок для людей, обреченных иначе всю жизнь прозябать в темноте. BrainPort пока еще недоступен для широкой продажи и распространяется только в рамках некоторых гуманитарных программ, но при желании через сайт можно связаться с Wicab и убедить их в своем намерении посодействовать испытаниям прибора. Там же есть информация и о другом ноу-хау компании – BrainPort Balance, предназначенном для пациентов с хроническим нарушением равновесия. Так современная техника помогает нам оценить чудесную способность мозга к «самопочинке». Поступающие из70

май • 2010

BrainPort состоит из миниатюрной видеокамеры, закрепленной в районе лба, помещающегося в руке процессора и так называемого леденца – небольшой решетки из электродов, накладывающейся на язык.

медицина, здоровье, образ жизни

Белые точки передаются высоким уровнем электрического сигнала, черные – отсутствием напряжения. Усеивающие язык нервные окончания воспринимают эти импульсы, по описанию добровольцев, подобно пузырькам шампанского. Как дело обстоит дальше – в визуальную или соматосенсорную область коры поступают данные – остается пока неясным. В любом случае через 15 минут (по утверждению представителей Wicab) с начала использования «Брейнпорта» незрячие пациенты начинают воспринимать пространственную информацию и понемногу ориентироваться.

вне сигналы обрабатываются в различных отделах коры в зависимости от типа сенсорной системы-передатчика. Это запечатлено и в названиях зон неокортекса: зрительная кора, слуховая кора и так далее. При повреждении глаз информация перестает поступать в соответствующие центры, и человек лишается зрения, не-

смотря на работоспособность ответственного за это отдела коры. Но если зрительные сигналы приходят посредством другой сенсорной системы – то, как нам демонстрирует BrainPort, слепые прозревают (кстати, недавно было установлено, что слепые активно задействуют визуальную кору для слуха). Пусть разрешение монохромного поля зрения, обеспечиваемого новым устройством, и ограничено числом электродов, в любом случае пригово-

ренные к слепоте люди видят не пятна, а предметы – и снова могут совершить привычные действия: налить кофе, нажать кнопку лифта, прочесть надпись на стене. Язык в качестве «протеза глаз» поначалу кажется экзотическим выбором, но это не каприз исследователей. Слюна отлично проводит электрические импульсы, а нервные волокна в языке расположены очень близко к поверхности. Можно сказать, язык практически идеален для зрения – после глаз.

Один из последних широко растиражированных прессой примеров успешного применения технологии – случай ефрейтора Крейга Лундберга (Craig Lundberg), 24-летнего уроженца Ливерпуля, потерявшего зрение в результате взрыва гранаты в Ираке 22 марта 2007 года. Британские военные хирурги отвезли Лундберга в Штаты для дальнейшего обучения использованию устройства BrainPort. Оно сейчас продолжает совершенствоваться в рамках программы по реабилитации ослепших ветеранов группой разработчиков во главе с бывшим генерал-майором армии США Гейл Поллок. Тем не менее недоверчивый экс-ефрейтор до сих пор больше полагается на своего пса-поводыря Гюго, которого очень любит. «BrainPort просто является средством обеспечения моей мобильности, а не решением всех проблем и концом моей инвалидности», – по-военному чеканит в своих интервью Лундберг. 2010 • май

здоровый интерес

медицина, здоровье, образ жизни

Страдания тысячи добровольцев раскрыли правду о гене боли

Некоторым людям и слабое пощипывание приносит боль, другие же способны творить со своим телом настоящие чудеса и при этом ни разу не расплакаться. 72

май • 2010

Практически вся жизнь человека прописана в его геноме – ученые убеждаются в этом все больше и больше. На сей раз в генетическом коде обнаружено место и соответствующие вариации, определяющие порог болевой чувствительности людей. Исследователи полагают, что нынешнее открытие позволит создать идеальное обезболивающее средство.

За последние пять лет генетики связали три серьезных расстройства, приводящих к неверному восприятию боли организмом, с мутациями в гене SCN9A. Во всех случаях те или иные генетические вариации оказывали влияние на структуру белка, контролирующего канал Nav1.7, через который натрий поступает в нервные клетки при появле-

Здесь показаны четыре проявления работы/поломки канала Nav1.7. Сверху перечислены различные заболевания, приводящие к тем или иным нарушениям в регистрации болевых ощущений (WT – нормальное состояние без мутаций).

Натриевый канал внутри кончика аксона нервной клетки.

нии болевого стимула. (Натрий определяет, посылает ли нейрон сигнал в мозг.) В двух случаях из трех люди страдали от боли из-за того, что «неправильный» вариант гена заставлял канал для натрия либо слишком легко открываться, либо не давал ему потом закрыться. В третьем случае белок, кодируемый SCN9A, и вовсе не функционировал, в результате люди не были способны чувствовать боль вообще. «Мы решили выяснить, могут ли вариации кода в этом гене определять человеческую степень чувствительности к боли», – рассказывает Джеффри Вудс (Geoffrey Woods) из Кембриджского института медицинских исследований, обнаруживший в свое время генетическую связь в третьей группе упомянутых выше больных. 2010 • май

здоровый интерес Для этого Вудс и его коллеги из разных стран исследовали различия в строении SCN9A у 578 больных остеоартритом (osteoarthritis) и обнаружили 27 однонуклеотидных полиморфизмов (SNP), то есть перестановок аминокислот в ДНК. Затем биологи сравнили их наличие с болевым порогом пациентов, в каждом случае обращая внимание на серьезность заболевания. Один из найденных SNP присутствовал примерно у 10% участников исследования, и его наличие приводило к значительному усилению болевых ощущений. (К сожалению, порог чувствительности – субъективная величина, но пока ученые могут ориентироваться лишь на слова человека.) Далее генетики сравнили присутствие этого измененного участка кода и болевые ощущения у 195 пациентов из Финляндии, страдающих от воспаления седалищного нерва, 100 датчан, «чувствующих» фантомную боль в ампутированных конечностях (phantom limb pain), 179 человек, у которых был удален межпозвоночный диск, чтобы избавить их от боли в пояснице, и 200 больных с панкреатитом (воспалением поджелудочной железы). Оказалось, что в первых двух группах у людей, ис74

май • 2010

Пока не ясно, существует ли связь между данным геном и развитием хронических болей, которыми страдают около 20% взрослого населения планеты. «Обнаруженный ныне генетический вариант может быть частично виноват в том, что у некоторых людей хронические боли сильнее, чем у других», – комментирует Макдоналд Кристи (Macdonald Christie) из университета Сиднея.

пытывающих, по их мнению, самую сильную боль, тот самый полиморфизм чаще всего присутствовал. В других группах подобное статистически не подтвердилось, хотя тенденция тоже была налицо. Затем ученые проверили гипотезу на здоровых

людях. Для этого они попросили 186 женщин рассказать о своих болевых ощущениях при воздействии сильного тепла. И в этот раз выяснилось, что более низкий болевой порог был у тех участниц исследования, что обладали определенной вариацией в SCN9A.

медицина, здоровье, образ жизни

В статье, опубликованной в открытом доступе в PNAS, Вудс со товарищи приводят следующее сравнение: людей, не имеющих в своем геноме «неправильной» версии гена, природа как бы наделила натуральным боле утоляющим. Чтобы понять, как однонуклеотидный полиморфизм понижает болевой порог, биологи внедрили измененный ген в клетки почки (у них канал для натрия отсутствует). В результате клетки вырастили свои собственные каналы, которые закрывались менее эффективно, а значит, болевой сигнал, который мог быть отправлен ими в мозг, был сильнее. Однако эффект генетической вариации был крайне незначительным, поэтому сложно с уверенностью сказать, что дело только в SNP исследуемого гена. Отметим, что в группах, которые изучали Вудс и его коллеги, 15–18% людей имели одну копию генетического варианта (обозначена на рисунке выше как R1150W), около 2–3% – две копии, что делает их еще более чувствительными к боли. Пока рано говорить о применении полученных данных на практике. Однако Джеффри уверен – нынешнее открытие, несомненно, поможет разработать более эф-

Схематическое изображение SCN9A и позиций мутаций в нем (показаны стрелками), отвечающих за различные заболевания.

фективные способы борьбы с неприятными ощущениями, а также уменьшить побочные эффекты обезболивающих лекарств. Для этого необхо-

димо будет создать препарат, который сможет воздействовать напрямую на белок, открывающий/закрывающий натриевый канал.

2010 • май

оружие

военные технологии, техника

HooAH! Пентагон выпустил на рынок съедобное спецсредство

Секретный продукт пентагоновских ученых, предназначенный для бравых вояк, пересек невидимую границу и стал доступен гражданским.

Перед нами небольшой батончик, вроде сникерса, выделяющийся внешне из ряда своих собратьев разве только забавным названием «ХУА!» (HooAH!). Именно так, с восклицательным знаком, так как это – крик. Но начинка его отличается от всяческих «съел и порядок!», 76

май • 2010

У этого продукта занятная история. Разрабатывали его ученые из ряда институтов и лабораторий Пентагона специально для «поддержки» боевых операций. Потом он поступил на вооружение армии США. А теперь – попал в обычные магазины.

ибо разрабатывалась химиками и биологами военного ведомства США. Создали этот продукт в 1996 году как часть так называемого «рациона первого удара», призванного обеспечить высокую физическую и умственную работоспособность солдат и их хорошее самочувствие в течение напряженных армейских операций. Со временем батончик обрел несколько модификаций, немного отличающихся по набору компонентов и вкусу – и был официально принят на вооружение. В прошлом году американская компания D’Andrea Brothers провела переговоры с американскими военными о коммерциализации армейского батончика. И вот недавно он поступил на массовый рынок. С двумя вкусовыми наполнителями –

Как говорят, «теперь – и в магазинах вашего города».

HooAH! бывают разные.

«яблоко с корицей» и «шоколад» (далее ассортимент обещают расширить). Кстати, компания, которая его продает, отправила в виде пожертвования тысячи батончиков жертвам недавнего цунами. Но вернемся к самому продукту. Казалось бы – калорий полно в самой обычной еде – плитке шоколада или, допустим, тушенке. Но ученые говорят, что просто наесться и повысить резервы организма – не одно и то же.

Поэтому в свое время для создания HooAH! Пентагон привлек силы сразу ряда своих научно-исследовательских организаций. Чем же этот батончик отличается от других? В двух словах: там содержатся только натуральные продукты (никаких консервантов и красителей) с буквально виртуозно подобранным массовым соотношением карбонгидратов, пептидов, витаминов и минералов, других веществ, которые все вместе обеспечивают повышение работоспособности человека без негативных по2010 • май

оружие следствий для здоровья (типа отложения жира в тканях). Например, есть тут негидрогенизированное пальмовое масло или, скажем, отобранные протеины из сыворотки, мальтодекстрин и многое другое на общую «сумму» в 280 калорий (плюс 17 витаминов и минералов). Не будем вдаваться во все тонкости биохимии. Приведем лишь один пример хода мыслей создателей этого батончика. Как сформулировали военные медики, HooAH! «понижает гликемический индекс (который, поясним, характеризует скорость повышения уровня сахара в крови после приема данного продукта) и модулирует время синтеза глюкозы, обеспечивая в теле медленное, но длительное преобразование гликогена в глюкозу, что помогает задерживать начало усталости». Иными словами, армейский батончик не дает немедленного чувства насыщения, но зато гарантирует продолжительный энергетический «тыл», пока человек занят утомительной работой. А вот обычные шоколадные батончики быстро перевариваются и «проскакивают» кровь, давая короткий всплеск энергетики, но просто гарантируя чувство голода (если вы больше ничего не ели) уже через довольно короткое время. 78

май • 2010

Закономерная реклама – HooAH!

Испытания показали, что солдаты, набравшись этих батончиков, на 19% лучше выполняют физические упражнения непосредственно после маршброска. А также HooAH! на 14% задерживает время прихода усталости при выполнении длительной работы. Посему инициаторы поставки батончика в супермаркеты полагают его настоящим открытием для тех, кому предстоит физическая работа или занятия спортом. Любопытно то, как расплачивается ныне с Пентагоном D’Andrea Brothers за коммерциа-

лизацию военного ноу-хау: часть доходов от продажи каждого HooAH! идет на финансирование научно-исследовательских подразделений американского министерства обороны. В заключение нужно пояснить происхождение названия батончика. «ХУА!» – это отклик американских солдат, являющийся сокращением от английских слов «слышу, понял, признал». Видимо, авторы идеи коммерциализации боевого рациона надеются на признание армейского «клича» со стороны гражданских.

эврика

Им дают имена, их обучают и проверяют на экзаменах, а потом гордятся ими, фотографируют для «доски почета», устраивают комфортные условия проживания. И есть за что: они спасают множество жизней, быстро и эффективно обнаруживая мины и другие неразорвавшиеся боеприпасы, скрытые под землей. Они – наши нынешние герои – это гигантские крысы.

изобретения, открытия, гипотезы

Гигантские крысы находят мины по запаху

Для региона, пережившего войну, мины – одна из самых тяжелых проблем. Многие годы после прекращения боевых действий они продолжают уносить жизни десятков людей и калечить тысячи. Быть может, перед нами самое симпатичное решение проблемы.

http://www.youtube.com/watch?v=_eAGtAYW6mA&feature

О том, что крысы способны вынюхивать мины, а еще – туберкулез у человека, было известно еще в 2003 году. Однако этот многолетний проект в то время находился только в начале своего практического вопло-

щения, переходил от ранних экспериментов к работе в поле. Теперь же стоит рассказать и об истории, и о нынешнем состоянии сей удивительной затеи. столь необычным делом занимаются бельгийская неком2010 • май

дело техники мерческая организация APOPO и ее дочерний проект «Крысагерой» (HeroRAT). Основал APOPO в 1998 году Барт Уитдженс (Bart Weetjens), впечатленный ужасающей статистикой смертей от мин, доставшихся многим странам в наследство от вооруженных конфликтов конца века. В развивающихся странах Африки, к примеру, специалистов по разминированию должного уровня не так уж много, а время их стоит достаточно дорого. Применение же, допустим, тренированных собак – тоже дорогое удовольствие, если обследовать нужно не аэропорты или магазины, а огромные открытые территории. Тут-то Уитдженс вспомнил про способности крыс. В детстве он держал грызунов в качестве

Число мин столь велико, что надеяться только на саперовлюдей – значит ждать еще многие годы, прежде чем немалые участки земли снова можно будет отдать под сельское хозяйство или иное использование. Крысы-саперы – несколько неожиданный, но, как показало развитие этого проекта, прекрасный выход из положения.

домашних животных и успел попросту полюбить их. Крысы сообразительны, отлично чуют

Свою работу в Африке Уитдженс начал еще до проекта HeroRAT: Барт помогал в поставках африканцам протезов ног. Тогда-то он и узнал, сколь велики масштабы бедствия: примерно каждые 20 минут где-то в Африке человек подрывается на мине. Бельгиец понял, что при таком размахе заминированных полей на всех не напасешься ни собак-ищеек, ни металлоискателей, к тому же некоторые мины – пластмассовые.

май • 2010

запахи и в качестве «массовой» армии саперов могут обойтись совсем недорого. Поиск по научным публикациям подтвердил догадки бельгийца: еще в 1970-х американские ученые установили, что лабораторные крысы способны различить запах взрывчатых веществ. Но каких-то особых последствий это открытие не возымело. Потому Барт решил начать собственные опыты. В подборе кандидатов на лучших искателей мин и в натурных экспериментах Барту помогали биологи из университета Антверпена (Universiteit Antwerpen), сыгравшие большую роль и в организации всего проекта. В результате на

военные технологии, техника

роль саперов определили гигантских африканских (гамбийских) сумчатых крыс (Cricetomys gambianus). Гамбийские сумчатые крысы являются местным для значительной части Африки видом, хорошо приспособленным к ее условиям, а в Африке Барт изначально и намеревался применить свой метод разминирования. Эти крысы хорошо размножаются в неволе. Они выносливы и устойчивы к болезням. Они хорошо обучаются и при этом обладают сравнительно большим сроком жизни, так что могут работать долго. И главное – у этих ночных животных просто превосходное обоняние. После первых экспериментов в Бельгии, подтвердивших работоспособность идеи Барта, в 2000 году проект перебрался в Танзанию, в Морогоро (Morogoro), под крыло местного агропромышленного университета (Sokoine University of Agriculture), чьи специалисты взялись помогать «десанту» из Европы. Именно тут открылась «крысиная школа». В нее зверьки поступают в возрасте пяти недель, когда их забирают у матери. Тут грызунов начинают знакомить с большим внешним миром: они привыкают к громким звукам техники, бегают по мокрой траве, их катают на грузовике, они знакомятся с новыми людьми и так далее.

Эпитет «сумчатые» этот вид получил из-за больших защечных мешков, как у хомяков. Также стоит сказать, что гамбийские крысы не являются подлинными крысами – африканские грызуны их достаточно дальние, но все же родственники.

Потом начинаются тренировки в полном соответствии с заветами великого Павлова. Сначала крыс учат связывать щелчок пальцами с получением угощения – банана или арахиса. Потом им предъявляют кусочки взрывчатки и другие предметы, связывая положительную реакцию на нужные запахи со щелчком.

После того как в лаборатории крысы демонстрируют узнавание нужных «ароматов», тренировки переводят на воздух, где зверьки начинают знакомиться с тактикой противоминных работ. Чтобы обнаружить мины на реальном минном поле, сначала сотрудники HeroRAT обраща2010 • май

оружие ются к специалистам-военным, которые отмечают границы опасной зоны и проделывают ряд узких проходов (вручную или при помощи техники). В конечном счете поле стараются разбить на отдельные участки 5 х 20 метров, по границам которых могут спокойно проходить люди. Два «крысиных тренера» становятся по разные стороны от прямоугольника и натягиваСхема работы крысы-сапера. Красным заштрихованы дорожки безопасности, расчищенные заранее.

Обучение крыс начинается в лаборатории, а продолжается в поле.

май • 2010

ют между собой струну, удерживая ее около земли. По струне скользит кольцо, привязанное коротким поводком к шлейке, надеваемой на крысу. Такое ограничение необходимо вовсе не для того, чтобы зверек не убежал. Просто постепенное смещение троса гарантирует, что крыса не оставит без внимания ни одну пядь внутри отмеченного прямоугольника. За один проход зверек обрабатывает полоску шириной полметра. 40 перестановок струны – и участок обнюхан. Эти 100 квадратных метров крыса-герой обследуют всего за полчаса, что заметно быстрее, нежели тут работал бы человек. И безопаснее. Кстати, самим крысам ничего не грозит – они слишком легки, чтобы вызвать срабатывание противопехотной мины. Если крыса унюхала взрывчатку, в этом месте она начи-

военные технологии, техника

нает скрести землю лапками. После достижения края участка маленький «нюхач» получает от человека кусочек банана или еще что-нибудь вкусное, тренеры же тем временем отмечают мину флажком – потом ее извлекут саперы или дистанционно взорвут. Для большей уверенности работники HeroRAT иной раз пускают на тот же участок вторую крысу и сверяют их «показания». В общем-то точно так же проходят и тренировки в «школе» HeroRAT, в ходе которых крысам-курсантам дают возможность обследовать смоделированное минное поле, в котором люди припрятали кусочки взрывчатки. В конце обучения, которое длится порядка одного года, крысам устраивают экзамены с прохождением нескольких фиктивных минных полей. Только самым смышленым и чувствительным выпускникам доверяют реальное разминирование, остальные крысы могут найти работу в других проектах организации. Например, для быстрого разминирования дорог специалисты HeroRAT придумали несколько иную технологию, которая пока только тестируется. Как известно, саперы-люди могут эффективно очистить точно очерченную зону от мин, но проблема в том, чтобы сначала определить на многокилометровой дороге потенциально

Маленькие саперы работают за угощение.

опасные участки. На это может уйти очень много времени. Удаленное детектирование (Remote Explosive Scent Tracing – REST) предусматривает следующую процедуру. Сначала военные специалисты обезвреживают тропки по краям дороги. По ним передвигаются команды HeroRAT и каждые 100 метров берут пробы воздуха при помощи специальных насосов и фильтров, задерживаю-

щих даже следовые количества взрывчатых веществ. Эти пробы привозят в лабораторию, где обученные крысы обнюхивают фильтры и мгновенно указывают на те, что пахнут взрывчаткой. Так становится ясно – на какие участки трассы военные должны обратить особое внимание. По сравнению с другими методами поиска мин крысиный оказывается не только самым 2010 • май

оружие быстрым, но еще и самым дешевым. Кстати, свою благородную работу APOPO ведет исключительно на средства спонсоров, в числе которых – бельгийское правительство. спасает затею и то, что в ней принимает участие немалое число подвижниковдобровольцев. Успехи HeroRAT складываются из множества небольших эпизодов, зачастую вроде и незаметных, однако для тысяч Крысы невелики, их проще прокормить, чем собак, и их легко транспортировать. При этом крысы из проекта HeroRAT ведут себя как ручные животные и с удовольствием гуляют со своими «учителями», исследуя новые места.

А это уже не учения, а работа в Мозамбике – первом месте, где идея разминирования силами HeroRAT была проверена на практике.

май • 2010

людей – это настоящие поворотные точки в жизни. Так нынешней осенью сотрудники HeroRAT обезвредили минное поле близ селения Pfukwe в Мозамбике. Опасный участок размером 50 х 100 метров был расположен крайне неудачно и мешал подвести линию электропередачи в целый район Mabalane, насчитывающий 10 тысяч жителей. сотрудники национальной энергетической компании EDM попросту отказывались работать в данном месте. И, очевидно, электрики боялись не напрасно. Крысы обнаружили на поле 32 неразорвавшиеся противопехотные мины Gyata и ПМН, встреча с которыми человека обычно заканчивается гибелью, а в лучшем случае – потерей конечностей. сразу же после разминирования электрики приступили к установке столбов для проводов.

военные технологии, техника

Сейчас в Мозамбике на работах по разминированию трудятся свыше 30 хвостатых выпускников «школы саперов Уитдженса». А первые операции по разминированию HeroRAT провели тут в 2003-м. Они были удачными. Ныне HeroRAT постепенно распространяет деятельность на другие африканские страны – несколько государств выразили заинтересованность в маленьких мохнатых помощниках. И правда, в скольких странах Черного континента полыхали конфликты за последний десяток-другой лет? Вторым направлением деятельности HeroRAT стали тесты на туберкулез. Эксперименты, начавшиеся в 2004-м, показали, что гигантские африканские крысы при соответствующей тренировке прекрасно распознают туберкулезные бактерии

Вот такие «солонки» нередко используются для тренировок крыс в полевых условиях. Их зарывают в почву вместо мин…

…А это уже реальный крысиный «урожай» после обезвреживания. HeroRAT отмечает, что удаление всех мин, оставленных где-либо на Земле после военных конфликтов, в случае традиционных методов обнаружения потребует 500 лет работ. И Африка тут – один из самых проблемных регионов мира, потому именно сюда направили свои стопы Уитдженс и его единомышленники.

в образцах слюны, причем выполняют это намного быстрее, чем лабораторное оборудование, дешевле и даже точнее. К примеру, в сентябре 2009го крысы из проекта HeroRAT определили туберкулез у 24 человек, ранее прошедших (без результата) стандартные тесты. Участники проекта HeroRAT отмечают, что такое определение заболевания на ранней стадии может послужить важным дополнением другим методам и что оно способно спасти миллионы жизней. Тут огромную роль играет скорость, с которой крысы справляются с задачей. Один хвостатый «лаборант» может обнюхать 40 проб за 10 минут, точно отметив «проблемные». Человеку с медицинским обо-

рудованием (микроскопом) на ту же работу требуется два дня. Эту работу HeroRAT ведет в самой Танзании, в том же Морогоро, в районах, где заболеваемость туберкулезом довольно велика. Еженедельно крысы выявляют примерно 5–10 заболевших. Возможно, что именно вмешательство HeroRAT позволяет вовремя предоставить этим людям медицинскую помощь. После всего этого посмеиваться над «героическим» названием проекта как-то не хочется. А ведь в конце 1990-х в Бельгии, когда Уитдженс излагал слушателям свои планы по привлечению крыс к поиску мин, над ним просто смеялись. Но он отвечал, что любит этих зверьков и докажет всем – грызунам можно поручить столь опасное дело. 2010 • май

оружие

военные технологии, техника

Бесшумная тень ползет к врагу на электрическом брюхе

май • 2010

Гибридная Toyota Prius II завоевала титул автомобиль 2004 года в Европе, показав, что гибридная технология перестала быть экзотикой на дорогах. Тем временем американские морпехи завершили испытания боевого внедорожника, оснащенного гибридным приводом.

Новый автомобиль неказист с виду, но напичкан самыми современными технологиями.

Экзотический разведывательный автомобиль «Тень» (Shadow RST-V) был создан американской компанией General Dynamics Land Systems при сотрудничестве с лабораторией боевой техники корпуса морской пехоты США и спонсорской помощи научноисследовательского агентства Пентагона DARPA. Аббревиатура RST-V означает Reconnaissance, Surveillance and Targeting Vehicle, то есть – транспортное средство для разведки, наблюдения и целеуказания. Этот четырехколесный и четырехместный автомобиль интересен, прежде всего, своим гибридным приводом. Причем, в отличие от гражданских серийных гибридных машин японских и американских компаний, военные выбрали последовательную схему. В передней части Shadow установлен современный дизель: объем 2,5 литра, турбонаддув, охлаждение наддувного воздуха, общая топливная

Выдвинув камеры на высокой мачте, «Тень» может незаметно вести разведку.

военные технологии, техника

Возможность «приседать» почти до земли пригодится во многих ситуациях.

рампа, непосредственный впрыск. Его номинальная мощность составляет 114 киловатт. Дизель приводит генератор на постоянных магнитах мощностью 110 киловатт. В каждое колесо машины встроен электромотор мощностью 50 киловатт. Максимальная скорость машины – 112 километров в час. Нетрудно заметить, что суммарная мощность электромоторов превышает мощность генератора. Дополнительную энергию в случае необходимости поставляет комплект литиевоионных аккумуляторов. Их генератор заряжает при спокойном движении. Разумеется, и колесные моторы могут выступать как генераторы, при торможении или спуске под уклон. Емкость батарей составляет 20 киловатт-часов, а пиковая выходная мощность – 80 киловатт.

Применение гибридного привода на гражданских машинах понятно: экономия топлива – вещь хорошая. Но ведь, вроде бы, военные никогда расходы на войну особо не считали? Оказывается, и здесь экономия важна. Во-первых, она позволяет машине дольше работать на одной заправке. Для Shadow этот параметр составляет 758 километров, при баке емкостью всего 95 литров. Неплохо для военного джипа. Во-вторых, экономия может оказаться критической в условиях перебоев с поставками топлива из тыла. В-третьих, затраты на маневры, учения и даже войну – все же считают. Во всяком случае, американские военные с гордостью сообщают, что за один месяц типичной расширенной разведывательной миссии один такой автомобиль потратит 200 килограммов то2010 • май

оружие плива, в то время как Humvee – 472 килограмма. Из гибридного привода военные извлекли еще несколько выгод. Внутренний объем в салоне у этой машины такой же, как у «Хаммера», в то время как внешние габариты – меньше. Ведь громоздкой механической трансмиссии тут вообще нет. А это важно не только для транспортировки, но и для выживаемости на поле боя. Двигаться машина может и при поломке дизеля (если остался запас энергии в батареях), и даже при поломке трех электромоторов из четырех. А это опять-таки – преимущество в плане выживаемости в бою. О высоте машины нужно сказать особо. Благодаря пневмоподвеске на всех колесах, положение кузова может меняться в широких пределах, комбинируя высокую проходимость (когда нужно) с малой заметностью. Минимальный дорожный просвет может быть уменьшен до 10 сантиметров. Но так как никаких выступающих частей, валов и тому подобного, под днищем нет, а само днище выгнуто дугой в центре – даже в таком положении машина может подползать к противнику. Тут и пригодится еще одно преимущество гибридного привода – возможность движения только на аккумуляторах (пробег на полной зарядке – 32 километра). При этом шум 88

май • 2010

от машины почти исчезает, так же, как и ее тепловой след. Кстати, возможность приседать поможет этой машине втиснуться в грузовой отсек боевого самолета вертикального взлета (конвертоплана) V-22, стоящего на вооружении морской пехоты сША, в который обычный тяжелый внедорожник не помещается. Вообще же, «Тень» может двигаться на любом сочетании источников энергии: на ДВс и батареях, только на ДВс (сохраняя заряд аккумуляторов про запас) или, как мы уже сказали, только на батареях. Благодаря алюминиевому корпусу (с дополнительными элементами бронирования, устанавливаемыми в зависимости от задачи), машина имеет сравнительно низкую массу, что облегчает ее транспортировку различными моделями вертолетов и транспортных самолетов.

Как и положено наследнику «Хаммера» (видимо, такую роль прочат «Тени» ее создатели), машина может быть оборудована для выполнения самых разных миссий: передовое охранение, передовой контроль воздушной обстановки, разведка, санитарная машина, ПВО, курьерские задачи, противотанковое средство, мобильный миномет, наконец – мобильный командный или связной пункт. соответственно, машина может комплектоваться пулеметами различного калибра, гранатометами, минометом или пусковыми установками противотанковых ракет. Гораздо интереснее, впрочем, «глаза» машины. Основное оборудование размещено на вершине выдвижной (длина 3 метра) мачты. Это, к примеру, телевизионные системы наблюдения,

военные технологии, техника

На испытательной трассе Shadow показал высокую скорость.

Несколько экземпляров «Теней» завершили испытания, а в 2005 году программа вступила в следующую фазу. Судьба машины, видимо, должна быть счастливая. Ведь при всех своих достоинствах в экономичности и скрытности этот автомобиль получился еще и проворным. На одном из военных полигонов он установил рекорд прохождения внедорожной трассы – 13 минут 50 секунд. Прежний рекорд составлял 32 минуты.

действующие в видимом и инфракрасном спектрах, лазерный дальномер и целеуказатель, радарные и лазерные предупреждающие датчики. Компьютеризированная система обработки данных, спутниковая навигация и инерционная система навигации, электронный компас, коротковолновые и спутниковые коммуникации дополняют этот набор. 2010 • май

наука

природа, космос, обùество

Ученые представили последствия подрыва опасных астероидов

май • 2010

«Не навреди!» – лозунг врачей применим, кажется, и в данном случае. Один неверный расчет, и миссия может закончиться плачевно для всего человечества.

Новые расчеты астрофизиков показали, что не во всех случаях угрожающие нашей планете астероиды можно будет уничтожить при помощи ядерной бомбы. Исследование провели Дон Корикански (Don Korycansky) из Калифорнийского университета и Катрина Плеско (Catherine Plesko) из национальной лаборатории в Лос-Аламосе (Los Alamos National Laboratory). Космический объект, приближающийся к Земле, надо не только вовремя засечь, но и уничтожить. На вопрос, как это лучше сделать, ученые отвечают, что астероид, к примеру, может двигаться слишком быстро, и тогда разорвавшиеся осколки все равно упадут на поверхность планеты. Но, оказывается, это не единственная опасность: после взрыва обломки могут объединиться заново и продолжить свое движение к Земле. Именно второй вариант развития событий обсчитали Корикански и Плеско. Они провели моделирование взрыва астероида диаметром один километр и общей массой восемь миллиардов тонн, выяснив, какое время понадобится кускам космического объекта для того, чтобы объединиться вновь. «Быстро разлетающиеся осколки рассеются, а медленные под воздействием взаимной гравитации соберутся в единое целое в течение 2-18 часов», – рассказал Дон на очередной конференции по Луне и пла-

Визуализация расчетов показала поведение космического объекта, состоящего из тысячи элементов, угол раскрытия которого при взрыве составит 90°. Также были исследованы варианты астероида, состоящего из десятка и сотни кусков.

нетам (41st Lunar and Planetary Science Conference). Высчитанное учеными время отчасти зависит от состава астероида и силы вложенного заряда, но все же оказывается экстремально коротким. New Scientist отмечает, что успокаивают выводы другого исследования, проведенного в 2009 году Дэвидом Дирборном (David Dearborn) из национальной лаборатории Лоуренса в Ливерморе. Тогда доктор и его коллеги установили, что 900-

килотонного ядерного заряда все-таки хватит на полное уничтожение километрового астероида. Данное исследование ставит под большое сомнение проект ядерного перехватчика астероидов. Кстати, хотя падение астероида привело к гибели динозавров, существуют теории, что ранние столкновения с нашей планетой привели к положительным последствиям: они помогли ей обзавестись не только атмосферой, но и органикой. 2010 • май

технофетиш

технологические предметы роскоши

Сад-корабль чистит реки футуристическим образом

Когда урбанизация достигнет абсурдного предела и городские жители позабудут, что такое леса, только парки и висячие сады смогут усладить глаз истосковавшегося по природе человека. В таком мире-городе плавающий сад, по совместительству выставочный зал, лаборатория и речной фильтр, должен смотреться вполне органично. Впрочем, он нам пригодился бы и сейчас.

Этот странный кораблик – смесь стали, алюминия, пластика и целого ряда «зеленых» технологий. Пока он – только мечта, но в его конструкции, в отличие от облика, нет ровным счетом ничего фантастического.

Французский архитектор бельгийского происхождения Венсан Каллебо (Vincent Callebaut) разработал проект многофункционального судна Physalia. Его поверхность, палубы и трюмы украшены разнокалиберной живой зеленью, что в сочетании с необычными формами и подсветкой должно создавать потрясающий визуальный эффект.

май • 2010

В мире, в котором огромное число людей не имеют доступа к чистой питьевой воде, мире, в котором реки в промышленно развитых странах могут похвастать широким списком наполняющих их веществ помимо собственно H2O, творение Венсана призвано если и не решить все эти проблемы, то во всяком случае в художественной форме обратить на них внимание

правительств, граждан и обозначить возможный выход из положения. Выход – это широкое применение «зеленых» технологий, в том числе очистки воздуха и воды. Потому Physalia является и странствующим конференц- и выставочным залом, и местом

В длину Physalia должна насчитывать 80 метров, в ширину – около 15 м, а в высоту – более 11 м.

отдыха туристов, и площадкой для дискуссий на экологические темы и проведения образовательных проектов, а еще – большим биологическим фильтром для речной воды. Воду кораблик должен пропускать через набор фильтровсадов (комплекс гидравлических труб и насосов должен скрываться под двойной обшивкой «Физалии»). Кроме того, для очистки воды, а также и воздуха Physalia сможет применять фотохимическую реакцию, инициируемую известным катализатором – диоксидом титана. Им предлаДля очистки воды Physalia должна на всю катушку задействовать естественные возможности живущих на судне растений, плюс банальный активированный уголь, ну а питать всю систему электричеством должны гидротурбина и набор солнечных ячеек. 2010 • май

технофетиш гается покрыть часть корпуса и деталей диковинного аппарата. Облик этого судна был вдохновлен сифонофорой Physalia physalis (португальский кораблик). Отсюда продолговатая форма с характерными арками, поддерживающими «дутый» стеклянный купол, и вообще – обилие прозрачных элементов. Часть поверхности образуют двойные пневматические мембраны, которые автор кораблика намерен покрыть гибкими солнечными батареями. Энергетической самодостаточности аппарата будет способствовать и подводная турбина – пока Physalia стоит на якоре, протекающий речной поток вращает винт. Последний, видимо, и должен приводить судно во время путешествий, превращаясь из генератора в двигатель. Завершает экологическую направленность проекта оборудование для анализа чистоты воды. Заметим, Каллебо известен по феерическому небоскребуферме-саду Dragonfly, плавающим городам-лилиям Lilypad и очистительной башне Anti-Smog. В них также фигурировали интегрированные растения и разные системы очистки, так что француз упорно продолжает гнуть свою линию. Можно только пожалеть, что пока ничего из этого великолепия не построено. Португальский кораблик и инспирированное им строение судна, показанное послойно.

май • 2010

технологические предметы роскоши

Внутри «Физалии» Венсан разместил четыре тематических мини-сада «Земля», «Воздух», «Огонь» и «Вода». Они должны соответствующим оформлением передавать характер четырех стихий. И во всех будут высажены те или иные растения. Эти помещения, полагает автор судна, могут играть сразу несколько ролей в зависимости от того, какое мероприятие на борту «странствующей медузы» запланировано. А мероприятия эти могут варьироваться в контексте места пребывания. Помнится, плавучий городсад Lilypad Каллебо в своих мечтах отправлял в кругосветное путешествие. На этот раз придуманный для «Физалии» план куда скромнее: «водоочиститель» должен курсировать по крупным рекам Европы, Северной Африки и Ближнего Востока. Темза, Дунай и Волга, Рейн и Гвадалквивир, Евфрат и Тигр, многие другие водные пути, а также красивые города, возвышающиеся по берегам этих рек, по замыслу архитектора, могут послужить достойной сценой для красавицы «Физалии». Каллебо считает, что такое судно могло бы послужить символом бережного обращения человека с природой. Его очистительная функция, чего уж тут обманываться, в действительности не сможет сыграть сколь-нибудь заметной роли в реальном улучшении состояния рек. Таким об-

разом, и живой фильтр – это тоже символ. Символ того, что человек способен построить. Смесь авангардной внешности и различных информационных технологий (судно предполагается напичкать электроникой), сдобренное симпатичной идеей плавающе-

го сада, должна помочь человечеству перейти на «зеленые» промышленные рельсы. И в этом смысле Physalia не столько изобретение или арт-проект, сколько «реплика», а скорее даже «глас». Главное, чтобы он не оказался гласом вопиющего в пустыне.

Венсан ловко встроил свою фантазию в пейзажи целого ряда городов. Увы, о реализации такой красоты пока сказать попросту нечего. 2010 • май

факты

ТОП

ИНТЕРНЕТ-УГРОЗ ЗА ПОСЛЕДНИЕ 20 ЛЕТ

Компания Panda Security опубликовала рейтинг наиболее опасных интернет-угроз за последние 20 лет. Угрозы были выбраны в соот-

ветствии с уровнем известности, который они приобрели в ходе широкомасштабных эпидемий, говорится в сообщении Panda Security. дая в компьютер, он скрывался до 5 января, а затем активировался и демонстрировал пользователю железные прутья решётки по всему монитору.

КАСКАД Вирус «Каскад», созданный в Германии в 1997 г., расположился на третьем месте списка Panda Security. При заражении компьютера он превращал все буквы на мониторе в падающий каскад.

ЧЕРНОБЫЛЬ Далее следует вирус CIH, или «Чернобыль», созданный в Тайване в 1998 г., распространившийся всего за одну неделю и заразивший тысячи компьютеров.

ПЯТНИЦА 13 Первым в списке значится веб-угроза «Пятница 13», или «Иерусалим», появившаяся в Израиле в 1988 г. и впервые обнаруженная в Иерусалиме. Эта угроза предположительно стала вехой 40-й годовщины Израиля, отметили в Panda Security. Как только наступала пятница (13 числа), она удаляла все программы, запущенные на зараженном компьютере.

ТЮРЕМНЫЙ УЗНИК На втором месте рейтинга – «Тюремный узник» – первый, ставший известным, испанский вирус, появившийся в 1993 г. Попа96

май • 2010

МЕЛИССА Пятое место рейтинга досталось вирусу «Мелисса», впервые появившемуся 26 марта 1999 г. в сША. Этот вредоносный код использовал для своего распространения методы социальной инженерии, приходя в письме со следующим текстом «Документ, который Вы запрашивали… никому его не показывайте ;-)».

ILOVEYOU Шестое место занимает вирус ILoveYou, или «Письмо счастья», появившийся на Филиппинах в 2000 г. Благодаря своему названию он заразил миллионы компьютеров по всему миру, включая даже такие организации, как Пентагон.

KLEZ На седьмом месте расположился вирус Klez, созданный в 2001 г. в Германии. Он заражал компьютеры исключительно 13 числа нечетного месяца.

NIMDA следующим в рейтинге идет вирус Nimda, название которого фактически представляет собой слово admin, написанное в обратном порядке, поскольку он был в состоянии создавать для себя на зараженных компьютерах права администратора. Вирус был создан в Китае 18 сентября 2001 г.

SOBIG Немецкий вирус Sobig, расположившийся на 11 месте, стал известен летом 2003 г. Вариант F был наиболее опасен: он атаковал 19 августа этого же года и создал свыше миллиона копий самого себя. BAGLE Вирус Bagle, появившийся 18 января 2004 г., стал одним из наиболее плодовитых вирусов, если учитывать количество его вариантов. В рейтинге Panda Security ему досталось 12 место.

NETSKY На 13 позиции находится червь Netsky, который пришел из Германии в 2004 г. и эксплуатировал уязвимости Internet Explorer. Его создатель также стал автором печально известного вируса Sasser.

CONFICKER Последний в списке и самый новый – вирус Conficker, известный также как Kido и Downadup. Он появился в ноябре 2008 г.

SQLSLAMMER Девятое место в списке занимает вирус SQLSlammer, который впервые появился 25 января 2003 г. и в течение нескольких дней заразил более полумиллиона серверов. BLASTER На десятой позиции – червь Blaster, созданный в сША 11 августа 2003 г. Он содержал в своем коде следующее сообщение: «Я просто хочу сказать любите своего(ю) san / I just want to say love you san!!» и «Билли Гейтс, зачем ты сделал это? Прекрати зарабатывать деньги и почини свое ПО / Billy gates, why do you make this possible? Stop making money and fix your software».

2010 • май

интересно

ГРЫБЫ ОТСЕДОВА Грибок – ужасно неудобная болячка. Цепляется в первом попавшемся бассейне или армейском подразделении, выводится долго, к большинству мазей устойчив, да еще и ноги, простите… пахнут. Обязательной процедурой при выведении этой заразы является выкидывание всех старых носков и ботинок. Ну, положим, носки, черт с ними, а вот обувь бывает жалко. Решить эту проблему должен SteriShoe – портатичный обувной УФ-излучатель. За 45 минут устройство убивает все живое в радиусе одного тапка. Работает от розетки на 220. Помогает также при излишней потливости. стоит 130 долларов.

GEAR RING – НЕОБЫЧНОЕ КОЛЬЦО

В продаже появилось интересное кольцо, которое по конструкции напоминает подшипник, и оно может крутиться! Кольцо сделано из хирургической стали, в стиле стимпанк, этакий анти-стресс для «гиков». Цена $165. http://www.youtube.com/watch?v=NI2N6fsPjjg&feature

SONY АНОНСИРОВАЛА МАШИНКУ, КОТОРАЯ РАБОТАЕТ НА… СОКЕ Внутри радиоуправляемого автомобильчика Tomy Ene – пара батарей, генерирующих ток из сахара, который содержится в соке и лимонаде. Каждая батарейка производит до 50 мВт энергии. скорость и мощность зависят от вида топлива. То есть на «Кока-Коле» автомобильчик будет бегать шустрее, чем на томатном соке. Разработанные японской корпорацией жидкие батареи выдерживают большее количество перезарядок, чем знаменитые уже батареи Nopopo, работающие на моче (эти можно заряжать только 4 раза). Может показаться, что перевес в перезарядках гарантирует победу Sony в данном энергетическом споре, но… Явно же найдутся дети, которых «жаба задушит» переводить вкусный сок на всякие шалости при такой шикарной альтернативе. 98

май • 2010

http://www.youtube.com/watch?v=o4AdVLV4lNA&feature

2010 • май

ЭКСКЛЮЗИВ!

Читайте в следующем номере:

СЕКРЕТНЫЙ КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ ГОТОВИТСЯ К СТАРТУ Как заставить собаку замолчать? Как заявляют производители, собаки дрессируются и перестают гавкать в квартире уже на 2–3 день после использования такого ошейника.

ОШЕЙНИК ОТ ЛАЯ

Лучшее изобретение после подушки

Изобретение зарекомендовало себя как эффективный продукт, помогающий заснуть, также прибор эффективен, когда человек просыпается в середине ночи. ВЫ ПРОСТО СЛЕДИТЕ ЗА .... В ТЕЧЕНИЕ НЕСКОЛЬКИХ МИНУТ, И НЕЗАМЕТНО ДЛЯ СЕБЯ ПРОВАЛИВАЕТЕСЬ В СОН.

Тест портативного детектора лжи Нам в руки попался

А также ПОДПИСНОЙ

ИН ДЕКС

ОЧКИ-ПЕРЕВОДЧИК ... собеседники могут вести разговор на разных языках и не утруждать себя переводом, а просто смотреть друг на друга.

LightSleeper:

ЛЮДИ ИДЕИ ТЕХНОЛОГИИ

Секретный военный корабль, напоминающий «Спейс шаттл», проходит окончательную подготовку к запуску.

100 СТРАНИЦ

гаджет под названием «Портативный детектор лжи», который...

ПОКУПАЙТЕ C 15 МАЯ НА ЛОТКАХ ПРЕССЫ и вы узнаете, как это работает…

3Ñтои7мост8ь подп6иски4– 9.90 грн в месяц

По вопросам оптовых поставок журнала обращайтесь на e-mail: Valera@tnc.com.ua