ИМ_12-2009 by TNC

Люди Идеи Технологии

живая информация Как это работает

декабрь (12) 2009

WaterCar

часть иллюстраций продублирована видеофайлами на

Подписной Индекс

37864

9,90*

грн

*Рекомендованная цена

самый быстрый

амфибийный автомобиль

Биологи нашли пути атаки на рак

Невидимый вентилятор умножает воздух

Ускоритель плазмы – дорога до Марса за месяц

раскрыт секрет

создания ангельских книг

Что такое

«сыворотка правды»?

Nokia Morph – телефон будущего

Интересный журнал о главном ¤ ¡¨

КОЕ ИЗДА ВС ЕУ КРАИ НС

№11 НОЯБРЬ

Н И Е ДЛ Я М АМ

ЧКУ

Ñ ¼² ª

ВОМ ТЕПЕРЬ В НО РМАТЕ! Ф УДОБНОМ О

¶© ¸·À»® »Å ¶© Ä¸±ºÄ«©»Å ³¼¸©»Å «Ä¬·¶®® À®µ ¸· « ¹·°¶±¿¼

2009

ОПЕДА СОВЕТЫ ЛОГ

¨ °

И ПА П

Подписной Подписной ии нн д д ее кк сс

91537 цена подписки – всего 3,45 грн в месяц

только , АМУ», вы не зов Выписав «Мстие в розыгрыше приарь примете учаите в подарок календ ! луч но и по его малыша сво ией раф с фотог

звука От первовго слова го о р е до п

НЬГИ ! экономьте ДЕÉÇºÆ¾¾ ¨Ç½ ÐÁË¹ÂË¾ Æ¹

выписывайте у своего почтальона

А ТЕМПЕРАТУЕРЙ: У МВААЛТЬЫИЛШИ НЕТ?

Диагноз –

АÀНºЕÃМ¼И²ЯÇ Á

СБИ

ºÄÎ ²¼ ¿²¼ÀÂ ¾ ¦ ~ ¡

± ¢ § ° ¤¢¥ £ ¤ ¢

¤ ¢

: й и ш д а л м и Старший соперники друзья или

те сь : З н ак о м ь А К ТУ А Л Ь Н О

, д е тс к и й п

си хо л о г

Старый добрый журнал в новом удобном формате

покупайте на лотках! Реализация оптовикам pblack80@mail.ru

СОДЕРЖАНИЕ

новости ..... 4 открытия

Предка человека признали недействительным ..... 12

дело техники

Люди Идеи Технологии

Регистрационное свидетельство КВ №10590, выданное Государственным комитетом телевидения и радиовещания Украины 08.11.2005 года Учредитель: Данюк Валерий Главный редактор: Самойлов Андрей а/я 5149, г. Харьков-144, 61144, Украина. Рекламный отдел тел./факс (057) 754-84-82, (044) 599-37-76. E-mail: valera@tnc.com.ua Номер составлен по материалам интернет-журнала MEMBRANA www.membrana.ru Издательский проект газеты «Интересная механика» охраняется ЗАКОНОМ УКРАИНЫ «Об авторском праве и смежных правах». Номер подписан в печать 30.10.2009 г. Изготовлено: ФЛП Данюк Я. В., Тел. (057) 754-84-82. Наряд-заказ № ИМ-012. Тираж: 32000 Верстка и дизайн: тел.: (057) 751-47-04

Построен самый быстрый амфибийный автомобиль ..... 16 Роботы-семена закручиваются вокруг себя к любой цели ..... 20 Ускоритель плазмы осилит дорогу до Марса за месяц ..... 24 Конденсаторный автобус глотает электричество на остановках ..... 30 Роботы-экскаваторы впервые накопали полтонны лунного грунта ..... 35

наука

Глаза чувствуют опасность без участия мозга ..... 41 Физики впервые поймали магнетизм в газе ..... 42 Японцы показали солнечные батареи с выдающимися данными ..... 44 Генная терапия подарила обезьянам цветное зрение ..... 46

сетевое окружение

Любопытный телефон узнает присутствие по отпечаткам ..... 48

секрет фирмы

Лифт для ванны комфортно поднимает пенсионеров ..... 52 Спиральные эскалаторы закручивают взгляды и пассажиров ..... 56

эврика

Раскрыт секрет создания ангельских книг ..... 58 Звезды-детекторы помогут ученым ухватить неуловимые волны ..... 61 Магнитный монополь показался ученым в спиновом льду ..... 66 Труднейшая головоломка ждет самого упорного взломщика ..... 70

здоровый интерес

Теория игр подсказала биологам пути атаки на рак ..... 76

военные технологии

Первая индийская атомная подводная лодка Арихант ..... 80 Что такое «сыворотка правды»? ..... 82

наука

Подписной

Грачи понимают физику на уровне шестимесячного младенца ..... 85

3Стоимость 7 8подписки 6 –4

Невидимый вентилятор загадочно умножает воздух ..... 88 Аквариумные рыбки получили контроль над роботами ..... 93

Индекс 9.90 грн в месяц

технофетиш факты

10 фактов, которые не может объяснить наука ..... 96

новости

Nokia Morph – телефон будущего

Один из лидеров среди производителей мобильных телефонов компания Nokia представила концепт мобильного телефона будущего Nokia Morph, который был разработан совместно с университетом Кембриджа. Уникальность концепта заключается в том, что он предполагает использование нанотехнологий. А потенциальных покупателей он должен удивить своей широкой функциональностью, а главное – гибким корпусом. Гибкость Nokia Morph позволит трансформировать его во всевозможные формы, в том числе сгибать, растягивать и складывать. Гибкий цветной сенсорный дисплей покрывает всю поверхность Nokia Morph, а корпус на4

декабрь • 2009

нотелефона выполнен из гибкого прозрачного пластика. Кроме того, поверхность концепта является водоотталкивающей и самоочищающейся. Год выпуска телефона в продажу и предположительная цена на данный момент не называются.

Бэтмобиль за $1 миллион Один трудолюбивый швед потратил 20,000 часов, чтобы собрать эту точную копию автомобиля Бэтмена. Построенный на шасси Lincoln Continental 1973, упакованный различными техническими приспособлениями, включая пулеметы, видеокамеры, которые позволяют видеть, что происходит сзади, регулируемый по высоте кузов, и где-то внутри там даже есть плазменный телевизор.

http://www.youtube.com/watch?v=3OIEcfNmiv4&feature

Хотите такой? Если вы желаете стать владельцем такого техношедевра сегодня, вам придется собрать его самостоятельно. Спортивный автомобиль с мощностью 700 л. с. единственный в своем роде, три с половиной года в процессе производства. Ах, да, чтобы его построить, необходимо более $1 миллиона. Посмотрите видео этой потрясающей машины, которая дарит ощущение скорости даже когда просто стоит. 2009 • декабрь

новости

Audi Shark концепт летающего транспортного средства

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

Концепты различных направлений появляются сегодня практически каждый день, однако данный концепт удивляет своей оригинальностью. Дело в том, что Audi Shark, летающий автомобиль с логотипом известной автокомпании, совмещает в себе мотоцикл и аэроплан. Этот проект, на первый взгляд, более пригоден для морских прогулок. Но это лишь на первый взгляд. Проектировщиком транспортного средства является Kazim Doku, который сотрудничал с компанией Audi, разрабатывая Shark для участия в конкурсе Desire Design Competition, проводимом Italian Domus Academy, который был начат в 2008 году. Дизайнер размещает посадочные места side-by-side, они вливаются в футуристический дизайн кабины, позволяя удобно чувствовать себя, скользя в воздушном пространстве. Стоит ли говорить, что конкурс Kazim Doku выиграл. 6

декабрь • 2009

TakaraTomy Dog translator собачий переводчик Для того чтобы порадовать владельцев собак во всем мире, Bowlingual вышел в трех цветовых версиях и поступил в продажу по цене 19 950 иен (220 $). Отныне собакам и их владельцам будет проще найти общий язык. Дело в том, что японская компания TakaraTomy, производящая игрушки, объявила о модернизации Bowlingual Voice Translates Barks. Это устройство, выпущенное в начале 2000, может переводить собачий лай. Стоит только надеть специальный ошейник на своего питомца, и голос BowLingual заговорит от имени собаки. Считается, что собака способна запомнить более 100 человеческих слов, однако физиологическое строения гортани не дает ей возможности повторять выученные слова. Поэтому долгое время общение протекало в одностороннем порядке. Теперь же все изменится. В электронный ошейник вмонтированы горловые микрофоны и радиопередатчик. А приемный блок с LCD-монитором и словарем на 100 слов предназначен для хозяев. Данное устройство может говорить как женским, так и мужским голосом, но пока что только на японском языке. Планируется также и английская версия устройства.

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

2009 • декабрь

новости

Батарейка, питающая целый дом Американские исследователи создали батарейку, способную вырабатывать до 20 киловатт-часов. Этого вполне достаточно, чтобы на день запитать целый дом. Батарея работает на соединении серы и натрия. Сернонатриевый аккумулятор – это вторичный химический источник тока, известный своей высокой удельной энергией, в котором анодом является натрий, электролит – алюминат натрия (твердый электролит), катод – элементарная сера в смеси с графитом. Основной недостаток

использования такой батареи заключается в высокой рабочей температуре (свыше 300 градусов по Цельсию) и связанной с ней опасностью воспламенения натрия. Однако исследователи заявляют, что они добились эффективной работы соединений уже при 93 градусах Цельсия. Секрет работы такой батареи со-

стоит в наличии керамической мембраны, которая разделяет натрий и серу. Положительные ионы натрия проходят через мембрану, оставляя электроны, которые, в свою очередь, и создают электрический ток. Ceramatec говорит, что батареи будут готовы к появлению на рынке в 2011 году, со стоимостью приблизительно 2000$.

ROPID: быстрый и милый Новый симпатичный японский робот по имени ROPID Разработанный Томотака Такахаши из Robo Garage Киотского университета, маленький робот способен реагировать на голосовые команды, а ещё у него есть рот, который шевелится, когда робот говорит. В дополнение к его коммуникативным способностям ROPID может ходить, бегать и прыгать быстрее, чем многие другие аналогично сконструированные роботы. Вы можете посмотреть видео, демонстрирующее двигательные способности ROPID в действии на http://www.youtube.com/watch?v=OG7w3ALzcy8&feature

декабрь • 2009

Acabion GTBO IV Свое видение о том, каким должно быть средство передвижения будущего, показали недавно немецкие технари. Характеристики транспортного средства как минимум удивляют.

Разгон до 500 км/ч за 30 секунд Максималка в 600 км/ч Экономичность – потребление топлива в 3 раза меньше, чем у современных мотоциклов Возможность ездить с открытой крышей (кабриолет) Существует версия на аккумуляторных батареях Цена 1,83 млн. евро

2009 • декабрь

новости

Впервые измерена глубина солнечных пятен Сейчас мы живем в период низкого числа солнечных пятен, но их количество вроде бы снова начало потихоньку расти.

Астрономы из университета Глазго (University of Glasgow) раскрыли загадку, ведущую свое происхождение с 1769 года. Тогда британский астроном Александр Уилсон (Alexander Wilson) обнаружил, что солнечные пятна имеют слегка вогнутую форму. Оптический ли это обман, и если нет – насколько пятно сидит глубже поверхности Солнца? Вогнутость пятен заметна при наблюдении их вблизи края солнечного диска. Это явление получило название уилсоновской депрессии. К настоящему времени астрофизики уже разобрались, что излучение от более холодных пятен действительно приходит из несколько более глубоких слоев светила. Но промерить реальную глубину пятна никак не получалось. Ныне же аспирант Фрезер Уотсон (Fraser Watson) возглавил исследование, которое поставило точку в вопросе о пара10

декабрь • 2009

метрах депрессии Уилсона. Для этого авторы работы составили программу, анализирующую тысячи снимков с космических аппаратов STEREO, запечатлевших за много лет полета более 25 тысяч пятен. Эти данные позволили построить модель видимости пятен на разных широтах Солнца и при разных условиях. А также – статистику численности и размеров пятен. Дальше ученые воспользовались такой аналогией. Если на суповую тарелку взглянуть под острым углом, то ее края перекроют от взора часть дна,

и чем глубже тарелка, тем большая доля дна будет скрыта. С пятнами на краю солнечного диска – то же самое. Чтобы вычислить их глубину, нужно сопоставить наблюдаемую площадь с ожидаемой в большом числе примеров. Так и выяснилось, что основание типичного солнечного пятна лежит на 1500 километров ниже окружающей поверхности. А это новое знание поспособствует лучшему пониманию внутренней структуры солнечных пятен, их магнитных полей и поможет откалибровать наземные наблюдения.

К 2050 году роботы станут нашими партнерами... во всех смыслах этого слова Наверное, у значительного числа наших читателей возникала в жизни ситуация, когда его подруга говорила ему: «Если тебе так важен компьютер, чего же ты на нем не женишься!?» Звучит, естественно, забавно, но вот Дэвид Леви (David Levy) – известный исследователь в области искусственного интеллекта и по своместительству шахматист – считает,

что уже к 2050 году такую фразу мы будет воспринимать буквально: через 5–10 лет все желающие смогут насладиться «плотью», а главное – вполне адекватной реакцией роботов соответствующей «специализации», а через 40 лет искусственный интеллект разовьется настолько, что люди станут вступать с роботами в романтические отношения и даже в брак.

Так почему же некоторые люди могут спать так мало? Известно, что без сна не может обойтись ни одно животное – и человек не исключение. Однако некоторые люди высыпаются за 4–6 часов, другие с трудом отрывают голову от подушки после десятичасового отдыха. Сколько же сна на самом деле требуется человеку, чтобы сохранять здоровые тело и дух? Таким вопросом задается корреспондент The Independent Стив Коннор. Недавно проведенное исследование показало, что продолжительность необходимого человеку сна определяется особым геном. Его мутации обусловливают способность не-

которых людей чувствовать себя бодрыми после весьма непродолжительного по обычным меркам отдыха. У двух калифорнийцев, привыкших быть на ногах по 18–19 часов в сутки, ученые обнаружили «точечную мутацию» гена hDEC2, который отвечает за формирование модели сна. У их родственников, привыкших спать около восьми часов в сутки, подобных изменений не нашли. Контрольный эксперимент на мышах подтвердил зависимость привычки спать мало от данной мутации, сообщает The Independent со ссылкой на публикацию в журнале Science.

По мнению ученых, генетические особенности также объясняют сдвиги так называемого циркадного ритма. Эти явления приводят к формированию привычек, носителей которых обычно называют «жаворонками» и «совами». Такие люди спят обычные 8 часов в сутки, но встают очень рано или, наоборот, поздно. Авторы открытия, специалисты из Калифорнийского университета в СанФранциско, пока затрудняются однозначно объяснить механизм этих явлений и призывают к активным исследованиям в данной сфере. 2009 • декабрь

дело техники открытия Существо, которое ученые прозвали Идой, было объявлено недостающим звеном между примитивными приматами и человеком в мае прошлого года. Необычное животное изменило классическую родословную приматов, потому выводы авторов открытия почти сразу подверглись критике. Сокрушительный же удар по позиции «неверных» нанесла недав-

Предка человека признали недействи тельным

Примерно так выглядела нижняя челюсть нового примата, останки которого были обнаружены в 40 километрах от Каира. Поначалу ученым показалось, что перед ними представитель подотряда сухоносых обезьян, однако позже выяснилось, что это не так.

декабрь • 2009

Новый анализ, проведенный учеными из университетов Стони Брук (Stony Brook University), Дюка (Duke University) и Среднего Запада (Midwestern University), показал, что скелет Иды (научное название вида Darwinius masillae) сохранился недостаточно хорошо, чтобы делать столь значительные выводы о принадлежности древнего существа к предкам человека. Кроме того, палеонтологи нашли и изучили родственников Иды, что помогло более точно построить эволюционное древо приматов.

Напомним, что обнаружившие и исследовавшие D. masillae доктор Йорн Хурум (Jørn Hurum) из университета Осло и его коллеги предположили, а также с невероятной для научного сообщества помпой рассказали, что древнее животное представляет группу приматов, которая, возможно, предшествовала на древе эволюции человеку. Такие серьезные выводы основаны на обнаруженных у Иды антропоидных чертах (присущих высшим приматам).

природа, космос, общество

Эволюционное древо: пока перевес на стороне консервативных палеонтологов.

D. masillae, а значит, и все представители семейства адаписовых (Adapidae), к которым принадлежит Ида, были прямыми предками антропоидов, решили

тогда ученые. Отметим, что возраст окаменелости составляет около 47 миллионов лет. В те дни многие палеонтологи и прочие ученые про-

Для того чтобы восстановить реальное строение челюсти, ученым пришлось комбинировать информацию от четырех образцов. Всего же было исследовано порядка 100 зубов и челюстей, возраст которых оценивается в 37 миллионов лет.

тестовали против сделанных Хурумом выводов, но никто не смог представить достойных доказательств своей правоты: D. masillae скрывали от сторонних научных групп, к окаменелости и сейчас практически нет доступа. Однако у некоторых исследователей были свои «запасы». Среди таковых оказался профессор Эрик Сейфферт из университета Стони Брук. В 2001 году он и его коллеги обнаружили в Египте окаменелые останки примата, которого они назвали Afradapis longicristatus. Животное ходило по Земле около 37 миллионов лет назад, то есть было младше Иды примерно на 10 миллионов лет, но при этом являлось ее близким родственником, именно так утверждают авторы в своей статье, опубликованной в журнале Nature. Позднее команда Сейфферта провела дополнительные филогенетические исследования 117 существующих и уже вымерших приматов. Ученые тщательно рассмотрели 360 морфологических черт животных. Логично предположить, что в случае если Ида действительно была бы промежуточным звеном, то представители появившегося после нее рода Afradapis должны тоже обладать особенностями, характерными для ранее найденных неоспоримых антропоидов (высших приматов), которые жили примерно в это же время в этих же местах. 2009 • декабрь

открытия Адаписовые действительно обладали некоторыми чертами антропоидов. У них, к примеру, отсутствовали третий верхний и нижний премоляры. Однако эта особенность, как и многие другие, неоднократно появлялась и исчезала в процессе эволюции. Кроме того, другие приматы (не Afradapis), проживавшие на планете примерно в те же времена, ничем подобным похвастаться не могли. В общем, действительно значимого сходства объединенная группа палеонтологов так и не обнаружила. «Множественные примеры доказывают: наличие похожих (антропоидных) черт в данном случае просто совпадение. Все эти особенности появились у самих высших приматов позже и независимо», – заключает Сейфферт. В результате палеонтологи пришли к выводу, что как Darwinius, так и Afradapis относятся к подотряду мокроносых обезьян (Strepsirrhini, здесь изначально были лемуры и лори). В пресс-релизе Национального научного фонда США, спонсировавшего новое исследование, ученые отмечают, что этот подотряд является сестринской ветвью сухоносым обезьянам (Haplorrhini, сюда же входят и люди). Хурум прокомментировал этот вывод так: «В нынешней работе утверждается, что D. masillae и новая находка являются предками лемуров, а не приматов и обезьян. Мы же в 14

декабрь • 2009

Изучение челюстей и зубов позволило американским палеонтологам установить положение родов Afradapis и Darwinius среди прочих исследованных в данной работе приматов.

своей статье говорили о том, что Ида обладает большим количеством особенностей, характерных для предков человека». Авторы нового исследования парируют: то, что у Иды присутствуют особенности, присущие сухоносым обезьянам, – это все проделки конвергентной эволюции. Этим термином биологи обозначают независимые процессы развития похожих черт у отдельных групп растений и

животных под воздействием схожих условий (эволюционного давления). Таким образом, наличие общих, на первый взгляд, сходств вовсе не говорит о наличии общего же предка, от которого они могли быть унаследованы. Эрик согласен, что Ида обладает чертами, необычными для других окаменелостей приматов (например пропорциями конечностей), но при этом он и его коллеги указывают: те анатомические

природа, космос, общество

особенности, которые говорят о ее эволюционной принадлежности, сохранились плохо. «Когда дело доходит до каких-то ключевых черт, на основании которых палеонтологи обычно и строят свои выводы, выясняется, что у Darwinius они неинформативны. Череп и лодыжка раздроблены, а между тем это две из основных зон, по которым можно судить о ранней эволюции приматов», – поясняет Эрик. По его мнению, останки Afradapis рассказывают об эволюции приматов даже больше, чем Darwinius, и это несмотря на то, что от первых остались лишь фрагменты челюстных костей. «Расположение зубов Afradapis, даже собранное от различных особей, уж точно предоставляет нам больше данных, чем вроде бы целая Ида», – считает Сейфферт. Смелое заявление. Но эта точка зрения имеет право на жизнь. Ведь скелет Darwinius хоть и найден в почти целом состоянии, действительно не может предоставить многие важные данные: как уже было сказано, он раздроблен в нескольких местах, кроме того, Ида была молодой особью. Хурум считает выводы Сейфферта поспешными, так как в его распоряжении были лишь фотографии, представленные в прошлой статье. «Сейчас мы обследуем Иду при помощи компьютерной томографии высокого разрешения. Это позво-

На первый взгляд, Ида сохранилась очень даже хорошо (можно сказать, что над ее нынешним видом работали в общей сложности 25 лет), но для ученых куда важнее детали, нежели внешний лоск.

лит узнать больше о строении ее передних и задних лап», – рассказывает Йорн. Пока же как к самой окаменелости, так и к ее высококачественным фотографиям особенно не подберешься, за последние месяцы доступ получили лишь единицы. Можно ли винить команду Хурума в излишней скрытности? Профессор антропологии и археологии Альфред Розенбергер (Alfred Rosenberger) из университета Нью-Йорка отмечает: «Это довольно распространенная практика. Мало

кто из ученых охотно делится исходными данными с другими научными группами. Явление особенно странно наблюдать в США, где большинство исследований ведутся на деньги налогоплательщиков». Тем временем сам Йорн Хурум говорит о новой работе так: «Очень интересная статья, она дает старт новой научной дискуссии». Что можно трактовать примерно так: может быть, для кого-то все уже давным-давно ясно, но мы будем стоять на своем до последнего. 2009 • декабрь

дело техники

техника, механизмы, электроника

Построен самый быстрый амфибийный автомобиль

Пятиместный открытый автомобиль, способный на воде обогнать многие мощные катера, а на трассе заставить уважать себя некоторые спорткары, построила небольшая частная компания из «золотого штата». Играющая мускулами гора из нержавеющей стали и пластика оставляет позади все предыдущие проекты. «Один хот-род для двух стихий»

Тупой нос от американского «легкого грузовика» никак не вяжется со скоростью. Однако перед нами самый быстрый автомобиль на воде.

http://www.youtube.com/watch?v=UO4cw565V98&feature

Впервые компания WaterCar появилась на горизонте в 2004 году, когда явила публике свой первый амфибийный кабриолет и заявила о приеме заявок на него. Тот аппарат развивал на водной глади очень внушительные 72 километра в час. Дела у фирмы, видимо, шли ни шатко ни валко, поскольку несколько лет на ее сайте не было никаких обновлений.

декабрь • 2009

Но недавно стало известно: WaterCar – жива, а прошедшее время ее специалисты не потратили зря. Компания разработала, построила и испытала две новые модели, в которых учла все ошибки прошлого и пожелания потенциальных покупателей. В результате глава компании и главный разработчик «ватеркаров» Дэйв Марч (Dave

техника, механизмы, электроника

March) выкатил на суд фанатов скорости шедевр под названием Python. Его рубленые формы с некоторыми деталями (часть внешних панелей, фары, задние огни), позаимствованными у ряда американских авто от крупных пикапов до спорткаров, могут обмануть несведущего зрителя. Ведь то, что выглядит как неуклюжий внедорожник без крыши, на деле является двухрежимным авто с рекордными данными. На суше оно может разгоняться до 161 км/ч, но не спешите улыбаться: машина специально настроена так, чтобы демонстрировать удаль в другой дисциплине – динамике разгона. «Квотер» (четверть мили с места) Python преодолевает за неплохие 12 секунд, а с нуля до 100 км/ч разгоняется за 4,5 сек, – уверяет производитель. Главное же, в чем ни один аппарат с «Питоном» не сравнится, это передвижение по воде. Кто еще способен самостоятельно съехать с пляжа на волны, практически без паузы перейти в режим глиссирования и показать при этом 96,6 км/ч? Конечно, самая быстрая амфибия на планете – это Sealegs, еще в 2007 году показавшая 105 километров в час на воде. Но тот аппарат не является автомобилем ни в коей мере, а представляет собой мощный катер с выдвигающимся компактным

Судя по снимкам, компания построила, по меньшей мере, два экземпляра «Питона», отличающихся не только окраской, но и дизайном интерьера.

шасси для непродолжительных поездок по суше. В «Питоне» же, напротив, трудно заподозрить лодку, пока он не направит свои стопы к воде. Ведущие колеса и водомет «Питона» приводятся доработанной «восьмеркой» от знаменитого спорткара Chevrolet Corvette. В режиме «суша» этот мотор развивает 640 лошадиных сил, на воде мощность чуть ниже (из-за возможностей водомета) – 500 л. с. Но и их хватает для покорения сердец. Почти

100 км/ч – планка, доступная немногим катерам. Вспомним, что та же британская Aquada (которую можно считать прародителем скоростных автомобилей-амфибий XXI века) развивает на воде 48 км/ч, и в свое время это было откровением. Ни одна легковая машинаамфибия в мире до британского авто столь быстро по водной глади не перемещалась. Это уже позже появились соперники, рецепт построения 2009 • декабрь

дело техники которых был, в общем-то, схож. Скорости постепенно росли, не оставляя сомнений, что приспособленный к нормальным вояжам по автострадам аппарат вполне можно превратить в прекрасный глиссер. Дошло до того, что к автомобилю приделали подводные крылья – таков швейцарский Rinspeed Splash. Он может развивать на воде 80 километров в час. Но то – концепт-кар, купить его нельзя. Секрет новичка, помимо высокой мощности, в выверенной Брутальный автомобиль оставляет позади изящные катера. И не поверишь, что весит новая амфибия свыше 1,7 тонны.

Дверцы можно открывать даже на воде – автомобиль не утонет и воды в салон не зачерпнет.

декабрь • 2009

форме днища, которая у «Питона» не хуже, чем у скоростных катеров. И подобно «Акваде» колеса у «Питона» на воде поднимаются вверх, чтобы снизить гидродинамическое сопротивление. Одновременно с «Питоном» WaterCar разработала киткомплект Gator. Это набор для самостоятельной сборки симпатичного амфибийного внедорожника. Ряд узлов, агрегатов и деталей кузова Gator заимствовал, опять-таки, у серийных машин (американских и не только). Максимальная скорость Gator на суше – 137, а на воде – 13 км/ч. Скромные цифры. Зато

техника, механизмы, электроника

автомобиль в дополнение к плаванию демонстрирует хорошую проходимость вне дорог. А главное – стоит всего $29,5 тысячи. Возвращаясь к «Питону», следует сказать, что в его цену входит комплектация по желанию клиента, вплоть до выбора из тысяч цветов окраски кузова и бесчисленных вариантов отделки интерьера. Для сравнения – «Акваду» вам отдадут за 150 тысяч фунтов ($241 тысяча). Тем, кто уже приценивается к «Питону», рекомендуем полностью посмотреть видеоролик (ссылка в начале статьи).

Создатель «Питона» применил в нем водомет Dominator Jet, умеющий переваривать очень приличную мощность. Владельцы катеров с подвесными моторами не зря оборачиваются вслед монстру.

Интерьеры двух «Питонов», что логично, больше напоминают «капитанские мостики» катеров и моторных яхт.

Конкуренты «Питона» – британская Aquada (черная машина вверху) и американский Hydra Spyder (желтый и красный кабриолеты). 2009 • декабрь

дело техники

техника, механизмы, электроника

Роботы-семена закручиваются вокруг себя к любой цели

Их мельтешение выглядит совершенно хаотичным, но движения выверены миллионами лет эволюции. Крошечные «летуны» – семена клена – уносятся ветром далеко от родного дерева, чтобы дать начало новой жизни. Этот вдохновляющий образ американские исследователи использовали, чтобы построить самый маленький в

Выглядит новичок очень неказисто, видно, что собран вручную и наспех. Но это – самый крошечный в мире летающий аппарат, построенный по образу и подобию семян клена, иначе – самый крохотный «монокоптер» http://www.youtube.com/watch?v=u23Hqq8QbeE&feature http://www.youtube.com/watch?v=VFtAadjP88Y&feature

Маленькое «чудо на ладони» родилось в лаборатории беспилотных летательных аппаратов университета Мэриленда (Autonomous Vehicle Laboratory – AVL). Участники проекта отмечают, что создать работоспособный летательный аппарат по мотивам «крылышек» клена специалисты в разных странах пытались еще с 1950-х го-

декабрь • 2009

дов. Однако столь простой на вид объект оказался не так уж прост. Особенно если учесть, что целью мечтателей было появление управляемой машины, способной на длительный активный полет, а не пассивное планирование, как у природного прототипа. Дин Дэррилл Пайнс (Dean Darryll Pines), Эван Ульрих (Evan

техника, механизмы, электроника

Ulrich) и Шон Хамберт (Sean Humbert) начали с изучения падающих семян при помощи разнообразной аппаратуры. Постепенно они стали открывать для себя различные тонкости спирального полета. Однако прошло немало времени, прежде чем им удалось построить аппараты, умеющие виртуозно парить, подчиняясь командам оператора. Так проект тройки наших героев, именуемый «Робототехническая крылатка» (Robotic Samara), добрался до рождения самого интересного летательного аппарата в череде «родственников». Эван Ульрих поясняет, что семена клена словно обменивают потерю высоты на свою раскрутку, позволяющую создать подъемную силу и тем самым дольше удержаться в воздухе. Это и позволяет ветру отнести крылатки дальше. Но зависнуть семена все равно не могут – у них нет источника тяги. Потому крылаткам приходится в своей аэродинамике идти на некий компромисс. Robotic Samara оснащены небольшим рычагом, на конце которого – крошечный электромоторчик с винтом. Он раскручивает весь аппарат целиком, поднимая его в воздух. (По принципу работы машинки этой линейки напоминают разведывательный «невидимый бумеранг».) Благодаря такому решению искусственные «семена»

С 2007 года проект Robotic Samara прошел большой путь: от изучения настоящих семян клена до создания первых простых (планирующих) имитаций, от примитивных моторизованных экземпляров к моделям с управляемой аэродинамикой. Было создано множество образцов роботов-крылаток, отличающихся размерами, формой, расположением тягового винта, балансом, тонкостями управления, прежде чем появился самый крошечный собрат – «венец» проекта (на данный момент), показанный на снимке под заголовком. 2009 • декабрь

дело техники способны на взлет с земли и зависание. Они умеют совершать управляемый полет после первоначального падения, будучи сброшенными с самолета. Машинки могут стабилизироваться и начать парить как после спуска, так и после подъема при запуске вручную. Заметим, управлять в полете аппаратом, который вращается словно вертолетный винт, и при этом – целиком, инженеры научились не вчера. Скажем, можно вспомнить прототип разведчика Whirl («водоворот» или «вихрь»). Были и другие системы. Но оказалось, что очень трудно обеспечить стабильность такого типа аппарата под порывами ветра, как только размеры беспилотника сокращаются до величины меньше метра. К примеру, эту тему пару лет назад активно развивала

Иллюстрация из статьи Лентинка о падающих семенах даже украсила обложку престижного научного журнала за 12 июня 2009 года.

декабрь • 2009

Крылатка – это вообще-то плод (не только клена, но и ряда других деревьев), уносящий заключенное внутри семя на значительное расстояние за счет специфической аэродинамики. Эти забавно вертящиеся «крылышки» люди иногда упрощенно и называют семенами.

Lockheed Martin (аппараты Nano Air Vehicle), рассчитывая создать разведчика размером буквально с семечко клена. Судя по отсутствию новостей про Nano Air на сайте компании с того самого времени, проект оказался либо провальным, либо настолько успешным, что о нем уже не стоит говорить публично (военная тема как-никак). Между тем целый ряд ученых до сих пор продолжают раскрывать секреты летающих семян. Так, нынешним летом исследователь из университета Вагенингена Дэвид Лентинк (David Lentink) и его коллеги из Голландии и США детально

изучили аэродинамику семян клена и граба. Сначала ученые построили точные масштабные модели этих «вертолетов», а затем визуализировали обтекание их воздухом в трех измерениях. Так удалось установить, что вращающаяся лопасть крылатки генерирует на передней своей кромке крошечный стабильный вихрь (leading-edge vortex), который дарит плоду его высокую подъемную силу. Аналогичный процесс (среди прочих особенностей) является также объяснением великолепных летных качеств насекомых и летучих мышей.

техника, механизмы, электроника

Неудивительно, что масса экспериментаторов пытаются приспособить такие «природные патенты» к летательным аппаратам. При этом построение стабильного и управляемого «семечка» малого размера биологи еще нынешним летом называли настоящим инженерным вызовом, видимо, не зная, что вызов этот давно принят командой Robotic Samara. Как гласит пресс-релиз школы инжиниринга Кларка (в ее состав и входит лаборатория AVL), Пайнс и его коллеги разработали особой формы изогнутую консоль для крепления моторчика с винтом. Они перебрали массу вариантов формы «семени», углов установки крыла и винта, способов изменения угла атаки единственного крыла, прежде чем получили должную стабильность устройства. При этом собственно крылышко оказалось очень близко

Одна из предыдущих моделей робота-крылатки, еще солидного размера по сравнению с семенем клена, но уже очень компактного в сравнении с большинством беспилотников, имеющихся на рынке.

по профилю к натуральной крылатке. Оно дает крохотной машинке возможность естественной авторотации при падении. Хвостик же с винтом тут похож на вертолетный хвостовой винт, но вместо того чтобы удерживать машину от раскрутки, он только ускоряет ее.

Robotic Samara в полете. Его создатели логично указывают в качестве областей применения военные операции, слежение за пожарами и операции поисково-спасательные. В том, чтобы с камеры на быстро вертящемся «волчке» получать внизу нормально ориентированную картинку, проблемы нет. Тем более что такая машинка легко сможет унести несколько современных сверхлегких «датчиков чего-нибудь», от загрязняющих веществ до инфракрасного следа от огня или едущей внизу машины.

Самый маленький аппарат в наборе моделей Robotic Samara насчитывает в длину 9,5 сантиметра, при этом крыло машины по размеру почти точно совпадает с крылаткой клена. Дебют крохи состоялся в университете штата Мэриленд на днях и приурочен был к 100-летию аэропорта Колледж-парка (College Park airport), согласно Wiki – старейшего непрерывно работающего аэропорта в мире. В 1909 году (правда, летом) знаменитый изобретатель самолета Уилбер Райт (Wilbur Wright) открыл в нем первые курсы для летчиков-офицеров. А ныне неподалеку, все в том же Колледж-парке, расположился университет Мэриленда и, соответственно, лаборатория AVL. И в ней родился новый необычный летательный аппарат. Символично. 2009 • декабрь

дело техники

техника, механизмы, электроника

Ускоритель плазмы осилит дорогу до Марса за месяц

Огромный электроракетный двигатель с рекордными характеристиками прошел наземный тест под нагрузкой, превышающей номинал. Новичок совмещает приличную тягу с экономичностью. А это позволяет надеяться на новый виток в развитии космической отрасли. Экзотический ускоритель плазмы способен распахнуть лю-

Осенний тест VX-200 на полной мощности длился недолго, но доказал способность установки работать даже с небольшой перегрузкой.

VX-200 на одном из испытаний. По идее, примененная в нем технология позволяет получать удельный импульс от 3000 до 30 тысяч секунд в одном устройстве (путем вариации как расхода рабочего тела, так и мощности, подводимой к излучателям, греющим плазму), но конкретные характеристики разных моделей VASIMR могут сильно различаться.

http://www.youtube.com/watch?v=4zSou_r-W9Q&feature

декабрь • 2009

Американская компания Ad Astra Rocket успешно проверила в вакуумной камере свой оригинальный «Магнитоплазменный двигатель с переменным удельным импульсом» (Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket – VASIMR), а точнее – его самую крупную модификацию VX-200. Первые его испытания состоялись несколько месяцев назад, но 30 сентября 2009 года прошел тест при рекордном уровне в 201 киловатт. «Это самый мощный плазменный двигатель в мире на данный момент», – утверждает основатель Ad Astra Rocket, бывший астронавт NASA, Франклин Чан-Диаз (Franklin Chang-Diaz). Ближе всего по данному параметру к VX-200 находится один из вариантов двигателя Hall, который NASA разрабатывало своими силами. Но он был вчетверо слабее и употреблял из сети «всего» 50 киловатт. Остальные конструкции отстают еще больше.

Основные части и принцип работы VASIMR. При помощи электромагнитного излучения рабочее тело (аргон) ионизируется. Далее газ попадает в «бустер», где вторая радиоволновая антенна резко увеличивает температуру плазмы. Набор же сверхпроводящих катушек используется как сопло с магнитными стенками, в котором плазма разгоняется до высокой скорости.

Как работает VASIMR в тестовой камере, можно увидеть в ролике в начале статьи. Правда, он относится к давнему испытанию, во время которого аппарат потреблял только 179 киловатт. Из них 30 кВт использовались в первой части двигателя для создания плазмы, а 149 – на разогрев и разгон ее во второй камере. На максимальной же паспортной мощности в 200 кВт распределение энергопотреб ления двух «ступеней» плазменного ускорителя VX-200 остается аналогичным: 32 кВт уходит на ионизацию газа и 168 – на его нагрев и разгон. И хотя во время опыта пиковую свою мощность аппарат развивал доли секунды, создатели машины убеждены, что

ее рабочая версия сможет непрерывно работать минутами, а если потребуется – часами, днями и месяцами. Плазменные ракетные двигатели (одним из вариантов которых и является VASIMR) наряду со своими близкими родственниками – ионными двигателями – сулят человечеству новые возможности в освоении космоса. От химических ракетных движков они выгодно отличаются колоссальной экономичностью. Правда, увы, такие устройства дают малую тягу. В случае с VX-200 речь идет о величине порядка 5 ньютонов (500 граммов). По меркам химических движков – это сущая мелочь, но по меркам электроракетных – очень солидная величина. 2009 • декабрь

дело техники Для сравнения стоит вспомнить американский межпланетный аппарат Dawn, который стартовал осенью 2007 (к своей первой цели, Весте, он прибудет в 2011 году). Для разгона к поясу астероидов Dawn использует три ионных двигателя, каждый из которых развивает максимальную тягу в 90 миллиньютонов. «Это идентично весу одного листка из блокнота», – образно поясняет NASA. В чем, спрашивается, смысл? Дело в

том, что «ионники» примерно в 10 раз эффективнее химических ракетных двигателей. В частности, удельный импульс устройств, стоящих на Dawn, составляет 3100 секунд. Потому 425 килограммов рабочего тела (ксенона) им хватит на 2100 дней работы. Пусть ускорение Dawn невозможно заметить глазу, но общее приращение скорости за все время миссии составит порядка 10 километров в секунду.

Франклин Чан-Диаз летал на шаттле семь раз. Он также является физиком, специалистом по плазме. Ad Astra Rocket он основал в 2005 году (снимок 2005-го, кстати), выйдя в отставку из рядов NASA. Тогда же Чан-Диаз предложил концепцию VASIMR, которую и принялась развивать его компания. Любопытно, что в том же году NASA сократило собственные работы по электроракетным двигателям из-за секвестра бюджета. Ad Astra Rocket обладает штаб-квартирой и исследовательским отделом в Техасе и еще одним научно-исследовательским подразделением в Коста-Рике. Выбор второй страны не случаен – Франклин костариканец по происхождению, и на родине до сих пор живут его мать, братья и сестры.

декабрь • 2009

И сам аппарат получился сравнительно легким (тонна с четвертью). Потому для его старта с Земли понадобилась ракета меньшего класса (Delta II), а значит – более дешевая, в сравнении той, что потребовалась бы для подъема на орбиту гипотетического исследователя астероидов, построенного на основе химических движков. Удельный импульс установки VX-200 составляет порядка 5000 секунд. Вообще же он может меняться, что и отражено в названии устройства. Больший КПД можно получить при малой тяге, меньший – при максимальной. Так можно варьировать режим работы маршевого движка в зависимости от целей миссии космического аппарата. Где-то можно позволить себе потратить несколько больше рабочего тела, но сократить время полета, где-то, напротив, выполнить задание за больший срок, но при минимальном расходе «горючего», а значит – минимальном весе аппарата. Тут надо отметить, что VASIMR претендует на роль некоего промежуточного варианта создания тяги в условиях космоса. Промежуточного между химическими ускорителями (мощными, но прожорливыми) и чрезвычайно миниатюрными электроракетными движками, эконо-

техника, механизмы, электроника

мичность которых может быть гораздо выше, чем даже у VX200, но тяга будет составлять лишь доли грамма. VASIMR обладает еще одним преимуществом перед соперниками из стана электроракетных двигателей в целом: в нем плазма ни в одной точке не соприкасается с деталями аппарата, а контактирует только с полями. Это означает, что устройство от Ad Astra сможет работать по много месяцев и даже лет без деградации конструкции – то, что надо для разгона космических аппаратов на пути в глубины Солнечной системы или коррекции орбиты спутников. У классических ионных ракетных двигателей больной вопрос – эрозия решеток-электродов. У VASIMR же таковых попросту нет. Ad Astra Rocket строит богатые планы применения VASIMR в ряде проектов. Так, по соглашению с американским космическим агентством в 2013 году летный вариант VX200, названный VF-200-1, должен попасть на испытания на МКС. Разрабатываемый ныне аппарат будет базироваться на общем дизайне VX-200, но состоять из двух фактически параллельных движков по 100 киловатт каждый. (Интересно, что Ad Astra Rocket ведет переговоры о доставке VF-200-1 на станцию при помощи частного носи-

Схема двигателя VX-200 и его фотографии перед установкой в вакуумную камеру.

теля от SpaceX либо Orbital Sciences). VF-200-1 попробует поднимать орбиту станции, регулярно «проседающую» из-за слабого торможения в остатках атмосферы, имеющихся даже на 400-километровой высоте. VF-200-1 будет включаться на

короткое время (несколько минут) эпизодически. А поскольку мощность, забираемая им из сети, очень велика, двигатель должен потреблять энергию, накопленную в специальных аккумуляторах, которые, в свою очередь, во время пауз в работе плазменного 2009 • декабрь

дело техники ускорителя будут понемногу подзаряжаться от солнечных батарей МКС. Если тест пройдет успешно, на такой способ подъема орбиты, возможно, и переведут станцию. А это обещает солидную экономию. Ведь нынешний вариант подъема орбиты (при помощи химических движков транспортных кораблей снабжения) означает расход 7,5 тонны горючего в год, в то время как VASIMR потребует на ту же цель 300 килограммов аргона ежегодно. Перспективы же технологии еще заманчивее. На основе одного или нескольких VF-200-1, полагает компания, можно построить беспилотный грузовик, который будет переправлять большие грузы с низкой околоземной орбиты на окололунную. Питание эти движки получали бы от солнечных батарей. Выгода от замены химического орбитального буксира на магнитоплазменный в целом аналогична той, что была продемонстрирована в случае с установкой ионных двигателей на Dawn. То есть речь идет о снижении массы комплексов, которые сначала нужно поднять на околоземную орбиту. Так для переправки в одном рейсе 34 тонн полезного груза между земной и лунной орбитой химическим двигателям потребуется сжечь 28

декабрь • 2009

Примерное расположение двигателя VF-200-1 на МКС и его общий вид.

60 тонн пары кислород/водород, а пятерка VF-200-1 обойдется 8 тоннами аргона. То, что лунный перелет «на плазме» будет длиться месяцами, в случае беспилотной миссии не играет никакой роли. А вот будущие двигатели VASIMR (несколько штук по 10-20 мегаватт) могли бы донести пилотируемый комплекс

к Марсу всего за 39 дней, – утверждает Чан-Диаз. И тут многократное сокращение времени миссии – главная выгода. Ведь в таком случае астронавты получат намного меньшую дозу космической радиации, от которой иначе придется защищаться толстыми стенками корабля (а это масса) либо магнитным щитом.

Орбитальный тягач с двигателями VASIMR может выглядеть так. Вариант с четырьмя или пятью установками, идентичными VF-200-1, еще может обойтись в плане электропитания крупными солнечными батареями (мощностью до мегаватта).

техника, механизмы, электроника

Для такого аппарата, скорее всего, потребовалась бы бортовая атомная электростанция – солнечные панели нужной мощности вышли бы просто чудовищно большими. О том, что электроракетные движки для дальних миссий «просят» ядерную подпитку, специалисты говорят давно. Никаких принципиальных и неразрешимых трудностей в постройке подобного генератора сейчас нет. Еще не все вопросы относительно тонкостей ра-

боты самого VASIMR сняты. Ученым предстоит повысить полный КПД системы и найти лучший способ избавления от лишнего тепла, рассеиваемого таким движком. Но в целом технология вполне уже подходит к этапу, когда исключительно наземные

экспериментальные установки должны породить модификации, предназначенные для отправки на орбиту. ЧанДиаз и его коллеги полагают, что коммерческие версии двигателей типа VASIMR могут появиться на рынке в 2014 году.

Марсианский пилотируемый аппарат с двигателями VASIMR. Питать их должен небольшой атомный реактор. Компания пишет, что подобный корабль с магнитоплазменной установкой мощностью «всего» 12 мегаватт долетел бы до Марса менее чем за четыре месяца, что уже неплохо. Ну а вариант с 39-дневным перелетом потребует суммарной мощности установки в 200 мегаватт. Много. Но зато сам аппарат вышел бы относительно легким и количество рабочего тела на его борту было бы невелико.

2009 • декабрь

дело техники

техника, механизмы, электроника

Конденса торный автобус глотает электричество на остановках

В погоне за чистым городским транспортом человечество изобрело трамваи и троллейбусы, заплатив за электрический привод сокращением маневренности. Попытки же создания автобусов на аккумуляторах до сих пор выглядели бледно, поскольку батареи, достаточные для сколь-нибудь удовлетворительного пробега, оказывались чрезмерно тяжелы-

На первый (беглый) взгляд перед нами троллейбус. Только традиционных «рогов» не видно и провода наверху загадочно обрываются рядом с остановкой.

http://www.youtube.com/watch?v=LYL6NyU1g3k&feature

декабрь • 2009

Выход из тупика, как часто бывает, оказался довольно прост. Да и найден он был не вчера. Оставалось только дождаться героев, которые взялись бы довести идею до практического, причем массового применения. Чтобы получить электрический автобус, недорогой, но притом способный свободно путешествовать по городу, нужно провернуть достаточно очевидную вещь: поставить системы сверхскоростной зарядки на каждой автобусной остановке. Желательно автоматизированные, дабы водитель не покидал кабины. Правда, аккумуляторы, способные хранить приличное количество энергии на единицу веса, не очень охотно переваривают большие токи, так что для наполнения их «под горлышко» нужно приличное время. И кто будет в час пик ждать такой «заправки»? К счастью, существует замечательная альтернатива хи-

Шанхайский технопарк, международный выставочный центр и ряд других интересных мест уже обзавелись остановками для Ultracap Bus. Справа внизу: блок суперконденсаторов.

тайские компании Sinautec и Shanghai Aowei Technology совместно с американскими Sinautec Automobile Technologies и Foton America Bus. Последняя производит в США автобусы и грузовики под маркой, принадлежащей китайской Beiqi Foton Motors, и одновременно занимается альтернативными технологиями: гибридами, машина-

41-местный китайско-американский Ultracap Bus весит 11,3 тонны (сравнимо с массой обычных автобусов и троллейбусов одиночек), из которых на суперконденсаторы приходится 980 кг. В длину автобус насчитывает 11,4 метра. Максимальная же скорость Ultracap Bus составляет 48 км/ч.

мическим батареям – суперконденсаторы. По удельной емкости они хуже, к примеру, литиевых батарей на порядок, а то и больше. Зато умеют очень быстро заряжаться. Именно такой транспортный проект развивают ки-

ми, работающими на сжатом природном газе и водороде, теперь вот и электрическим транспортом. Aowei же – специалист по суперконденсаторам, ну а за Sinautec Automobile – общее проектирование системы.

С 2006 года партнеры тестируют на одной из коммерческих линий в Шанхае 17 опытных образцов суперконденсаторных автобусов (Ultracap Bus). Когда такая машина подъезжает к остановке, водитель нажимает на кнопку, и над крышей поднимается токоприемник. Он подключается к двум проводам, висящим над землей словно провода троллейбуса (но по длине не выходящим за территорию остановки). Чтобы принять порцию энергии, достаточную для броска к следующему пункту на маршруте, Ultracap Bus требуется всего две минуты: это происходит, пока пассажиры выходят и входят в автобус. Емкость суперконденсаторов, установленных под полом автобуса, составляет 5,9 киловатт-часов. Расход 2009 • декабрь

дело техники же энергии машиной равен 0,66–0,93 кВт-ч на километр. При спокойной езде Ultracap Bus может проехать «на одном дыхании» до 8,8 км. Но реальные отрезки пути куда меньше – всего несколько кварталов, поэтому и заправки – короткие. Вообще же с нуля и до 100% суперконденсаторный блок в Ultracap Bus заряжается примерно 6 минут (точное время зависит от выбранного в зарядной сети напряжения). Апробация технологии в Шанхае показала выгоду «суперавтобусов». Во-первых, и это едва ли не главное, они по оценке партнеров оказались примерно на 40% дешевле, чем автобусы с литиевоионными аккумуляторами. По сравнению с троллейбусом они вышли экономичнее (тут сполна используется рекуперация энергии при торможении, поясняют инженеры). Но в отличие от «рогатого» транспорта Ultracap Bus более свободно чувствуют себя на улицах. Если число маршрутов и, соответственно, зарядных остановок увеличить, каждый суперконденсаторый автобус сможет легко колесить едва ли не по всему городу. Исходя из нынешних цен на электричество и дизтопливо, партнеры посчитали, что «топливные» расходы «суперавтобуса» на порядок ниже обычного, что означает экономию порядка $200 тысяч 32

декабрь • 2009

Возможный дизайн остановок-заправок.

за обещанные 12 лет жизни машины. Надежность и простота силового агрегата – еще один плюс новинки в сравнении как с дизельными, так и с аккумуляторными соперниками. За три с лишним года работы в Шанхае ни у одного Ultracap Bus не случилось ни одного отказа. Что до пресловутого «углеродного следа», то, по словам исполнительного директора Sinautec Automobile Technologies Дэна Е (Dan Ye), даже если считать, что все электричество для Ultracap Bus получается на угольной

электростанции, такой автобус «выбрасывает» в атмосферу только треть от углекислого газа, выделяющегося дизелем. И ведь всегда остается возможность вырабатывать электричество более «зелеными» способами. Собственно, в этом направлении партнеры по проекту и намерены двигаться дальше. Вскоре они собираются представить американской публике 11-местные открытые автобусики на суперконденсаторах (Eleven Seat Minibus). Эти машины предназначены для коротких вояжей по тер-

11-местные мини-автобусы на суперконденсаторах. Запас хода у них составляет 16 километров, главным образом за счет низкого расхода энергии – 0,16 кВт-ч на километр.

техника, механизмы, электроника

риториям выставок, аэропортов, гипермаркетов, курортов и университетских кампусов. Вообще-то однодневная презентация и пройдет в кампусе Американского университета в Вашингтоне (American University). Мини-автобусы будут заряжаться от ряда мобильных 5-киловаттных фотоэлектрических генераторов, – гласит пресс-релиз Sinautec Automobile Technologies. Для этого к проекту подключилась американская Stella Group – специалист по солнечным батареям. Но эти «малыши» представляют собой, образно говоря, «боковую ветвь» технологии. А вот про маршрутные автобусы Ultracap Bus следует поговорить еще. Кажется, всем они хороши. Да еще и кондиционером оборудованы. Только вот тратит кондей не сильно меньше, чем скромный тяговый электромотор машины. Потому при включении охлаждения салона на всю катушку запас хода на одной зарядке у Ultracap Bus падает более чем в 1,5 раза – до 5,6 км. Это, конечно, больше, чем дистанция между двумя типичными городскими остановками. Но на всякий пожарный запас хотелось бы иметь значительнее. Простое же увеличение набора суперконденсаторов не очень-то

Американцы с китайцами также сотворили несколько образцов гольф-каров на суперконденсаторах.

правильный путь: будет расти масса машины, а главное – цена. Партнеры полагают, что сами суперконденсаторы еще не сказали последнего слова. Сейчас в опытных образцах Ultracap Bus стоят накопители с удельной емкостью 6 Вт-ч/кг (для сравнения: литиевые аккумуляторы обладают удельной емкостью примерно 110–200 Вт-ч/кг). Клиффорд Клэр (Clifford Clare), исполнительный директор Foton America Bus, рассказывает, что в начале 2010 года компания выкатит на испытания шестьдесят Ultracap Bus второго поколения, оснащенные ультраконденсаторами с удельной емкостью 10 Вт-ч/кг. А в третьем поколении партнеры намерены довести удельные показатели суперконденсаторов до уровня свинцово-кислотных аккумуляторов, а может, и выше. Тогда запас хода на одной зарядке такого автобуса окажется равен 30–35 километрам. При сохранении зарядных пунктов на каждой или почти

каждой остановке это будет означать большую гибкость системы и высокую стойкость к отказам зарядного оборудования. Либо у транспортников появится возможность ставить заправочные контакты гораздо реже, а значит, окажется выгодным расширить технологию на целый ряд сложных маршрутов, в том числе – пригородных. В наращивании емкости суперконденсаторов китайские ученые и инженеры рассчитывают в числе прочего и на своих заокеанских коллег. В частности, Sinautec Automobile Technologies ведет переговоры с лабораторией Джоэла Шиндалла (Joel Schindall) из Массачусетского технологического института. Шиндалл, эксперт по суперконденсаторам, с интересом воспринимает развитие таких автобусов. «Это блестящая концепция зарядки, – говорит Джоэл. – Она не очень хорошо подходит для электромобилей, но практична в случае с автобусом, который останавливается каждые несколько кварталов». Чтобы 2009 • декабрь

дело техники подарить новым машинам рекордные суперконденсаторы, Шиндалл экспериментирует с нанотрубками. И не он один, надо заметить. О том, что углеродные нанотрубки способны существенно улучшить параметры суперконденсаторов, а также и химических аккумуляторов, ученые в разных странах говорят уже не один год. И не только говорят, но и ставят соответствующие опыты. «Пока что мы можем получить образцы с плотностью энергии, в два раза превосходящей существующие ультраконденсаторы, но этого недостаточно, – продолжает Шиндалл. – Мы стремимся получить примерно в пять раз больше. Это означает суперконденсатор с удельной емкостью в одну четверть от запаса литиево-ионных аккумуляторов». Пока, с позволения сказать, «суперсуперконденсаторы» не появились, Sinautec и ее партнеры создали промежуточный вариант автобуса – Ultracap Hybrid Bus. Под гибридом в данном случае подразумевается вовсе не сочетание электротяги с дизелем, а совмещение двух разных типов накопителей энергии – ультраконденсаторов и свинцово-кислотных батарей. Первые имеют емкость 2,25 киловатт-часа и заряжаются на все тех же автобусных 34

декабрь • 2009

Ultracap Hybrid Bus может проехать без подзарядки 72 км, при включенном на полную мощность кондиционере. Номинальная вместимость у этой модели такая же, как и у чисто конденсаторного собрата, – 41 человек, а максимальная скорость повыше – 53 км/ч.

остановках за 4 минуты (если не полностью, то достаточно и 30 секунд). Вторые же вмещают солидные 60 кВт-ч. Их заполнение требует уже 6 часов. Происходить это может, к примеру, на конечных станциях или в парке. Суперконденсаторы в начинке такого автобуса рассчитаны на полный срок службы машины – порядка все тех же 12 лет, а вот аккумуляторы надо будет менять раз в 18 месяцев, увы. Одна отрада: свинцовые батареи гораздо дешевле литиевых. Но все равно понятно, почему авторы проекта так стремятся нарастить возможности именно суперконденсаторной модели. Foton America Bus ведет переговоры с транспортниками Нью-Йорка, Чикаго и ряда городов во Флориде об

открытии опытных линий для Ultracap Bus. И развитие такой же сети в Китае, вероятно, будет продолжено. Короткая подпитка на остановках – интересная альтернатива прочим методам зарядки электрического транспорта. Тут можно вспомнить «беспроводные дороги», показанные недавно корейцами, и роботизированную горячую замену аккумуляторов. Первый вариант обладает не самым лучшим КПД. Второй же усложняет устройство зарядных пунктов. И хотя на роль персонального электротранспорта «троллейбус без проводов» едва ли сгодится (будем уповать на сверхскоростные литиевые батареи?), вполне может быть, что мы наблюдаем «начало конца» троллейбусов.

дело техники

США собираются во что бы то ни стало основать на Луне постоянную базу для астронавтов. Для начала американцам понадобятся хотя бы роботы-экскаваторы. Чтобы заполучить лучшие идеи по их созданию, учеными NASA был объявлен специальный конкурс. В нынешнем году три команды не просто решили поставленную

техника, механизмы, электроника

Роботыэкскаваторы впервые накопали полтонны лунного грунта

Долгожданная планка взята командой, придумавшей, собравшей и запрограммировавшей робота под названием Moonraker («Лунная расческа»).

Чтобы поставить на нашем спутнике даже самую простую постоянную базу, необходимо для начала научиться обеспечивать ее кислородом, водой, энергией и, конечно же, строительными материалами. Как будет выглядеть жилье «лунатиков», защищающее их от вредного космическо2009 • декабрь

дело техники го излучения, еще предстоит решить. Но уже сейчас ясно, что без легких и не слишком энергоемких экскаваторов при строительстве никак не обойтись. Несмотря на то что в последнее время американское космическое агентство испытывает трудности с финансированием, ученые все же не хотят отказываться от своей идеи возвращения на Луну. Для того чтобы осуществить задуманное, NASA периодически проводит конкурсы под общим названием «Вызовы столетия» (Centennial Challenges). Все они призваны стимулировать появление новых технологических решений для аэрокосмической отрасли. Сейчас действующими являются шесть конкурсов. Один из них – Regolith Excavation Challenge – объединяет энтузиастов, желающих создать лучшего лунокопа. Конкурс проводится уже третий год, однако в обоих предыдущих состязаниях победителей определить не удалось – никто так и не смог решить поставленную задачу. По условиям конкурса машины должны за 30 минут в автономном режиме выкопать 150 килограммов «лунного грунта». В этом году на участие в состязании претендовали 23 команды, все родом из Штатов, но впервые 36

декабрь • 2009

Во время проведения конкурса участники управляли лунокопами издалека, так же, как если бы это происходило в реальных условиях.

выполнить задание удалось немногим. Отметим, что среди 23 подавших заявки на участие аппаратов только один был полностью автономным, все остальные должны были копать под пристальным контролем своих разработчиков, которые находились в соседней комнате и посылали команды машинам со своих лэптопов. Как и положено,

сигналы приходили с опозданием примерно в две секунды (моделировалась задержка на пути между Землей и Луной). Для роботов создали особый контейнер: четыре метра в длину и ширину, глубина около полуметра. В нем находилось восемь тонн смеси, имитирующей лунный реголит (regolith). Пылинки грунта нашего спутника в среднем в пять раз превышают размер

техника, механизмы, электроника

Так выглядела стартовая площадка, на которой трудились роботы.

земных песчинок, при этом у них острые края, так как на Луне не происходит тех процессов истирания, что на Земле. Кстати, имитацию создали из перемолотых вулканических пород. Перед началом соревнования (и каждого «раунда») судьи утрамбовывали площадку, затем специальными граблями чуть разрыхляли поверхность участка и выкладывали на нее в хаотичном порядке глыбы размером с футбольный мяч. Затем к работе на искусственном лунном грунте приступали роботы. Победителем нынешнего соревнования стал бот Moonraker, созданный командой Paul's Robotics из Вустерского политехнического института. «Экскаватор» превзошел все ожидания судей, выкопав и поместив в контейнер вне своей площадки целых 440 килограммов «лунного грунта»! Поначалу у судей возникли разногласия на счет того, не слишком ли близко от стартовой позиции робот начал копать, но позже все противоречия разрешились и результат был засчитан. «Конечно же, мы рады тому, что машина выполнила возложенную на нее миссию», – говорит один из создателей «Мунрейкера» Пол Вентимиглия (Paul Ventimiglia). 2009 • декабрь

дело техники

Конструкции роботов очень сильно различались: некоторые собирали реголит при помощи одного ковша, у других был ленточный конвейер с нацепленными на него черпаками. Собранный грунт аппараты перевозили в накопитель, расположенный за пределами «песочницы».

Теперь он и его коллегиразработчики получат обещанный приз в $500 тысяч. Кстати, в августе прошлого года Пол со товарищи тоже пытались заполучить первое место, но тогда ничего у изобретателей не получилось. Вторую позицию занял робот Terra Engineering, оборудованный среди прочего 28 сенсорами и насобиравший за предложенных полчаса 270,6 килограмма «реголита». Его авторы получат $150 тысяч. Третье место завоевал робот инженеров-любителей из Лос-Анджелеса, называющих себя Team Braundo. Их аппарат работал при помощи ленточного транспортера с черпаками размером с обычную чашку. Кстати, именно этот механизм первым преодолел минимальный барьер, но 38

декабрь • 2009

техника, механизмы, электроника

спустя пару дней его все же «обогнали» как Moonraker, так и Terra Engineering. Теперь создатели «Браунду» получат приз в $100 тысяч. В соревновании участвовали лишь 20 из 23 зарегистрированных команд, именно столько прибыло в калифорнийский Центр Эймса (Ames Research Center) к назначенному времени. Позже один из аппаратов (Moon Diggers A) был дисквалифицирован. Его перегоревшую материнскую плату создатели решили заменить на запчасть от второго робота Moon Diggers B. Сначала из конкурса выкинули было обоих роботов, но потом плату B разрешено было вернуть на место, и он все же прошел испытания. Из 19 оставшихся машин 11 так и не удалось погрузить хоть какой-то материал в накопитель: одни роботы в последний момент сломались, другие не смогли установить связь со спрятанными за стеной создателями. Тем не менее специалисты NASA тщательно осмотрели и изучили все представленные разработки. Чтобы справиться с навигацией среди поднятой пыли, Moonraker использовал свои яркие голубые «фары». Внизу: символический кубок, выданный за победу на конкурсе. 2009 • декабрь

дело техники Terra Engineering оттеснила «первенца» Braundo на третье место. Все участвовавшие в конкурсе аппараты весили меньше 80 килограммов и могли поместиться в 1,3-метровый цилиндр – таковыми были ещё одни требования специалистов NASA.

ложили множество новых и интересных идей по решению тех или иных проблем. Именно эти отдельные решения, а не роботы в целом, скорее всего, будут использованы специалистами NASA для создания настоящего лунного «землекопа».

«Я рад, что в этом году у нас наконец-то появился победитель. Прошедшие три года говорят о том, что это была действительно трудная задача», – рассказывает 40

декабрь • 2009

в пресс-релизе NASA Грег Шмидт (Greg Schmidt), директор Научного института Луны. Судьи отметили, что в этом году конкурсанты пред-

Команда Braundo Rancho стала первой преодолевшей заявленную планку с результатом 263,75 килограмма «реголита».

наука

Специалисты из института биомедицинских исследований Фридриха Мишера (Friedrich Miescher Institute for Biomedical Research) изучали зрение мышей и совершенно случайно обнаружили необычную особенность: некоторые клетки глаз грызунов странно реагировали на движение, происходящее вокруг животных.

К тому, что глаза способны сказать многое о человеке, люди как-то уже привыкли. Но о том, что глаза (точнее, клетки сетчатки) еще и могут откликнуться на поступающую информацию без участия в этом процессе мозга, стало известно лишь недавно. Некоторое время назад ученые рапортовали, что в сетчатке млекопитающих обнаружены нейроны, реагирующие на вертикальные и горизонтальные движения. Теперь же доктор Ботонд

природа, космос, общество

Глаза чувствуют опасность без участия мозга

Чтобы лучше разглядеть сетчатку мышей, ученые прибегают к помощи флуоресцирующих белков. Роска (Botond Roska) и его коллеги описывают реакцию клеток глаз (не мозга!) на приближающиеся объекты. Получается, что глаза могут «предупредить» животное о настигающей его опасности, не прибегая при этом к помощи клеток головного мозга. Скорее всего, данная черта эволюционировала и сохранилась, так как помогала вовремя сбежать от хищников. Швейцарские биологи предполагают, что подобная схема присутствует и в глазах

людей. Благодаря этой «системе раннего оповещения» человек быстрее понимает, что ему угрожает какая-то опасность. «Если же направить эту информацию на обработку в мозг, то может быть уже слишком поздно», – поясняет Роска. Чтобы понять, к каким реакциям мозга в конце концов приводит такое умение чувствительных клеток глаз, швейцарцы намерены провести еще некоторое количество экспериментов. 2009 • декабрь

наука

природа, космос, общество

Ученые из США и Канады решили объединиться для решения важной задачи: моделирования ферромагнетизма в газе. Им удалось заставить газ вести себя как металл, при этом они доказали, что материалу не обязательно иметь кристаллическую структуру для проявления намагниченности.

Физики впервые поймали магнетизм в газе

На фото ученые выравнивают положение лазерного луча. Кстати, установка, на которой они проводили нынешние исследования, использовалась также для открытия конденсата БозеЭйнштейна.

Ферромагнетики, находясь ниже определенной температуры, сильно намагничиваются даже в отсутствие внешнего магнитного поля. Годами ученые пытались теоретически объяснить, почему это происходит. Ясно, что в кристаллической решетке железа, никеля и других магнитных материалов «обитают» электроны, каждый из которых представляет собой как бы маленький магнит. При определенной тем-

декабрь • 2009

пературе неспаренные электроны начинают спонтанно выравниваться в одном и том же направлении, образуя домены, в которых все спины электронов смотрят в одну сторону. Но почему происходит выравнивание внутри домена? Объяснение в 1930-х годах предложил британский теоретик Эдмунд Клифтон Стонер. Он предположил, что выравнивание электронов (при сильном отталкивании) приводит к понижению

общей энергии, а заодно построил простую математическую модель всех взаимодействий. Однако как доказать, что модель и вправду имеет право на существование? Можно попробовать смоделировать магнитное поведение электронов в газе (ведь в металле электроны тоже ведут себя как газ). Вместо электронов было предложено использовать другие фермионы, однако никто так и не смог создать соответствующую систему. Физики из Массачусетского технологического института (MIT) попробовали воспроизвести процесс выравнивания с помощью облачка ультрахолодных атомов лития-6. Этот элемент вполне подходит на роль модели облака электронов, так как состоит из нечетного числа фермионов, а значит, и сам считается составным фермионом. Атомы лития-6 также ведут себя как маленькие магниты, которые могут выравниваться (однако в природе этого не происходит, взаимодействие недостаточное). Ученые поймали противоположно вращающиеся атомы лития инфракрасным лазером и охладили их до несколько миллиардных долей кельвина, то есть практически до абсолютного нуля. Приложив магнитное поле, они заставили их все сильнее отталкиваться друг от друга. Провести такой эксперимент было непросто, так как два атома так и норовили столкнуться и образовать молекулу. Тем не менее физикам удалось разглядеть три признака выравнивания атомов

На этой диаграмме показан переход в ферромагнитное состояние в газе из фермионов в периодическом кристалле (показан голубым вверху) и в отсутствие структуры (внизу). По мере увеличения сил отталкивания между фермионами (красные сферы) начинает проявляться выравнивание в одном направлении.

в газе с последующим намагничиванием незримой субстанции. Во-первых, когда сила отталкивания достигла некоторого критического значения, скорость образования молекул резко возросла, а затем столь же резко упала. Значит, атомы начали выравниваться и избегать друг друга. Во-вторых, кинетическая энергия газа, как и ожидалось, стала возрастать. И наконец, размеры облачка достигли апогея в момент критического отталкивания. Из-за того что проводивший опыт Вольфганг Кеттерле и его коллеги не смогли напрямую наблюдать доменную структуру газа (что, несомненно, стало бы неопровержимым доказательством ферромагнетизма), многие исследователи поставили под сомнение сделанные ими выводы.

Однако что бы ни происходило в эксперименте, другого приемлемого теоретического объяснения происходящему все равно пока не существует.

Вверху компонент облачка, пойманный при 812 g, внизу – он же спустя 4,5 миллисекунды, когда поле было отключено и произошло баллистическое расширение. Размеры наблюдаемого участка 840 на 550 микрометров. 2009 • декабрь

наука дело техники

природа, космос, общество

Японцы показали солнечные батареи с выдающимися данными

Sanyo продемонстрировала очень тонкую и гибкую солнечную ячейку, которая, как утверждает компания, является самой эффективной в мире среди батарей «практически пригодного размера».

Именно при попытках снизить толщину солнечных батарей у других исследователей зачастую начинались проблемы с эффективностью ячеек – объясняют суть прорыва новаторы из Страны восходящего солнца. 44

декабрь • 2009

Как объясняет производитель батарей в своем прессрелизе, под «практичным размером» он подразумевает единичные солнечные ячейки с площадью от 100 квадратных сантиметров и выше, из которых очень удобно составлять более крупные панели. Несколькими месяцами ранее Sanyo объявила о создании опытной батареи такой площади, показавшей выдающийся КПД в 23%. Новинка, о которой японцы заявили теперь, по данному показателю лишь чуть-чуть уступает своей предшественнице, но зато превосходит ее в другом. Итак, новая ячейка обладает эффективностью 22,8%. Вторым ее важным свойством является малая толщина – всего 98 микрометров. 23-процентная версия, показанная ранее, обладала толщиной более 200 мкм. А это,

Схема новой ячейки и ее ключевые особенности.

среди прочего, и количество полупроводникового материала, а значит, и стоимость. Обе новые батареи созданы по фирменной технологии HIT (Heterojunction with Intrinsic Thin-layer – гетеропереход с внутренним тонким слоем). Она подразумевает нанесение тонкого слоя аморфного кремния на основу из кремния монокристаллического. Такой гибридный сандвич сулит сочетание приличной эффективности и умеренной цены.

Благодаря этим двум базовым слоям с точно высчитанными параметрами и текстурированной поверхности новой ячейки японцам удалось поднять в ней напряжение холостого хода, снизить потери на рекомбинацию носителей зарядов, а также улучшить полезное поглощение падающего света. Все это позволило получить прекрасный КПД при очень малой толщине ячейки и высокой ее гибкости.

2009 • декабрь

наука

природа, космос, общество

Новая методика, разработанная генными инженерами из университетов Вашингтона (University of Washington) и Флориды (University of Florida), показала, что можно вылечить даже животное, страдающее от цветовой слепоты с рождения. Таким образом, метод избавления взрослых людей от дальтонизма стал ближе к реальности.

Генная терапия подарила обезьянам цветное зрение

Все самцы беличьих саймири (Saimiri sciureus) страдают особым видом цветовой слепоты, именно поэтому их выбрали в качестве подходящей модели для человека.

В исследовании принимали участие две беличьих саймири по имени Дальтон (Dalton), его назвали в честь того самого Джона Дальтона, и Сэм (Sam). Они с рождения не различают красный и зеленый цвета. Все из-за того, что их организму для этого необходимы две копии гена, определяющего появление рецепторов опсинов (opsin) в клетках сетчатки глаза. Однако обе копии находятся на X-хромосоме, а значит, у всех мальчиков (одна X-хромосома)

декабрь • 2009

встречается только одна версия необходимого гена. У женских особей беличьих саймири такая проблема встречается редко. Похожая цветовая слепота встречается и у людейдальтоников. Разной степенью дальтонизма страдают 2–8% мужчин, так как у них в колбочках сетчатки глаз так же отсутствуют необходимые белки. Ученые предположили: вылечим Сэма и Дальтона – сможем постепенно перенести результат и на чело-

века. «Обезьяна – идеальная площадка для моделирования человеческих болезней», – говорит в пресс-релизе университета Флориды один из ведущих исследователей Джей Нейц (Jay Neitz). Он и его коллеги с помощью вирусных векторов внедрили обезьянам человеческую версию гена опсина, чувствительного к красному свету. Для этого специальный вирус ввели за сетчатку глаза. Чтобы определить, начали ли животные различать цвета, ученые научили обезьян головой нажимать на чувствительный экран, указывая таким образом на область цветных точек среди массива точек серых. Через 20 недель выяснилось, что цветное зрение обезьян стало значительно лучше и саймири заполучили возможность видеть больше цветов. В своей статье в журнале Nature авторы отмечают, что способность сохранилась и стабильно держалась на протяжении двух лет. Ранее считалось, что восстановить цветное зрение у взрослого животного или человека невозможно, так как недостаточно просто обеспечить его фоторецепторами. Специалисты полагали, что для появления новой способности мозгу необходимо было бы создать еще и нервные пути для передачи новых импульсов. Однако, как показал опыт с обезьянками саймири, это не так. В мозге существует некий запас прочности, который позволяет

Дальтон проходит особый цветовой тест: за правильное определение пятна из цветных точек (примеры внизу) обезьянка получала виноградный сок.

восстановить зрение с помощью генной инженерии, что, конечно же, только на руку человеку. «Кажется, нейронам не обязательно формировать новые соединения. Достаточно лишь добавить дополнительный пигмент опсина в колбочки, и нервная деятельность существующих зрительных путей вполне справится с новыми задачами», – комментирует не участвовавший в данном исследовании Андрас Комароми (András Komáromyá) из университета Пенсильвании. На данный момент ученые и медики тестируют несколько технологий генного восстановления человеческого зрения. Все они находятся на начальных стадиях проверки на безопасность, но в случае удачного исхода позволят

одолеть даже серьезные процессы разрушения сетчатки. Первые данные свидетельствуют о том, что, к примеру, генной терапией можно восстановить работу палочек (другой тип рецепторов) в сетчатке. Спустя год после начала введения препаратов (тот же вирусный вектор, но другой ген) некоторые пациенты даже рапортуют о заметном улучшении зрения. Аналогично многочисленные проверки ждут и новый метод лечения дальтонизма. «Самое главное здесь то, что люди, страдающие дальтонизмом, обычно хорошо видят. А потому мы сначала должны придумать такую технологию, которая была бы полностью безопасна и не навредила им», – резюмирует Нейц. 2009 • декабрь

сетевое окружение

интернет и связь в Украине и в мире

Любопытный телефон узнает присутствие по отпечаткам

Мобильные телефоны превращаются в платформу для «people centric computing» – набора сервисов, активирующихся в зависимости от местонахождения пользователя. Обычно оно определяется чисто географически – по широте и долготе. Однако куда интереснее ловить клиентов по новому принципу так называемой логической локализации.

О перспективности данной разработки говорят и имена спонсоров проекта: Nokia, Verizon, Microsoft Research.

В недалеком будущем, вероятно, обычным делом станут интерактивные рекламные акции, основанные на том, где сейчас находится потенциальный покупатель. Заходите вы, к примеру, в Starbucks – и сразу же получаете электронный купон на бесплатный

декабрь • 2009

кофе. А сервис GeoLife уже в самом ближайшем будущем планирует присылать список проходящих сейчас акций на мобильный телефон, чей сигнал зафиксирован вблизи супермаркета Wal-Mart. Это и есть логическая локализация – от обычного опре-

деления местонахождения такой метод отличается тем, что человек привязывается к определенному смысловому блоку: «я сейчас нахожусь в торговом центре». Недостаток уже функционирующих разработок – их действие в рамках привычного восприятия «места» как географического понятия. Создатели подобных устройств программируют сеть на автоматическое срабатывание при появлении сигнала от мобильного телефона. Разумеется, всякий раз в одной и той же точке. По эффективности такая реклама немногим отличается от живого человека-промоутера, раздающего листовки на оговоренной заранее площади. Одно из наиболее интересных альтернативных решений предлагают нам американские компьютерщики из университета Дюка (Duke University), объявившие о своей новой разработке – SurroundSense (SS), которая использует комплекс получаемых от камеры, микрофона и акселерометра сигналов, чтобы записывать и передавать на сервер уникальный информационный «отпечаток места», где находится владелец аппарата. Людей, находящихся в смежном пространстве (например соседнем магазине в том же доме), система логически отсекает. В отличие от современных устройств GPS, работающих

Одна из главных погрешностей GPS – локализация объекта по «неправильной» стороне стены. В данном случае спутник не в состоянии разделить случаи нахождения человека в кафе или магазине мобильной электроники.

с точностью до 10 метров и сдающих позиции за стенами домов, новое приложение, напротив, ориентировано на работу внутри. Оно способно накапливать информацию самостоятельно и может уже на более абстрактном уровне, руководствуясь множеством факторов, разделять «ночной клуб» и «библиотеку». Подобные способности логического локализатора, безусловно, важнее в условиях мегаполиса, чем знание широты и долготы. SurroundSense предполагает некое разделение труда, дополняющее уже привычные нам методы локализации. Если ориентируясь на данные GSM или точки Wi-Fi, можно с довольно высокой точностью установить, где сейчас владелец мобильного в «макролокации», то разбить ее на «микролокации», логические блоки, поможет именно SS. Устройство могло бы ошибиться, опирайся оно на сигналы только от визуального или звукового канала. Задействуя

же все возможности современного телефона, SurroundSense сводит вероятность ошибки к минимуму, что с успехом подтвердилось опытным путем. Алгоритм действия системы таков – когда обладатель устройства заходит в незнакомое помещение, сенсорные датчики автоматически записывают со всех каналов «об-

Еще один пример GPS-ошибки: винный магазин оказался ошибочно помещен на территорию автостоянки. 2009 • декабрь

сетевое окружение разцы» окружающей обстановки и после предварительной обработки, уменьшающей объем данных, отправляют их на удаленный сервер. Там полученный отпечаток места фильтруется и обрабатывается, система логически распределяет параметры и выбирает, как именно классифицировать заведение, куда зашел пользователь. «Поскольку система собирает и анализирует все больше и больше информации о конкретном месте, его отпечаток становится максимально отчетливым, – говорит глава команды исследователей, профессор Ромит Рой Чоудхари (Romit Roy Choudhury). – Иными словами, чем больше людей используют приложение, тем быстрее оно «умнеет». Ясно, что не только разные места обладают разной атмосферой, но и одно и то же помещение может очень сильно разниться в зависимости от времени суток. SurroundSense по мере накопления данных без труда сможет отличить Starbucks на утреннем пике, когда там много клиентов, от этого же кафе с его более медленным полуденным темпом». Чоудхари первым делом решил опробовать разработку в полевых условиях. Он дал задание группе своих студентов веером пройтись по улицам Дарема, попутно заходя в помещения различных 50

декабрь • 2009

SurroundSense может четко отличить, например, неяркий зал бара, где люди малоподвижны, от залитого светом супермаркета с преобладанием ярких цветов (особенно красного), где покупатели движутся вперед-назад по проходам. Книжный магазин даст совсем другую палитру, и так далее.

кафе и магазинов и собирая информацию при помощи SS-модифицированных телефонов. Для чистоты эксперимента студенты в процессе вели себя так, как обычно себя ведут клиенты соответствующего заведения, на время «забыв» о собственном опыте. По итогам теста SurroundSense показала себя на высоте – были составлены подробные отпечатки каждого из 51 посещенного заведения со средней точностью распозна-

вания 87%. «Это обнадеживающий результат, действительно триумфальное подтверждение новых возможностей локализации в помещениях», – пишут исследователи в статье на сайте университета. Surround Sense – проект по-настоящему интересный и уникальный, даже несмотря на определенную, чего уж греха таить, топорность в использовании текущего образца. Одна из главных трудностей (помимо энергоемкости),

Схема работы SurroundSense. Самый первый отпечаток места называется тестовым, все последующие будут способствовать накоплению информации и дальнейшей эволюции системы.

интернет и связь в Украине и в мире

стоящих перед разработчиками, – необходимость держать телефон в руках, чтобы получать информацию по главному, визуальному каналу. Возможность забирать из окружающей среды данные, чтобы использовать их для создания отпечатка, разумеется, значительно ограничивается, если телефон просто лежит в сумке или кармане. Среди возможных путей решения этого вопроса – программирование устройства таким образом, чтобы, к примеру, когда человек набирает SMS или звонит, камера автоматически включалась и делала несколько снимков окружающей обстановки. Постобработка данных может осуществляться уже в фоновом режиме, когда пользователь телефон спрячет.

Даже просто «наблюдение» за полом, когда вы держите телефон камерой вниз, может сообщить SurroundSense массу полезных сведений.

Неоценимую помощь в построении отпечатка места оказывают встроенные в некоторые модели телефонов акселерометры. На рисунке по горизонтали – время в секундах, по вертикали – интенсивность движения (-1 – человек стоит, +1 – двигается). Первый график отображает активность в кафе, второй – в книжном магазине, третий – в супермаркете.

Как же можно создать глобальную базу отпечатков, не прибегая к услугам и без того занятых студентов из Дарема? Исследователи предлагают интересную концепцию популяризации SurroundSense с помощью своеобразных интернет-игр. Идея такой игры может заключаться в конкурировании отпечатков, сделанных пользователями, а лучшие результаты будут обнародоваться с большой помпой. К примеру, отпечаток «анонимного» объекта из

Нью-Йорка может быть передан пользователям в другом городе. Задачей игроков будет попытаться найти у себя дома аналогичный объект, проверяя совпадения и отличия, зондируя (при помощи SS-телефонов) звук и изображение. Ученые считают: если игры подобного рода будут пользоваться популярностью в Сети, база данных отпечатков огромного количества мест может быть получена в разумные сроки и без лишних усилий.

Nokia N95 и запущенный на ней логический локализатор.

2009 • декабрь

секрет фирмы

бизнес, люди и деньги

Лифт для ванны комфортно поднимает пенсионеров

Производством ванных лифтов, отличающихся лишь некоторыми параметрами, занимается несколько разных компаний. Но работают они все примерно одинаково – как, например, вот эти.

декабрь • 2009

Увы, прогресс частенько обходит стороной и инвалидов, и просто пожилых людей… Однако ж не все так печально – и ради них кое-какие достижения делаются, очень нужные и, что интересно, не такие уж замысловатые. Например, американские энтузиасты придумали для них лифты. При-

Есть в штате Вирджиния замечательная компания firstSTREET. Фирма занимается производством и продажей продукции, которая должная облегчить жизнь старикам. Многим пожилым людям, не только инвалидам, приходится сталкиваться с множеством самых разных проблем, которые для народа помоложе кажутся банальными – и задумываться-то о них кажется странным. А вот firstSTREET считает это далеко не ерундой. Например, отдельная линия продукции компании – вещи, которые могут предотвратить падение: ведь вестибулярный аппарат с возрастом все чаще напоминает о себе. А чтобы эти «напоминания» не приводили к неприятностям, фирма предлагает кучу приспособлений – от специальных ботинок с нескользящими подошвами и удобных фонариков до довольно специфических вещей. Особенно опасны для человека с двигательными нарушениями помещения санузлов: здесь влажность постоянно повышена и всегда есть риск поскользнуться на мокрой поверхности.… Чтобы свести к нулю подобную возмож-

Система управления «Нептуном» (слева) и «Архимедом» (справа) предельно удобна и проста.

ность, ребята из firstSTREET стали выпускать, например, специальные лифты для ванн! На настоящий момент изобретение представлено двумя моделями. Одна – Archimedes Bath Lift (то есть примерно «Лифт для ванны Архимеда»), другая – Neptune Reclining Bath Lift (а это название можно перевести как «Лифт для

ванны с откидывающейся спинкой имени Нептуна»). Вторая – чуть более «продвинутая», ибо, как нетрудно понять, спинку у нее можно отклонить для большего комфорта. Но в целом устройство и принцип подъемников одинаковые. По бокам у лифта имеются панели, которые в разложенном состоянии

Лифт легко складывается и занимает очень мало места – даже меньше, чем гладильная доска. Присоски на ножках добавлены для устойчивости и, конечно, чтобы не портить покрытие ванны. Обратите внимание: каждая присоска с хвостиком, за который достаточно потянуть, чтобы не отдирать ее от ванны. 2009 • декабрь

секрет фирмы находятся горизонтально. Вместе с сиденьем они в исходном состоянии оказываются на одном уровне. Поэтому, чтобы забраться, достаточно сесть на этот «стульчик», а потом спокойно поставить ноги в ванну. Теперь человеку нужно взять пульту управления всего с двумя кнопками: «стрелочка вверх» и «стрелочка вниз» – проще пареной репы. О дальнейшем позаботится устройство. Жмем кнопку – и лифт плавно опускает «юзера» в воду. Ванна принята – снова жмем – и лифт поднимает из ванны. Естественно, комфорт невероятный, но стоит ли озадачиваться какими-то лифтами, если всегда можно просто-напросто прикрутить к стенке ручку? А вот тут мы опять забыли

Действие «Архимедова лифта» можно проиллюстрировать вот так…

о людях, которым трудно выдерживать даже такие физические нагрузки. Им ведь придется крепко держаться за них, да и по высоте ручки далеко не всегда правильно располагаются… Удобны лифты не только в непосредственном использовании, но и в транспортировке. Такое устройство без особого труда складывается, его можно прихватить с собой

На спинку лифтов firstSTREET можно надеть специальную подкладку – для мягкости. Вообще, такое устройство может показаться классной штукой не только для пенсионеров, но и для небедных любителей комфорта. Впрочем, с них хватит и летающего костра для ванны.

декабрь • 2009

и воспользоваться везде, где есть ванна. Максимальный вес человека, который могут выдерживать эти лифты, – порядка 150 килограммов. Питается конструкция от батареи, которую можно подзарядить от электросети. Да только если заряд батареи закончится «на полпути», – когда человек останется опущенным в воду, – тогда ситуация будет, видимо, не очень приятной… Не волнуйтесь, не будет. Производители утверждают, что если заряда не хватает на полное обеспечение цикла опускание-подъем, то лифт не включится. Короче говоря, нелепые казусы исключены. «Лифт ванны Архимеда» легкий не только в управлении, но и по весу – всего чуть больше 4 килограммов. Агрегат имени Непту-

бизнес, люди и деньги

Кайф от Neptune Reclining Bath Lift обойдётся в $1049. Довольно дорого. Но, видимо, в цене не хватает $1 неспроста – наверное, скидка. Для пенсионеров всё-таки товар…

на помассивнее – 9,6 кило, но он тоже, в принципе, весьма транспортабелен. Правда, средний возраст покупателей firstSTREET – около 65 лет, так что самостоятельно таскать эту вещь им все-таки, видимо, тяжеловато. Есть среди продуктов «первойУЛИЦЫ» (так можно попробовать перевести название компании) и лифт для унитаза! Названием он похож на одно из предыдущих изделий – Neptune Toilet Lift – «Туалетный подъемник тоже имени Нептуна». Унитаз – штука менее опасная, чем ванна, но для многих пожилых людей гораздо более проблематичная. Трудности с унитазом и решает такое приспособление. Смущает только цена – $1779… Продукт крайне полезный, но явно далеко не для всех.

Справедливости ради заметим, что firstSTREET не единственный изобре-

татель ванных лифтов. Однако если верить информации компании, ее лифты весят на несколько килограммов меньше похожих подъемников других фирм. Преимущество очевидное. К тому же все аналоги менее красивые. А пока остается дожидаться новых изобретений «УЛИЦЫ» и надеяться, что и в Украину попадут свежие инновации. И хотелось бы, чтоб еще по приемлемым для наших пенсионеров расценкам…

Угол наклона лифта для унитаза меняется в соответствии с положением тела для достижения максимального удобства. Опять-таки, приспособление превосходно вписывается в интерьер. Управление простое, так же имеются присоски для устойчивости. Вообще в США изобретатели очень внимательно относятся к инвалидам – даже к уткам! 2009 • декабрь

секрет фирмы

бизнес, люди и деньги

Возможно, спиральные лестницы появились и позже обычных, но зато заслужили больше восторженных взглядов. В противовес строгим и скучным прямым лестничным маршам спирали встраивают там, где нужен стиль и оригинальность. Лестницычудесницы эскалаторы также не избежали закручивания.

Спиральные эскалаторы закручивают взгляды и пассажиров

Спиральным эскалаторам уже много лет, но до сих пор они притягиваю взгляд своей экзотичностью. Hiroshima Center Building, Хиросима, Япония.

декабрь • 2009

В 1906 году в лондонской подземке была испытана любопытная конструкция. На станции Holloway Road линии Piccadilly в одной из лифтовых шахт смонтировали экспериментальный спиральный эскалатор, построенный фирмой Reno Company of America. При этом фактически были установлены две отдельные спирали – для потока пассажиров вверх и вниз. Об этом эскалаторе известно немного за исключением

того, что он использовался в течение лишь одного дня. Сегодня никто уже не уверен, работал ли тот аппарат, как было задумано, или его погубили конструктивные просчеты. А может, главная проблема заключалась в головокружении пассажиров: неизвестно, как странное сооружение было принято публикой. Эскалатор был почти полностью уничтожен, но несколько лет назад его маленькую часть отыскали где-то на свалке и по-

местили в запасники лондонского транспортного музея. Так или иначе, но идея была надолго забыта, пока о ней не вспомнили, а скорее всего, открыли заново японские инженеры из компании Mitsubishi Electric. В 1985 году эта компания стала первым (и пока единственным) в мире изготовителем спиральных эскалаторов. Первую пару таких эскалаторов японцы соорудили в здании Shopping Center Creo в городе Цукуба. Сейчас в разных городах мира работает несколько десятков спиральных эскалаторов Mitsubishi. Благодаря своеобразному очарованию и красоте спиральные эскалаторы нашли применение в различных торговых центрах, отелях, аэропортах, художественных галереях. Выигрыш в дизайне дополняется вполне практическими соображениями. Установленные в углу большого помещения, спиральные эскалаторы экономят полезную площадь. Для того чтобы заставить эскалатор плавно и «непринужденно» свиваться в трехмерную дугу, японцам пришлось решить ряд проблем. Непростую задачу представляло согласование скоростей различных точек ступенек при движении их по столь различным участкам, как плоский сектор в начале и в конце лест-

Треугольный эскалатор Амеса, патент 1859 года.

ницы, скругленный переход от горизонтального движения к спуску или подъему и, собственно, наклонная часть. Оказалось, желаемую плавность движения можно достичь, если виртуальные точки поворота ступеней (точнее, их вертикальные проекции) будут перемещаться в пространстве по мере движения элементов эскалатора. Также пришлось несколько раз за цикл менять радиус поворота ступенек (в плане). Зато, добившись желаемого эффекта, компания предоставила архитекторам уникальные возможности для творчества. Особенно эффектно смотрелись сразу несколько подобных лестниц, установленных одна над другой. При виде сверху получалась перспектива, чем-то напоминающая ДНК, свернутые в спираль листья растения, ожившие ступени башенных лестниц древних замков и прочее в том же духе.

Кстати, а приходилось ли вам слышать о треугольном эскалаторе? В 1859 году американское патентное ведомство выдало патент некоему Натану Амесу (Nathan Ames) на бесконечную лестницу-эскалатор в форме треугольника. Как видно из рисунка, таким образом автор обеспечил одновременный подъем и спуск пассажиров в одном устройстве. Напрашивается сходное решение для винтового эскалатора. Вообще, разновидностей всяких движущихся тротуаров, подъемников и двигающихся по сложным пространственным кривым эскалаторов, теоретически, может быть очень много. Если проблемы спирального эскалатора удалось решить упорным японцам, то почему бы инженерам не заставить работать и другие экзотические схемы подъемников? Может быть, загвоздка, как в Лондоне почти сто лет назад, не в технике, а в косности людей? 2009 • декабрь

эврика

изобретения, открытия, гипотезы

Раскрыт секрет создания ангельских книг

Келлская книга, страница 34. Формат книги, к слову, составляет 330х250 миллиметров.

декабрь • 2009

Средневековые иллюминированные Евангелия, написанные кельтами, отличает столь филигранная техника исполнения, что в чуть более позднее время про эти манускрипты говорили: «Это работа не человека, но ангелов». Разгадку тайны мастерства древних монахов нашел профессор Джон Сисне (John Cisne) из университе-

Джон Сисне изучил несколько таких наиболее выдающихся рукописей, созданных между 670 и 800 годами нашей эры. Эти шедевры отличает присутствие некоторого количества «коверных» страниц – занятых узорами полностью, а также большое число иллюстраций в тексте. В частности, Сисне проанализировал знаменитую Келлскую книгу (Book of Kells), созданную ирландскими монахами примерно в 800 году, – одну из самых богато украшенных иллюстрациями рукописей за весь период с конца VI по начало IX столетий, настоящую вершину мастерства в прорисовке миниатюр и орнаментов. Также профессор использовал в своем исследовании Книгу из Дарроу (Book of Durrow), столь же яркий манускрипт, появившийся в VII веке. Многие элементы изображений на их страницах выполнены с разрешением до 30 линий на сантиметр, а в одном квадратном дюйме иной иллюстрации порой можно насчитать свыше полутора сотен сложных пересечений «ленточек» разных цветов. Высокая точность орнаментов и толщина деталей менее одного миллиметра – одна из черт, заставивших современных ученых восхищаться фолиантами и ломать

Джон Сисне изучает страницу 85v Книги из Дарроу (ее формат равен 247х228 мм). Внизу слева – сама эта страница, справа – еще один фрагмент манускрипта.

голову над техникой их изготовления. Профессор (основная сфера деятельности которого – палеонтология) обратил внимание на то, что во многих иллюстрациях встречаются регулярно повторяющиеся узоры и вообще – мелкие элементы, словно срисованные с шаблона. Кроме того, выясни-

лось, что наиболее сложные орнаменты, присутствующие на странице сразу в нескольких местах, разделяет расстояние, соответствующее среднему расстоянию между зрачками человека. Это навело исследователя на мысль, что в филигранном исполнении рисунков ключевую роль сыграло зрение создателей 2009 • декабрь

эврика книг, точнее – особая техника взгляда и… стереоэффект. Сисне выдвинул такое объяснение секрета рисунков. Монахи, вероятно, создали ряд филигранных шаблонов для определенных «стандартных» элементов рисунка. Их они располагали рядом с новым листом и разводили взгляд так, чтобы каждый глаз видел только шаблон или воспроизводимый кусок узора. Благодаря стереоэффекту создавалась иллюзия объемного изображения, в котором любая ошибка в вычерчивании линии (сдвиг вбок) приводила к возникновению разницы по кажущейся высоте в данной части рисунка. Причем способность нашего мозга трактовать сдвиг в двух картинках как глубину позволяла словно бы увеличивать любые шероховатости в рисунке до 30 раз, высчитал британский ученый. Сводя к минимуму кажущиеся подъемы и провалы в объемных линиях, древние мастера вполне могли уложиться в субмиллиметровый диапазон точности воспроизводства шаблона. И все, что для этого требовалось, – твердая рука и некоторая тренировка в необычном использовании глаз. Этот метод ученый назвал «свободное стереосравнение» (free-fusion stereocomparison). Именно он, считает профес60

декабрь • 2009

Келлская книга, страница 292r.

сор, и позволял кельтским монахам создавать столь филигранно повторяющиеся орнаменты задолго до изобретения линз и микроскопов. «Большинство людей не понимают, насколько точный инструмент наши глаза, и не задумываются, что их можно использовать несколько иным, нежели очевидным способом», – добавил Сисне.

А то, что секрет рисования столь изящных и точных орнаментов был тщательно похоронен, Джон объясняет логично: это часть пропагандисткой войны Кельтской церкви против Римской. Сложившаяся репутация таких книг, как написанных ангелами, вполне могла способствовать привлечению последователей.

эврика

Словно капризная жар-птица, гравитационные волны никак не даются в руки людей. Хотя косвенные признаки их существования имеются. Чтобы подтвердить принятую учеными картину мироздания и заодно открыть целый кладезь информации о Вселенной, физики и астрономы идут на всяческие ухищрения. Среди последних – проект по созданию

Этот замысел не так уж абсурден, как кажется на первый взгляд. Согласно теории, гравитационная волна, проходя через какой-то участок пространства, чуть-чуть растягивает и сжимает его в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Поместив на пути волны пробное тело и измерив его геометрию с высокой точностью, по идее, гравитационную волну можно уловить. Вот только эффект этот очень мал. Дабы усилить его, нужно либо создавать чудовищные по размеру

изобретения, открытия, гипотезы

Звездыдетекторы помогут ученым ухватить неуловимые волны

На этот раз астрономы решили не мелочиться, пригласив на роль «деталей» детектора одни из самых необычных космических объектов – нейтронные звезды. установки, либо... искать пробные тела в далеком космосе. Но по порядку. Сильные гравитационные волны могут быть порождены вращением неидеальных нейтронных звезд, их способны также генерировать различные катастрофические процессы во Вселенной, вроде слияния черных дыр, коллапса тесных двойных звездных систем, а по некотором предположениям, и гибель суперструн. Наконец, хаотичные движения крупномасштабных неоднородностей вещества в первые 2009 • декабрь

эврика доли секунды существования Вселенной также должны были оставить после себя след из космологических гравитационных волн. Представляете, сколько новых знаний можно почерпнуть из такого источника? Для поимки тонкой ряби в ткани пространства-времени исследователи построили несколько больших наземных установок (таких, как LIGO в США) и собираются даже запустить детекторы на орбиту. Увы, результаты многолетних наблюдений пока неутешительны. Чувствительности приборов все еще не хватает для поимки жар-птицы. А казалось, победа близка. Ведь современная аппаратура способна уловить колебания в длине плеча лазерного интерферометра (один из видов гравитационных телескопов), насчитывающие тысячные доли диаметра атомного ядра. И это – при расстоянии между зеркалами детектора в сотни метров и даже в несколько километров. Авторы нового суперпроекта полагают, что за научным счастьем следует топать в другом направлении. Группа ученых из полутора десятка научных организаций США, Канады и Франции работает над развитием «Североамериканской наногерцевой обсерватории гравитационных волн» (North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves – NANOGrav). И пусть обсерватория будет располагаться на Земле, 62

декабрь • 2009

Проект LIGO располагает двумя детекторами гравитационных волн: в штатах Луизиана и Вашингтон.

но, и в этом вся красота замысла, пробные тела, издевательства гравитационных волн над которыми

и будут измеряться, расположены за много тысяч световых лет от нашего голубого шарика.

Группа пульсаров в новом проекте выступает в роли поплавков, раскачивающихся при прохождении по космосу искажений пространства. Кстати, обсерватория NANOGrav намерена выявлять низкочастотные гравитационные волны в диапазоне от наногерц до микрогерц.

изобретения, открытия, гипотезы

В качестве детекторов авторы проекта намерены использовать порядка сотни миллисекундных пульсаров – это безумно вращающиеся нейтронные звезды, испускающие периодические радиоимпульсы с аккуратностью и точностью, которым позавидуют любые атомные часы. Сами нейтронные звезды тоже способны генерировать гравитационные волны, но в данном случае исследователей интересует умение пульсаров откликаться на прохождение через них таких волн, посланных каким-нибудь другим источником. Расчеты говорят, что в такой ситуации в строгой последовательности радиосигналов произойдет крошечный сбой – очередной «писк» будет издан чуть-чуть позже или чуть-чуть раньше номинального времени. Правда, чтобы таким способом ухватить-таки нашу жар-птицу за хвост, нужно, чтобы погрешность измерения времени прихода каждого импульса не превышала 100 наносекунд. Лишь для нескольких самых «удачных» пульсаров в настоящее время достигнута такая погрешность измерений. А для надежной поимки искажений пространства лучше располагать точностью еще более высокой. Не беда, утверждают астрономы, в течение следующего десятилетия точность «лучше 100 наносекунд» окажется достижима.

305-метровая «чаша» радиотелескопа в Аресибо известна даже многим людям, далеким от астрономии. Это одно из самых лучших наших «окон» во Вселенную, питающее исходными данными множество исследований. И это – самый крупный радиотелескоп с единичной антенной в мире.

Сейчас проект проводит первые пробные наблюдения, получая данные с радиотелескопов обсерваторий «Ареси-

бо» (Arecibo Radio Telescope) в Пуэрто-Рико и «Грин Бэнк» (Green Bank Telescope) в Западной Вирджинии.

В настоящее время в составе «Телескопа Аллена» работают 42 «тарелки», но в финале их окажется 350. Суммарная собирающая площадь этих антенн будет эквивалентна одной «чаше» диаметром 114 метров. 2009 • декабрь

эврика Но участники проекта NANOGrav надеются в будущем получить толику рабочего времени на грандиозных радиотелескопахинтерферометрах следующего поколения. К таковым относят, например, «Телескоп Аллена» (Allen Telescope Array – ATA), расположенный в Калифорнии. Он заработал не в полную силу в 2007-м, но все еще продолжает расширяться. Напомним, главная цель этого комплекса – поиск сигналов от братьев по разуму. Одновременно же научное сообщество проводит на нем исследования далеких звезд, галактик и туманностей. В своем финальном варианте ATA станет одним из самых зорких радиотелескопов мира. Но самым-самым окажется еще только проектируемый Square Kilometer Array (SKA), имя которого можно перевести как «Массив в квадратный километр». Под одним квадратным километром тут подразумевается даже не занимаемый комплексом на земле участок, а суммарная приемная площадь всех составляющих его антенн, россыпь которых растянется на 3000 километров. Этот международный проект предусматривает возведение замысловатой «фигуры» из тысяч антенн двух видов – наклонных «блюдец» и горизонтальных плоских панелей с синтезированной апертурой. 64

декабрь • 2009

Комплекс Square Kilometer Array должен располагать ядром поперечником в 5 километров, в котором сосредоточится половина антенн. Еще часть расположится в десятках 200-метровых станций, размещенных в виде спиральных «галактических рукавов» вокруг ядра. Эти рукава раскинутся на 150 километров. И еще некоторая толика станций разместится в пределах 3000 км. Все эти части супертелескопа будут действовать согласованно.

изобретения, открытия, гипотезы

В качестве места строительства пока названо несколько подходящих площадок в разных странах, но два главных претендента – Австралия и ЮАР. Выбор между ними будет сделан в 2011 или 2012 году. SKA будет в 50 раз более чувствительным, чем какой-либо другой радиотелескоп в мире, а обзор неба он сможет выполнять в 10 тысяч раз быстрее. SKA будет работать в довольно широком диапазоне частот (70 мегагерц – 25 гигагерц), и затруднительно даже перечислить все «цели», которые могут оказаться в его «перекрестии». Неудивительно, что инициаторы проекта NANOGrav намерены получить толику рабочего времени и на этом уникальном инструменте. Однако прежде чем поток сырых данных превратится в «явные» сигналы от пробегающих по Галактике гравитационных волн, ученым потребуется «раскусить» ряд непростых задач. Например, нужно проработать выявление и вычитание из исходных сигналов искажений, вносимых в них по мере прохождения радиоизлучения через космос (на пути электромагнитных волн от пульсаров могут попадаться большие облака заряженных частиц). Есть и другие задачи в области софта и железа. Но все они – решаемые. Итак, наши герои, словно сказочные персонажи, получают «богатства», не прикладывая

Robert C. Byrd Green Bank Telescope – так полностью называется это колоссальное сооружение. Его почти круглая антенна насчитывает в поперечнике 100х110 метров, и это самый крупный радиотелескоп на планете из тех, главное «зеркало» которых способно полностью поворачиваться. Подвижная часть телескопа, кстати, весит 7300 тонн.

особых усилий. Если другие искатели гравитационных волн тратят колоссальные средства на постройку уникальных наземных детекторов, авторы проекта NANOGrav намерены фактически обойтись минимумом собственной «материальной базы». Все, что им понадобится, – рабочее время на крупнейших радиотелескопах мира (оно не бесплатное, но, учитывая грандиозность задачи, – стоит недорого) и компьютеры для анализа собранных данных. По оценке специалистов, в полную силу проект должен заработать к 2020 году (примерно к этому сроку будет завершено развертывание исполинских массивов ATA и SKA), хотя и

в 2010-х NANOGrav не будет бездействовать: продолжатся исследования при помощи аппаратуры в «Аресибо» и «Грин Бэнк». Стоимость же работ окажется на уровне $66 миллионов за 10 лет наблюдений. Детектор галактического масштаба поможет пролить свет на физику ранней Вселенной, уточнить картину периода инфляции, прозондировать природу пространства-времени, внести корректировки в строящееся здание квантовой теории гравитации, раскрыть картину совместной эволюции галактик и сверхмассивных черных дыр в их ядрах, а еще, быть может, открыть неизвестные пока типы источников гравитационных волн. 2009 • декабрь

эврика

изобретения, открытия, гипотезы

Магнитный монополь показался ученым в спиновом льду

Существование неуловимого магнитного монополя было предсказано еще 80 лет назад. Частица, представляющая собой южный либо северный полюс магнита, но никак не их комбинацию, очень важна для науки. Если ее не обнаружат, то все теории, описывающие первые моменты существования Вселенной, не имеют никакого смысла. И вот сразу

Так, по мнению авторов одной из работ, выглядит «спиновое спагетти» из струн Дирака (Dirac string). Варьируя внешнее магнитное поле, можно проредить мешанину линий и лучше разглядеть монополи на их концах.

Каждому школьнику известно, что у любого магнита есть два полюса: южный (S) и северный (N). Каждый физик знает, что как ты этот самый магнит ни дели, все равно его части так же будут обладать обоими полюсами (то есть останутся диполями). В 1931 году известный британский физик Поль Дирак (Paul Dirac) после проведения

декабрь • 2009

определенных теоретических расчетов предсказал, что должны существовать некие частицы – магнитные монополи (magnetic monopole) – которые присутствуют на концах так называемых струн Дирака. Однако до сих пор их никто не смог обнаружить. Где только ни пытались ловить гипотетически существую-

щие магнитные монополи! Годы работы и множество научных трудов были посвящены попыткам обнаружить таинственные частицы в космическом излучении, внутри ускорителей высокоэнергетических частиц, в земном и даже лунном грунте. В 1980-х теоретики показали, что существование монополей можно считать основой «Теорий Великого объединения» (GUT). Эта группа моделей предполагает, что сильное, слабое и электромагнитное взаимодействия являются различными проявлениями одной и той же силы. В 2008 году ученые предположили, что магнитные монополи могут существовать в так называемом спиновом льду (о нем речь пойдет чуть ниже). Чтобы наблюдать неуловимые частицы, необходимо проследить за изменениями в спинах атомов, которые «прокатываются» по такому кристаллу. Впоследствии несколько научных групп провели исследования различных материалов, относящихся к этому классу соединений, и пришли к выводу, что магнитный монополь наконец-то найден. Одним из них руководил Джонатан Моррис (Jonathan Morris), исследователь Центра материалов и энергии Гельм гольца в Берлине (HelmholtzZentrum Berlin für Materialien und Energie – HZB). Он и его коллеги могут похвастаться тем, что

Так могут ли все-таки южный и северный полюса существовать отдельно друг от друга?

нашли наиболее убедительное доказательство существования «магнитных частиц». Для этого ученые охладили кристалл титаната диспрозия (Dy2Ti2O7 ) до температуры, близкой к абсолютному нулю. Это соединение обладает особой решеткой, которую также именуют спиновым льдом (spin ice), она по некоторым параметрам напоминает обычный водяной лед. Кроме титаната диспрозия еще несколько других веществ могли бы продемонстрировать наличие магнитных монополей.

При охлаждении таких кристаллов составляющие их атомы (в обычном состоянии расположенные в вершинах четырехгранной пирамиды и представляющие собой маленькие магниты) «выравниваются». Иногда до трех из четырех спинов атомов пирамиды принимают одно и то же направление, в результате в центре пирамиды образуется область положительного или отрицательного магнитного заряда. Этот заряд не «закрепляется» на какомлибо физическом объекте, но 2009 • декабрь

эврика при этом он ведет себя так, как должен бы предсказанный магнитный монополь. При охлаждении до ультранизких температур (0,6 -2 K) с помощью рассеяния нейтронов (взаимодействуют со струнами Дирака) и приложения магнитного поля физики смогли «увидеть» в Dy2Ti2O7 некие «иглы», похожие на северные и южные монополи. Однако частицы находились на расстоянии не больше нанометра друг от друга, и из-за этого их нельзя было измерить напрямую. Моррису со товарищи ничего не оставалось, кроме как поверить, что они наблюдали те самые монополи Дирака. Дальнейшее измерение теплоемкости, проведенное Бастианом Клемке (Bastian Klemke), тоже косвенно подтвердило существование монополей в кристалле экзотического вещества. Кроме того, благодаря этому опыту физики установили, что монополи взаимодействуют таким же образом, как и электрические заряды. Вторая работа была проведена под руководством Тома Феннелла (Tom Fennell) из Института Лауэ-Ланжевена в Гренобле (Institut Laue-Langevin). По основным этапам она мало чем отличается от первой, разве что эти ученые использовали кристалл титаната гольмия, Ho2Ti2O7. «Двойное» открытие привело к появлению сразу несколь68

декабрь • 2009

Рисунок, иллюстрирующий эксперимент Морриса и его коллег, а также полученный ими результат.

ких статей. Две из них уже опубликованы в журнале Science. Еще две пока находятся на сервере препринтов arXiv.org. Первая из неопубликованных работ рассказывает о дополнительных наблюдениях

магнитных монополей, а вторая – предлагает новую технологию определения заряда каждого монополя. По мнению профессора Стива Брамвелла (Steve Bramwell), значащегося в списке авторов двух из четырех

Тетраэдр, в котором три иона «указывают» внутрь (с голубым шаром внутри), представляет собой «северный монополь». Соседний тетраэдр лишь с одним ионом, указывающим внутрь, есть не что иное, как «южный монополь».

изобретения, открытия, гипотезы

на новое «прямое» открытие. Кроме того, полученным данным наверняка найдется применение в технике. Например, некоторые ученые уже сейчас говорят о разработке нового типа памяти. Нагревание кристалла, проведенное Клемке (слева) и Моррисом, позволило подтвердить наличие «газа» из монополей внутри Dy2Ti2O7.

Картина, полученная с помощью рассеяния с переворотом спина (spin-flip scattering). Вверху – реально наблюдаемая в кристалле титаната гольмия, внизу – предсказанная для него же при помощи моделирования по методу Монте-Карло.

публикаций, этих данных более чем достаточно, чтобы убедиться в существовании монополей Дирака. Но далеко не все ученые готовы утешиться малым. «Монополи, конечно, крайне тяжело зарегистрировать по отдельности. И все же я не думаю, что это совсем уж невозможно», – считает профессор физики Питер Шиффер (Peter Schiffer) из университета Пенсильвании. «Честное» свидетельство существования магнитных монополей действительно необходимо научному сообществу. Но и этот шаг можно считать значительным продвижением вперед. Возможно, именно нынешние публикации сподвигнут другие научные группы 2009 • декабрь

эврика

изобретения, открытия, гипотезы

Труднейшая головоломка ждет самого упорного взломщика

«Самая интригующая головоломка», «Возможно, самая сложная головоломка на планете» – такие отзывы журналистов и пользователей в адрес новинки звучат со всех сторон. Простая на вид вещичка еще не может поспорить в известности с кубиком Рубика, но мечтает о ней. И, наверное, не зря. Пять уровней сложности. Третий – массово продается по обе стороны Атлантики с июля нынешнего года, но число людей, решивших

Недавно новую головоломку начал продавать магазин ThinkGeek. Игрушка постепенно завоевывает свет.

http://www.youtube.com/watch?v=5CAkESOsdXA&feature=player_embedded http://www.youtube.com/watch?v=InI-KN8NoC8&feature=player_embedded

декабрь • 2009

На лавры Эрно Рубика XXI века претендует британский изобретатель Крис Питт (Chris Pitt) со сводящей с ума игрушкой Revomaze. Первая версия этой головоломки поступила в магазины Европы, США и Канады в марте 2009 года. И, признаемся, увидев гдето вскользь информацию о ней, мы тогда прошли мимо – слишком простой представлялась задачка. А зря. Это оказалась та гениальная простота, за которой скрываются глубина и нетривиальность. Потому знакомимся с новинкой (будем все же считать ее таковой: в нашей стране Revomaze практически неизвестна). Игрушка представляет собой увесистый металлический цилиндрик (длина – 10 см, диаметр – 5 см, масса – 600 граммов), с торцов которого выступает пара крупных гаек. Вращая их относительно корпуса и передвигая вдоль игрушки, нужно постепенно извлечь из цилиндрика скрытую внутри ось. И все? Все. Но чтобы это произошло, выступы внутри головоломки должны пройти лабиринт из криволинейных вырезов на поверхности спрятанного цилиндра. В том вся прелесть, что лабиринт этот вы не видите до самого конца: на внутреннем цилиндре оставлен большой чистый участок, который появляется на свет по мере

Самый первый экземпляр Revomaze был выточен вручную в декабре 2008 года.

прохождения лабиринта. Потому вы можете лишь руководствоваться своими тактильными ощущениями, пространственным воображением и памятью об уже сделанных верных движениях и просчетах. В этом лабиринте полным-полно тупиковых линий, развилок и закольцованных участков-ловушек. И один неверный шаг может вернуть вас к началу всех

ходов. Судя по резким щелчкам, головоломка скрывает не просто набор штифтов, но хитроумные защелки, которые в случае ошибки на середине дистанции отбрасывают выдвинутый было цилиндрик в исходное положение. Это одна из изюминок игрушки, отмечает изобретатель. Сейчас компания Криса Ashton Pitt выпускает первую «серию» Revomaze, со-

Для начинающих медвежатников, работающих на ощупь и на слух, отличный тренажер? 2009 • декабрь

эврика стоящую из пяти моделей, отличающихся сложностью лабиринта. На прилавки они выкладываются поэтапно в течение нынешнего года. Самая простая игрушка, с которой собственно и начались продажи новинки, называется Revomaze Blue. Ее корпус окрашен соответственно в синий. Сложность своих цилиндриков компания представляет в виде условных единиц. Не уточняя – линейна эта шкала или она логарифмическая. Если судить по первым отзывам клиентов, – пожалуй, второе. Так вот, «головоломность» Blue оценена в 50 пунктов. Вторая модель Green тянет уже на 60. Вместе они составляют так называемую группу просто сложных Revomaze. Компания предлагает пользователям сообщать о своих успехах через Интернет. На каждом внутреннем цилиндрике написан индивидуальный код, увидеть который можно, только выдвинув цилиндр из корпуса, то есть решив головоломку. Первые несколько человек, самых активных фанатов подобных игр, купивших «синюю» игрушку из пробной партии, потратили на разгадывание задачки от восьми с половиной часов до двух дней напряженных действий. 72

декабрь • 2009

У себя на родине синяя и зеленая версии головоломки стоят по $114 каждая. Это отпускная цена производителя, в магазинах она чуть-чуть выше.

Что осталось им теперь, если не считать приобретения Revomaze следующего ранга? Соревноваться в минимальном времени разборки цилиндра. На видео (см. ссылку вначале статьи) сам изобретатель Revomaze открывает версию Blue за 39 секунд. 6 июля начались продажи цилиндров третьего уровня – Bronze ($121). Их трудность решения определена как 80, и она открыва-

ет группу «экстремальных» Revomaze. Очевидно, Крис немало поломал голову над составлением этого лабиринта. «Бронза» уже не решается столь же лихо, как «синяя» и «зеленые» версии. К примеру, через четыре дня после начала продаж Bronze в Британии и континентальной Европе Питт с удовлетворением констатировал – только один покупатель открыл заветный цилиндрик!

Показался код, можно праздновать успех.

изобретения, открытия, гипотезы

ее лабиринт пока находится в разработке, а о дате продаж говорить рано. Решение этой версии Revomaze Питт называет и вовсе «почти невозможным», выделяя свою «золотую» головоломку в самостоятельную категорию, поскольку условный рейтинг

Один из покупателей «Бронзы», открывший эту головоломку, выложил такой вот кадр, на котором затушевал лабиринт, дабы не лишать радости открытия своих последователей. На заднем плане – сертификат владельца аутентичной головоломки, подписанный изобретателем и защищенный голограммой. Он идет в комплекте с игрушкой.

Сейчас число подтвержденных открытий «Бронзы» составляет порядка 20, но факт остается фактом. Замысловатость Revomaze, повидимому, превосходит-таки сложность решения кубика Рубика (предполагая, в последнем случае, что вас никто не учит приемам, приводящим к нужной сортировке его сторон). А ведь, руководствуясь только описанием задачи, мы бы сказали, что кубик – сложнее. А теперь представьте, какой вызов бросит любителям головоломок четвертая модель Silver. «Серебро» составляет группу «экстремальных» цилиндров на пару с Bronze. Продажи версии Silver стартовали 14 октября этого

года. Ее рейтинг трудности изобретатель определил как 90 баллов, за которые любителям головоломок надо будет отдать уже $130. Прогнозируемое время первого решения Silver для тех, кто уже размялся на предыдущих моделях – 40-100 часов раздумий и проб. Что до пятого уровня Revomaze – версии Gold, то

Головоломка Revomaze уже демонстрировалась на выставках, а в следующий раз она будет экспонироваться на The Gadget Show Live NEC Birmingham 2010, которая стартует 8 апреля.

трудности решения тут составляет уже 100. «Вращающийся лабиринт» еще не завоевал слиш-

Bronze и Silver.

2009 • декабрь

эврика ком уж много поклонников, но британская компания во главе с Питтом делает фанатам заманчивое предложение. Код, открывающийся после решения головоломки, – это пропуск к регистрации на сайте Revomaze Challenge 2009-2010. Это шанс на получение одного из промежуточных призов (игровые приставки, камеры, плееры). Но главное – каждый код, скрытый внутри игрушки, это часть общего кода от выпуска «первой серии», который можно получить, только решив Revomaze всех пяти уровней. Совершившие сей подвиг получают возможность выиграть своего рода «джекпот» – часть призового фонда в пять тысяч фунтов. Деньги компания распределит между лидерами, открывшими каждый из цветных цилиндриков раньше других жителей планеты. Претенденты на приз соревнуются в двух раздельных (по географическому признаку) состязаниях. Одно называется «Лондон» и объединяет покупателей Revomaze в Британии (они ведь раньше всех получили новинку), второе именуется «Лас-Вегас» и соединяет пользователей из США и Канады, куда игрушка попала во вторую очередь. 74

декабрь • 2009

«Золотая» модель – вершина мастерства в первой официальной серии. Но ее выпуск еще не начат.

В каждом из этих регионов по 106 покупателей, решивших головоломки хронологически раньше других (и зарегистрировавшие себя), будут приглашены на очное соревнование, в котором будут уже состязаться между собой на скорость сборки Revomaze на глазах у судей. Из этих 212 человек выявят абсолютного всемирного победителя, который опередит всех и по хронологии первого решения купленных головоломок, и по тому, насколько быстро он научился их собирать в дальнейшем. Но самое главное – чемпион должен быстрее всех собрать специальный вариант цилиндра Revomaze Purple!

Этому умельцу достанется 30% от призового фонда. Остальные деньги распределят среди 10 финалистов (по 5 в США и Британии), которые быстрее всех умеют собирать Gold, Silver, Bronze и так далее. Головоломки Revomaze стоят не так уж дешево, чтобы стать любимой игрушкой миллионов. Но на днях Питт объявил о скором выходе дополнительной серии, рассчитанной уже не на коллекционеров и ценителей, а на широкие массы. Названа она Extreme, и главное ее отличие от «классического» набора – материал. Revomaze Extreme выполнены из пластмассы и при идентичных размерах весят всего 200 граммов.

Первые 12 серийных Revomaze Blue были проданы через интернет-аукцион eBay. Несмотря на название простейшей модели, на коробках нарисована «золотая» версия, как и на рекламных плакатах фирмы, задавая тем самым цель для покупателей – приобрести и разгадать все лабиринты в линейке. Справа: ключевую деталь головоломки вытачивают высокоточные станки из цельного куска металла.

Хотя материал иной, отмечают создатели головоломки, лабиринты внутри этих цилиндриков вырезаны на тех же высокоточных станках, что и узоры в металлической серии, и обладают отклонениями в размерах не выше 0,01 миллиметра. Рисунок лабиринтов в линейке «пластмассок» – свой. А делятся Revomaze Extreme на четыре уровня сложности: Blue, Green, Black и Red. Эта «шкала головоломности» не буквально совпадает с аналогичной линейкой рангов у металлических Revomaze, но близка к ней. И уровень трудности идентичен. Главное же отличие новейшей серии (она не считается «второй», так как идет параллельно с «первой металлической») – цена. Всего около $32 (в Британии). В продажу они поступят в конце нынешнего года.

Питт предназначает свою игрушку тем, кому от 12 лет и больше. Он полагает, что лабиринт в цилиндре привлечет большое внимание и взрослых, и подростков. Такой вывод он делает из простого испытания: британец давал Revomaze протестировать детишкам в возрасте 12–15 лет и попросту испытывал трудности с тем, чтобы забрать головоломку обратно.

Пластмассовые Revomaze как раз и претендуют на лавры кубика Рубика, поскольку должны продаваться большими тиражами. Удовольствие от их решения автор игрушки обещает не меньшее, чем от «раскалывания» оригинального металлического лабиринта. 2009 • декабрь

здоровый интерес

медицина, здоровье, образ жизни

Теория игр подсказала биологам пути атаки на рак

Об универсальном лекарстве от злокачественных опухолей медики мечтают давно. Но, похоже, вряд ли кто-то сумеет придумать действительно единое для всех случаев средство. И ведь перспективных кандидатур – пруд пруди. Но болезнь пока ведет в счете. Группа европейских и американских ученых утверждает, что причина тому – в корне неверный подход к созданию пре-

Клетки злокачественной опухоли (на снимке) делятся бесконтрольно, теряя способность к апоптозу. Это самое краткое определение данной группы болезней. Но на деле «контроль» все же есть. Вопрос в том, как медикам взять его в свои руки.

В случае раковых заболеваний, очевидно, одно и то же лечение способно привести к совершенно различному результату для разных пациентов. Свою роль тут играет взаимодействие между раковыми клетками и организмом с присущими ему индивидуальными особенностями. Попытки не только выявить эти различия, но и проконтролировать процессы, влияющие на результат, –

декабрь • 2009

важны для медиков. Только вот проблема эта далека от решения. Теперь биолог Дэвид Дингли из клиники Майо в Рочестере и его коллеги из Португалии и Бельгии заявили ни много ни мало, а о смене парадигмы. Но чтобы оценить ее красоту, стоит сказать пару слов о предшествующих работах. Генеральная линия всех «спасателей» – создание чего-нибудь,

что убивает раковые клетки. Не важно, будет ли это химический агент, радиация или локальный нагрев. Соответственно, поиски ведутся по направлениям: обнаружение и идентификация раковых клеток, точечная доставка препарата и его задействование. Как на войне: разведка, выпуск ракеты, попадание в цель. Не зря некоторые такие экспериментальные средства иначе как бомбами не называют. В случае же с вмешательством в работу иммунной системы пациента (а генная инженерия тут не раз рапортовала о ярких успехах) общий подход схож: научить Т-лимфоциты выявлять раковые клетки среди обычных и избирательно нападать на них. Дингли же предлагает воздействовать на клетки не напрямую. Для обоснования и объяснения нового подхода ученые при-

Дингли (на фото) и его коллеги из США и Европы опубликовали статью в British Journal of Cancer, в которой детально расписали свое видение проблемы поиска лекарства от рака.

Небольшое отступление для раскрытия свежайшего подхода из плеяды «почти прямолинейных». Недавно специалисты из германского Центра инфекционных исследований Гельмгольца (Helmholtz Centre for Infection Research) открыли, что с раковыми опухолями способна эффективно бороться... сальмонелла. Опасная для человека бактерия производит (при содействии ряда биохимических цепочек в организме) просто убийственный эффект на злокачественное образование. Выяснилось, что при бактериальном воспалении иммунная система производит соединение, названное «фактор некроза опухоли» (TNF-alpha). Оно через цепочку реакций приводит к растворению стенок сосудов в новообразовании и, следовательно, к его гибели. Ученые уже наметили способы, как заставить сальмонеллу колонизировать опухоль, не заражая остальной организм. При этом бактерия может прекрасно жить в тканях, которые плохо снабжаются кровью и, следовательно, практически лишены кислорода. А химиотерапия, к примеру, не может быть «доставлена» в область, где плохой кровоток. И даже лучевая терапия требует кислорода для реакции. На снимке армия сальмонелл (зеленый цвет) скапливается в раковой опухоли (розовый и синий).

менили эволюционную теорию игр (Evolutionary game theory), которая рассматривает выигрышные стратегии в динамике. Она пересекается с биологической эволюционной теорией, а фактически – это теория игр, приложенная к природе.

При этом воспроизводство конкретного вида (читай – успех стратегии) определяется выигрышем данного вида, возникающим в процессе взаимодействия с другими видами, а ключевым фактором является баланс между ними. 2009 • декабрь

здоровый интерес Эволюционную теорию игр применяют не только собственно биологи, но и экономисты, и социологи, к примеру. Однако использование ее математического аппарата в поиске новых методов лечения рака – свежий и нетривиальный ход. В качестве моделируемой болезни авторы новой работы использовали множественную миелому (Multiple myeloma – MM), но они подчеркивают, что найденная стратегия должна работать не только с этим видом опухоли, и вообще – не обязательно с раковыми заболеваниями. При ММ раковые клетки иммунной системы (назовем их ММклетки) аномально размножаются в костном мозге, занимая все свободное пространство и не давая расти нормальным клеткам иммунной системы, которая терпит крах. Помимо этого кости, в которых растут опухоли, истончаются и нередко ломаются. 750 тысяч человек по всему миру страдают ММ, а средний срок их жизни составляет три года. Авторы исcледования сосредоточили внимание на взаимодействии ММ-клеток и двух других клеток пораженной ткани – остеобластов (ОБ), формирующих кость, и остеокластов (ОК), клеток, которые кость разрушают. В нормальном состоянии в кости присутствуют оба эти типа, и постоянный баланс между ними обеспечивает существование кости и регулярное ее обновление. ММ вмешиваются в этот баланс, 78

декабрь • 2009

a) Баланс между клетками ОК и ОБ в здоровой костной ткани. Первые «растворяют» кость, вторые – постоянно регенерируют ее; b) Множественная миелома. Раковые клетки (ММ) через биохимические цепочки оказывают влияние на оба типа нормальных клеток, сдвигая их баланс между собой, а также – попросту вытесняя их; c) Чистый эффект влияния трех видов клеток друг на друга.

приводя к непоправимым разрушениям. Дэвид и его коллеги выдвинули гипотезу, что ключом к созданию «суперлекарства» может стать своего рода игра, основанная на манипуляции динамикой сразу трех видов населения костного мозга. Чтобы выявить лучшую стратегию, ученые построили матрицу с описанием всех типов взаимодействия между тремя видами клеток. Известно, что клетки ММ оказывают негативный эффект на размножение ОБ (в формулах, о которых речь пойдет ниже, это будет коэффициент «-1»), но стимулируют рост ОК (коэффициент «1»). Рост численности ОК, в свою очередь, положительно влияет на размножение как ММ, так и ОБ. Сами ОБ положительно влияют на рост ОК, но не оказывают

эффекта на ММ-клетки. И численность каждого из трех видов популяции не оказывает никакого эффекта на собственный темп размножения. За вычетом «нулевых коэффициентов» (когда воздействия нет) легко увидеть, что на пропорцию трех клеток в общей популяции влияют пять взаимодействий. Эволюционная теория игр позволяет записать набор уравнений, приводящих к упрощенной формуле, описывающей динамику системы. И тут очевидным становится ранее скрытое. Есть только две неизвестные переменные, играющие решающую роль в определении судьбы пациента с ММ: авторы назвали их бета и дельта. Бета есть чистый результат воздействия численности ММ-клеток на рост ОК, а дельта – отрицательный чистый эффект

медицина, здоровье, образ жизни

влияния ММ на ОБ, с учетом перекрестных воздействий. Модель показывает, к примеру, что когда бета меньше единицы, а значит, влияние ММ на ОК меньше влияния ОБ на ОК (оно равно 1), организм постепенно восстанавливает нормальный баланс ОБ/ОК, а ММ-клетки уничтожаются. Тут просматривается аналогия с эволюцией видов и их борьбой за ресурсы. Правда, эксперименты показывают, что бета меньше единицы – большая редкость (индивидуальные случаи с излечившимися пациентами). Но это не единственный вывод исследования. Чем больше бета – тем быстрее идет распространение опухоли и тем быстрее уничтожается нормальная костная ткань. При фиксированной же бете рост дельты приводит к значительной утрате нормальной ткани, даже если в ней существует крошечная популяция ММ. Получается, что воздействие в сторону уменьшения беты должно сократить скорость развития болезни, а воздействие в сторону уменьшения дельты – тяжесть последствий, то есть – привести к росту нормальной костной ткани. А как влиять на эти индивидуальные для каждого человека коэффициенты – другой вопрос. В принципе, речь идет о лекарствах, блокирующих в ММ-клетках синтез белков, влияющих на размножение ОК и ОБ. Такие эксперименты уже ставились, в частности, проверяли работу соединения,

Эволюционная динамика «населения» кости при различных значениях коэффициентов влияния. Компьютер показывает стабильные и нестабильные состояния и финальное распределение долей между здоровыми и раковыми клетками, а также скорость идущих в ткани перемен.

подавляющего выработку у ММ белков, подстегивающих рост ОК (стало быть – тогда снижали бету). Опыты показали, что препарат останавливает разрушение костей у мышей и замедляет прогрессирование болезни у людей. Теперь Дингли со товарищи математически объяснили, почему так происходит. Также они показали, как модель «по теории игр» может увязать различные параметры лечения с финальным его результатом. Изменение соотношения между приспособленностью разных типов клеток к воспроизводству может эффективно влиять и на течение болезни. Таким образом, вместо того чтобы нацеливаться на прямолинейное

убийство раковых клеток, терапия должна быть направлена на изменение беты и дельты. Так, чтобы здоровые клетки попросту вытеснили раковые путем конкуренции. А значит, считают авторы работы, новые исследования должны научить медиков вычислять реальное значение беты и дельты у отдельных пациентов, а биологи при этом должны искать лекарства, воздействующие на синтез белков, «материализующих» в пораженной ткани эти самые коэффициенты из «формулы баланса населения». Это и будет шагом к индивидуальному и наиболее эффективному лечению. И тогда уже незачем будет мечтать об универсальном лекарстве. 2009 • декабрь

оружие

военные технологии, техника

До недавнего времени лишь пять государств мира имели атомные подводные лодки с баллистическими ракетами на борту – это США, Россия, Великобритания, Франция и Китай.

Первая индийская атомная подводная лодка «Арихант»

http://www.youtube.com/watch?v=hNgUhyEYhsc

26 июля была спущена на воду первая индийская атомная подводная лодка INS «Арихант». Таким образом, Индия стала шестой страной, использующей АПЛ. 80

декабрь • 2009

26 июля к ним присоединилась и Индия. В этот день в восточно-индийском порту Вишакхапатнама премьерминистр Индии Манмоан Синг передал военно-морскому флоту 112 метровую лодку «Арихант». Через пару лет к ней

будут добавлены еще две лодки этого класса. Кстати, название серии Арихант переводится как «Убийца Врагов». Куда там мирным российским «Акулам» и «Дельфинам». В основе лодки лежит конструкция российского класса

субмарин 670 «Скат». Правда, индусы постарались и сильно ее переработали. К примеру, длина корпуса была увеличена с 103 м до 112 м.

Подводная лодка имеет водоизмещение в 6 тыс. тонн. Она способна запускать баллистические ракеты с дальностью полета более 700 км.

Кстати, экипаж для «Ариханта» будет проходить подготовку на злополучной российской лодке «Нерпа». Проведем сравнение этого индийского «Убийцы» с американскими лодками серии «Огайо» и русскими субмаринами проекта «Борей». На начальном этапе испытаний разработчики проверят силовую установку. После этого будут проведены испытания баллистических ракет K-15 Sagarika. «Arihant» войдет в состав ВМС Индии не раньше, чем через два-три года.

Арихант

Огайо

Борей

Индия

США

Россия

Водоизмещение надводное

6000 т

16 746 т

14 720 т

Длина

110 м

171 м

170 м

Ширина корпуса

15 м

12,8 м

13,5 м

Средняя осадка

9м

11,1 м

10 м

Силовая установка

водо-водяной реактор 80 МВт

водо-водяной реактор

Водо-водяной реактор 190 МВт

Топливо

обогащенный уран

Турбина

одна 47000 л.с.

Две по 30000 л.с.

Винт

один 7 лопастей

Скорость (надводная)

15 узлов

17 узлов

15 узлов

Скорость (подводная)

34 узлов

25 узлов

29 узлов

Предельная глубина погружения

300 м

550 м

480 м

Страна

Экипаж Торпедно-минное вооружение Ракетное вооружение

171

107

6 аппаратов калибра 533 мм

4 аппарата калибра 533 мм

6 аппаратов: 2 x 650 мм, 4 x 533 мм.

12 БРПЛ K-15 Sagarika

24 ракеты Trident-2 D5, или 154 крылатых ракеты «Томагавк»

16 ПУ БРПЛ Р-30 «Булава» 2009 • декабрь

оружие

военные технологии, техника

Что такое «сыворотка правды»?

Индийские чиновники планируют применить к захваченному террористу из Мумбаи «сыворотку правды», пентотал натрия, однако история учит нас, что эта техника мо-

Сразу после нападений индийские чиновники немедленно начали указывать на давнего конкурента, Пакистан, в качестве родины этих десяти боевиков – обвинения, которые пакистанский президент Асиф

Террорист из Мумбаи, Азам Амир Касаб, задержанный индийской полицией, является единственным выжившим нападавшим в трехдневном буйстве, которое началось ночью 26 ноября и оставило после себя более чем 170 убитых и множество раненых. 82

декабрь • 2009

Али Зардари опроверг на канале CNN. Во время полицейских допросов Касаб утверждал, что он родом из пакистанской области Пенджаба и обучался в пакистанской экстремистской группе «Lashkar-e-Taiba». Конечно, Касаб мог сказать правду. Единственный способ, которым следователи могут проникнуть в память человека, состоит в том, чтобы спросить его. Но что, если человек не желает выдавать информацию, или выдает дезинформацию? Если бы можно было воткнуть кабель USB в голову Касаба и просто считать его воспоминания! В то время как такая технология является материалом научной фантастики, индийские правительственные чиновники объявили, что они будут использовать другую технологию, которой, как кажется, место на страницах беллетристики 1940 годов – сыворотка правды. Также известная под термином «наркоанализ», техника применения психотропных препаратов в целях допроса широко использовалась на протяжении столетия, однако на нее всегда смотрели со скептицизмом. Действительно, эта практика запрещена в большинстве развитых стран, однако в России она все еще используется. Что означает термин «сыворотка правды»? Этот термин использовался для того, чтобы описать использование определенных наркотиков, обычно таких бар-

СТУЛ ДЛЯ ДОПРОСА: Может ли «сыворотка правды» заставить преступников сознаться?

битуратов, как амитал натрия и пентотал натрия, чтобы извлечь правдивые утверждения от людей об их вспоминаниях. На самом деле этот термин предназначен для того, чтобы люди, на которых используют сыворотку, полагали, что она делает людей неспособными цензурировать себя, и в результате они высвобождают все свои воспоминания в словесный рассказ. Кто обнаружил этот эффект? В середине 1910 годов врачакушер Роберт Хауз заметил, что популярное акушерское средство для наркоза, скополамин, также известный как «сумеречный сон», приводит его пациентов в состояние, когда

они, как кажется, автоматически выдают информацию. Он, конечно, не хотел использовать это средство при допросе, для того чтобы заставить людей признаваться в своих преступных действиях. Таким образом, это – весьма отличное начало той ассоциации, которую мы имеем с сывороткой правды теперь. В то время он хотел использовать ее, чтобы доказать не вину, а невиновность людей. Если бы кто-то сказал, что «я не был на месте преступления, я был в библиотеке, но никто не видел меня», тогда, возможно, применение сыворотки оказало бы солидную поддержку алиби, так как все считают, что невозможно 2009 • декабрь

оружие лгать под влиянием препарата. Это произошло позже, когда другие люди начали использовать эти наркотики таким образом, что сыворотка получила репутацию мощного средства по вынуждению людей предоставлять информацию против своего желания. Как ее начали использовать для допросов? В 1930 годах в США для оценки коррупции в американской полиции были созданы комитеты, и так уж получилось, что полицейские начали использовать эти наркотики для допросов, чтобы заставить подозреваемых уличать самих себя. Однако доказательств этого практически не существует. Во время Второй мировой войны эти наркотики использовались совсем другим способом. Они были первыми анестетиками для внутривенного наркоза, а также использовались для лечения травмированных солдат, потерявших память или имевших афазию (потеря способности говорить или обрабатывать речь из-за травмы головного мозга). Врачи обнаружили, что использование этих наркотиков облегчает людям процесс вспоминания, и это улучшает их самочувствие. В результате многие доктора, служившие во время войны в армии США, были хорошо знакомы с этими наркотиками. После войны амитал натрия и пентотал натрия больше не 84

декабрь • 2009

использовались в качестве хирургических анестезирующих средств, хотя ранее это и было основным их применением, иногда они использовались в психиатрической практике, чтобы заставить людей говорить. В большинстве случаев, наркотики использовали в психиатрических консультациях, для того, чтобы люди охотнее делились своими воспоминаниями, а не в допросах. Однако, в конечном счете некоторые из этих военных докторов стали полицейскими консультантами, или же проводили психиатрические исследования различных способов использования этих наркотиков в целях допроса. В СССР в сталинские времена в недрах КГБ функционировала секретная лаборатория по исследованию применения отравляющих веществ. В той же лаборатории осуществлялись также разработки, касающиеся психотропных веществ, «развязывающих» язык. Самое яркое тому подтверждение – состоявшийся в конце 40-х суд над главой венгерской католической церкви кардиналом Иосифом Миндженти. Он делал свои признания столь механически, что было очевидно: без дозы «сыворотки правды» здесь не обошлось. Действительно ли эксперты полагают, что она работает? Идея «сыворотки правды» никогда не принималась

широко. Хотя и существовали волны энтузиазма по поводу этих препаратов, извлекающих достоверную информацию из человека, но все же скептицизма было больше. Начиная с 1920 годов многие судьи, психиатры, и ученые отвергали саму идею, что существует препарат, который может вывести неповрежденные воспоминания. Вместо этого они утверждали, что сыворотка, заставляющая людей испытывать желание говорить, помещала их в состояние чрезвычайной внушаемости: люди понимали по репликам допрашивающего то, что от них ожидают услышать, и говорили это. Это – одна из причин, почему свидетельства, сделанные под влиянием этих наркотиков, никогда не принимались в американском суде. После теракта 9/11 в американских газетах снова обсуждалась тема допроса подозреваемых с использованием таких наркотиков. Каждый раз, когда отчаянно требуется информация от людей, полиция начинает задумываться о том, не применить ли эти наркотики. Однако нельзя забывать о том, что информация, полученная таким образом, может быть менее надежной, чем полученная без наркотиков. Тот же самый скептицизм присутствовал и 80 лет назад.

наука

Даже малыши знают: если под предметом нет опоры, он упадет. Висящий в воздухе без видимой поддержки предмет – противоестественен. Но очевидно ли это для животных? Умеют ли братья наши меньшие распознавать ситуацию, противоречащую «принципу опоры», или будут воспринимать ее как

природа, космос, общество

Грачи понимают физику на уровне шестимесячного младенца

http://www.youtube.com/watch?v=rTuOlC-wBKs&feature

Чтобы ответить на все эти вопросы, зоологи Кристофер Берд (Christopher Bird) из университета Кембриджа и Натан Эмери (Nathan Emery) из университета Королевы Марии в Лондоне поставили экспери-

мент на грачах. Биологи воспользовались тем, что птахи эти от природы любопытны и их легко привлекает «замочная скважина» (любое небольшое отверстие или щель), в которую пернатые тут же заглядывают.

В неволе грачи демонстрируют потрясающую сообразительность. А насколько полно они применяют свои таланты в дикой природе – еще не вполне ясно. 2009 • декабрь

наука В опыте напротив такого отверстия был размещен дисплей. На нем ученые демонстрировали птицам снимки с небольшими предметами на столе. Кадры делились на «возможные» и «невозможные». В первом случае вещицы лежали на поверхности столешницы, во втором – парили над ней или даже рядом со столом, порой слегка касаясь его краем. Ответ птиц на такой стимул определялся по времени разглядывания картинки (велась видеосъемка). В предыдущих аналогичных экспериментах ученые показали, что младенцы дольше задерживают взгляд именно на «невозможных» картинках (косвенно это говорит об осознании неправильности ситуации). И схожая реакция была обнаружена у шимпанзе. Так вот, выяснилось: при любых комбинациях изображений грачи задерживаются у «замочной скважины» в среднем на 50% дольше при разглядывании аномальных картинок, в сравнении с теми сценами, где предметы покоились на столе. Дети развивают такую реакцию в шестимесячном возрасте – сравнивают биологи свой результат с данными предыдущих исследований. Более того, кое в чем грачи превзошли даже шимпанзе. Обезьяны распознавали ано86

декабрь • 2009

малию, только если предметы парили над столешницей, но отказывались признавать нарушение законов физики, если на снимке вещица левитировала, касаясь своим боком краешка стола. Ранее Берд и его коллеги экспериментально показали умение грачей использовать подручные инструменты и даже создавать новые. Теперь зоологи раскрыли новую грань интеллекта этих птиц. Британцы отмечают, что способность врановых оперировать инструментами и решать «головоломки» во многом определяется умением пернатых на каком-то уровне рассуждать о причинноследственных связях. Птицы ожидают, что те или иные объекты будут взаимодействовать между собой определенным образом, – рассуждают исследователи, – и потому, мол, не тратят время

на хаотичный выбор стратегий, как было бы в случае прямолинейного перебора всех вариантов действий. К примеру, в одном из недавних из опытов биологи поставили перед грачом узкий стакан с водой, в которой плавал червяк. Уровень воды был слишком низок, и птица не могла дотянуться до червяка клювом. Далее перед подопытным положили горстку камней, и он немедленно догадался кидать камни в стакан. Уровень воды поднялся, и птица съела червяка. Дэниел Повинелли (Daniel Povinelli) из университета Луизианы (University of Louisiana at Lafayette), прокомментировавший эксперимент коллег, утверждает, что он и не должен вызывать удивление – мол, вот Америку открыли. «Неужели вы считаете возможным то, что грачи не име-

Схема опыта. Масштаб не соблюден.

природа, космос, общество

полняемые вóронами трюки хорошо известно и не раз подробно рассказывалось. Получается, что, несмотря на небольшой мозг, эти пернатые по многим статьям могут обставить более крупных животных. И это не может не удивлять.

Такой набор снимков демонстрировался птицам. Ученые комбинировали их в разной последовательности, чтобы убедиться – выделение грачами неправильных ситуаций неслучайно.

ют своих интерпретаций законов физики?» – спрашивает биолог, отмечая, что каждое существо должно понимать основные физические законы, чтобы выжить. «Каким образом они бы узнали, как следует приземляться на ветке?» – добавляет ученый. Берд не согласен. По его мнению, тот факт, что грачи лучше разбираются в тонкостях предложенных картин, чем шимпанзе, говорит о многом. Кристофер считает, что врановые превосходно умеют переносить полученный опыт на новые ситуации и такой перенос свидетельствует о более общем интеллекте, нежели механистичное следование заученным правилам. Отметим, среди птиц прекрасным интеллектом также отличаются новокаледонские вóроны, а они – близкие родственники грачей. Про вы-

Подробности нового эксперимента с грачами (на снимках, разумеется, эти умные птицы) его авторы изложили в своей статье в Proceedings of the Royal Society B. 2009 • декабрь

технофетиш

технологические предметы роскоши

Невидимый вентилятор загадочно умножает воздух

Всемирно известный британский новатор Джеймс Дайсон, изобретатель пылесоса без мешка для сбора пыли, водопада, текущего вверх, и целого ряда других полезных и бесполезных вещей, сумел в очередной раз удивить мир. Он выпустил на рынок стильный комнатный вентилятор без ротора и лопастей. На первый взгляд

Этот феноменальный «вентилятор без вентилятора» стоит как стиральная машина или ЖК-телевизор. Полагаем, скоро у новинки появятся пиратские копии. http://www.youtube.com/watch?v=hFnOz7utv1A&feature http://www.youtube.com/watch?v=h8IH4or_3XY&feature

декабрь • 2009

На счету сэра Джеймса Дайсона (James Dyson) имеются и быстрый водный аппарат, и садовая тележка с шаром вместо колеса. Широкие же массы больше знакомы с пылесосами-циклонами, обычно не подозревая, что именно Дайсон изобрел первый такой аппарат еще в конце 1970-х. Теперь подобную технику выпускают многие. Но виртуозное обращение с потоками воздуха стало визитной карточкой именно компании Dyson, основанной в 1993 году. Неудивительно, что сенсационная новинка от сэра Джеймса опять-таки «колдует» с воздухом. Только выяснилось это в последний момент. А сначала британцы не говорили даже, из какой области их очередная конструкция. Вот такой интригующий тизер

«О, боже!» – «Как это работает?» – «Я не могу объяснить!».

Dyson выпустила незадолго до премьеры. Представители тестовой группы явно высказывали удив-

Испытавшие новинку сообщают, что «игрушка» поначалу производит неизгладимое впечатление, особенно если просунуть руку в кольцо. Чувствуется, что основной поток формируется где-то на небольшом расстоянии перед устройством, в некоем «фокусе».

ление и заинтересованность. Многие недоверчиво протягивали руки в кольцо, пытаясь раскрыть «обман». Да, само кольцо

в ролике осталось за кадром. На снимках вы можете увидеть, как на самом деле выглядел тот тест на «вау-эффект». 2009 • декабрь

технофетиш Это занятное устройство называется «Умножитель воздуха Дайсона» (Dyson Air Multiplier). Изобретатель придумал его, дабы избавить настольный вентилятор от ряда недостатков: «рваного» турбулентного потока, не всегда приятного, когда он попадает на лицо, а также – лезвий ротора. Последние, во-первых, опасны для малышей (детишки вполне могут просунуть пальчики меж прутьев защитной решетки), а во-вторых – накапливают пыль (для должной их очистки вам приходится разбирать ту самую решетку). В Air Multiplier же видимого ротора нет, ничего вообще не вращается (снаружи, во всяком случае), а протирать пыль с такого вентилятора – проще простого. В основе системы лежит пластиковое кольцо, сечение которого похоже на профиль самолетного крыла. На внутренней его поверхности по всему периметру расположена щель толщиной всего 1,3 миллиметра. Маленькая, но очень эффективная воздушная турбина (она приводится 40-ваттным электромоторчиком) спрятана в основании прибора. Устройство забирает воздух через решетку внизу и накачивает его в полость внутри кольца. Из узкой щели воздух выходит с огромной скоростью и начинает плавно огибать вну90

декабрь • 2009

Dyson выводит на рынок сразу три модели «Умножителя», отличающиеся расцветкой и диаметром кольца (10 или 12 дюймов, то есть примерно 25 и 31 сантиметр). Все три версии стоят у себя на родине по 200 фунтов ($316). Как и большинство настольных вентиляторов, Air Multiplier может регулярно разворачиваться вправо-влево в пределах 90 градусов, а еще тут можно регулировать угол наклона струи к горизонту. Шум от устройства сопоставим с жужжанием современных не самых громких пылесосов или фенов.

технологические предметы роскоши

из щели тонкий слой, увлекающий за собой остальной воздух, разгоняется и вовсе до 88 км/ч. В некотором роде перед нами дальнейшее развитие дайсоновского «Воздушного лезвия» – ультраскоростной сушилки для рук. Сам Дайсон рассказывает: «Заметив, что

Благодаря форме крыла и профилированной щели внутрь кольца засасывается в среднем в 15 раз больше воздуха, чем проходит через турбину, укрытую в основании вентилятора.

тренний аэродинамический профиль. При этом напротив центра кольца создается область разрежения, в которую втягивается воздух с дальней от пользователя стороны. Этот поток быстро вовлекается в общее движение. Причем течение еще и подхватывает немного воздуха с внешней стороны обруча. Турбина (ее скорость можно плавно регулировать) подает в щель свыше 20 литров воздуха в секунду. А на выходе из прибора объем воздуха вырастает в 10-20 раз! Таков «умножающий эффект» Air Multiplier. Скорость суммарного потока может достигать 35 километров в час. При этом на выходе

Чертежи и разрез раскрывают, где все же спрятан собственно «вентилятор», то есть крыльчатка. Однако это крошечная турбинка с хитроумно изогнутыми лезвиями, спроектированная по образцу авиационных турбин, мало похожа на простой «пропеллер», обычно применяющийся в подобной технике. 2009 • декабрь

технофетиш при работе «лезвия» оно завлекает немного воздуха со стороны, мы начали думать, как бы этот эффект применить на практике. И решили создать устройство для генерации потоков воздуха без традиционной «крыльчатки». Три года разработки, потом еще тесты, и вот продукт готов». Инженеры Dyson немало поломали головы над тем, чтобы заставить потоки объединяться и «тянуться» так, как нужно. Сотни тестов прототипов позволили получить выверенный профиль с точно высчитанным углом, под которым из щели выходит «стартовый» высокоскоростной поток. Зато результат оказался превосходный. Лазерная анемометрия показывает, что на выходе Air Multiplier формируется очень

«Рубленый на дольки» воздух традиционного вентилятора не такая уж большая беда, а вот травмы маленьких детишек – дело серьезное. Внизу: кольцо-крыло генерирует более равномерный поток.

равномерный «бриз». И это (а вовсе не объем подаваемой «атмосферы») 62-летний изо-

Счастливые обладатели этого «Умножителя» получают бесценную возможность интриговать своих гостей, еще не знакомых с творением Дайсона.

декабрь • 2009

бретатель считает главным преимуществом новинки. «Обычные трехлопастные вентиляторы рубят воздух и бросают в вас его «куски», словно ломтики сыра», – образно поясняет недостаток обычных систем Дайсон. Компания Dyson отмечает, что электрический настольный вентилятор был изобретен в 1882 году, и с тех пор его конструкция принципиально не менялась, хотя дизайн, материалы и какие-то детали обновлялись сотни раз. Air Multiplier – это первая попытка выйти за рамки привычных представлений о такой банальной вроде бы вещице. А стоит ли подобный выход немалой цены устройства – решать вам.

технофетиш

Зовут этого человека так же, как приятеля Барби. Зовут его Кен, Кен Ринальдо (Ken Rinaldo). Если бы рыбки могли говорить, они сказали бы Кену большое человеческое спасибо. Ведь Ринальдо дал им возможность путешествовать по суше, не вылезая из аквариума. А людям Кен позволяет взглянуть на мир ры-

технологические предметы роскоши

Аквариумные рыбки получили контроль над роботами

Кен Ринальдо расширил рыбью реальность, позволив им контролировать роботов и перемещаться по суше в мире людей.

У американца Кена Ринальдо много интересных проектов, но мы остановимся только на одном, называется он «Расширенная рыбья ре-

альность» (Augmented Fish Reality). Это интерактивная инсталляция из пяти автоматизированных скульптур, пе2009 • декабрь

технофетиш редвигающихся на колесах в том направлении, в каком хотят рыбки, находящиеся в круглых аквариумах. Сделана эта инсталляция с не совсем понятной целью. По словам Ринальдо, она нужна для исследования «коммуникаций интер-разновидностей и транс-видов» («interspecies and transpecies communi cation»). «Скульптуры позволяют

Пятеро петушков могут при желании сблизиться почти вплотную.

свой выбор тем, что петушки имеют превосходные глаза, которые позволяют им видеть на большие расстояния вне воды, и видят мир они в цвете. Действительно, сиамские бойцовые рыбки – очень даже необычный народец. Жить по 10–15 лет петушки могут хоть в стакане, хоть в полиэтиленовом пакете. В запаянных пакетах их, кстати, и перевозят. Наливают 20–30 миллилитров воды, кладут

сотни три пакетов в термоконтейнер и везут. Бойцовскими этих рыбок называют не только за удивительную неприхотливость и живучесть. Самцы постоянно бьются с другими самцами, самками (говорят, могут и убить) и даже своим отражением. Если находятся в близко стоящих банках, угрожают друг другу через стекло. Однако вернемся к проекту Ринальдо. Он поминает добрым словом британского доктора

Ринальдо с одной из своих робототехнических скульптур.

аквариумным рыбкам использовать интеллектуальные хард и софт для перемещения роботов под их контролем», – пишет Ринальдо. Контроль над роботами Кен доверяет не каким попало рыбкам, а только сиамским бойцовым (Betta Splendens), известным у нас, как петушки. Автор проекта объясняет 94

декабрь • 2009

Петушок управляет роботом в университете Огайо.

технологические предметы роскоши

Калама Брауна (Culum Brown) из университета Эдинбурга (University of Edinburgh), который пришел к выводу, что рыбы куда умнее, у них больше интеллекта, чем принято считать. Рыбы не только чувствуют боль (для кого-то и это новость), но и манипулируют друг другом, наказывают и поощряют. У них есть устойчивые «культурные традиции», рыбки сотрудничают в случае опасности и при поиске пищи. Они контролируют социальный статус других рыб и вообще – отслеживают отношения между сородичами. Кроме того, рыбы используют инструменты, строят сложные гнезда и могут иметь внушительные долгосрочные воспоминания. И так далее. Вот эту рыбью реальность Кен и решил расширить с помощью своей инсталляции. В каждом аквариуме он установил четыре активных инфракрасных датчика, которые позволяют рыбке перемещать робота вперед-назад и поворачивать вправо-влево. Проще говоря, подплывая к стенке круглого аквариума, петушок задает колесам направление движения. Имеет значение и взаимодействие контролируемых рыбками роботов с людьми. Сиамские бойцы следят за движениями людей, повидимому, связывая человека с пищей. Поэтому у рыбок

Вот так можно увидеть себя на стене глазами аквариумной рыбки.

может появиться желание подъехать к человеку. Не говоря уже о «коллегах», которые в силу бойцовского характера петушков также могут захотеть приблизиться. Благо, роботы позволяют парочке сблизиться на расстояние до 60 мм. Так что в построенной Ринальдо «окружающей сре-

де» скучно быть не должно ни рыбкам, ни людям. К тому же внутри аквариумов на липучках закреплены видеокамеры, изображение с которых проецируется на стены, давая человеку возможность почувствовать себя аквариумной рыбкой. Так сказать, взглянуть на мир рыбьими глазами.

2009 • декабрь

факты

10 ФАКТОВ, которые

не может объяснить наука

На некоторые вопросы просто невозможно ответить. Куда попадет человек после смерти? Какова цель человеческой

Что случилось до и что будет после Существует огромное количество различных теорий, описывающих то, что случится, если нашей вселенной все-таки придет конец. Но, кроме того, полно разных гипотез происхождения нашего мира. Да, в этом случае вовсе не обязательно быть специалистом квантовой механики для того, чтобы сказать, что любую из этих теорий невозможно проверить на правдивость.

Зевота Зевоту принято воспринимать как признак усталости или тоски, однако никто не станет отрицать тот факт, что человек зевает не только когда ему скучно или хочется спать. Анаэробные атлеты, такие, как штангисты или спринтеры, зачастую замечают, что зевают во время активнейших тренировок и соревнований. Зевота плюс ко всему еще и необъяснимо «заразна»: если кто-то рядом с вами зевнет, вам непременно захочется сделать то же самое. Одной из гипотетических функций зевоты является накопление углекислого газа. Однако это не объясняет всех аспектов зевоты: например, то, почему она все-таки так заразна.

декабрь • 2009

жизни? Эти вопросы еще долгое время не будут давать покоя любопытному разуму человека.

Темная материя Все предметы привлекают к себе другие предметы, и чем больше объектов может привлечь к себе тот или иной предмет, тем больше его сила притяжения. Все достаточно просто. Однако современное понимание понятия гравитации не дает нам объяснения того, почему же видимые предметы свободно передвигаются во вселенной. Для того чтобы решить данную проблему, современные физики создали особую гипотетическую субстанцию – темную материю. Присутствие темной материи можно определить только по ее гравитационному воздействию, которое она оказывает на более крупные предметы. Считается, что темная материя составляет большую часть массы вселенной.

Холодный ядерный синтез Когда атомы соударяются с достаточной силой, они могут объединяться. Вместе с этим слиянием выделяется огромное количество энергии. Всевозможные научные теории твердят нам о том, что подобное может случиться только в среде с невероятно сильной энергетикой, к примеру, в солнечном ядре. Однако научные эксперименты доказали, что подобного можно добиться и в реальной обстановке. Если вы проведете электрическое напряжение между электродами палладия, находящимися в воде, которая содержит в себе дейтерий и тяжелый водород, невероятный феномен произойдет у вас на глазах.

Темная энергия Большинство физиков когда-то были уверены в том, что расширение вселенной постепенно уменьшалось. Но уже в 1998 году выяснилось, что это не так. Наоборот, наша вселенная продолжает расширяться. Объяснением этому может быть явление под названием темная энергия, которая предположительно составляет 3 четверти нашей вселенной. По общему мнению, темная энергия редко распространяется, а взаимодействует с другими объектами посредством гравитации. Темная энергия обладает негативным давлением, из-за которого она буквально разрывает вселенную. Именно это и объясняет постоянное расширение вселенной.

Женский оргазм Некоторые ученые полагают, что женский оргазм – понятие рудиментарное, то есть он не несет никакой явной эволюционной функции. По их мнению, женский оргазм никаким образом не способствует тому, чтобы шансы на оплодотворение возрастали. Другие исследователи утверждают, что это мнение ложно, так как не были взяты в расчет психосоциальные аспекты оргазма женщины.

Странный полет кораблей Pioneer 10 и 11 Космические научно-исследовательские станции Pioneer 10 и 11 (запущенные в 1972 и 1973 гг.) давным-давно уже завершили свои полеты по солнечной системе, однако ученые до сих пор уделяют им особое внимание. Хотя Pioneer 11 был вовсе потерян, обе научно-исследовательские станции непредвиденно (и непонятно почему) поменяли направление своих полетов. Однако загадки на этом не кончаются: похоже, что оба корабля направились в одном и том же направлении. Озадаченные ученые приводили огромное множество предположений по этому поводу: компьютерные ошибки, солнечные ветры, утечка топлива. Однако это все и осталось лишь на уровне предположений, ничего доказано не было.

Эффект плацебо Плацебо – это таблетка или медицинский препарат, который по существу является лекарством, но на самом деле не содержит каких-либо активных ингредиентов, а поэтому не имеет никакого воздействия на человека, принимающего плацебо. Этот загадочный феномен называется эффект плацебо. То, как наша психика может воздействовать на здоровье до сих пор до конца не ясно науке, но ученые усиленно работают над этим и, возможно, вскоре завеса тайны будет приоткрыта.

Скорость света Согласно теории относительности Эйнштейна, нет ничего быстрее, чем скорость света. Что ж, ученым пришлось попытаться сделать невозможное, и у них получилось. В 2000 году ученые университета Принстон послали небольшой лазерный импульс через пар, полученный от газообразного цезия. Исследователи достигли поставленной цели: лазерный импульс перемещался в паровом пространстве быстрее, чем свет.

Сигнал wow 15 августа 1977 года Джерри Ейман (Jerry Ehman) получил радиосигнал из космоса, происхождение которого все считали потенциально ни «неземным», ни «несолнечным». Удивленный тем, насколько четко сигнал соответствовал предполагаемой отметке космического сигнала, Ейман обвел его на компьютерной распечатке и написал свой комментарий: «Вау!». Именно это высказывание Еймана и стало названием сигнала.

2009 • декабрь

письма читателей

Продолжение. Начало в журнале №8, 9.

КНИГА БЕЗУМНЫХ ИДЕЙ Уж если какая-нибудь идея вам вдруг покажется не очень безумной, значит, вы уже можете зарабатывать деньги. Алексей Виноградов

Я предлагаю выпуск походных бутербродМоя безумная идея – парафиновый распы19 ниц из пластика. Это такие специальные 23литель для куриных яиц. Ну, чтобы этот провыдвижные пенальчики. Ведешь постепенно дукт под нанесенной пленкой сохранялся свежим рычажком вниз, и бутерброд медленно выползает из пенала – и вы его кусаете, не трогая немытыми руками. Эти приспособления можно делать на 2–3 бутерброда сразу. Еще я изобрел раздвижной термос для негорячих напитков (он тепло и холод плохо держит, так как выполнен без термоизоляции). Вверху термоса находится вворачивающийся в него стаканчик. Чем больше его вворачиваешь вниз, тем быстрее он наполняется имеющейся в резервуаре жидкостью. Между стаканом и резервуаром термоса есть маленькая дырочка с резиновой прокладкой, которая только под давлением стаканчика может пропускать жидкость. Очень удобно пить в полевых условиях или на рабочем месте, чтобы другие сотрудники не зарились и не просили плеснуть и им...

в несколько раз дольше, чем обычные яйца. Да и такие обработанные яйца меньше бьются, симпатичней выглядят, а главное, на них можно дополнительно наносить рекламу птицефабрики или вообще рекламу сторонних лиц. Я знаю, на какой основе растворить парафин для распылителя, но за это я уже хочу вначале получить деньги...

Я придумал защитные автомобильные шле20 мы для детей. Они должны быть выполнены из обычного поролона, быть очень большими,

а вот держалки под гвоздь можно изготовить даже на маленьком производстве. Эта держалка должна быть похожа на щипцы, на конце которых небольшой хватательный замок с пружинкойамортизатором. Вы берете такой держалкой гвоздь, бьете по нему молотком и забиваете его почти весь – лишь 2–3 миллиметра не пускает держалка, которую для второго удара вы убираете, и вторым ударом победно забиваете весь гвоздь. Это ничего, что я так подробно, но без картинки иначе было не объяснить...

привлекательно красочными и похожими на маски любимых детских персонажей. В такой маске ваш ребенок дополнительно защищен от дорожных травм. У меня оба сынишки давно так ездят, это и на гаишников очень положительно действует – добреют они ко мне, при виде двух прыгающих на заднем сиденье головастых драконов...

Моя безумная идея – семейные презервати24 вы. Они почти ничем не отличаются от настоящих резиновых изделий, но тут же рвутся при

использовании по назначению, тем самым жене легче будет уговорить мужа, который не спешит завести ребенка... У меня такая безумная идея. Давно надо бы 25 выпускать молотки с креплением для забиваемого гвоздя, но реально это невозможно,

Вот моя безумная идея для хлебопекарей. Моя безумная идея – это новые пивные бан21 Ну когда же они начнут печь в своих пекарки и бутылки под пиво. Я бы, кроме уже именях давно изобретенный, но никем пока не про- 26 ющихся стандартных размеров, стал выпускать и бованный продукт! Это обычный колобок. Вместо нарезного батона любая хозяйка быстрей купит в магазине сказочный колобок. Это ничего, что его труднее резать, зато ломать здорово прямо на кухонном столе...

маленькие баночки и бутылочки для девушек – один глоток. Это нововведение стало бы пользоваться спросом, поверьте, даже мужчины стали бы брать маленькие баночки, чтобы попробовать пиво, а уже потом взять большую емкость...

Я предлагаю не безумную идею, а реальное Я предлагаю безумную идею для часовых за22 изобретение – компьютерную клавиатуру 27водов. Это выпуск будильников, в виде петухов под женский маникюр, который вечно соскаль- разного размера и расцветок. Этот национальный зывает с клавиши. Для этого вверху каждой клавиши нужно нанести барьер в виде длинной бороздки, чтобы фиксировать ноготь на нажимаемой букве... 98

декабрь • 2009

символ будет хорошо раскупаться. Да и намного приятней просыпаться под крик, пусть механического, петуха-будильника, чем под металлический скрежет современных часов...

Журнал предлагает вам поучаствовать в конкурсе

«Как изменится мир вокруг нас через 5 лет благодаря открытиям науки» Цель конкурса – кратко сформулировать открытие, которое, по вашему мнению, изменит мир через 5 лет

Начиная со следующего номера мы будем публиковать самые интересные ваши предположения. В конце года автор самой лучшей гипотезы будет награжден ценным призом.

НОУТБУК

Свои гипотезы высылайте на электронный адрес: Valera@tnc.com.ua

2009 • декабрь

Читайте в следующем номере:

открытие! Ученые «повернули вспять процесс старения»

Профессор Леонхардт, описывающий свою работу как «геометрия, свет и немного магии», получил особую награду Theo Murphy Blue Skies, которая назначается оригинальным исследователям Королевским через научным два года обществом.

Плащневидимка может стать реальностью

Эффект был продемонстрирован в лабораторных условиях на мышечной ткани человека...

Бог сломал адронны коллайдей р

Какой бы нелепой ни казалась эта версия, ее выдвинули – и подкрепили математическими расчетами – два выдающихся физика: Хольгер Бех Нильсен из Института Нильса Бора в Копенгагене и Масао Ниномия из Института теоретической физики Юкава в Киото.

полубионический

скат Верхом на скате – довольно безумная идея, но не для Нильса Пошватта. Только его скат – кибернетическая смесь и управляется, как реактивный мотоцикл.

А также Подписной

Ин декс

Люди Идеи Технологии

100 страниц

ик сотрудн Ведущий айан Кокс р CERN – Б иверситета из Ун ал ра отосл Манчесте й «к статье читателе ку теории ж в поддер а, которую н е с л Ниль я написа . .. » у д го в 2025

бря Покупайте c 15 дека на лотках прессы и вы узнаете, как это работает…

3Стои7мост8ь подп6иски4– 9.90 грн в месяц

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