ИМ_12-2010 by TNC

Люди Идеи Технологии

живая информация Как это работает

часть иллюстраций продублирована видеофайлами на

№12 (20) декабрь 2010

открытие!

Подписной Индекс

37864

мгновенный переворот магнитного поля земли Исправление зрения

всефокусными очками

10 номинаций

Шнобелевка-2010

9,90*

грн

*Рекомендованная цена

Испытания термоядерной спички

Мотороллер в чемодане XO2 Плавно деформируемый луч Неослепляющий дальний свет

Bionic Handling Assistant:

робо-ужас во плоти

Интересный журнал для души! Новинка! Выписывайте на почте! ïîäïèñíûå 37733, 37886 èíäåêñû

µ ¬ ° µ ¦ ¢ ¥¸ Å Ê½È ÁÈÜ ÁÐÕ

ÐÍ

ÅÊÏÂÍÂÎÊØÆ Ã

ÁÂÇ½¾

Подписной Подписной ии нн д д ее кк сс

37733

ÍÙ

¤¥ ¤¡ ËÇÅ Ê»ÇÁÅ ÇÈÔ ¨Ç½¾ÄÁË¾ÊÕ ÇÄÌÐÁË¾

¡ È

ÂÈØÍÅÂÛÉ ÖÂÅÒ ÑÐÅÄÈ ÇÈÌÛ

¿½Ç¾

¾Æ À¹ Ã¹ ¼ÉÁ» ÈÁÊÕÅÇ ÃÇ»¹ÆÆÇ¾ ÇÈÌºÄÁ

À ÌÛ ÏÎËÞÁÈËÈ ÑÒÀÏÅËÈÞ

ÐÀ – ØËÞÌÁÅÐÃÅ ÄÅÊÀÁÐß ÖÂÅÒÎÊ

§ £ ¤ ¦ ©µ ¯ «§ ¦ £ ©µ

¥È ÈÛ ÎÏÍ ÅÍ Ë¿ ½Ê ÊØ

£§¦¦¡£ ¤ ¦µ ¦ ¨§ § § £© ª¡ § ¡ ¨§¤ ¦

Â Î Ë¿ ÂÏØ Å ÁÂ Å

ÎÂ ÇÍ ÂÏØ ÎË ¿Î ÂÆ

£§¥£ s ¦ £§¥ ¸ ¦ ¦ £ ¨¬ª« £§© «¡ ¦ ¸

°Ç Í½ ÅÊ Ø

го, о р о Нед сиво, кра ресно е инт

покупайте на лотках,

там же, где приобрели «Интересную механику» !

СОДЕРЖАНИЕ

новости ..... 4

Шнобелевка-2010: бактерии в соплях китов и бородах ученых ..... 12

открытия

Венгры изобрели альтернативу велосипедной цепи ..... 18

дело техники

Люди Идеи Технологии

Регистрационное свидетельство 16769-5341ПР, выданное Министерством юстиции Украины 18.06.2010 года Учредитель: Данюк А.Р. Главный редактор: Самойлов А.В. а/я 5149, г. Харьков-144, 61144, Украина.

www.danyuk.name 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 31.10.2010 г. Изготовлено: ФЛП Данюк А.Р., Тел. (057) 754-84-82. Наряд-заказ № ИМ-024. Тираж: 70110 Верстка и дизайн: тел.: (057) 751-47-04

Подписной

Индекс

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

Мотороллер XO2 пакует чемодан и вселяется в квартиру ездока ..... 20 Демон-демонстратор справился с полетом без элеронов ..... 24 Молотый кофе обеспечил роботов универсальным захватом ..... 28 Диск-дирижабль SkyLifter берется за особо тяжкий груз ..... 32 Электронная кожа впервые ощутила прикосновения бабочки ..... 38

наука

Скалы посулили Земле мгновенный переворот поля ..... 42 Рыбы-улитки открыли глаза на жизнь в глубоких желобах ..... 47

секрет фирмы

Неослепляющий дальний свет пошел в серию ..... 50 Велосипед Alta развивает ноги с предельной простотой ..... 52

эврика

Энергетика клетки объяснила тайну появления сложных форм жизни ..... 54 Резчики Резазаде орудуют подвешенным инструментом ..... 57 Шатающаяся консоль вырабатывает ток из света ..... 61 Два фотона впервые отправились на квантовую прогулку ..... 64

здоровый интерес

Израильтяне выправили зрение всефокусными очками ..... 67 Лазер заставил клетки дрозофил следовать за собой ..... 70 Кровь с молоком вернула к жизни разбившуюся велосипе-дистку ..... 72

военные технологии

Военный SpyRobot не боится почти ничего ..... 76 «Умный» снаряд министерства обороны Великобритании ..... 81

Планетарный масштаб

Цепочки следов привели астрономов в эпоху бурной юности Луны ..... 82 Странные полеты помогают акулам искать добычу ..... 86

игра воображения

Детский звездолет ежедневно летает на обитаемую планету ..... 90 Топ-20 Секретные проекты человечества! ..... 96 Интересные изобретения ..... 98

новости

Зимой Европу ждет самый лютый мороз за тысячу лет Польские метеорологи ожидают, что зима 2010-2011 годов может стать одной из самых суровых в Европе за последнее тысячелетие. Причину метеорологи видят в угасании теплого атлантического течения Гольфстрим, которое перестало доносить тепло до Европы. По мнению ученых, охлаждение Европы связано с тем, что скорость движения вод Гольфстрима снизилась в два раза по сравнению с тем, что было несколько лет назад. И теперь оно не в состоянии компенсировать холод, который приносят воздушные массы из Арктики. По словам климатолога из Института метеорологии и водного хозяйства Польши, эти изменения уже заметны в Норвегии и ряде других скандинавских стран. Если Гольфстрим полностью исчезнет, то Европу ждет ледниковый период, а в Скандинавии возможно образование крупного ледника, утверждает ученый. Некоторые ученые даже связывает причину ослабления Гольфстрима с аварией нефтедобы-

вающей платформы Deepwater Horizon компании BP в Мексиканском заливе, которая произошла 22 апреля. Однако британские климатологи предупреждали об этом явлении еще в 2005 году. А американское космическое агентство NASA вообще утверждает, что Гольфстрим стал мощней по сравнению с последними 18 годами. Гидрометеоцентр Украины, в свою очередь, прогнозирует, что на следующие шесть месяцев температура зимой в стране будет резко меняться с оттепелей на сильные заморозки, но в средних цифрах все же будет выше, чем в зиму 2009 года.

На свое 13-летие робот ASIMO дорос до четвертого поколения Робот Honda ASIMO, самая популярная на сегодняшний день человекоподобная машина, дожил до своего 13-летия. Все это время проект активно развивался, и если сегодня взглянуть на ASIMO первого поколения, едва ли в нем можно будет узнать того очаровашку, которым восхищается сегодня весь мир. В честь сей знаменательной даты компания Honda представила четвертое поколение робота – ASIMO P4. 4

декабрь • 2010

Новый ASIMO имеет массу 80 кг, рост 160 см, а его конструкция обеспечивает роботу 34 степени свободы, что на 4 больше, чем в предыдущей версии. С такими данными ASIMO P4 будет способен на поистине удивительные подвиги.

Bionic Handling Assistant: робо-ужас во плоти Научная фантастика вкупе с голливудскими блокбастерами всегда идет минимум на шаг впереди высоких технологий. Особенно интересно становится, когда технологии начинают настигать фантастов. http://www.youtube.com/watch?v=SKJybDb1dz0&feature

Очень ярко это продемонстрировала немецкая фирма Festo, представившая прототип гибких роботизированных конечностей Bionic Handling Assistant. Как заявляют авторы, машина разработана для изучения взаимодействия робота и человека. Да, это у данного механизма получается неплохо, Bionic Handling Assistant принимает у человека различные предметы и без проблем

возвращает их обратно. Вот только внешний вид робота несколько настораживает: разработчики утверждают, что он изготовлен по образу и подобию слоновьего хобота, хотя, по совести говоря, Bionic Handling Assistant больше похож на антигероя из второй серии «Человекапаука». Если такая штука станет немножко умнее, она может начать убивать людей. Поаккуратнее надо с такими. 2010 • декабрь

новости

Китайцы испытали самый глубоководный батискаф в мире Научно-исследовательский центр кораблестроения (China Ship Scientific Research Center) при участии около 100 китайских организаций и компаний создал уникальный трехместный батискаф «Цзяолун» (Jiaolong), названный по имени мифического морского дракона. Теперь ученым Поднебесной доступны 99,8% дна мирового океана. http://www.youtube.com/watch?v=eEEJlHlUoyg&feature

Еще в 2004 году Китай объявил, что работает над самым глубоководным батискафом в мире. И вот этот подводный аппарат официально явлен миру. По словам разработчиков, недавно в ЮжноКитайском море состоялись впечатляющие тесты этого аппарата, пишет New York Times. Первые «скромные» спуски на сотни метров новинка прошла еще в прошлом году, но в течение весны и лета 2010-го «Цзяолун» выполнил 17 спусков, в их числе четыре – глубже знаковых трех километров. В одном же из этих рейсов «Цзяолун» спустился на 3759 метров, информирует China Daily. Таким образом, Китай присоединился к США, России, Японии и Франции – единственным странам, которые обладают техникой для столь глубоких погружений. Однако новый батискаф способен на большее. Заметим, что новичок – не самый глубоководный обитаемый аппарат в истории, но он самый способный из всех ныне действующих аналогов: расчетная глубина его работы достигает семи километров. Для сравнения, знаменитые российские аппараты «Мир» обладают рабочей глубиной погруже6

декабрь • 2010

Как водится в подобных случаях, в своём рекордном погружении батискаф водрузил на дно национальный флаг.

ния в 6 км. А рекордсмен из числа действующих батискафов – японский Shinkai – способен опускаться на 6,5 км. Испытания «Цзяолуна» с постепенным наращиванием глубины спуска еще будут продолжены. В 2011 году намечено вывести аппарат на глубину 5 км, а в 2012 году – на предельные 7 км. Китайцы рассчитывают, что новый аппарат сыграет большую роль в научных исследованиях и, что еще важнее, в разведке ценных ресурсов на дне морей.

«Цзяолун» во время постройки. Аппарат насчитывает 8,2 метра в длину и весит около 22 тонн. На его разработку и создание ушло восемь лет.

Американцы испытали термоядерную спичку Самая крупная лазерная система в мире – «Национальная установка зажигания» (NIF) – на днях произвела выстрел по своей первой криогенной мишени с термоядерным топливом. Важный и успешный тест этой установки предшествует главной цели, ради которой и был построен колосс, – устойчивому запуску инерциального управляемого термоядерного синтеза (ICF). Как гласит пресс-релиз Ливерморской лаборатории, 192 лазера за наносекунды выплеснули ме-

Манипулятор с золотым цилиндром на конце. Защитные кожухи убираются за пять секунд перед световым ударом.

Все, что осталось от держателя топливной капсулы после лазерного выстрела.

гаджоуль энергии на маленький золотой цилиндр, содержавший пластиковую капсулу со смесью обычного водорода, трития и дейтерия. Объем энергии, обрушенный на капсулу, в 30 раз превосходил тот, что был задействован в предыдущих похожих экспериментах на установке Omega в университете Рочестера. Это позволяет надеяться, что именно на NIF удастся реализовать 50-летнюю мечту об инерциальном ядерном синтезе. Первый интегрированный тест NIF показал, что все системы комплекса работают слаженно и просто отлично. Причем в процессе лазерного выстрела мишень сканировали 26 диагностических систем. Эти данные помогут физикам подготовиться к следующему этапу экспериментов – попытке поджечь в такой капсуле термоядерную реакцию.

Робот-уборщик Windoro пренебрегает гравитацией Ученые Поханского института интеллектуальной робототехники (PIRO, Южная Корея) продемонстрировали робота под названием Windoro, который поступит в массовое производство уже в будущем году. Машина состоит из двух модулей, которые располагаются по обе стороны стекла и удерживаются, притягиваясь друг к другу при по-

мощи высокомощных неодимовых электромагнитов. Как утверждают разработчики, это надежнее, чем вакуумные присоски. 2010 • декабрь

новости

Ученые встроили медлабораторию в бумажную полоску Выполнить многоступенчатый медицинский тест «в одно движение», просто капнув образец крови или иной физиологической жидкости на кусочек бумаги, скоро станет возможным с развитием изобретения, представленного Полом Ягером (Paul Yager) и его коллегами из университета Вашингтона. Все больше новых тестов ученые упаковывают в форму простых бумажных полосок. Тому пример недавно созданный тест на группу крови. Но обычно тут действует принцип: одна бумажка – одна реакция. Ягер же решил, что можно заставить «простую» бумагу выполнить сразу несколько различных шагов проверки. Новый тест представляет собой дешевую, но эффективную форму иммуноферментного анализа (ELISA), позволяющего опознавать множество антигенов и антител. Обычно этот тест требует громоздкого оборудования и утомительной работы лаборантов по выделению, размножению и определению молекул. В новом варианте достаточно поместить на бумагу каплю жидкости и посмотреть на цветные разводы, которые останутся после взаимодействия образца и реагентов. 8

декабрь • 2010

Прототип бумажного теста Ягера. Три красителя «запрограммированы» так, что достигают участка с исследуемым образом в три разных момента времени. В реальном медицинском тесте красители заменяются на разные биохимические реагенты.

Несколько исходных «емкостей» с препаратами, соединенных с тестовым участком каналами разной длины, – изюминка изобретения. Сквозь толщу бу-

маги реагенты проходят благодаря капиллярным силам и последовательно «общаются» с образцом. Поскольку время реакции можно регулировать за счет формы листа, соединения могут находить в нем специфические молекулы, сигнализируя изменением цвета. В ходе первых экспериментов Ягер со товарищи продемонстрировали усиление цвета индикатора в ответ на биомаркеры некоторой болезни. Пока это лишь опыты в лаборатории, но авторы теста считают, что он найдет применение за ее пределами, и не только в клиниках. Простое обращение с бумагой предполагает применение ее «в поле» неподготовленными людьми. Достаточно банальной инструкции на обороте. В дальнейшем тестовая бумага может получить ламинированное покрытие для защиты от постороннего воздействия и небольшую линзу для более точного рассмотрения результатов.

Открыт анекдотический способ спасения от инсульта Чтобы не дать умереть крысе, которой из-за блокировки артерии грозит инсульт, достаточно подергать ее за один из усиков. Открытие, больше похожее на первоапрельскую шутку, сделали совершенно серьезные ученые из Калифорнийского университета в Ирвине (UC Irvine). Инсульт – нарушение кровообращения мозга, приводящее к отмиранию отдельных его участков, – является одной из наиболее частых причин смерти наряду с болезнями сердца и раком. Ученые постоянно ищут и находят способы борьбы с опасным заболеванием: при помощи ультразвука, растения гинкго и клеток спинного мозга. Чтобы предотвратить наступление инсульта у крыс, оказалось, достаточно стимулировать работу коры головного мозга. Исследователи из Ирвина сделали это, механически подергивая один из усиков грызуна на протяжении суммарных четырех минут в течение первых двух часов после блокировки основной артерии. В результате кровь находила обходные пути и устремлялась к очагу поражения через другие сосуды (их просвет увеличивался). Помогала, как ни странно, даже случайная стимуляция усика, пишут авторы открытия

в статье, вышедшей в журнале PLoS ONE. В 100% случаев крысам, прошедшим такую терапию, удавалось избежать инсульта.

Подергивание даже одного единственного усика приводит к активации работы коры больших полушарий. На этих фотографиях «включившиеся» участки выделены розовым и голубым цветами.

Известно, что и для человека первые часы после инсульта являются критическими. Значит ли это, что при обнаружении симптомов нарушения кровообращения необходимо дергать себя за усы? Авторы работы считают так: у нас другие части тела связаны с теми же отделами мозга, а потому можно попробовать стимулировать пальцы, губы и лицо. Причем вне зависимости от пола человека. «Учитывая, что в данном ис-

следовании грызунов удавалось спасти от инсульта во всех случаях, было бы преступлением не опробовать нечто подобное на человеке», – заявляет прессрелиз университета. Впрочем, провести клинические испытания методики будет непросто, ведь предсказать инсульт почти невозможно. Тем не менее американцы уже подыскивают врачей, которые захотели бы принять участие в дальнейшем исследовании. 2010 • декабрь

новости

Побит мировой рекорд скорости вертолетов Винтокрыл Sikorsky X2 неофициально установил новый рекорд скорости вертолетов, преодолев планку, державшуюся с 1986 года. Причем это еще не максималка экспериментальной машины. К концу года американцы обещают еще раз переписать достижение. 416,7 км/ч развил аппарат с двумя несущими винтами и отдельным толкающим винтом. Такая схема позволила устранить многие слабые места традиционных конструкций, в частности, ослабить негативный эффект от потери подъемной силы на отступающих сторонах главных роторов.

Джим Кэждис (Jim Kagdis), менеджер программы, в прессрелизе компании заявил: «Уровни вибрации и летнотехнические характеристики по-прежнему соответствуют или превосходят все наши ожидания, поэтому мы рады сообщить, что все системы готовы к нашей миссии – достижению крейсерской скорости 250 узлов в конце этого года». Это означает 463 км/ч, которые компания намерена «освоить» со своим удивительным X2 в конце 2010 года.

Разработчики машины полагают, что апробированная на ней технология найдет применение и на военных, и на гражданских вертолетах будущего.

декабрь • 2010

Официальный рекорд скорости винтокрылов принадлежит британской машине Westland Lynx, классической, кстати, схемы с одним несущим и хвостовым (рулевым) винтами. Ее достижение – 400,87 км/ч, причем для рекорда серийная машина была модифицирована. Стоит вспомнить, что нынешний проект Sikorsky вырос из очень давних экспериментов с более тяжелыми (и, по некоторым данным, более быстрыми) аппаратами-гибридами S-69/ XH-59 и S-72, которые для создания горизонтальной тяги были оснащены турбореактивными двигателями. Рекордный полет прошел во Флориде.

Объяснен переход Моисея через море Учёные из Национального центра атмосферных исследований (NCAR) и университета Колорадо в Боулдере (CU) с помощью компьютерного моделирования нашли рациональное объяснение описанному в Ветхом Завете и Коране эпизоду, когда перед возглавлявшим исход евреев Моисеем расступились волны. http://www.youtube.com/watch?v=XZqIZqDh1ns&feature http://www.youtube.com/watch?v=itox6Zn_1G0&feature

Как утверждают ученые, описанное событие могло действительно произойти в определенном районе дельты Нила. При достаточно сильном (около 100 километров в час) ветре, дувшем в определенном направлении на протяжении хотя бы 12 часов, в воде бы образовался проход. Согласно компьютерной модели, такое явление, действительно выглядящее как отмель со «стенами» воды по сторонам, могло сохраняться до 4 часов – достаточно, чтобы успела пройти даже такая большая группа людей, как описываемая в Библии. Отметим, ранее ученые уже пробовали объяснить переход Моисея через море. В 2002 году специалисты из петербургского филиала Института океанологии РАН, Наум Вольцингер и Алексей Андросов сделали попытку научно реконструировать библейский Исход.

Опубликованные в бюллетене РАН результаты моделирования показали, что сильный (на уровне урагана) ветер вполне мог обнажить риф в зоне нынешнего Суэцкого канала. Однако исследователи сомневаются, что при предлагаемой скорости ветра люди смог-

Согласно Библии, «гнал Господь море сильным восточным ветром всю ночь и сделал море сушею, и расступились воды»; «пошли сыны Израилевы среди моря по суше: воды же были им стеною по правую и по левую сторону».

ли бы пройти по рифу. В связи с этим авторы перенесли место предполагаемого перехода через море на 120 километров севернее, что и принесло искомый эффект.

Сильный ветер с востока (показан стрелками), в случае, если действие происходило в выбранном учеными месте, мог вытеснить воду из двух древних бассейнов – лагуны (слева) и реки (справа) и создать таким образом на какое-то время сухопутный мост длиной от 3,2 до 4 километров и шириной 4,8 километра. 2010 • декабрь

новости В Гарварде прошло юбилейное, двадцатое вручение Шнобелевской премии. Темой шутливого собрания в этом году была выбрана бактерия. Впрочем, далеко не все «смеющиеся, а потом думающие» победители занимались микроорганизмами. Некоторые исследовали людей: ругающихся, катающихся на американских горках и надевающих носки поверх ботинок.

Шнобелевка2010: бактерии в соплях китов и бородах ученых

В нынешнем году на награды Ig Nobel Prize претендовало около семи тысяч работ. Номинаций, как всегда, было десять: традиционные (премия мира, экономика, физика, химия, медицина, здравоохранение и биология) и свежие (транспорт, менеджмент и техника). Призы от организатора премии – журнала «Анналы невероятных исследований» (Annals of Improbable Research) – вручали пятеро нобелевских лауреатов,

декабрь • 2010

Награда нынешнего года предсказуемо выполнена в виде чашки Петри.

одетых на протяжении всей церемонии в шляпы в виде бактерий. Премия мира В этой номинации победили британцы Ричард Стивенс (Richard Stephens), Джон Аткинс (John Atkins) и Эндрю Кингстон (Andrew Kingston), все из университета Киля (Keele University), подтвердившие «интуитивное» представление о том, что ругань облегчает боль. Их статья вышла летом 2009 года в журнале NeuroReport. Нет, ученые не стучали 64 добровольцам молотком по пальцам. Они попросили участников исследования опустить руки в ледяную воду. В первой части эксперимента студентов попросили повторять про себя одно из бранных слов, во второй – какое-нибудь обыденное слово, например «стол». Как выяснилось, ругающиеся добровольцы смогли дольше переносить низкую температуру. Получается, что ругательства каким-то образом повышают болевой порог и эмоциональное состояние начинает влиять на физическое. Одно не ясно: какой же все-таки вклад в установления мира во всем мире внесло это исследование? Экономика Приз достался директорам инвестиционных банков и страховых компаний Goldman Sachs, AIG, Lehman Brothers, Bear Stearns, Merrill Lynch, а также хедж-фонда Magnetar. Эти организации отличились во

время мирового финансового кризиса. В разгар катастрофы особый привкус ей придали скандалы с выплатой чрезвычайно щедрых премий и бонусов многим сотрудникам упомянутых компаний, в том числе тем, кто довел их до критического состояния, а порой просто банкротства, потянув за собой всю финансовую систему.

Формулировка заслуженной награды как всегда лаконична: «За создание и продвижение новых способов вложения денег, максимизирующих финансовую выгоду и минимизирующих риски для мировой экономики. Или ее части». Физика Приз ушел в Новую Зеландию. Причем победившая работа по физике оказалась со здо-

Испытания вообще-то проходили на трех улицах города, все – с хорошим уклоном. Самая знаменитая из них (Болдуин-стрит) показана на цветных кадрах. Внизу слева: этот снимок из научной статьи озаглавлен «правильно надетые носки». Исследователи сообщают, что сторонники данного средства противоскольжения используют в столь необычном качестве старые ненужные носки, а еще одна пара надета на ноги, как обычно. 2010 • декабрь

новости ровой долей здравоохранения. Доктор Лианна Паркин (Lianne Parkin) и ее коллеги из медицинской школы Данидина (Dunedin School of Medicine) установили, что на обледенелых тротуарах в зимнее время, особенно в холмистой местности, люди скользят и падают намного реже, если носят носки поверх ботинок. Данное ценное для снижения опасности травм наблюдение Паркин проверила со всей серьезностью научного метода. Она провела «рандомизированное контролируемое исследование с участием 30 пешеходов (в возрасте от 18 до 70 лет), путешествующих под уклон по ледяным дорожкам в Данидине». Основные испытания странного метода (как положено, с контрольной группой в обычной обуви) проходили на Болдуин-стрит (Baldwin Street). Эта улица занесена в книгу Гиннеса (Guinness World Records) как самая крутая в мире. На наиболее впечатляющем ее участке на каждые 2,86 метра по горизонтали идет подъем на метр. Потому выводам, опубликованным в статье в New Zealand Medical Journal, вполне можно довериться. «Ношение носков поверх обуви связано со статистически значимым улучшением тяги», – заключают авторы данного труда. Химия За опровержение старого убеждения, что нефть и вода не смешиваются, шнобелевку по14

декабрь • 2010

Для изучения взаимодействия струи нефти с водой исследователи провели несколько экспериментов. На верхних снимках показан выброс, идущий с разной скоростью (она растет слева направо). Ниже – моделирование последствий выброса через разные промежутки времени.

лучили Эрик Адамс (Eric Adams) из Массачусетского технологического института (MIT), Скотт Соколофски (Scott Socolofsky) из Техасского университета (Texas A&M University), Стивен Мазутани (Stephen Masutani) из Гавайского университета (University of Hawaii) и мировой нефтегазовый гигант BP. Скучный документ с зубодробительным названием: «Обзор моделирования активности глубоких нефтяных разливов при поддержке объединенного промышленного проекта «Глубокий разлив» и Комитета оффшорных операторов. Заключительный отчет» привел в восторг организаторов премии. Актуальность исследование приобрело, очевидно, в связи

с катастрофой в Мексиканском заливе весной 2010 года, приведшей к самой крупной утечке нефти в океан в истории США, а может, и всего мира. Авторы означенного доклада скрупулезно посчитали, как поведут себя большие и малые капли нефти, вылетающие «стаей» из поврежденной трубы на разных океанских глубинах и при разных течениях. В общем, они углубились в процесс как могли. Ну а нефтяники поспособствовали превращению теории в практику. Пикантность ситуации придает тот факт, что упомянутая научная работа была прозорливо выпущена еще в 2005 году. Медицина Саймон Ритвелд (Simon Rietveld) из университета

Амстердама (Universiteit van Amsterdam) и Илья ван Бест (Ilja van Beest) из университета Лейдена в 2006 году установили, что инициируемое астмой затрудненное дыхание можно облегчить при помощи катания на американских горках. Для этого голландцам пришлось посадить на аттракцион 25 молодых женщин, страдающих тяжелой формой астмы, и 15 человек из контрольной группы. (Интересно, покупку билетов оплачивали из гранта?) Как и положено, о своем открытии исследователи отчитались в научном журнале Behaviour Research and Therapy. Здравоохранение Мануэля Барбеито (Manuel Barbeito), Чарльза Мэтьюза (Charles Mathews) и Ларри Тейлора (Larry Taylor) из бюро производственной гигиены гарнизона форта Детрика (Industrial Health and Safety Office, Fort Detrick) нам следует благодарить за эксперимент, показавший, что микробы цепляются за бороды ученых. Cтатья Мануэля и его коллег, опубликованная в номере Applied Microbiology аж за июль 1967 года, наконец оценена по достоинству. Биологи армии США установили, что, несмотря на мытье с водой и мылом, борода сохраняет большое количество попавших на нее заразных агентов. Следовательно, – рассудили экспериментаторы, – бо-

Носителем микроорганизмов в ходе экспериментов Барбеито выступали мужчины с бородой и без оной и даже (в случае тестов опасных бактерий) бородатый манекен.

родатые ученые, проводящие микробиологические опыты в лаборатории, представляют опасность для родных и близких, поскольку могут принести в бороде домой губительные штаммы. Приглашенный на церемонию участник того давнего исследования мистер Барбеито не смог приехать по состоянию здоровья, но его представитель зачитал приветственную речь от имени исследователяветерана. Биология Либиао Чжан (Libiao Zhang) из энтомологического института Гуандуна и его коллеги из Китая и Великобритании попытались

прояснить историю и эволюцию орального секса (а точнее, его истинное предназначение). Началось все с того, что ученые обнаружили акты фелляции у летучих мышей (коротконосых крыланов, Cynopterus sphinx). Исследование показало: перед началом совокупления 70% самок из наблюдаемой группы лизали пенис партнера. Ранее подобное поведение наблюдалось только у приматов. В статье, вышедшей этим летом в PLoS One, биологи привели целых четыре возможных объяснения наблюдаемому явлению. Так, исследователи определили, что стимуляция полового органа самца приводила к удли2010 • декабрь

новости нению последующего полового акта почти в два раза. Ученые не решились трактовать этот результат однозначно. Транспорт Учредители Шнобелевки назвали эту категорию «транспортное планирование», потому что Тосиюки Накагаки (Toshiyuki Nakagaki) из университета Хоккайдо (Hokkaido University) и его японские и британские коллеги показали – плесневый гриб Physarum polycephalum может самостоятельно построить карту оптимального расположения железных дорог.

карту магистралей близ Токио. Ученых-выдумщиков наградили, по-видимому, за смекалистость. Не всякий додумается посадить плесень «на место Токио» и посмотреть, что же из этого выйдет. Кстати, в 2008 году Накагаки уже получал приз за открытие «интеллекта» у того самого P. polycephalum. Техника Карина Эйсведо-Уайтхаус (Karina Acevedo-Whitehouse)

из зоологического общества Лондона озабочена респираторным болезнями китов. Чтобы лучше разобраться в этом вопросе, она вместе со своей коллегой Агнес Роча-Госслин (Agnes Rocha-Gosselin) и Дианой Хендрон (Diane Gendron) из Национального политехнического института Мексики придумала способ сбора китовых соплей. Обнаружив ничего не подозревающие группы крупных млекопитающих, ученые от-

«Я считаю, что Шнобелевка привлекает интерес публики к науке во вполне доступной форме. В наши дни сделать это не так-то просто – некоторые области знаний стали слишком заумными для обычных людей. А тут мы видим развлечение, повествующие о настоящих исследованиях», – поделился впечатлениями от увиденного Марк Фрикер (Mark Fricker) из Оксфорда, один из исследователей плесневого гриба.

Мы рассказывали о том примечательном эксперименте. Инфраструктура, созданная голодным существом, оказалась поразительно похожей на 16

декабрь • 2010

В свое время эта простая в общем-то технология так понравилась создателям телевизионного сериала «Океаны», что они решили запечатлеть ее в своей документальной ленте. Внизу показана ранняя (ручная) версия «ловца фонтанов». От нее со временем отказались, так как не всегда к китам удается подойти так близко, чтобы собрать выдыхаемый ими конденсат.

правляли к ним дистанционно управляемый вертолет. «Мы посылали его к группе китов, всплывающих на поверхность, чтобы собрать капли из их фонтанов в стерильные чашки Петри, закрепленные на днище вертолета», – поясняют зоологи. (О своем усовершенствовании Карина со товарищи рассказали в публикации в журнале Animal Conservation.) Менеджмент Алессандро Плукино (Alessandro Pluchino), Андреа Раписарда (Andrea Rapisarda) и Чезаре Гарофало (Cesare Garofalo) из Катанийского университета (Università degli Studi di Catania) увезли шнобелевку на Сицилию. В работе, опубликованной в журнале Physica A, они математически доказали, что организации стали бы более эффективными, если бы повышали в должности своих сотрудников наугад. Идущее вразрез с интуицией заключение итальянцев основано на численном моделировании организаций. Авторы исследования отталкивались от давно сформулированного принципа Питера, гласящего: «В иерархической системе любой работник поднимается до уровня своей максимальной некомпетентности». Изучив шутливое, на первый взгляд, положение со всех сторон, Плукино и его коллеги выяснили: мало того что странное правило работает, оно еще

Стоит вспомнить победительницу прошлого года – Елену Боднар (Elena Bodnar) и ее чудо-изобретение – бюстгальтер, превращающийся в две индивидуальные защитные маски. Слава лауреата Шнобелевки ей пригодилась: с недавних пор чудную новинку можно купить за $30. А чтобы всегда было видно, где находится спасительный предмет белья, придумана футболка – еще $16.

и снижает общую производительность системы, пусть даже та стремится поощрять лучших. А противоядие от регресса и застоя, заложенного в сами законы функционирования организаций, нашлось парадоксальное. Нужно продвигать сотрудников по служебной лестнице по принципу рулетки. В таком случае удачные «ходы» чудесным образом перевешивают неудачные.

По числу награжденных в 2010 году пальму первенства, как уже бывало не раз, удерживают британцы. Подводя итог нынешней церемонии, главный редактор «Анналов невероятных исследований» Марк Абрахамс (Marc Abrahams) пояснил эту ситуацию так: «Обычно если вы эксцентричны, вас пытаются всячески ущемить. Но в Великобритании таких людей прославляют». 2010 • декабрь

открытия

техника, вселенная, время

На днях в итальянском городе Падуя венгерские инженеры представили Stringbike – велосипед, приводимый в движение при помощи механизма под названием Stringdrive.

Венгры изобрели альтернативу велосипедной цепи

http://www.youtube.com/watch?v=z4PAzalfpww&feature http://www.youtube.com/watch?v=Jy2lfYcxIlM&feature http://www.youtube.com/watch?v=oAumtdcgn_w&feature

Одно из преимуществ Stringbike перед классическими собратьями – быстрая смена заднего колеса.

По обеим сторонам велосипеда расположены рычаги со шкивами, на которые надеты веревки. Раскручивание педалей приводит к попеременному задействованию каждого из рычагов и шкивов, передающих крутящий момент на ось заднего колеса. Рычаги двигаются вперед-назад на своих осях, при этом переход нагрузки между

декабрь • 2010

ними плавный и незаметный для наездника. Stringbike имеет 19 «скоростей», сменить которые можно даже во время остановки, нажав на рычажок, расположенный на правой рукоятке руля. Подчиняясь команде, шкивы перемещаются вверх-вниз в одно из соответствующих положений на рычаге, передаточное отношение меняется.

Производством и продажей нового велосипеда займется венгерская компания Schwinn Csepel. В ближайшем будущем разработчики Stringbike планируют начать выпуск запчастей, которые позволили бы подстраивать велосипед под разные виды катания, например для гонок или туристических поездок. Приводные тросики Stringbike выполнены из высокоплотного полиэтилена (HDPE), устойчивого к воздействию грязи, воды и песка. Такие «ремни» не нужно чистить, смазывать и вообще как-либо за ними ухаживать. Кроме того, они более «выносливые»: если цепь необходимо менять каждые 2-5 тысяч километров пробега, то в случае со Stringdrive тесты показали, что и через 10 тыс. км веревки не теряют своих эксплуатационных качеств. От цепей велосипеды избавляют не так часто, а вот с колесами экспериментируют

Создатели Stringbike считают, что их детище предоставляет больше комфорта (плавности хода), устойчивости и маневренности, нежели классический велосипед. И, дескать, после короткого периода привыкания к симметричному приводу, будет тяжело вернуться к обычной схеме. Из-за двухстороннего привода с новой схемой возможен небывалый трюк – привод можно подстроить под владельца: перераспределить нагрузку, если у того ноги по-разному развиты.

постоянно: недавно изобретатели представили не падающее колесо и его собрата, делающего велосипед гибридом. Для возможности свободного отката велосипеда назад авторы добавили третью обгонную муфту в дополнение к двум основным, действующим при передаче усилия от педалей на колесо. Переключение между ними происходит незаметно. 2010 • декабрь

дело техники

техника, механизмы, электроника

Мотороллер XO2 пакует чемодан и вселяется в квартиру ездока

Оставленный ночевать на улице скутер – легкая во всех смыслах добыча для угонщиков. И находятся чудаки, которые, чтобы не соблазнять воров, ухитряются затаскивать свой транспорт в городские квартиры. Вскоре такой отчаянный подвиг можно будет совершить чуточку проще. На рынок вышел мотороллер, который компактно складывается. Поскольку весит он все равно как мешок цемента, а в дом заносится частями, задумку оценят даже изощренные маргиналы. Быть может, только они одни.

«Паркуйтесь везде!» – рекламируют свою новинку изобретатели. Впрочем, слово «парковка» тут не очень подходит. Лучше употреблять «складирование».

Необычное творение показали французы на выставке мотоциклов, скутеров и велосипедов Intermot 2010, проходившей с 6 по 10 октября в Кельне. Компания XOR Motors привезла на шоу электрический аппарат под названием XO2 и с говорящей приставкой Urban Transformer.

декабрь • 2010

Во время поездки городской трансформер насчитывает в длину 1750 миллиметров, в ширину 760, в высоту 1100 мм. Но, сложив этот скутер, можно получить нечто с габаритами 1020 х 420 х 700 мм соответственно. Нужно подкатить заднее колесо под брюхо аппарата, сложить седло и рулевую колонку…

В указанной последовательности действий не хватает одного элемента. Все верно. Изюминка разработки – это съемная литиево-полимерная батарея. При движении этот блок играет роль пола скутера, но перед «сворачиванием» последнего мгновенно снимает-

По уверению XOR Motors, на то, чтобы сложить XO2, требуется 20 секунд. Полагаем, с таким нормативом справится только основательно набивший руку владелец.

ся, превращаясь в чемодан на колесиках с выдвижной ручкой. Только после этого заднее колесо машины готово спрятаться между трубами рамы. По замыслу французов, сам «чемоданчик» легко прикатить в дом, поднять на лифте, довести до комнаты и воткнуть в обычную розетку.

Батарея-чемодан сама по себе, безусловно, заслуживает похвалы. И если бы это был аккумулятор от электромобиля – стоило бы снять шляпу. В случае со скутером не все так однозначно. Если аккумулятор вести в дом на несколько часов (для зарядки), а скутер оставить скучать на улице, пропадает сама идея складного мотороллера, итого – две ходки. Особенно «весело», если речь идет о квартире в многоэтажном здании. 2010 • декабрь

дело техники Для сравнения стоит вспомнить проект складного электроскутера, экономящего место на городской парковке. Родился он в США еще три года назад. Но дальше рабочего прототипа дело не пошло. Хотя в замысле было рациональное зерно. Ведь скутер – неплохой арендный транспорт для тесных мегаполисов. Французы же поставили похожую машину на конвейер. Причем довели идею до логического завершения: предполагается, что владельцы XO2 будут забирать с собой в квартиры и офисы не только батарею, но и собственно сам скутер. Создатели трансформера считают, что их изобретение люди будут брать с собой в поезда или грузить в багажники своих автомобилей. В таком случае самую длинную часть путешествия, мол, можно проделывать на «большом транспорте», а финальные километры – на проворной электрической раскладушке. Новинка будет выпускаться в трех версиях: XO2-50 CT, XO250 SP (Sport) и XO2-125 CT. Числа тут означают рабочий объем движка бензинового скутера, который по динамике был бы сравним с данной электрической моделью. Максимальная скорость трех аппаратов колеблется от 45 до 120 км/ч (по другим данным – лишь до 105). Время зарядки аккумулятора XO2 колеблется 22

декабрь • 2010

Авторы новации расхваливают удобство пользования скутером. Но погрузка XO2 в машину представляется задачей скорее для пары крепких парней, чем для одного фаната экотранспорта. И пустят ли с таким багажом в поезд или офисный центр?

техника, механизмы, электроника Все три модели XO2 обладают идентичными размерами и видом, разница только в мощности мотора, емкости аккумулятора и предельной скорости.

Хотя на рекламном снимке, висящем на сайте компании, трем версиям XO2 соответствуют мощности 2,5, 4 и 8 киловатта, в спецификациях там же указаны 2,2, 3 и 5 кВт. В данных с выставки, приведенных ресурсом Gizmag, числится именно первая тройка. Различия, вероятно, объясняются изменениями, внесенными по ходу проекта. Первый образец скутера компания представила еще год назад, а теперь, как и обещала, создала целую линейку.

от 120 до 160 минут в зависимости от емкости. Последняя для младшей модели составляет 2,3 киловатт-часа, для средней 3 кВт-ч, а для самой быстрой и мощной – 4 кВт-ч. Запас хода для первых двух мотороллеров равен 100 километрам (на их скромной максималке), а вот старший собрат, несмотря на самую тяжелую и вместительную батарею, проезжает только 75 км, правда, на скорости 90 км/ч. Вполне прилично. И тут мы добрались до самого главного. Полный вес скутеров XO250 CT, XO2-50 Sport и XO2-125 CT составляет 73, 77 и 83 килограмма, из которых на батареючемодан приходятся 21, 25 и 30 кило соответственно. Бензиновые 50-кубовые скутеры весят вполне сопоставимо, а 125-кубовые и того больше. Но

для них возможность «взять с собой в поезд» или «оставить на ночь дома» номинально не предусмотрена. Затаскивая своего двухколесного друга по лестнице, владельцы XO2 наверняка не раз помянут недобрым словом конструкторов за излишнюю массу изделия. Создатели XO2 считают его очень транспортабельным, между тем, судя по снимкам, катить Urban Transformer в сложенном виде не особенно-то и удобно. Поднимать же аппарат на руках и вовсе не здорово. И пусть для мотороллера, да еще на электротяге, приведенные выше массы очень даже невелики, скромные эти числа могут на корню загубить всю красоту проекта. Существует же альтернатива – складные электрические

велосипеды. Их стоимость по масштабу сопоставима с ценой младшего XO2, технические данные – не намного хуже, а вес – существенно меньше. Да и нескладные электровелики в доме выглядеть должны органичнее, чем «упакованный» скутер. Решать велосипеды могут те же задачи, но с меньшей нервотрепкой. В лифт, к примеру, или в багажник машины такой аппарат затащить явно проще, чем XO2. А еще на электровелосипеде можно продолжать движение, даже когда села батарея. В общем, покупатели скутера-раскладушки захотят заплатить разве что за более высокую, чем у велосипеда, скорость и возможность двигаться в едином с автомобилями потоке. А сколько просит XOR Motors за свое складное чудо – не секрет. Младшая, 2,5-киловаттная модель оценена в $2640 («пустой» мотороллер) плюс отдельно за батарею $2650, средняя – $2930 плюс $2790, а 8-киловаттная – $4320 + $4180. Два старших скутера уже доступны, а самый легкий появится в продаже в течение месяца. 2010 • декабрь

дело техники

техника, механизмы, электроника

Демондемонстратор справился с полетом без элеронов

Можно ли управлять движением самолета, не используя ни единой подвижной плоскости? Решение этой задачи сулит целый ряд выгод, но на пути к заветной цели конструкторы уже набили немало шишек. Но вот новый экзотический британский аппарат совершил, по определению его создателей, «исторический полет». Исторический не исторический, а важный – это точно.

http://www.youtube.com/watch?v=FqnAm0rPEJ4&feature

Самолет DEMON выполнен по схеме летающее крыло, но главная его изюминка по внешнему виду не распознается.

17 сентября 2010 года с аэродрома на острове Уолни (Walney) в Камбрии в небо поднялся беспилотный турбореактивный самолет DEMON. Этот уникальный аппарат избавлен своими создателями от необходимости использования для маневров элеронов, закрылков и рулей. Правда, эти подвижные элементы оперения на «Демоне-

декабрь • 2010

демонстраторе» все же присутствуют, но отключаемые. Оставили их для того, чтобы сравнивать поведение машины при управлении классическим и новым способами. Последний называется «жидкостный (или, можно сказать, струйный) контроль полета» (fluidic flight control). Если говорить упрощенно, работает он так: воздух, усиленно нагне-

техника, механизмы, электроника

Так выглядит результат пяти лет работы и потраченных на нее $9,8 миллиона. Часть миссии DEMON, в теории, способен выполнять полностью автономно, но пока для тестов используется только дистанционное управление.

таемый в отдельные участки внешнего потока близ несущих поверхностей, меняет распределение давления вокруг аппарата и тем самым разворачивает его в нужную сторону. Замысловатая вроде бы схема имеет глубокий смысл и в конечном счете приводит к упрощению устройства самолета, к повышению надежности аппарата. Поясним, традиционная механизация крыла применяется не только для управления самолетом по крену, но и для регулирования подъемной силы на взлете и при посадке, движении с малой скоростью, а на аппаратах-бесхвостках она выполняет и функцию руля высоты. Все эти закрылки, флапероны и элероны неплохо работают со времен братьев Райт, но,

очевидно, повышают сложность конструкции, ее вес, трудоемкость обслуживания и шанс на поломку. Потому инженеры ищут альтернативные способы изменения направления или высоты полета. И тут уже много лет эксперименты идут в области управ-

ления пограничным слоем, базирующиеся, в свою очередь, на эффекте Коанды. Откачивая или вдувая воздух в ключевых точках крыла или фюзеляжа, можно с помощью сравнительно тонких струй влиять на бег больших потоков. Вот только обычно явление Коанды новаторы использовали для уменьшения аэродинамического сопротивления самолета и резкого увеличения подъемной силы на малых скоростях, а иной раз и вовсе – как основной метод создания подъемной силы (последний пример такого рода – мини-НЛО). А британцы нацелили свою разработку именно на проблему управления. Не зря DEMON был построен в рамках программы с говорящим названием «Интегрированное промышленное исследование летательного аппарата без управляющих поверхностей».

Слева показан общий принцип создания дополнительной силы на крыле для управления машиной по разным осям (нарисован разрез задней кромки крыла). Справа: помимо управления обтеканием крыльев ученые создали для своего беспилотника систему, работающую как сопло с отклоняемым вектором тяги, но без подвижных частей. Здесь действует тот же физический принцип – подача отдельных струй воздуха в зазор между основным соплом двигателя и корпусом вызывает отклонение всей реактивной струи. 2010 • декабрь

дело техники Весит DEMON 90 килограммов, размах его крыльев равен 2,5 метра, а скорость достигает 278 километров в час. Родился этот необычный аппарат в кооперации транснационального аэрокосмического и оружейного гиганта BAE Systems, университета Крэнфилда (Cranfield University) и девяти других организаций Великобритании. Финансируется программа FLAVIIR компанией BAE Systems и британским Советом по инженерным и физическим научным исследованиям (EPSRC). Итак, нагнетание воздуха в набор щелей в крыле создает на его поверхностях желаемые перепады давлений, что и приводит к поворотам, снижению или набору высоты. Первый же полет беспилотника DEMON без включения классических элеронов и закрылков показал, что данная идея работоспособна. Для того чтобы применить описываемый эффект для контроля за полетом беспилотника, форму задней кромки его крыла несколько изменили (в сравнении с традиционными профилями). Однако ее общая толщина осталась примерно такой же, как у обычных самолетов, что важно в плане перспективы распространения технологии. Это в общем-то и все, что можно заметить при беглом осмотре самолета снаружи, не считая необычного вида выходного сопла двигателя. Осталь26

декабрь • 2010

В числе теоретических преимуществ схемы управления без отклоняемых щитков – меньшая заметность машины для радаров, каковую оценят военные.

ные новации (то есть комплекс механизмов, управляющих всеми этими добавочными воздушными потоками) – скрыты внутри. В пресс-релизе BAE Systems Ричард Уильямс (Richard Williams), директор программы инноваций Future Capability, сказал о полете в Камбрии: «Я уверен, что стал свидетелем

важного момента в истории авиации». «Заставить самолет летать и маневрировать безопасно без использования обычных рулей – это само по себе достижение. В то же время для его реализации мы применили ряд новых методов строительства и новых механизмов управления. Это очень амбициозная цель.

Построив DEMON, его авторы подчеркнули, что не просто разработали и испытали новую систему управления полетом аппарата. Проект включал исследовательские работы по новым материалам, технологиям производства и многие другие сопутствующие эксперименты.

техника, механизмы, электроника

И мы ее достигли», – добавил профессор из Крэнфилда Джон Филдинг (John Fielding), главный инженер и лидер команды, спроектировавшей «Демона».

Инженеры и ученые с Туманного Альбиона потратили немало часов на оптимизацию конструкции, позволившую сократить число деталей и упростить сборку. И даже такая экзотическая тема, как стойкость электрооборудования к ударам молний, вошла в список направлений программы FLAVIIR.

Разные аспекты работы технологии fluidic flight control были сперва проверены в численном моделировании, а затем на целом ряде масштабных и полноразмерных моделей в аэродинамической трубе. Только потом пришла очередь летного образца – «Демона».

Британцы говорят, что DEMON не будет производиться серийно, но отработанные на нем принципы в будущем, вполне вероятно, найдут применение на других летательных аппаратах. DEMON, собственно говоря, для того и нужен, чтобы набить новые шишки с экзотической технологией. 2010 • декабрь

дело техники

техника, механизмы, электроника

Молотый кофе обеспечил роботов универсальным захватом

Он одинаково аккуратно способен удерживать молоток и лампочку, сырое яйцо и монетку, авторучку и амортизатор, ничего заранее о них не зная. Таков новый робототехнический манипулятор – один из самых деликатных в мире. Чтобы создать его, разработчикам понадобилось всего ничего: немного технического мастерства, резиновый мячик и молотый кофе.

Эластичный шар «с секретом», прилаженный к руке робота, оказался очень способным устройством.

http://www.youtube.com/watch?v=Jj3yVf7ZUcI&feature

Универсальный робототехнический захват (universal robotic gripper) построили ученые и инженеры из университетов Чикаго (UChicago) и Корнелла (Cornell), корпора-

декабрь • 2010

ции iRobot и пентагоновского агентства передовых оборонных исследований DARPA. Ключевая деталь новинки – шарик из латекса, набитый молотым кофе, но не туго.

техника, механизмы, электроника

Когда робот опускает шарик на предмет, поверхность манипулятора легко деформируется, словно обнимая все выступы. Далее из шарика откачивается воздух, частицы кофе тут же сцепляются между собой и превращают захват в твердое тело. Один из авторов системы Ход Липсон (Hod Lipson) из Корнелла объясняет: «Зерна кофе похожи на множество мелких шестеренок. Когда они не прижаты друг к другу, зернышки могут переворачиМногие инженеры, пытаясь создать бережные манипуляторы, идут по пути копирования природы – проектируют пятипалые кисти. Получается порой очень неплохо. Но такие системы, в противовес показанной на снимке, нуждаются во множестве управляемых сочленений, сенсорах, фиксирующих усилие на каждом пальце, и софте, способном правильно обращаться с разными по хрупкости предметами. «Кофейный» же захват автоматически приспосабливается практически ко всему без всякого обдумывания.

Так выглядит бережное удержание куриного яйца новым манипулятором. Американские ученые сообщают, что для захвата объектов оказалось достаточно, чтобы объем шарика менялся всего на 0,5%.

ваться и «течь». Если же они хотя бы немного сдавлены, «зубья» блокируются и весь массив становится твердым». Компания iRobot, кстати, не первый раз сотрудничает с чикагскими исследователями: ранее по заказу DARPA эти же партнеры явили на свет прототип растекающе2010 • декабрь

дело техники гося химбота. И в последнем применялся похожий принцип. В роботе было устроено множество отсеков с россыпью твердых частиц. Заполнение этих камер воздухом или его откачка меняли форму и твердость соответствующего участка машины. Эффект «перемены зажимания» (jamming transition) можно найти в быту. Вакуумированный пакет со все тем же молотым кофе тверд едва ли не как кирпич до тех пор, пока не вскроешь упаковку и не впустишь в нее воздух. Физики используют эту концепцию и эту модель для прогнозирования поведения широкого спектра неупорядоченных аморфных материалов, которые в зависимости от условий демонстрируют свойства жидкости и твердого тела. В принципе, практически любой гранулированный материал подойдет для наполнения универсального манипулятора, хотя и с разными результатами. Наверное, в будущем для таких механизмов удастся подобрать какойнибудь полимер. Сами создатели устройства поначалу испытывали в роли наполнителя песок, микроскопические стеклянные шарики, рис, кус-кус и даже перемолотые шины. В конце концов ученые остановились на кофе. У него оказалось са30

декабрь • 2010

Испытания робота показали, что он одинаково легко приспосабливает форму шарика под самые разные предметы. При этом усилие захвата оказалось во много раз больше веса предметов.

техника, механизмы, электроника

мое удачное сочетание хороших удерживающих свойств и низкого веса. Физики выделили три механизма, помогающие создавать удерживающую силу: трение, разряжение и блокировку частей диковинного манипулятора. (Результаты испытания устройства его авторы опубликовали в статье в PNAS, а также в пресс-релизе университета Чикаго.) Мягкий универсальный захват может пригодиться в разных областях – от военной (бережное обращение со взрывными устройствами) до медицинской (протезы, хирургические роботы). Более крупные «шарики с кофе» могли бы поднимать со стола сразу много мелких предметов без необходимости в их распознавании системами машинного зрения. И похожие манипуляторы могли бы позволить роботам ходить по вертикальным неровным поверхностям. Создание опытного образца универсального манипулятора финансировало DARPA. Но дальнейшая судьба изобретения туманна. Со слов Липсона, построенный захват несложен и мог бы оказаться на рынке хоть завтра. Видимо, это прозрачный намек в сторону корпорации iRobot, но та о внедрении новинки пока ничего не говорит.

Слева: один из участников нового проекта – чикагский физик Генрих Джегер (Heinrich Jaeger) – держит прототип мягкого захвата. Джегер известен нам по открытию необычного поведения песка и уже упомянутому химботу. Как видим, пересечение разных интересов позволило Генриху и его товарищам найти применение известному явлению в сфере, о которой никто поначалу и не думал. Джегер, Николас Роденберг (Nicholas Rodenberg) и Эрик Браун (Eric Brown, справа) отвечали за теоретические расчеты работы эластичного механизма.

Джон Аменд (John Amend, слева) и Ход Липсон из Корнелла. Они совместно с представителями iRobot построили и испытали «кофейный» манипулятор. 2010 • декабрь

дело техники

техника, механизмы, электроника

Диск-дирижабль SkyLifter берется за особо тяжкий груз

Под стать неимоверной тяжести поднимаемых грузов этот дирижабль имеет воистину титанические размеры. Диаметр аэростата – 150 метров. Толщина диска в центре – около 40 м. Обитаемая капсула в поперечнике достигает 15 метров, а общая высота аппарата составляет 120 м. Авторы проекта говорят, у них несколько лет ушло на то, чтобы прийти к окончательной схеме, которую мы уже привыкли называть летающей тарелкой.

Летающий диск интересен всенаправленным перемещением без разворотов, низким сопротивлением воздуху в горизонтальном полете и безопасностью: поврежденная машина при снижении работает как гигантский парашют.

Оболочку своего дирижаб ля австралийская компания SkyLifter нарисовала в виде огромной линзы. Капсула, в которой находятся все основные системы, топливо и экипаж, подвешена снизу, причем на приличном расстоянии. Такое сочетание даже незагруженной машине обе-

декабрь • 2010

спечивает очень выгодное расположение центра тяжести – намного ниже баллона. Это гарантия хорошей устойчивости всей конструкции, которой не нужны никакие стабилизаторы. Ну а груз закреплен на тросах под обитаемой капсулой. Продолжительность рейса этой тарелки без дозаправки

техника, механизмы, электроника

должна составить не меньше суток, а возможно, и несколько дней. Запас хода – 2000 километров, круизная скорость – 45 узлов (83 км/ч). Грузоподъемность же названа просто невероятная – 150 тонн! Как видим, австралийцы своим «Небоподъемником» на бумаге превзошли даже канадско-американский проект мегадирижабля – там рассчитывают «всего лишь» на 40 тонн груза. Еще для сравнения стоит вспомнить легендарный немецкий Hindenburg, «сигару» размером 245 х 41,2 метра. Исполин обладал средним взлетным весом в 215 тонн, причем имевшийся на борту водород обеспечивал эту подъемную силу с хорошим запасом. Но из тех двух сотен тонн львиная доля приходилась на саму конструкцию (жесткий

С аэростатом кабину соединит гибкий сервисный ствол. Он не несет механической нагрузки, но по нему члены экипажа смогут подниматься наверх для обслуживания и ремонта различных элементов аппарата. Здесь же пройдут электрические кабели. Ведь верх диска покроют солнечные батареи. Они предоставят часть энергии, необходимой для «Небоподъемника», а вторая часть поступит от дизель-генераторов.

Хотя базовый вариант «Скайлифтера» рассчитан на полеты в нижних слоях атмосферы, дирижабль можно будет модифицировать для подъемов в стратосферу, – утверждают разработчики.

каркас, мощные двигатели) плюс топливо. Полезная грузоподъемность была куда скромнее: 10 тонн, сотня с небольшим пассажиров и членов экипажа да их ручная кладь. Выходило тонн эдак 25… Дисковая форма «Скайлифтера», по замыслу авторов машины, избавит дирижабль от необходимости разворачиваться при маневрах и в целом облегчит подъем и спуск груза в любых условиях. А еще сделает аппарат безразличным к боковому ветру, дующему с любого 2010 • декабрь

дело техники направления. Набор строп должен гарантировать дирижаблю равномерное распределение нагрузки на оболочку, что упростит ее внутренний каркас и снизит вес конструкции. Сама оболочка будет выполнена из некой прочной ламинированной ткани. Капсула экипажа – это

алюминий плюс композитные материалы, а несущие ее стропы – канаты из синтетического волокна. Для создания тяги и обеспечения превосходной маневренности авторы супердиска решили применить циклоидальный крыльчатый движитель ВойтШнейдера.

Непосредственно кабина управления – это небольшая круглая комната, выступающая снизу здоровой «бочки» жилого модуля. Ее иллюминаторы обеспечивают экипажу круговой обзор и взгляд вниз, особенно ценный при установке груза точно в намеченной точке. Кроме того, дирижабль будет дополнен набором внешних видеокамер слежения с прожекторами для работы ночью. Внизу: некоторые грузы могут быть специально спроектированы под перевозку «Скайлифтером», например – готовые здания.

декабрь • 2010

SkyLifter сможет переносить промышленные грузы или части зданий, мостов и радиовышек. Австралийская компания мечтает о заранее собранных модулях, которые легко превратить в больницы и одним махом доставить в удаленные деревни. Аналогичные сооружения можно высаживать на местах стихийных бедствий. И такие же цилиндры, играющие уже роль мотелей, благодаря супердирижаблю будут в одну ночь вырастать на курортах, испытывающих наплыв туристов.

техника, механизмы, электроника

В штатном режиме управлять гигантом будут два пилота, но аппарат проектируется в расчете на возможность управления всего одним человеком. Судя по всему, обитаемая гондола сможет приютить и нескольких пассажиров, сопровождающих груз.

Стандартные жилые модули 25 метров диаметром и высотой в четыре этажа австралийцы намерены транспортировать без людей внутри. Персонал таких гостиниц, кемпингов, центров дайвинга или клиник прибудет на место работы другим транспортом.

Его обычно используют в водной среде как вспомогательный, а иногда и главный движитель на некоторых судах. В такой конструкции набор лопастей закреплен на вращающемся диске, причем по мере прохождения круга каждая лопасть циклически меняет угол атаки. 2010 • декабрь

дело техники Три системы Шнейдера, приводимые в действие электромоторами, обеспечат новому летательному аппарату мгновенное изменение вектора тяги в горизонтальной и вертикальной плоскостях. В последнем случае движитель будет помогать машине подниматься и снижаться. Он же пригодится для торможения дирижабля в случае аварийной посадки. Австралийский супердирижабль должен уметь взлетать и садиться в любом месте без наземной инфраструктуры. Будучи пришвартованным без ангара, SkyLifter выдержит ураганные порывы ветра до 148 км/ч, – уверяют разработчики. И вообще – обслуживание без ангара обещано как нормальный режим жизни. Авторы проекта пишут, что их детище обеспечит не только доставку крупных и тяжелых грузов от двери до двери без промежуточных перевалок, но и переправит такой товар с необычайно низкими затратами в расчете на каждый килограмм. Для проверки своих идей и постепенной отработки тонкостей управления дирижаблемтарелкой австралийцы построили две экспериментальные машины. Первой еще год назад на свет появилась SL3 Betty. Как нетрудно догадаться, SL – сокращение от SkyLifter. Ну а тройка – это диаметр в метрах. Масштабная радиоуправляе36

декабрь • 2010

Не исключено, что даже финальная стадия постройки машины пройдет под открытым небом. Впрочем, если получится – ангар такому колоссу не помешает. Правда, постройка купола сама по себе окажется непростой инженерной задачей.

мая модель обладает полезной грузоподъемностью 500 граммов. В движение Betty приводит классический воздушный винт. Второй пробный дирижабль, родившийся недавно, называется SL18 Vikki. Он не оснащен никакой двигательной системой, потому постоянно

прицеплен тросами к земле. Увеличивая его в размерах и добавляя новые узлы, инженеры намерены постепенно натренироваться, прежде чем приступят к постройке финальной модели. В ближайших планах значится создание свободно пере-

Диаметр SL18 Vikki, как вы уже догадались, равен 18 метрам.

техника, механизмы, электроника

мещающегося прототипа еще большего размера – SL23 Nikki, по-прежнему беспилотного. Как надеется фирма SkyLifter, полеты этой машины помогут компании собрать дополнительные средства на постройку первого полномасштабного образца грузовой тарелки, названного SL150 Lucy. Не исключено и еще более серьезное развитие замысла австралийцев – превращение

Этапы развития линейки SkyLifter.

Крупные жилые модули будут выступать уже не как груз, а как часть самого дирижабля, это прямые конкуренты гиганта Aircruise, тоже пока лишь нарисованного.

«Скайлифтера» в пассажирское судно. Тут возможны варианты. Первый – это замена обычной кабины экипажа на более крупную «бочку» Palace – своего рода мегаяхту для миллионеров. Вторая модификация – пассажирская капсула со спальными местами на 80 человек, она названа Trekker. Во всех случаях такой аппарат несет на борту собственную энергетическую систему, туалеты, запасы еды и питьевой воды минимум на 10 дней. Также рассматривается версия «Треккера» для коротких дневных рейсов, без кроватей, только с креслами. Что до прототипа грузовика SL150 Lucy, то он должен появиться в течение ближайших трех лет. А пока новаторы будут собирать и тестировать «Люси», меньшая тарелка Nikki выйдет на рынок в роли дистанционно управляемой летающей платформы. Австралийцы очень надеются, что она приведет новых инвесторов. 2010 • декабрь

дело техники

техника, механизмы, электроника

Электронная кожа впервые ощутила прикосновения бабочки

Уже немало копий сломано вокруг проблемы создания робототехнического аналога самого крупного органа человека. Главный вопрос – как воспроизвести невероятную чувствительность кожного покрова, который может ощутить дуновение ветерка от пролетевшего насекомого. Недавно две исследовательские группы из Калифорнии одновременно объявили о своих впечатляющих ответах.

Так могла бы выглядеть «татуировка робота». В данном случае авторы электронной кожи разместили на ней вырезанную из полимера первую букву слова California и продемонстрировали, что устройство способно точно картографировать этот объект по слабому давлению.

http://www.youtube.com/watch?v=RYFVtH3hiC0&feature

Первая команда, из Калифорнийского университета в Беркли, выбрала в качестве ключевого элемента для своей искусственной кожи нанопроводки. Как сообщают ученые в пресс-релизе, они вырастили крошечные германиевые и кремниевые нити на специальном барабане, а затем прокати-

декабрь • 2010

ли этим валиком по подложке – клейкой полиимидной пленке. В итоге ученые получили эластичный материал, в структуру которого были включены нанопроводки, играющие роль транзисторов. Поверх них исследователи нанесли изолирующий слой с периодическим рисунком из тонких отверстий,

техника, механизмы, электроника

а еще выше – чувствительную к прикосновению резину (PSR). Между резиной и нанопроводками при помощи фотолитографии навели проводящие мостики (для этого и понадобились отверстия в слое изолятора) и, наконец, сдобрили бутерброд тонкой алюминиевой пленкой – финальным электродом. (Подробности в статье в Nature Materials.) Такой эластичный набор способен определять и точно локализовать участки, к которым прикладывается давление. Имя эта кожа получила банальное и предсказуемое – e-skin. Новая технология позволяет использовать в качестве подложки множество материалов, от пластика до резины, а также включать в ее состав молекулы различных веществ, например антибиотиков (что может оказаться весьма важным).

Решетка из тончайших полупроводниковых нитей, совмещенная с электродами и меняющей в ответ на давление проводимость резиной типа PSR (вверху), превращена калифорнийскими умельцами в «лоскут кожи» (внизу).

На этом рисунке кожи робота каждый черный квадратик соответствует одному «пикселю», элементарной точке, отвечающей за осязание.

На опытном куске e-skin размером 7х7 сантиметров уместилась матрица 19х18 пикселей. В каждом из них содержались сотни наноштырей. Такая система оказалась способна регистрировать давление от 0 до 15 килопаскалей. Примерно такие уровни нагрузки испытывает человеческая кожа при печатании на клавиатуре или удерживании на весу небольшого объекта. Ученые указывают на вполне определенное преимущество своей разработки перед аналогами. Большинство проектов такого рода полагается на гибкие органические материалы, которым для работы требуется высокое напряжение.

Синтетическая кожа из Беркли – первая, изготовленная на основе монокристаллических неорганических полупроводников. Она функционирует при напряжении всего в 5 вольт. Но что еще интереснее – опыт показал, что e-skin выдерживает до 2000 изгибаний с радиусом 2,5 миллиметра без потери чувствительности. В качестве очевидной области применения в будущем такой кожи можно предположить чувствительные манипуляторы, способные оперировать хрупкими предметами. Сверхаккуратную кибернетическую руку можно дополнительно оснастить датчиками тепла, радиоактивности, хими2010 • декабрь

дело техники ческих веществ, покрыть тонким слоем лекарств и использовать на пальцах роботов-хирургов или спасателей. В последнем случае (при работе роботов с людьми) очень важным с точки зрения безопасности окажется тот факт, что электронная кожа из Беркли, как и человеческая, ощущает прикосновение почти мгновенно (в течение миллисекунд). В теории она может полностью покрывать манипулятор робота или даже всю машину. Вторая разработка, родом из Стэнфордского университета, использует другой подход. Как сообщают ученые, они поместили между двумя электро-

«Если мы хотим, чтобы роботы когда-нибудь разгружали стопки, например посуды, неплохо было бы сначала убедиться, что они достаточно чувствительны, чтобы ничего не разбить», – говорит Али Джавей (Ali Javey), глава проекта e-skin в Беркли.

декабрь • 2010

Чувствительность кожи авторы рекламируют красочной фантазией: робот с таким манипулятором смог бы запросто обращаться с куриным яйцом, не уронив его и не раздавив.

дами слой высокоэластичной формованной резины. Такая пленка накапливает электрические заряды подобно конденсатору. Давление сжимает резину – а это, в свою очередь, изменяет число электрических зарядов, которые способен хранить сандвич, что и определяет электроника благодаря набору электродов. Описанный процесс позволяет обнаружить легчайшее прикосновение, что ученые доказали на опыте. Они использовали в качестве тестера мух. В ходе эксперимента квадратная матрица со стороной в семь сантиметров и в миллиметр толщиной чувствовала посадку насекомых, весящих всего 20 миллиграммов, и реагировала на их касания с высокой скоростью. Под микроскопом матрица похожа на поле, усеянное

остроконечными пирамидками. В таком материале пирамидок этих может быть от сотен тысяч до 25 миллионов на квадратный сантиметр, в зависимости от требуемого пространственного разрешения. Такой прием (вместо применения сплошного слоя резины) был необходим, поскольку монолитный материал, как выяснилось, терял свои свойства при сдавливании – точность регистрации зарядов падала. А свободное пространство вокруг микроскопических пирамид позволяет им легко деформироваться и восстанавливать исходную форму после снятия нагрузки. Гибкость и прочность стэнфордской электронной кожи оказались очень высоки. Ее нельзя растягивать, но вполне можно сгибать,

техника, механизмы, электроника

обернув ею, например, руку робота. Авторы электронной кожи из Стэнфорда, чья статья также вышла в Nature Materials, отмечают, что достоинства их технологии – дешевизна и широкий диапазон давлений, который способен измерять подобный бутерброд. А потому в качестве сфер приложения своей разработки ученые видят опять же хирургических роботов. Но не только. Искусственная кожа могла бы стать основой электронных бинтов, способных подавать сигнал при слишком слабом или опасно сильном затягивании. А еще подобные сенсоры могли бы точно фиксировать степень сжатия руками рулевого колеса, вовремя предупреждая водителя, что он засыпает. Вверху: профессор Чжэнань Бао – лидер стэнфордского проекта. Внизу: такая простая полимерная пленка с алюминиевыми проводниками послужила отправной точкой в построении новой кожи.

Еще одна иллюстрация чувствительности стэнфордского сенсора: он регистрирует прикосновения перуанской бабочки Chorinea faunus.

Обе команды утверждают, что еще продолжат развивать данное направление экспериментов. Так что роботы будущего, по всей видимости, все же получат кожу, приближенную по возможностям к человеческой. И пусть внешне она будет заметно отличаться от нашей – ее чувствительность придаст новый смысл понятию «андроид». 2010 • декабрь

наука

природа, космос, общество

Люди привыкли, что столь масштабные перемены, как перекройка континентов или климата, происходят медленно. Одному поколению трудно оценить их, а порой и просто заметить. Однако вот открытие: грандиозное событие – переворот магнитных полюсов – может быть даже по меркам человека почти моментальным. И такой фокус родная планета способна провернуть на наших глазах.

Скалы посулили Земле мгновенный переворот поля

Как будет происходить смена полярности земного магнитного поля, ученые еще спорят. Один из результатов моделирования – промежуточный этап «переворота» – показан тут. Впрочем, «вводные» для таких моделей еще не раз изменятся.

Недавно Скотт Боуг (Scott Bogue) из Лос-Анджелесского Западного колледжа (Occidental College) и Джонатан Глен (Jonathan Glen) из геологической службы США (US Geological Survey) изучили древние магматические породы в БатлМаунтин (Battle Mountain),

декабрь • 2010

штат Невада. Так американские геологи показали, что инверсия магнитного поля планеты может происходить в тысячи раз быстрее, чем предполагали ученые до сих пор. Благодаря явлению палеомагнетизма, своего рода записи геомагнитного поля в остываю-

щей и кристаллизующейся лаве, исследователи установили, что в момент формирования пород в Батл-Маунтин (а это случилось 15 миллионов лет назад) сдвиг магнитных полюсов Земли составил 53 градуса всего за один год. В том удачном (для нынешних ученых) извержении первая порция лавы уже застыла

(запомнив направление геомагнитного поля), но через год вновь была разогрета вторым выбросом расплавленных каменных пород, перезаписав в верхнем своем слое новое направление, отличающееся на 53 градуса от старого. А ведь, по нынешним данным, переворот магнитных полюсов занимает 4-5 тысяч лет

По текущим представлениям, за формирование магнитного поля Земли отвечает жидкая часть ее ядра. Но процессы в ядре до сих пор изучены мало. В этой области и сейчас исследователи продолжают открывать грандиозные явления вроде «переваривания». На рисунке показаны внутреннее (красный цвет) и внешнее (желтый) ядро Земли, линии магнитного поля (синие), потоки металлов (коричневые линии), вызванные вращением ядра (черная стрелка), и конвективные потоки (светло-коричневые стрелки).

или даже больше. Это значит, что смещение полюсов во время таких событий составляет в среднем 0,045 градуса в год. Но Боуг и Глен считают – переполюсовка может свершаться намного быстрее, всего за четыре года. Если на эту гипотезу наложить первые признаки того, что очередная смена уже началась (он них мы скажем ниже), можно сделать вывод: у нас есть шанс застать один из самых грандиозных эпизодов в геологической истории планеты. О том, что магнитное поле Земли может перевернуться во вполне обозримом будущем, ученые рассуждают давно. И это событие – не катастрофа для планеты, а вполне рядовой процесс, если смотреть на него с точки зрения геологических эпох. Вопрос лишь в том, случится ли катаклизм скоро по обыденным человеческим меркам или до грандиозного спектакля нужно подождать еще не одну тысячу лет. Исколькозайметсамаинверсия– тоже предмет дискуссий. Частота смены полярности магнитных полюсов нашей планеты сильно варьировалась в прошлом. Можно лишь примерно вывести средний показатель: полюса переворачивались каждые 200-300 тысяч лет. Вместе с тем в районе 42 миллионов лет назад произошло 17 инверсий за три миллио2010 • декабрь

наука на лет, а, к примеру, в середине мела был очень длинный период без инверсий, он длился со 120 до 83 миллионов лет назад. И до него были другие долгие эпохи без переворотов. Потому ученые полагают, что инверсия – процесс достаточно случайный и в нем нельзя уловить явной закономерности. Тем не менее последний раз «опрокидывание» магнитных полюсов произошло аж 780 тысяч лет назад. Уже потому можно осторожно предположить, что планета готовится к очередной такой перестановке. А еще есть ряд косвенных признаков надвигающихся перемен. Северный магнитный полюс Земли устремился к России: при измерении темпа его смещения в 2009 году ученые получили 64 километра в год. Между тем в 1970-х скорость эта составляла 10-15 км/год, а всего шесть лет назад – около 60. Налицо ускорение. Напряженность геомагнитного поля за 150 лет снизилась

Полосовые магнитные аномалии служат одним из свидетельств инверсий магнитного поля в прошлом. Изливающиеся в океанических хребтах породы застывают, сохраняя намагниченность с текущей ориентацией поля. Вследствие раздвигания блоков литосферы такие застывшие потоки формируют параллельные полосы с чередующейся намагниченностью.

примерно на 10%, причем в последние 22 года она упала на 1,7% (в среднем, поскольку в разных районах планеты изменения далеко не одинаковы). Одновременно увеличился угол раствора каспов – приполярных областей поля, где силовые линии расходятся в стороны. Вообще магнитосфера Земли в последние годы словно начала «протекать». Специалисты, занимающиеся солнечноземными связями, рассуждают

Полярность геомагнитного поля от наших дней и до середины юрского периода (вверху) и за последние пять миллионов лет (внизу). Черные участки – полярность, соответствующая сегодняшней, белые – противоположная.

декабрь • 2010

о возможности более сильных, чем обычно, магнитных бурь и полярных сияний во время пика солнечной активности в цикле, который только-только начался. Это не повод для паники. Как легко понять, на памяти Homo Sapiens инверсия еще не случалась, но ранее произошло много таких событий и жизнь на Земле не прервалась. Тем не менее опасения исследователей вызывает существенное ослабление поля, сопровождающее инверсию полюсов. Увы, пока окончательно нельзя сказать, исчезнет ли поле на какое-то время совсем и сколько времени планета будет оставаться без магнитного щита. Впрочем, если проводить аналогию со сменой магнитных полюсов Солнца (а она происходит раз в 11 лет), то полной пропажи нашего поля произойти не должно и катастрофиче-

природа, космос, общество

Пример полосовых магнитных аномалий в зоне разломов близ острова Ванкувер. Цветом показаны породы с нормальной намагниченностью (совпадающей с современным полем), пропуски – с намагниченностью обратной. Шкала – в миллионах лет.

ских последствий для людей и вообще жизни – не случится. Тут, к слову, сверхбыстрая смена, предполагаемая Скоттом и Джонатаном, нам на руку. Ведь так мы меньше времени рискуем подвергнуться повышенному уровню космических лучей. Нынешний дрейф полюса в 64 километра в год – это

округленно 0,6 градуса в год. Сравните это с 53 градусами в новом исследовании. Правда, неизвестно – был ли то краткий всплеск на фоне более спокойного смещения (может, древнее извержение застало самый пик процесса инверсии) или полный переворот магнитных «севера» и «юга» действительно в тот раз оказался столь стреми-

тельным. Этот вопрос – тема для новых исследований. Не все знают, кстати, что северный магнитный полюс Земли в физическом смысле является южным, и наоборот. Произошла путаница таким образом. Когда ученые выбирали названия для полюсов обычного магнита, они могли бы дать им любые имена, хоть плюс с минусом, хоть какиенибудь абстрактные буквы. Но к тому моменту люди давно пользовались компасами, стрелки которых представляют собой дипольные магнитики. И вот тот их конец, что указывает на север, назвали северным полюсом магнита (в первоначальном смысле – тянущимся к северу), а указывающий на юг – южным. Но поскольку у магнитов притягиваются противоположные полюса, то получилось, что у земного магнитного поля южный полюс (в физическом смысле) расположен на севере и называется «северным магнитным полюсом», а физический северный – на юге. Интересно, что если произойдет инверсия земного поля, а названия магнитных полюсов не поменяют – справедливость в отношении их имен восстановится. Вернемся, впрочем, чутьчуть назад. Геологи говорят, что убегание полюсов со своих мест бывало и повнушительнее. В 1995 году ученые проанализировали остаточную намагниченность древних магматических 2010 • декабрь

наука пород в Стинс-Маунтин (Steens Mountain) в штате Орегон и установили, что скорость поворота магнитного поля планеты во время остывания лавового потока достигала немыслимых шести градусов в сутки (по данным в Nature). Это на несколько порядков превышало темп, о котором могла подумать наука, не считая, конечно, суточного колебания положения полюсов, вызванного воздействием заряженных частиц солнечного ветра. А потому многие специалисты оспаривали выводы авторов той работы. Но вот теперь Боуг со товарищи обнаружили второе свидетельство, показывающее,

История с опрокидывающимся «на раз» магнитным полем сходна с историей другого открытия – прихода мощного оледенения в рамках последнего ледникового периода всего за шесть месяцев. Оно заставило ученых по-новому взглянуть на то, насколько быстро климат планеты может переходить из одного состояния в другое.

что быстрые перевороты геомагнитного поля все-таки возможны (статья об этом исследовании выйдет в Geophysical Research Letters). Теперь хоро-

На рисунке показан угол между осью вращения Земли и осью диполя и направление силовых линий.

декабрь • 2010

шо бы понять – обычными или исключительными являются такие моментальные по геологическим меркам прыжки поля для инверсий.

наука

В самой длинной в мире и одной из самых глубоких океанических впадин кипит, как выяснилось, неожиданно насыщенная жизнь. На глубинах в семь-восемь километров, где ученые ожидают встретить разве что рачков, они обнаружили целые группы рыб. Как те выживают и как вписываются в местную экосистему – исследователи только начинают понимать и, похоже, узнали один из секретов.

природа, космос, общество

Рыбы-улитки открыли глаза на жизнь в глубоких желобах

Один из видов рыб, явно обрадовавшийся визиту дистанционно управляемого аппарата. За вкусную наживку обитатели глубин охотно позировали перед камерами много часов подряд.

Совершенно неизвестный науке вид рыб-улиток (snailfish) был запечатлен на глубине семь километров в ПеруанскоЧилийском желобе. До сих пор биологи считали, что на его дне рыбы не водятся. Яркое открытие – не единственное совершенное в ходе экспедиции по проекту HADEEP («Научная и образовательная программа по абис-

сальной окружающей среде»). Используя вместо дедовских сеток-ловушек глубоководные камеры с приманками, международная научная команда получила более 6000 снимков обитателей глубин. Проект HADEEP впервые принес сенсацию в 2008 году: на глубине 7703 метра в Японском желобе ученые засняли на видео живых морских слизней 2010 • декабрь

наука (Pseudoliparis amblystomopsis), тоже относящихся к семейству рыб-улиток. Позднее другой вид (Notoliparis kermadecensis) из того же семейства удалось зафиксировать на семикилометровой глубине у берегов Новой Зеландии в желобе Кермадек. Неужели в каждой крупной впадине находится свой уникальный вид рыбы-улитки? Чтобы проверить, сработает ли это занятное правило, ученые и отправились за шесть тысяч миль на другую сторону океана. Рыба-улитка, открытая в Перуанско-Чилийском желобе, подтвердила догадку. И вместе с тем экспедиция показала, что рыбы, живущие глубже семи километров, – не экстраординар-

Семейство рыб-улиток насчитывает 195 видов. Еще один (на снимке), казалось бы, не сильно обогатит данную семью. Но найден этот вид на очень большой для рыб глубине, что делает новичка особенно интересным.

ные случаи, а, скорее, правило. Помимо рыб-улиток участники вояжа впервые обнаружили на таких глубинах группы

Эти кадры экспедиция проекта HADEEP получила в Перуанско-Чилийском желобе на глубинах от 4,6 до 8 километров.

декабрь • 2010

рыб из семейства ошибней (Ophidiidae). Стайки данных существ приплывали на свет камеры и начинали, как гласит пресс-релиз университета Абердина, неистово поглощать приманку (этот момент показан на снимке под заголовком). Причем на прокорм рыбки исправно наведывались все 22 часа, что велась съемка. Чтобы узнать, новый это вид или нет, необходимо будет провести дополнительные исследования. Кстати, среди ошибней есть разновидность Abyssobrotula galatheae, которой принадлежит рекорд глубины: в 1970 году единичные экземпляры данных рыбок выловили в 8370 метрах ниже поверхности океана. Это могло быть делом случая: как правило, места обитания Ophidiidae

природа, космос, общество

Это живое ракообразное на глубине восьми километров немало удивило биологов, даже не столько своим присутствием, сколько тем, что плавало в окружении великого множества собратьев.

лежат гораздо выше. Потому новая находка – целые косяки живых ошибней на дне впадины – не рядовое событие. Еще одним сюрпризом явилось обилие ракообразныхмусорщиков из отряда амфипод (Amphipoda). Ранее биологи не знали, что амфиподы могут присутствовать на таких глубинах в столь большом количестве. Те из ракообразных, что принадлежали группе Eurythe nes, и вовсе были тут зафиксированы глубже, чем где-либо в мире. При этом размеры их оказались меньше обычного. «Само обилие этих больших амфипод поражает, особенно на 7000-8000 метрах. На такой большой глубине этих существ не находили ни в одной другой океанической впадине, – объясняет одна из участниц экспедиции Ниам Килгаллен (Niamh

Kilgallen) из национального института водных и атмосферных исследований Новой Зеландии (NIWA). – Напрашивается вопрос, почему и как они могут жить так глубоко здесь, но не где-то еще?» Ответить на него поможет сравнение данных от исследований HADEEP в разных районах. Ведь нынешнее путешествие было седьмым. Три года участники проекта – ученые из океанской лаборатории университета Абердина (Oceanlab), института исследования океана университета Токио (Ocean Research Institute) и NIWA – совершают вылазки к самым глубоководным местам Мирового океана. По словам участников исследования, результаты экспедиции заставляют переоценить разнообразие и изобилие жиз-

ни на предельных глубинах. Биологи говорят, что каждая из океанических впадин в мире, как видно, дает кров уникальному собранию живых существ. Пусть относятся они к семействам и родам, уже знакомым ученым, каждый раз попадаются новые виды. Кстати, крупных желобов в океане – чуть больше двух десятков. Из них тех, что уходят глубже восьми километров, – всего девять (к ним относятся и Перуанско-Чилийский, и Японский, и Кермадек). Сама изоляция такого желоба создает подводный аналог островного правила Дарвина, влияющего на эволюцию и приспособление видов. Это один из главных выводов недавнего похода HADEEP.

В течение трех недель сентября 2010 года группа ученых арендовала немецкое исследовательское судно Sonne. Управляет им компания RF Forschungsschiffahrt, и на нем регулярно гостят океанологи из множества институтов и университетов. 2010 • декабрь

секрет фирмы

бизнес, люди и деньги

Неослепляющий дальний свет пошел в серию

Много лет назад были изобретены фары, которые при появлении встречной машины автоматически переключались с дальнего на ближний. Работали такие системы не очень хорошо и не были удобными. Теперь найдено более изящное решение – плавно деформируемый луч.

http://www.youtube.com/watch?v=Cq5HVliUKZw&feature

Французская компания Valeo – один из крупнейших производителей автомобильных компонентов – договорилась с японским «коллегой», фирмой Ichikoh, о выпуске системы BeamAtic Premium, предотвращающей ослепление встречных водителей на шоссе без переключения дальнего света автомобиля.

декабрь • 2010

В последние годы идея адаптивных фар получила мощное развитие: появились серийные модели с лучами, «заглядывающими» за поворот на перекрестке, смещающими лучи правее или левее на широкой дуге и даже меняющими высоту пучка и дальность освещения дороги в зависимости от скорости. Но

проблема ослепления встречных водителей так и осталась нерешенной. Но вот прошлой осенью на международной выставке Equip Auto гран-при за инновационность получила система головного света BeamAtic Premium от Valeo. Ее изюминка – в плавной перестройке формы луча в зависимости от дорожной обстановки.

Аналогичным образом система может корректировать луч при появлении попутной машины, идущей быстрее, для того чтобы не слепить водителя через зеркало заднего вида. Также в системе предусмотрен режим «туризм», который переключает программу коррекции луча на зеркальную – для поездок в странах с левосторонним движением.

Первые комплекты BeamAtic Premium компания Ichikoh начнет выпускать уже в нынешнем месяце. Тем временем Valeo ведет переговоры с японскими автопроизводителями о включении набора в комплектацию будущих моделей. Можно предположить, что и европейские бренды не пройдут мимо новинки.

Водитель встречной машины воспринимает своего визави так, будто у него работает ближний свет, но для владельца самой BeamAtic Premium картина складывается иная: у него по прежнему включен дальний и он хорошо видит всю дорожную обстановку. Принцип действия системы хорошо показан в видеоролике.

Камера, закрепленная около салонного зеркала, видит как приближающиеся, так и обгоняющие автомобили. При появлении, к примеру, встречного авто в фарах с BeamAtic Premium поднимается крошечный подвижный экранчик, который вырезает из всего луча узкий сектор, направленный на встречную машину. Компьютер с программой распознавания образов отслеживает траекторию встречного автомобиля и соответственно смещает этот удаленный участок. 2010 • декабрь

секрет фирмы

бизнес, люди и деньги

Велосипеды становятся все сложнее. Уже можно отыскать модели с автоматическими коробками скоростей, переключаемые компьютером, или дорожные велики, выполненные полностью из углепластика. Между тем, новый норвежский бренд напоминает любителям велосипедных прогулок, что в предельной простоте может быть своя особая притягательность.

Велосипед Alta развивает ноги с предельной простотой

Хотите иметь развитые икроножные мышцы? Обратитесь к норвежцам. У них есть рецепт.

Что получится, если соберутся вместе специалисты трех норвежских дизайнерских фирм: Bleed – графический дизайн, Frost produkt – промышленный дизайн и Norway Says – фурнитура, мебель? Соберутся и начнут изобретать велосипед? Неужели опять нечто новое? А вот и нет. Очень даже старое. Но такое старое, что давно и прочно забытое.

декабрь • 2010

Попробуйте походить по сайтам изготовителей велосипедов и полистать каталоги моделей. Перед вами предстанут велосипеды-красавцы, один другого круче. У этого 12 скоростей, у этого и вовсе 24. Этот щеголяет двумя подвесками, а этот складывается за 10 секунд. Этот, прогулочнодорожный, покоряет взор фа-

Кажется, ничего удалить не забыли. Спицы, и те, вроде бы, расположены реже обычного.

рами как у «Харлея», стильными брызговиками, имитацией каплевидного бензобака и багажником, способным вместить приличную сумку. А ведь еще десятка два лет назад велосипед с переключением скоростей, передач так на 16, воспринимался как техническое чудо. Тем более, если еще и передняя вилка у него была с амортизаторами. И вот норвежцы решили прийти к истокам, но подать это под новым высокотехнологичным соусом. Так родился ультралегкий велосипед торговой марки Alta Bikes, который начала выпускать с благословения трех упомянутых фирм велосипедная компания Hard Rocx, также – норвежская. Чего только в Alta нет. Нет здесь переключаемых скоростей. Нет фар. И даже катафотов «кошачий глаз» нет. Белого спереди и красного сзади (ночью на нем

лучше не ездить). Багажников и крыльев – и тех нет. А что есть? Есть «просто» взрослый велосипед с узкими колесами 700 х 25, который весит всего-то 9,4 килограмма. Ого! Результат неплохой для современного сверхдорогого велосипеда из карбонового волокна. А какие материалы тут? Рама – из алюминиевого сплава (она весит всего 1,3 килограмма). Так что низкий вес, частично, ее заслуга. Но дело не только в раме. Тут сработала концепция предельного минимализма во всех остальных узлах. Цепь соединяет здесь две обычные звездочки о 46-ти (передняя) и 16-ти (задняя) зубьях. Простые педали, руль с двумя тормозными рукоятками. Сами тормоза подобраны также простые и легкие. И за эту легкость создатели велосипеда просят $836. Адресация новинки такая: жителям мегаполисов для отдыха

и каждодневного применения. Читай «для поездок на работу». И неважно, что единственная «скорость» заставит вас прилично поднапрячь ноги. Зато этот велик можно поднять по лестнице, в пешеходном переходе или коридорах офисного здания буквально одной левой. Кстати, рекламная фирма Shnel & Mynychuck (да-да, тоже норвежская) построила кампанию Alta на комически развитых ножных мышцах у, скажем так, далеко не самых спортивных персонажей. Насколько владельцы новых велосипедов будут похожи на рекламных героев – увидим. Но ездили же когда-то без всяких переключателей. Правда, в приличный подъем вносили велик на руках. Первые Alta появились в зеленом цвете. А теперь норвежцы обещают сделать серьезнейшую модернизацию: добавить в гамму серийных расцветок желтый, белый и черный. А вы что подумали – прибавят вторую передачу?

2010 • декабрь

эврика

изобретения, открытия, гипотезы

Энергетика клетки объяснила тайну появления сложных форм жизни

Более миллиарда лет прошло от появления одноклеточных до «изобретения» ядра клетки и рождения ряда других новшеств. Только тогда открылась дорога к первым многоклеточным существам, давшим начало трем царствам животных, растений и грибов. Европейские ученые выдвинули новое объяснение этого преображения, идущее вразрез с существовавшими до сих пор представлениями.

Эукариоты сумели завоевать мир в первую очередь потому, что придумали митохондрии – специализированные энергетические узлы клетки (на этой модели они показаны розовым).

Прокариоты (доядерные одноклеточные) родились приблизительно 3,8 миллиарда лет назад. Более продвинутые по строению организмы – эукариоты (их клетки содержат ядро) – возникли более двух миллиардов лет назад. И от них порядка одного миллиарда лет назад уже стартовала эволюция многоклеточных существ. Теперь два таких создания – Ник Лейн (Nick Lane) из университетского колледжа Лондона (UCL) и Уильям Мартин (William Martin)

декабрь • 2010

из института ботаники университета Дюссельдорфа – разработали оригинальную теорию. По ней выходит, что ключом к появлению эукариот стало не изобретение ядра (как рассуждали ученые 70 лет), а возникновение митохондрий. Принято считать, что сначала от прокариот родились более совершенные ядерные клетки, полагавшиеся на старые энергетические механизмы, а уже позже новобранцы обзавелись митохондриями. Последним отводи-

Длина митохондрий колеблется примерно от 1 до 70 микрометров, а диаметр – от 0,5 до 10 мкм.

лась важная роль в дальнейшей эволюции эукариот, но не роль краеугольного камня, лежащего в самой ее основе. «Мы показали, что первый вариант не сработает. Для развития сложности клетки ей необходимы митохондрии», – поясняет Мартин. «Наша гипотеза опровергает традиционную точку зрения, будто переход к эукариотическим клеткам требовал только лишь надлежащих мутаций», – вторит ему Лейн. По теории симбиогенеза, митохондрии (так же, как и пластиды) первоначально были отдельными одноклеточными организмами. Их захватили другие клетки, превратив в эндосимбионтов. Постепенно «квартиранты» утратили способность к самостоятельному существованию и превратились в органоиды. Уильям и Ник говорят, что этот удачный шаг случился лишь один раз за всю историю эволюции. Вместо того чтобы стать паразитом и эксплуатировать клетку-хозяина, убивая ее, предок

митохондрии и приютившая его клетка пошли на сотрудничество. Они развивались совместно, при этом эндосимбионт постепенно оттачивал одно умение – синтез АТФ. Внутренняя клетка уменьшалась в размерах и передавала часть своих второстепенных генов в ядро. Так митохондрии оставили у себя лишь ту часть исходной ДНК, что была им необходима для работы в каче-

стве «живой электростанции». Появление митохондрий в плане энергетики можно сравнить с изобретением ракеты после телеги, ведь ядерные клетки в среднем в тысячу раз больше по объему, чем клетки без ядра. Последние, казалось бы, тоже могут расти в размерах и сложности устройства (тут есть единичные яркие примеры). Но на этом пути крохотных существ ждет подвох: по мере геометрического роста быстро падает отношение площади поверхности к объему. Между тем простые клетки генерируют энергию при помощи покрывающей их мембраны. Так что в крупной прокариотической клетке может быть полным-полно места для новых генов, но ей просто не хватит энергии для синтеза белков по этим «инструкциям». Простое увеличение складок внешней мембраны положение

Митохондрии внутри клетки (флуоресцируют зеленым). На врезках: Мартин (слева) и Лейн. 2010 • декабрь

эврика не особо спасает (хотя и такие клетки известны). С данным способом наращивания мощности увеличивается и число ошибок в работе энергетической системы. В клетке накапливаются нежелательные молекулы, способные ее погубить. Митохондрии – блестящее изобретение природы. Увеличивая их количество, можно наращивать энергетические возможности клетки без роста ее внешней поверхности. При этом каждая митохондрия обладает еще и встроенными механизмами контроля и ремонта. И еще плюс инновации: митохондриальная ДНК невелика и очень экономна. Для ее копирования не требуется много ресурсов. А вот бактериям, чтобы нарастить свои энергетические возможности, остается разве что создавать множество копий полного своего генома. Но такое развитие быстро приводит к энергетическому тупику. Авторы работы посчитали, что средняя эукариотическая клетка теоретически может нести в 200 тысяч раз больше генов, чем средняя бактерия. Эукариот можно представить как библиотеку с большим числом полок – заполняй книгами вволю. Ну а более протяженный геном – это основа для дальнейшего совершенствования строения клетки и ее метаболизма, появления новых регуляторных цепей. По вычислениям Лейна и Мартина, на каждый ген своего 56

декабрь • 2010

Число митохондрий (показаны красным) в одной клетке варьируется от единственного экземпляра (в основном в одноклеточных эукариотах) до двух тысяч (например, в клетках печени человека).

наследственного кода эукариоты располагают на четыре-пять порядков большим запасом энергии, чем бактерии. С этой точки зрения бактерии находятся на дне энергетической пропасти, выбраться из которой они не могут. Переход клеток к выработке энергии с помощью митохондрий можно сравнить с промышленной революцией. Вместо того чтобы линейно наращивать размер мануфактуры, клетки пошли на качественное изменение: они построили «завод» и поставили в него ряды специализированных «станков». Потому, несмотря на миллиарды лет существования, прокариоты и поныне остались относительно простыми существами, а эукариоты давным-давно изобре-

ли новые средства передачи сигналов между клетками и шагнули в сторону многоклеточных форм жизни. Нас с вами. Теория европейских ученых, кстати, может пригодиться и в оценке вероятности существования сложных форм жизни в других мирах. Дело в том, что примеры поглощения бактериями других клеток – крайне редки. Это означает, что, однажды возникнув, жизнь на многие эоны может задержаться на простой одноклеточной стадии. До тех пор, пока счастливый случай не поможет ей изобрести внутриклеточные энергетические фабрики. «Основные принципы являются универсальными. Даже инопланетянам необходимы митохондрии», – заключает Лейн.

эврика

Десять килограммов железа в руках в течение рабочего дня — та еще нагрузка. А если инструмент еще и габаритный, фехтование им грозит не только усталостью, но и травмами. Именно так канадец Мо Резазаде (Moe Rezazadeh), последние 18 лет отдавший стрижке зеленых изгородей, заработал разрыв сухожилия в плечевом поясе. Это прискорбное событие, однако, подтолкнуло его к изобретению. Теперь у него за плечами не только горький опыт, но и система сдержек и противовесов.

изобретения, открытия, гипотезы

Резчики Резазаде орудуют подвешенным инструментом

Управлять тяжелым инструментом легким движением рук – мечта многих. Но немногие приложат усилия, чтобы сделать ее былью.

http://www.youtube.com/watch?v=cbT6pAU91Ws&feature http://www.youtube.com/watch?v=LB-dI20CaK8&feature http://www.youtube.com/watch?v=g9679xlDE-Q&feature

Резазаде – владелец крошечной компании Tree & Shrub Insect Service в Орлеансе (Orleans). Мо и семеро его сотрудников зарабатывают художественной и не очень стрижкой кустов и деревьев. Вдоволь намаявшись с инструментом в вытянутых руках, Резазаде понял, что ему нужна необычная пила, желательно – летающая по воздуху.

Ничего подходящего в магазинах Мо, как ни странно, не обнаружил. Пришлось все делать самому, и на свет появился портативный держатель-балансир для инструмента (Portable Support Tool Balancer). Благодаря созданному Резазаде устройству до 95% веса ручного инструмента перераспределяется на корпус че2010 • декабрь

эврика ловека. Тем самым снимается нагрузка на руки, плечи и облегчается работа с цепными пилами, кусторезами, перфораторами, триммерами и прочими тяжелыми «-ами». На первый взгляд, от этого балансира одни лишние хлопоты: пока нацепишь снаряжение, пока прицепишь к тросу бензопилу, пока все отрегулируешь под себя… Но по старинке быстрее и проще, если твоя цель подровнять пару кустов перед домом. Другое дело – живые изгороди в десятки метров длиной. Должно быть, резчики кустов из Tree & Shrub на изобретение шефа не нарадуются. Помимо стрижки насаждений балансир облегчает работу с лопатой. Конечно, вес инструмента вместе с грунтом человеку все равно приходится нести на себе, но эта тяжесть ложится на спину и даже скорее на бедра. «Инструментальный балансир» полезен по той же причине, что и рюкзак. Нести вещи в заплечной сумке несравненно легче, чем на вытянутых руках: и вес равномернее распределяется, и центр тяжести оказывается в правильном месте. Разумеется, у системы Мо Резазаде нашлись аналоги. Например, Portable Support Tool Balancer напоминает шведское изделие Easyrig, выпускаемое одноименной компанией. Easyrig представляет собой жилет с кронштейном, 58

декабрь • 2010

Основные части балансира Мо: шест, который ремнями крепится за спиной, и подпружиненная катушка с тросиком наверху.

изобретения, открытия, гипотезы

возвышающимся над головой, и тросом, удерживающим профессиональную кино-, телеили видеокамеру. Придумал эту конструкцию, как нетрудно догадаться, оператор. Его имя – Йохан Хелльстен (Johan Hellsten), он работает на шведском телевидении. В начале 1990-х Хелльстен трудился на трансляции матчей Чемпионата мира по гандболу (1993 World Men's Handball Championship). Йохан тогда был самый молодой и выносливый

На этих снимках сам изобретатель демонстрирует в работе «летающую лопату.

в команде телевизионщиков, и ему доставалась утомительная съемка с рук. К концу дня плечо просто отваливалось. После очередного матча Хелльстен придумал приспособление, облегчающее нагрузку. Искомую систему удалось соорудить из простых подручных материалов. Швед изготовил

штатив, привязывающийся за спиной, с веревочкой, идущей к камере. Угловатая железяка переносила тяжесть камеры с одного плеча на всю спину. Эта самоделка и стала первым прототипом «изирига». В 1997 году в Амстердаме Йохан показал свое изобретение на профессиональной вы-

Держатель камер шведского разлива – это целая линейка моделей, рассчитанных на груз от 4 до 25 килограммов (35-миллиметровая пленочная камера). Сам набор Easyrig весит от 3,1 до 3,9 кг в зависимости от модели. 2010 • декабрь

эврика ставке, вызвав колоссальный интерес со стороны коллег по цеху. Вскоре Хелльстен основал фирму Easyrig. Что показательно, Йохан не бросил работу оператора, хотя заботы собственной компании отнимают немало сил. Как тут не вспомнить, что и Резазаде иногда берет в руки пилу, надевая при этом свой балансир. И еще одна аналогия напрашивается сама собой – небезы звестный подвесной штатив steadicam тоже был изобретен кинооператором, американцем Гарреттом Брауном. Кому, как не ему, было знать, насколько трудно снимать динамичные сцены с движением камеры. Тележка и рельсы, операторский кран – во многих случаях все это не подходило по габаритам, подвижности, гибкости, да и по бюджету. А при съемке с рук камера предательски дрожала. Проблему удалось решить, повесив киноаппарат на подвижные подпружиненные рычаги, закрепляемые на поясе. Камеру снабдили противовесом, который стабилизирует систему и добавляет ей инерционной массы, подавляющей вибрации в зародыше. Полноценный стедикам родился в 1975 году. Использовав его на съемках ряда фильмов, Гарретт продал права на серийный выпуск новинки фирме Cinema Products. Ныне Steadicam – торговая марка и продукция 60

декабрь • 2010

американской корпорации Tiffen. Как видим, самодельные крепления для камер живут долго и счастливо. Быть может, держателям для лопат и пил тоже повезет. Покамест Реза-

заде выпустил ограниченный тираж балансира и надеется на спрос, чтобы расширить производство. Мо говорит, что в настоящее время аналогичных продуктов на рынке нет, а у него патент.

Трос внутри «изирига», как и у его собрата из Канады, при необходимости вытягивается. Максимальная длина – 63-90 сантиметров.

эврика

Новое устройство может превращать в электричество солнечный свет, тепло, вибрации и даже дуновения ветерка. Проекты таких интегрированных «сборщиков» даровой энергии мы видели не раз. Но новичок выделяется на их фоне: все указанные источники без запинки переваривает одна и та же деталь. Она заменяет несколько генераторов разного типа.

изобретения, открытия, гипотезы

Шатающаяся консоль вырабатывает ток из света

Это устройство, несмотря на свой весьма скромный размер, способно питать сенсоры, а значит, уже пригодно для практического использования.

Авторы изобретения – доктор Лун Цюэ (Long Que) и его команда из технологического университета Луизианы (Louisiana Tech). Пришли они к идее генератора случайно. Экспериментируя с микроскопическими устройствами на основе разных материалов, ученые заметили авто-

номные колебания крохотной консоли, покрытой слоем из углеродных нанотрубок. Поставив серию опытов, исследователи убедились, что колебания действительно происходят «сами собой» до тех пор, пока на консоль падает свет. Причем это мог быть и свет от лампы, и обыч2010 • декабрь

эврика ный солнечный – на улице. Разобравшись с тонкостями процесса, физики создали генератор, использующий удивительное свойство этой консоли. В основу устройства легла тончайшая пленка из армии нанотрубок (carbon nanotube film – CNF). Именно она изгибается под действием света. Причем реагирует на волны как видимого, так и инфракрасного диапазона (на последний – особенно хорошо). Как только консоль достигает максимального смещения, оно уменьшается, потом вновь возрастает. И так цикл за циклом. Без излучения перемещение исчезает. Наблюдаемый эффект ученые окрестили самостоятельным возвратнопоступательным движением (self-reciprocation). Физики говорят, что оно обусловлено поглощением фотонов, а также тем, что консоль обладает высокой электропроводностью и быстро рассеивает полученное тепло в окружающую среду. Теперь осталось только придумать, как преобразовать эти микроскопические колебания в ток. В качестве генератора авторы работы использовали известный более полувека пьезоэлектрический материал – цирконат титанат свинца (PZT). Эта керамика применяется 62

декабрь • 2010

Материал CNF. Обычная фотография и снимок электронного микроскопа.

в датчиках, конденсаторах, ультразвуковых излучателях и многих других изделиях. В новом генераторе PZT разместили между тонкими и гибкими электродами, а сверху покрыли тем самым слоем CNF. Опыт с устройством размером с монетку показал: будучи освещенным с интенсивностью 0,13 Вт/см2, оно

вырабатывает мощность 2,1 микроватта при разности потенциалов до 10 вольт. При этом Лун Цюэ со товарищи полагают, что дальнейшая оптимизация конструкции (в частности, снижение внутреннего сопротивления) приведет к повышению мощности. Эксперименты также помогли выяснить, что консоль аналогично реагирует и на

Схема прибора. Длина консоли составляет 20 миллиметров.

изобретения, открытия, гипотезы

механические вибрации, и на слабые потоки воздуха. Получается, что одного этого прибора достаточно, чтобы получать энергию из нескольких источников. Так можно подпитывать, к примеру, миниатюрные беспроводные датчики, медицинские устройства, чипы для разных систем связи и так далее. Ранее изобретателям, мечтавшим о подобной «жатве», приходилось или выбирать какой-то один путь выработки электричества (микроскопические солнеч-

Кремниевый нанолес

Фиолетовый и темно-желтый цвет – подложка, синий – гибкие, упругие и герметичные стенки, зеленый – пилообразный электрод, серый – нанопроводки, красный – ультразвук и получаемый ток.

Горячая фотоячейка

Профессор Лун Цюэ (на снимке) и его коллеги рассказали о своем опыте в статье в Applied Physics Letters и прессрелизе университета.

ные батареи, термоэлектрические генераторы, сборщики вибраций), или втискивать их все в единый корпус. Это слишком сложный подход. Вибрирующая консоль – явно проще.

a – схема потоков энергии в комбинированной (тандемной) системе. b – КПД PETE-системы (отложен по вертикали) в зависимости от величины запрещенной зоны исходного полупроводника (по горизонтали, электрон-вольты). Синяя кривая – фотоячейка PETE сама по себе, красная – она же, дополненная тепловой машиной (то есть тандем).

Из других интересных работ в области миниатюрных генераторов можно вспомнить кремниевый нанолес (его раскачивал ультразвук) и фотоячейку, одновременно обращающую в ток свет и тепло. Обе эти системы, доволь-

но хитро устроенные, скрещивают разные явления. Но все равно они не претендуют на энергетическую всеядность. По сочетанию простоты и достигаемого эффекта прибор из Луизианы обошел их все. 2010 • декабрь

эврика

изобретения, открытия, гипотезы

Два фотона впервые отправились на квантовую прогулку

В сентябре команда ученых из Великобритании, Японии, Израиля и Нидерландов провела опыт со специфическим поведением пары фотонов, которое ранее лишь предсказывалось теорией. Прорыв в фотонике обещает открыть новое направление в квантовых компьютерах, которые могли бы выполнять моделирование очень сложных биологических, химических и физических систем.

В новом опыте физики использовали кремниевую пластину, на которой разместили массив волноводов. На одном из участков дорожки были предельно сближены, так что фотоны могли свободно перескакивать между ними.

Квантовая прогулка или квантовое блуждание (quantum walk) – это интересный эффект, порождаемый особенностями квантовых частиц. В математике существует аналог – процесс случайного блуждания, и он поможет нам понять суть прогулки. Самый простой ее пример – одномерный. Если взять за точку начала движения частицы 0, а

декабрь • 2010

шаг принять за 1, то в процессе такого блуждания объект будет смещаться на единицу влево или вправо, причем выбор того или иного направления – случаен. Как нетрудно увидеть, после двух шагов (словно мы подкинули монетку два раза) частица окажется либо в точке 2, либо в -2, либо вернется к 0. На пятом шаге мы можем получить результат 5, -5, 3, -3, 1 и -1.

В квантовом блуждании необходимо учесть, что частица, перемещающаяся, к примеру, по ветвящимся волноводам, до измерения находится в суперпозиции возможных своих состояний. Говоря упрощенно, направленный на светоделитель фотон будет двигаться «сразу по двум направлениям». А если дорожки сближены, должна происходить интерференция таких состояний. И совсем уже сложная картина получается, если на входе такого лабиринта по двум соседним волноводам было подано Микрофотография «веера» волноводов с 21 выводом и тремя входами. Справа вверху: распределение света по выходам при запуске в чип лазерного излучения с длиной волны 810 нанометров. Справа внизу: моделирование распространения через массив одиночного фотона.

На этом графическом представлении одновременного квантового блуждания двух фотонов интенсивность свечения точек соответствует вероятности появления частиц в той или иной позиции. Две области повышенной вероятности – отличительная черта реализованного физиками процесса.

два фотона. Их взаимодействие будет влиять на вероятность попадания каждой из частиц в тот или иной выход сети. Именно такой процесс организовали экспериментаторы, построив крошечный чип с волноводами (он и показан на фото под заголовком). Основной проблемой, как сообщает участник работы Джереми О´Брайен (Jeremy O´Brien) из Бристольского университета, стал вывод частиц через пачку оптоволоконных нитей к отдельным детекторам. 2010 • декабрь

эврика Дело в том, что организовать соединение чипа с оптоволокном можно только в случае, если расстояние между соседними волноводами на выходе превышает 125 микрометров. Но на участке длиной около 700 микрометров волноводы сходились на дистанцию до 2,8 мкм. А развести их слишком резко было нельзя. Ведь радиус закругления волновода должен быть достаточно велик, чтобы частица отражалась от его стенок, не покидая свою тропку. По расчетам ученых, при использовании обычного для сердцевины волновода материала, диоксида кремния, минимальная длина участка с поворотами должна составлять несколько метров, а это уже был бы далеко не крошечный чип. Решить проблему удалось, создав волноводы из оксинитрида кремния. Большая разница в показателе преломления между

такой сердцевиной и кремниевой оболочкой позволила сделать более крутые изгибы и уменьшить длину выходного участка лабиринта до нескольких миллиметров. В решающем эксперименте принимали участие пары идентичных фотонов, для создания которых по стандартной методике спонтанного параметрического рассеяния ученые использовали лазер c длиной волны 402 нанометра и нелинейный кристалл бората висмута BiB3O6. Когда идентичные фотоны попали в систему волноводов, авторы опыта наблюдали ожидаемый эффект квантовой интерференции. Далее для сравнения физики попробовали чуть задержать поступление второй частицы. Картина на выходе стала соответствовать классической интерференции. «Теперь, когда мы можем ре-

От Бристоля в исследовании также приняли участие Джонатан Мэтьюс (Jonathan Matthews), слева, и Костас Поулиос (Kostas Poulios). На врезке – Джереми.

декабрь • 2010

ализовать двухфотонную «квантовую прогулку», самое время перейти к наблюдению за тремя и больше фотонами, – оптимистично заявляет О´Брайен в пресс-релизе Бристольского университета. – Каждый раз, когда мы добавляем фотон, сложность проблемы, которую мы можем решить, возрастает экспоненциально, то есть, условно говоря, однофотонная система такого рода может дать 10 результатов, двухфотонная – 100, трехфотонная – 1000, и так далее». Следует пояснить, что ранее квантовое случайное блуждание уже удавалось наблюдать на примере одиночных фотонов. Но, увы, результат однофотонной прогулки не отличается от того, что можно ожидать, описывая частицу как классическую световую волну, в 2003 году об этом опыте поведала статья в Physical Review A. Только в двухфотонной (и более) схеме начинают проявляться причуды мира квантовой механики. Они-то и позволяют, теоретически, закодировать огромную информацию в экспоненциально растущем пространстве состояний нескольких взаимодействующих частиц света. О´Брайен и его коллеги считают, что при неуклонном развитии данной технологии менее чем за десять лет появится компьютер, который сможет проводить вычисления, выходящие далеко за пределы возможностей классических машин.

здоровый интерес

Исследователи построили оптику, которая учитывает в работе нейронные процессы адаптации, исправляющие неточную картинку. Результат оказался потрясающим – одни и те же очки с новыми линзами одинаково успешно корректируют целый ряд дефектов зрения. А еще они обеспечивают человеку эффект невероятной для традиционных линз глубины резкости.

медицина, здоровье, образ жизни

Израильтяне выправили зрение всефокусными очками

Примерно так видит мир человек в новых очках. И объекты на переднем плане, и предметы в отдалении выглядят одинаково резкими.

Дальнозоркость, близорукость, астигматизм, старческая утрата хрусталиком эластичности (пресбиопия) – все они приводят к тому, что человек не может одинаково хорошо сфокусироваться и на близких, и на удаленных предме-

тах. Распространенный выход из такого положения – бифокальные очки. Но они обладают недостатком: необходимо смещать направление взгляда, чтобы смотреть через разные сектора линз, это не всегда удобно, да и поле зрения по2010 • декабрь

здоровый интерес лучается ограниченным, а переход между зонами – скачкообразным. Зеев Залевский (Zeev Zalevsky) из университета БарИлана предложил иное решение проблемы. Его линзы одинаково хорошо фокусируют свет от любого предмета, расположенного на расстоянии от 33 сантиметров и до горизонта. Секрет инновации – в дополнительных оптических элементах. Чтобы построить суперочки, Зеев разместил на поверхности обычной линзы массив из 25 выгравированных структур. Каждая обладает поперечником два миллиметра и состоит из концентрических колец шириной в десятые доли миллиметра и глубиной в микрометр. Эти элементы немного смещают фазу проходящего через них излучения. А в результате интерференции соседних волн возникает эффект канала, в котором получается

Сравнение линзы с расширенной глубиной фокуса (EDOF), вверху, и обычной (внизу). В последнем случае поток света равномерно сжимается в условную точку, и только в ней формируемое изображение будет совершенно резким. В линзе Залевского за счет интерференции сжимающийся поток формирует вытянутый сфокусированный канал. Картинка остается четкой на всем его протяжении, то есть чувствительная матрица фотоаппарата или глаз человека могут смещаться ближе или дальше по отношению к линзе без потери фокуса.

четкое изображение от объектов, удаленных на разное расстояние. Главное в такой конструкции – филигранный компьютерный расчет, позволяющий заранее предсказать, как добавочные микроскопической

Положение дополнительных оптических элементов (тут упрощенно показаны только два) на поверхности основной линзы. Рисунок из патента Залевского.

декабрь • 2010

канавки будут влиять на волновой фронт. «Точное количество и размер набора структур будет меняться от одного объектива к другому, в зависимости от его размера и формы», – объясняет ученый. Надо отметить, что свое изобретение он сделал еще несколько лет назад и вот уже четыре года развитием данной технологии занимается израильская компания Xceed Imaging, одним из основателей которой является Зеев. Однако до сих пор главные усилия инженеров были сосредоточены на использовании такой всефокусной оптики в цифровых камерах. В данной области уже было проведено

медицина, здоровье, образ жизни

несколько экспериментов. Теперь же на первый план вышло офтальмологическое направление. Тут интересно, что технология EDOF не лишена недостатков. Интерференция гасит часть волн, а в результате падает контрастность изображения. Это не проблема для цифровой техники, но как отреагирует на такое падение человек в новых очках? Вдобавок при смене направления взгляда его взор будет проходить между соседними корректирующими структурами, так что эффект идеальной резкости будет то пропадать, то появляться. Чтобы прояснить все эти моменты, Залевский провел испытания новых линз на 12 добровольцах. Выяснилось, что мозг хорошо адаптируется к снижению контрастности всего за несколько секунд. Пробелы в сфокусированном изображении человек без труда достраивает в голове. Так мы, не задумываясь, распознаем кошку в кустах, даже несмотря на то, что ветки делят единый образ на разрозненные фрагменты. Получается, что гибкость человеческого зрения не хуже компьютерной обработки скрадывает недостатки схемы Залевского, зато позволяет в полной мере насладиться ее достоинствами. Теперь можно надеяться, что израильское изобретение найдет примене-

Съемка через объектив с расширенной глубиной фокуса.

ние на практике. Кстати, Xceed Imaging не оставила намерения продвигать технологию всефокусных линз и в цифровой технике. На основе все той же идеи компания разработала твердотельный оптический зум без подвижных линз и всякой механики. Такая оптика, говоря упрощенно, одновременно формирует изображения с разным

увеличением, а зумирование происходит за счет последующей цифровой обработки. Но это не классический цифровой зум, при котором из кадра, зафиксированного матрицей, просто вырезается центральная часть и растягивается. По идее, Solid State Zoom позволяет получить увеличение без потери качества. Опыты с такими системами будут продолжены.

Опытный образец объектива EDOF на модуле цифровой камеры мобильника. 2010 • декабрь

здоровый интерес

медицина, здоровье, образ жизни

Лазер заставил клетки дрозофил следовать за собой

Некоторые группы клеток в организме мушек-дрозофил способны передвигаться как единое целое. Чтобы более тщательно изучить этот процесс, исследователи провели генетическую модификацию клеток и заставили их повиноваться своим указаниям: двигаться за лазерным лучом. Впервые – внутри живого существа. http://www.youtube.com/watch?v=muQZwmzRC74&feature

Все началось с контроля движения одной клетки. Красным кружком (на рисунке слева) показано положение лазерного луча, его свет активирует клеточные процессы (справа), заставляя клетку двигаться в направлении воздействия.

Уникальный эксперимент провели группы Денизы Монтелл из университета Джона Хопкинса и Клауса Хана из университета Северной Каролины в Чейпл-Хилл. Биологи использовали кластер из шести пограничных клеток (border cells), «обитающих» в яичниках дрозофил. Эти клетки определяют способность мушки к размножению: упрощенно говоря, если они не двигаются – дрозофила не может иметь потомство. (На примере погранич-

декабрь • 2010

ных клеток ученые уже не первый год исследуют механизмы, контролирующие коллективное движение клеток в самых разных процессах.) Хан, Монтелл и их коллеги генетически изменили клетки таким образом, что они перестали откликаться на свои стандартные химические сигналы. Затем исследователи «присоединили» к клеточному белку Rac светочувствительный белок из клеток растений (назовем его

Увеличенное изображение кластера пограничных клеток. Белок Rac1 подсвечен красным цветом, ядро клетки – синим.

условно PA). В темноте эта связка остается инертной, но под воздействием света PA меняет форму, активирует Rac и клетки начинают движение. В качестве источника света ученые использовали лазер. При этом его удалось сфокусировать так, что он затрагивал не всю клетку целиком, а лишь отдельную ее часть. При отключении света все возвращалось на круги своя: связка PA-Rac разворачивалась, «выключая» дальнейшее движение. В ходе экспериментов выяснилось: активация Rac даже в одной из частей клетки кластера

приводит к тому, что вся маленькая колония начинает следовать за лазером, будто ослик за подвешенной морковкой. И все это происходит внутри живого организма! Клетки не просто шатались туда-сюда, они слушались луча света. «Когда мы подсвечивали клетку-лидера, то это выглядело так, будто другие клетки говорили: «Ага! У тебя активность Rac выше, так что мы пойдем за тобой», – рассказывает Дениза в пресс-релизе университета Хопкинса. – Меня поражает, что пограничные клетки каким-то образом определяют уровень активности белка и принимают коллективное решение, куда им дальше двигаться». Ученые отмечают, что подобные результаты при работе in vivo были получены впервые. В лабораторных условиях биологи уже экспериментировали: ранее подобное удавалось провернуть с культурой клеток млекопитающих в чашке Петри. Но в живом организме – лишь с одной клеткой. Получается, что управлять

Пограничные клетки (показаны черной стрелкой) по мере развития женской половой клетки продвигаются к ооциту (белое «ядро»), освобождая путь для сперматозоидов. На снимке справа: мутантный фолликул, в котором продвижение пограничных клеток невозможно.

нужными колониями клеток (когда и куда они движутся) можно, всего лишь активировав определенные их белки совершенно безвредным (в отличие от того же ультрафиолета) лучом. Конечно, пока медики не могут заставить двигаться любые группы клеток организма, но, возможно, это тот небольшой шаг, с которого начинается длинная дорога. В своей статье в журнале Nature Cell Biology авторы исследования пишут, что нынешнее достижение поможет в изучении развития эмбрионов, регенерации нервной ткани, залечивания ран, а также процессов метастаза раковых клеток. Пожалуй, наиболее важное значение для медицины имеет последний пункт. «Многие люди считают, что метастаз начинается с проникновения вовне всего лишь одной раковой клетки. Однако на той или иной стадии к распространению опухоли может приводить именно групповое движение клеток», – комментирует Монтелл. В общем, пока одни ученые ищут возможность донести лекарство до раковой опухоли, Хан и Монтелл мечтают научиться «приводить» к месту иммунные клетки больного или как минимум остановить распространение опухоли по организму. Правда, сами исследователи ничего не говорят о своих планах на будущее. Оно и понятно – для начала нужно провести схожий эксперимент с клетками в организме человека. 2010 • декабрь

здоровый интерес

медицина, здоровье, образ жизни

Кровь с молоком вернула к жизни разбившуюся велосипедистку

Создание искусственной крови – одна из самых амбициозных задач, над которой ученые работают уже десятки лет. Вариантов масса, но полноценного заменителя пока не существует. Однако каждый новый проект в данной области дает робкую надежду на то, что универсальное решение когда-нибудь будет найдено.

Пусть цвет жидкости в пакете вас не обманывает – это кровь. Правда, искусственная.

Профессор Брюс Списс (Bruce Spiess) – директор Центра реанимационного инжиниринга университета штата Вирджиния (Virginia Commonwealth University Reanimation Engineering Shock Center – VCURES) – держит в руках пластиковый пакет с белой непрозрачной

декабрь • 2010

жидкостью. Он мечтает о том, что эта жидкость – очередная разновидность искусственной крови – будет официально одобрена к применению, и он сможет спасать с ее помощью сотни людей. Пока же возглавляемый Брюсом центр проверяет действие этой жидкости на добровольцах.

Например, на 20-летней Бесс-Лин (Bess-Lyn), которая несколько месяцев назад упала с велосипеда на большой скорости и врезалась головой в бетонную стену. Строго говоря, добровольцем она не была. Когда медики боролись за ее жизнь, девушка была без сознания. Ведь в момент аварии шлема на ней не было, и сильный удар повредил мозг молодой женщины. Так что отказавшие на крутом склоне тормоза привели Бесс-Лин в госпиталь. Но – обо всем по порядку. VCURES приютил под своей крышей 50 ученых, инженеров и докторов, которые сосредоточились на разработке новых технологий и методов оказания помощи па-

Брюс Списс возлагает большие надежды на новый заменитель крови.

циентам с травматическими ранами, вроде повреждений головного или спинного мозга, а также больным, перенесшим сердечный приступ, да и во многих других критических случаях. Анестезиолог Списс продвигает идею, что традиционное переливание крови во многих случаях приносит больше вреда, чем пользы, и полагает, что медицине необходимо на новом уровне вернуться к давней идее искусственных заменителей крови. Тут сразу вспоминаются перфторуглеродные соединения, способные переносить в несколько раз больше кислорода, чем натуральная кровь. Подбирая композиции из ряда таких веществ (плюс вспомогательных, типа стабилизаторов эмульсии), ученые давно и с воодушевлением составляют искусственную кровь. Правда, первые опыты, проведенные в 1980-х в ряде стран, показали, что на роль полного заменителя крови такие составы непригодны. Они великолепно снабжают ткани кислородом, но кровьто выполняет куда большее число функций. Это перенос гормонов, клеток иммунной системы, и так далее. Пациенты, получившие перфторуглеродные заменители, слишком часто выказывали ухудшение

состояния, в сравнении с «контрольными» больными, которым просто переливали донорскую кровь. Потому-то медики несколько разочаровались в перфторуглеродах, сделав упор в их применении не на замену крови, и даже не столько на переливание (в случае сильной кровопотери), а на некие терапии ряда заболеваний, требующие интенсивного насыщения тканей кислородом. Таких препаратов можно вспомнить несколько. Это давний японский Fluosol-DA и только проходящий испытания американский Oxygent. Тут же нельзя не упомянуть и знаменитый Перфторан, созданный советскими учеными в 1980-х годах, но официально допущенный к медицинскому применению в России лишь в 1996-м. Так и вышло, что поначалу, обрадовавшись выдающимся газотранспортным «талантам» перфторуглеродов, от этих веществ ожидали слишком многого. А нужно было просто разумно подойти к выбору целей их применения. Профессор Списс, наверное, знает о преимуществах и недостатках этих соединений едва ли не лучше всех: он изучает заменители крови 20 лет, проведя за это время множество опытов на жи2010 • декабрь

здоровый интерес вотных и с добровольцами, с применением практически всех созданных в мире искусственных заменителей крови, как на основе перфтроуглеродов, так и на основе гемоглобина. В результате Списс все же сделал выбор в пользу перфторуглеродов и теперь испытывает и продвигает новый состав, который под названием Oxycyte производит компания Synthetic Blood International. Вопрос лишь в том, когда и где данный препарат сможет раскрыть весь свой потенциал. Списса особенно интересуют травмы мозга, из-за которых гибнет много людей, как в автокатастрофах, так и на войне. Или не гибнет, но остается инвалидами, потерявшими память, зрение… Профессор отмечает, что Oxycyte не просто доставляет больше кислорода в ткани, чем донорская кровь. Куда важнее его способность вообще доставлять хоть какойнибудь кислород в те участки, куда не могут пробраться эритроциты. Ведь частицы эмульсии препарата в десятки раз меньше красных кровяных клеток. Представьте, что в результате удара в мозге были повреждены некоторые сосуды и пережаты мельчайшие капилляры. В таких местах эритроциты со своим ценным 74

декабрь • 2010

В этих бутылках – Oxycyte, комплекс нескольких перфторуглеродов.

грузом (гемоглобином, несущим кислород) не могут «пролезть» дальше, а эмульсия из микрочастиц перфторуглеродных соединений свободно достигает цели – травмированного участка, который иначе может погибнуть. Побочные эффекты? Они, как показали испытания, возможны: от опухолей до похожего на грипп эффекта. А еще есть риск «передози-

ровки» кислорода, вредной для организма в целом. Ведь при приеме этого препарата определенное время пациенту следует дышать воздухом с повышенной концентрацией этого живительного газа. Но Брюс полагает, что ни один из побочных эффектов не может перевесить факт спасения человеческой жизни. Не менее критична интенсивная поставка кислорода

Слева: нормальный сосуд и красные кровяные клетки в нем. Справа: поврежденный участок. Синий шарик на врезке и синие точки на рисунке – частицы эмульсии препарата Oxycyte, несущие кислород.

медицина, здоровье, образ жизни

тканям сразу после повреждения позвоночника. Опыты на животных показали, что для человека сохранение жизни хотя бы 5-10% нейронов в травмированной области может означать разницу между тем, останется ли он прикованным к инвалидному креслу или будет ходить, пусть и с тросточкой. Но вернемся к травматическим повреждениям мозга, которые так волнуют мистера Списса. Тут нужно отметить, что смертность в таких случаях высока: примерно каждый третий пострадавший умирает, даже если он побывал в реанимационном отделении или на операционном столе. А при испытаниях Oxycyte, прошедших

нынешним летом, выжили 7 таких пациентов из 8, поступивших в центр VCURES. Причем они сравнительно быстро шли на поправку. Недавно была выписана домой и неудачливая велосипедистка Бесс-Лин. Она много времени пролежала в коме, но, как считают в медицинском центре, не погибла именно благодаря переливанию экс-

периментального препарата (с согласия матери пациентки). Теперь же Бесс-Лин поднялась на ноги и выздоравливает, причем парализованная было сторона тела вновь обрела полную подвижность. Как вы видите на снимках, Oxycyte внешне похож на молоко. Стало быть, про Бесс-Лин можно смело сказать: «У нее кровь с молоком!».

2010 • декабрь

оружие

военные технологии, техника

Робот сдавал в багаж: инфракрасную и обычную камеры, миниатюрный радар, различные датчики и небольшое оружие… Новая универсальная тележка с дистанционным управлением пригодится военным во многих ситуациях. А главное – она будет прочной, всепогодной и герметичной, способной действовать на пересеченной местности, в жидкой грязи и на воде.

Военный SpyRobot не боится почти ничего

Для переноски нового разведывательного аппарата достаточно пары солдат. Один возьмет на себя робота и его систему управления, второй – катушку с кабелем.

Швейцарская компания MacroSwiss при содействии специалистов из американской армии (US Army) работает над небольшим шестиколесным роботом, который должен быть достаточно легким, чтобы его мог нести на себе один человек, но в то же время – достаточно крупным и сильным, чтобы «тащить» различное целевое оборудование. Для работы с таким комплексом не нужно ни большого

декабрь • 2010

числа людей, ни транспортной поддержки «в лице» автомобилей. Нового робота смогут брать с собой небольшие спецгруппы. Причем аппарат сможет выполнять различные функции, в зависимости от установленной начинки. Прежде чем рассказать о новом проекте, надо заглянуть в его предысторию. Впервые MacroSwiss громко заявила о себе в 2006 году на европейской выставке-испытании на-

тяги на воде. Упругие «лопатки» этих колес были еще и элементами, смягчающими толчки от дороги. Более того, аппарат мог без малейших проблем выдержать бросок на расстояние в 8,5-10 метров. Весила эта «игрушка» 5 килограммов, развивала 10 километров в час, преодолевала Все аппараты серии SpyRobot выделяются среди конкурентов от других компаний своими оригинальными колесами, роднящими их то ли со старинными колесными пароходами, то ли с перспективными марсоходами.

земных роботов ELROB (мы рассказывали об учреждении этого смотра робототехники). Там специалисты из разных стран выставляли в «боевых условиях» так называемые Unmanned Ground Vehicles (UGV), то есть – разнообразные боты-вездеходы, вроде тех небольших колесных и гусеничных машинок, что уже давно были испытаны в Ираке, Афганистане и других горячих точках. Особенно участников и гостей выставки поразил крошечный SpyRobot 4WD, оборудованный четырьмя колесами весьма необычного вида. Их узкие и длинные «лопасти» или «ласты» служили и для проталкивания машинки через грязь, траву и камни, и для создания

стах.

Первый образец SpyRobot 4WD на те-

2010 • декабрь

оружие 45-градусный подъем, а управлять ею по радио можно было на расстоянии в 400 метров. Машинка не имела явно обозначенного верха и низа и могла бегать в любом положении, так что после переворачивания SpyRobot продолжал путь. Его камера и довольно мощные фары располагались в торце корпуса. Позднее уже американской армии так глянулся этот аппарат, что она объявила MacroSwiss своим поставщиком машин типа UGV. Благо SpyRobot из одной модели «вырос» теперь до небольшой линейки роботов. Но самым проворным среди них должен стать новый шестиколесный вариант: SpyRobot 6х6.

SpyRobot 6х6 (он же – на рисунке под заголовком) тащит за собой «хвост». Пример предыдущей модели, впрочем, показывает, что кабель не обязателен.

По размеру и весу он будет немного больше четырехколесной версии, но его также сможет без труда переносить один солдат.

Продукция MacroSwiss (а это не только самоходные роботы) предназначена для боевых или полицейских операций. В первую очередь – в городских условиях, в том числе – внутри зданий.

декабрь • 2010

Судя по рисункам, у аппарата будет управление по кабелю, хотя и вариант с радио, очевидно, должен быть предусмотрен. Главное, что SpyRobot 6х6 должен спокойно нести на своих «плечах» куда больший груз, чем его предшественники: аж в четыре раза больше своего собственного веса. Ясно, что такие способности вездехода сильно расширят возможности военных. Патрулирование участков и разведка, во время которой оператор может находиться в укрытии, охрана объектов и осмотр мин (самодельных взрывных устройств), быть может, даже стрельба из засады – во всех случаях робот должен радовать своих хозяев безотказностью и неприхотливостью.

военные технологии, техника

А в будущем разработчики намерены «обучить» свою машину автономному возвращению «домой», без управления со стороны оператора. Также создатели шестиколесной модели планируют

должить разведку даже после падения на бетон с высоты 2 метров или броска (человеком) по дуге на расстояние до 10 метров. Потому солдаты (спецназовцы, полиция) смогут

пользоваться оригинальной тактикой применения этой машинки. Скажем, ее можно закинуть через забор во двор дома, или через разбитое стекло в комнату, где скрывается противник (вражеские солда-

SpyRobot 6х6 должен нести сразу две камеры и, возможно, другие сенсоры и датчики.

значительно нарастить ее запас хода и другие параметры, по сравнению с четырехколесным прародителем. Интересно, что в то же самое время проект получил «ответвление» в виде совсем миниатюрной версии «ластоногого» робота под названием Micro SpyRobot 4WD. Как и его «старшие братья», он ездит в любом положении (то есть у него нет определенного верха и низа). Электроника, устойчивая к приличным ударам, и те же самые необычные колеса позволяют Micro SpyRobot про-

Micro SpyRobot 4WD. Максимальная скорость 10 километров в час. Вес — всего 1 килограмм. 2010 • декабрь

оружие ты, террористы с заложниками). После приземления бот должен как ни в чем не бывало продолжить выполнять команды оператора, показывая на экране пульта дистанционного управления всю обстановку. Тут надо сказать, что швейцарцы способны «отрядить» на разведку в городе, и внутри зданий в частности, не только колесные машины. Так, в арсенале компании есть прочная и «погодозащищенная» камера на треножнике под названием Giraffe. Конечно, она уязвима для огня противника, но в некоторых ситуациях может послужить прекрасными «глазами» группы солдат, охраняющих некую территорию. В этом отношении Giraffe является «коллегой» шпиона-бидона, хотя тот, надо сказать, маскировался. Также швейцарцы предлагают армии GunCam – крепление для пистолета или короткого штурмового автомата, оборудованное камерой и дисплеем, – для стрельбы изза угла; плюс Advanced Combat Camera System – камеру на длинном шесте – чтобы заглядывать в окна зданий (все эти симпатичные вещи можно увидеть на одном из предыдущих рисунков, показывающем продукцию компании в действии). А еще MacroSwiss придумала Claymore Camera System – 80

декабрь • 2010

Claymore Camera и «мяч» SRTC.

камеру с радиопередатчиком, монтируемую на противопехотную мину. Она позволяет владельцу взрывать мину дистанционно только при обнаружении интересующего объекта (Усамы?), игнорируя, скажем, проходящих мимо животных. Обычная мина в таком случае сработала бы. Но, пожалуй, самой яркой моделью в линейке «боевых» видеокамер от MacroSwiss является маленький «мячик» под названием Short Range Throwing Camera (SRTC), то есть «камера короткого броска». Этот упругий шарик после падения «на место работы» автоматически стабилизируется, разворачивая встроенную камеру так, чтобы она смотрела не в пол или потолок, а горизонтально, после чего начинает медленно вращаться,

передавая по радио картинку панорамы в опасной зоне. SRTC очень похож на колобок Eye Ball, только отличается в деталях устройства. Интересно, что поверхность «мячика», покрытая развитым оребрением или «иглами», роднит его со SpyRobot. И того и другого можно бросить в сторону цели с приличного расстояния, и тот и другой способны после этого «помчаться вскачь». Правда, никакие сроки «выкатки» шестиколесного шедевра швейцарцы пока не называют.

оружие

Министерство обороны Великобритании начало закупки новых 155 мм противотанковых артиллерийских снарядов SMArt 155 DM702 общей стоимостью 83 млн ф. ст. (134 млн долл США), оснащенных бесконтактными взрывателями.

военные технологии, техника

«Умный» снаряд министерства обороны Великобритании

Этот заказ был выдан дочерней компании GIWS консорциума Diehl и Rheinmetall.

SMArt 155 представляет собой снаряд с двумя формируемыми взрывом боеприпасами глубокого проникновения. На конечном участке траектории снаряд спускается на парашюте и отыскивает цель с помощью комбинированной системы на-

ведения, использующей радиолокационный миллиметровый диапазон, инфракрасный датчик и радиовысотомер. При выстреле из стандартной самоходной гаубицы AS90 снаряд должен был продемонстрировать дальность стрельбы до 22,5 км.

Стандартный боеприпас этого типа уже состоит на вооружении сухопутных войск Австралии, Германии, Греции и Швейцарии. Основным требованием британской армии было оснащение снаряда новым пластиковым ВВ вместо обычного типа Octol. 2010 • декабрь

планетарный масштаб

природа, космос, общество

Цепочки следов привели астрономов в эпоху бурной юности Луны

Отметин на теле спутника нашей планеты больше, чем вмятинок на мяче для гольфа. Неудивительно, ведь миллиарды лет назад астероиды подвергали Луну беспощадной бомбардировке. Теперь, когда ученые создали полную топографическую карту всех крупных кратеров Селены и уточнили ее состав, в истории соседки Земли удалось выделить любопытные моменты.

«Хотя топография Луны сама по себе уже исследована, нынешняя работа поднимает планку на другой уровень точности», – говорит один из авторов работы Мария Цубер (Maria Zuber) из Массачусетского технологического института.

http://www.youtube.com/watch?v=4JxuXHA3FEs&feature

Детальную модель поверхности спутника удалось разработать после расшифровки данных американского зонда Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO). Топографической картой, на которой отмечены 5185 кратеров диаметром более 20 километров,

декабрь • 2010

дело не ограничилось. С помощью все того же LRO ученые «копнули» еще и вглубь, выяснив, что в геологическом смысле Луна устроена значительно сложнее, чем предполагалось. Полученных данных оказалось так много, что их

Самые маленькие из этих кружочков показывают кратеры около 20 километров в диаметре.

хватило сразу на три статьи, опубликованные в Science, – даже обложку выпуска украсил снимок лунных кратеров. Первый материал посвящен непосредственно ударным кратерам, его ведущий автор – Джеймс Хед (James Head) из университета Брауна. Составление карты было бы невозможным без установленного на LRO лазерного альтиметра LOLA. Прибор определяет высоту деталей рельефа с погрешностью в 10 сантиметров. Как сообщается в прессрелизе NASA, анализ карты позволил ученым отсортировать кратеры по времени их появления. Затем, сопоставив эту информацию с распределеним кратеров по размерам, авторы пришли к выводу, что бомбардировка Луны в древности проходила не хаотично, а шла в два этапа. Все сталкивавшиеся когдато с Селеной объекты можно

поделить на две группы, причем та, что атаковала Луну первой, значительно чаще имела в своем арсенале крупные «снаряды». В ролике (ссылка вначале статьи) на вращающейся трех-

мерной модели Луны показаны цветом все кратеры диаметром более 20 километров. «Точка перехода от одного этапа к другому примерно соответствует времени образования моря Восточное (гигантской впадины на западном крае видимой стороны спутника), возраст которого оценивается в 3,8 миллиарда лет», – уточняет Хед, отказываясь, впрочем, от однозначного объяснения столь резкой смены параметров бомбардировки Луны. Одна из основных версий на текущий момент – гравитационное притяжение от планет-гигантов, повлиявшее

Луна, по мнению Хеда, максимально удобный для нас объект изучения: она сохраняет свидетельства космической бомбардировки, давно уже исчезнувшие на Земле из-за смещения тектонических плит и эрозии. «Я сравнил бы наш спутник с Розеттским камнем, – приводит планетолог набившую оскомину аналогию. – Изучив поверхность Луны, мы с большей вероятностью сможем расшифровать те нечеткие следы древности, что сохранились на нашей планете». 2010 • декабрь

планетарный масштаб на пояс астероидов каким-то определенным образом. Тематика второй и третьей статей схожа между собой – это информация, переданная радиометром DLRE. Написаны материалы соответственно под руководством Тимоти Глотча (Timothy Glotch) из университета Стони Брук и Бенджамина Гринхагена (Benjamin Greenhagen) из Лаборатории реактивного движения. DLRE регистрирует ИКизлучение по семи отдельным каналам, которые покрывают диапазон от 7,6 до 400 микрометров. Прибор оценивает

состав пород лунной коры, два канала при этом исследуют отраженное от поверхности солнечное излучение. Традиционно поверхность Луны представляют в виде анортозитовых возвышенностей, где увеличено содержание кальция и алюминия, – противопоставляя им базальтовые моря, где повышена концентрация магния и железа. Оба типа пород считаются первичными, то есть образованными в результате кристаллизации мантийного вещества. Новые наблюдения DLRE весьма противоречивы: хотя

Информация от прибора DLRE наложена на изображение кратера Аристарх. Вещества с высоким содержанием окиси кремния выделены красным и оранжевым.

декабрь • 2010

в целом они подтверждают правоту указанной классификации, некоторые лунные возвышенности заставили ученых сильно задуматься. Например, зонд весьма часто регистрировал повышенное содержание натрия, для анортозитовой коры не характерное. Также ученые обнаружили в нескольких областях богатые окисью кремния минералы – кварц, калиевый и натриевый полевые шпаты. Они соответствуют уже эволюционировавшим горным породам, существенно отличным от анортозита. В этих же лунных районах ранее исследователи обнаружили повышенное содержание тория – это может служить еще одним косвенным свидетельством эволюции пород. Что любопытно, DLRE не удалось выявить следы «чистого» мантийного вещества, которое, как предполагалось, должно выходить на поверхность в некоторых районах, где лунная кора сходит на нет. Ожидавшиеся учеными сигналы отсутствовали даже при изучении бассейна Южный полюс – Эйткен, старейшего и глубочайшего ударного кратера. Тут у исследователей два основных предположения: либо мантийного вещества (в предполагавшемся виде) действи-

природа, космос, общество

тельно нет на поверхности Луны, либо его площадь слишком мала, чтобы материал мог быть засечен DLRE. Возвращаясь к работе, посвященной кратерам, следует заметить, что она удачно развивает более раннее предположение. В 2005 году команда из университета Аризоны опубликовала статью в Science, в которой высказывалась гипотеза о связи временных периодов с размерами падавших на Луну объектов.

Море Восточное, диаметр которого составляет 327 километров, – один из крупнейших следов от удара на лунной поверхности.

Тогда ученые также пришли к выводу (теперь практически подтвердившемуся), что именно море Восточное должно было быть той характерной отметкой, на которой эпоха серьезных бомбардировок закончилась. Подтвердить или опровергнуть эту теорию помогут более подробные топологические карты Марса и Меркурия, которые еще предстоит составить.

Западная часть видимой стороны Луны в искусственных цветах. Синяя, гладкая область – океан Бурь, относительно молодая и менее кратерированная зона поверхности. Слева расположены, напротив, старейшие районы спутника (красным и белым отмечены наиболее высокие нагорья). В центре – большой кратер Лоренца. 2010 • декабрь

планетарный масштаб

природа, космос, общество

Рыбам на заметку: акула – хищник не только грозный, но и наделенный особенными способностями. Под этим готовы подписаться две группы биологов. Первая обнаружила, что обоняние акул имеет свои секреты. Вторая выяснила, что маршруты оголодавших хищников можно парадоксально сравнить с полетами частиц, не обладающих даже крупицами сознания.

Странные полеты помогают акулам искать добычу

Возможно, теперь ученые объяснят, отчего в ходе эволюции у акул-молотов закрепилась столь странная форма головы.

Первое открытие сделали специалисты университета Южной Флориды (USF). Команда Джейн Гардинер (Jayne Gardiner) решила выяснить, что

декабрь • 2010

для акул имеет бóльшее значение: концентрация приятного для хищника запаха жертвы или же время, когда аромат дошел до каждой из ее ноздрей.

Поясним. Любая потенциальная добыча (будь она живой, мертвой или просто раненой) оставляет в воде след вкусных запахов. Акулы ориентируются по ним, когда разыскивают свой очередной обед. Обоняние животного очень острое, и биологи считали, что решение о том, куда повернуть – налево или направо, животное принимает, мгновенно определяя, возле какой ноздри запахов больше (то есть где выше концентрация). Джейн и ее коллеги предположили, что такая техника хоть и логична, но на ее реализацию у акулы может уйти слишком много времени. Запахи в воде перемешиваются очень быстро и хаотично. По-

лучается, что хищнику, чтобы вычислить положение жертвы, необходимо в течение нескольких минут сравнивать приходящие сигналы с некой средней концентрацией. А что, если определяющим фактором является время?

Гардинер решила проверить догадки в эксперименте. Для этого ученые поместили на голову восьми американских куньих акул (Mustelus canis) специальные приборы с трубками, которые выпускали в воду близ ноздрей хищников

Джейн, вспоминает несколько исследований последних лет, которые доказали, что ориентировка лишь на концентрацию молекул может направить по неправильному пути. Однажды ученые использовали краски, светящиеся при наведении на них лазера. Выяснилось, что пиковые концентрации веществ могут наблюдаться даже на большом расстоянии от источника запаха.

Американские куньи акулы – небольшие хищники серокоричневого цвета. Обитают в основном в прибрежных водах США на западе Атлантики. Будучи преимущественно ночными хищниками, питаются небольшими ракообразными, такими как креветки и крабы. При этом полагаются M. canis в основном на «показания» боковой линии и носа.

особый «суп» из кальмаров. Сначала запах подавался к одной ноздре, потом к другой (задержку периодически меняли). Оказалось, что если временная разница между «воздействиями» составляла от 0,1 до 0,5 секунды, акулы разворачивали морды в ту сторону, откуда пришел первый сигнал. Если же временной разницы не было или она длилась больше секунды, то акулы с одинаковой частотой поворачивали в обе стороны, пишут авторы исследования в статье в журнале Current Biology. 2010 • декабрь

планетарный масштаб Во второй части эксперимента биологи проверили реакцию хищников на концентрацию запахов. К одной ноздре ученые подавали разбавленный «бульон», а через полсекунды к другой впрыскивался полноценный «суп». Но и в этом случае M. canis реагировали поворотом тела в сторону первого сигнала. «Всегда главную роль играло время», – рассказывает Гардинер в прессрелизе университета. Вероятно, по этой простой причине молотоголовые акулы слывут более быстрыми, чем их собратья, охотниками. Они способны быстрее вычислить, где находится интересная им жертва, и, вполне возможно, не в последнюю очередь благодаря тому, что их ноздри сильно разнесены в пространстве. На большой скорости передвижения обычная акула может и не заметить разницу во времени появления запаха в ноздрях, «молотам» же в этом смысле гораздо проще. Оттого их охота более быстрая и результативная. Впрочем, эту гипотезу еще нужно проверить на самих Sphyrnidae. Любопытно, что в процессе эволюции акулы перешли от широких к узким мордам, то есть нынешняя черта, несмотря на всю свою очевидную важность, не являлась определяющей. «Многие существа обладают двумя отдельными 88

декабрь • 2010

органами чувств, например ноздрями или антеннами. Всегда считалось, будто с их помощью животные определяют именно концентрацию нужных молекул в среде, отвечая на наиболее сильный сигнал. Однако в движущейся воде, как при сильном, постоянно меняющем направление ветре, определить положение

источника очень сложно», – отмечает Джейн. Второе открытие принадлежит ученым Швейцарии, Португалии, США, Ирландии и Великобритании. Их, правда, вряд ли можно назвать первооткрывателями. Так как они скорее подтвердили прежние догадки научного сообщества.

В эксперименте принимали участие шелковые акулы (на фото сверху), желтоперые тунцы, голубые марлины, китовые акулы ( на фото снизу) и рыбы-мечи.

природа, космос, общество

Двумерный пример полета Леви, состоящий из тысячи «шагов».

Но для начала о самом исследовании. Биологи провели, пожалуй, самый обширный анализ траекторий движения морских хищников. Ими были записаны и изучены порядка 13 миллионов передвижений 55 животных, относящихся к 14 различным видам. «Оборудованные» радиомаячками хищники Атлантического и Тихого океанов наплавали в общей сложности 5700 суток. Впечатляющий массив исходных данных! Выяснилось, что животные в поисках добычи далеко

не всегда двигаются хаотично (как происходит броуновское движение частиц). На территориях, не слишком богатых пищей, они «переключаются» на технику полетов Леви (Lévy flight) – случайную смесь бросков на короткие и длинные расстояния. Такое поведение, правда, не рыб, а частиц неоднократно описывали физики. В последние годы некоторые научные группы пытались обнаружить наличие полетов Леви и у живых существ, но никаких окончательных, признанных всеми выводов сделано не было. Между тем компьютерные модели показывают, что именно полеты Леви – наиболее подходящая для голодающих хищников тактика: шансы случайно встретить жертву значительно повышаются. Нынешний анализ предоставляет уверенное доказательство того, что полеты Леви

Соотношение типов поведения (хаотичного и полетов Леви) на богатой (на обоих графиках правая пара столбцов) и бедной пищей территориях.

все же используются в живой природе, а именно морскими хищниками. С выводами статьи в журнале Nature соглашаются многие ученые. Открытие поднимает массу вопросов, отмечает Wired: инстинктивное ли это поведение или же приобретенное, свойственно ли оно отдельным особям или же по каким-то своим законам распространяется на группы, как оно трансформировалось в процессе эволюции. «Поведение животных гораздо пластичнее, чем мы считали ранее. Наверняка у них в запасе еще масса стратегий и моделей передвижения», – подводит итог один из исследователей Николас Пэйд (Nicolas Pade). Кстати, группа профессора Дэвида Симса (David Sims) из британской Морской биологической ассоциации, к которой «приквартирован» Пэйд, собирается заняться изучением передвижений животных, находящихся ниже по пищевой цепи, – осьминогов и даже морских улиток. Еще одним кандидатом является «живое ископаемое» – головоногий моллюск наутилус, который остановился в своей эволюции еще сотню миллионов лет назад. Преподнесут ли сюрприз все эти существа, увидим через парутройку лет. 2010 • декабрь

игра воображения

искусство, проекты, эксперименты

Детский звездолет ежедневно летает на обитаемую планету

Мощные двигатели и тепловая защита, разведывательные планетоходы и космические мотоциклы. Эта вещь понравится не только детям. Многие взрослые в такой обстановке с охотой скинут десяток-другой лет. И вообще, если всегда быть серьезным – разве можно достичь серьезных целей в жизни? Пусть даже это постройка настоящего космического корабля. Или ненастоящего.

Эта конструкция размером с трехэтажный дом, возможно, – самая крупная игрушка на Земле. 90

декабрь • 2010

искусство, проекты, эксперименты

Если вы хотите купить билет до звезды Gliese 581, запишите адрес: Германия, Беблинген (Böblingen), тематический парк Sensapolis. Нынешним летом там впервые открыл свои люки для посетителей самый большой космический корабль, построенный для детей, – звездолет Second Solar. Он разработан для путешествия к возможному нашему «второму дому», то есть второй Солнечной системе (что и отражено в названии корабля). Именно у Gliese 581 сравнительно недавно астрономы открыли первую пригодную для жизни планету, так что легенда игры неплохо продумана. Впрочем, почему только игры? Когда-нибудь она может обернуться реальностью. А пока будущие «эйнштейны» и «королевы» протирают штанишки в многочисленных Эскизы межзвездного корабля. Сравните далее на фото с тем, что получилось. Очень близко, не так ли?

Добро пожаловать на борт!

переходах и лазах внутри колоссальной декорации. Возможно, именно они сделают еще один шаг на пути человечества к звездам. Скажем, организуют высадку людей на Марсе или, кто знает, на Титане. До Gliese 581 – чуть больше 20 световых лет. Как будем 2010 • декабрь

игра воображения

Без бластерного тира, холодильных анабиозных камер и небольшого инопланетного зверинца не обходится ни один уважающий себя звездолет.

коротать время перелета? В Second Solar есть «четырехмерный» кинотеатр, лаборатории, медицинский центр и отсек, в котором можно Основные техданные Second Solar: длина – 36 м, высота – 15, ширина – 14 м, площадь внутренних помещений 850 м2.

декабрь • 2010

искусство, проекты, эксперименты

изучать инопланетные формы жизни, а также – место для общения с разумными инопланетянами.

Все это богатство занимает три палубы, причем верхняя находится в 12 метрах над землей.

Один пришелец работает на корабле штатным «пророком», другой наблюдает за полетами детишек на космических мотоциклах (при содействии интерактивных экранов), еще одно существо указывает самым смелым путь к центрифуге, а третьи пришельцы и вовсе еще не появились на свет из инкубатора. Скучать «астронавтам» не придется.

А еще тут имеется загадочное «ядро деформации» (warpcore). Как оно устроено – не знают даже создатели звездолета. Зато знают – что оно должно делать. Странное название отсылает нас к реально существующей и не противоречащей физике теории Warp-привода, способного обмануть Вселенную, заставив корабль двигаться в тысячи раз быстрее света. Если по какой-то причине этот способ перемещения между звезд окажется невозможным, у теоретиков есть еще в запасе гипердвигатель, а также россыпь совсем уж странных приводов, вроде двигателя, меняющего фундаментальные константы или отделяющего инерционные свойства материи от нее самой. Но мы отвлеклись. Детишкам куда интереснее не теория, а практика. В ходе полета на долю посетителей «свалится» масса приключений. Тут и ремонт внешних датчиков, и астероидная атака, и обсуждение гравитационных маневров, и прочее в таком духе. Современные звуковые и видеоэффекты подкрепляют этот сценарий. Если новейший симулятор взлета шаттла нацелен на максимальную достоверность воспроизведения условий на2010 • декабрь

игра воображения стоящего космического рейса, то Second Solar – это «стимулятор фантазии», прыжок в будущее. Но выполнен он на не меньшем профессиональном уровне. За весь проект в целом, разработку конструкции кораб ля и его постройку отвечала компания Different Futures, а футуристическими интерьера-

Элементы экстерьера и интерьера изготавливали в разных компаниях, а монтаж детского космического корабля (от каркаса и до последних мелочей) вели прямо в «ангаре».

декабрь • 2010

Светодиодное освещение, стробоскопические вспышки и прочие технические изюминки добавляют кораблю эффектности. А самым маленьким посетителям аттракциона будет интересно просто поползать по самым укромным уголкам сооружения, например, провести инспекцию корабля снаружи при помощи трубы с прозрачными иллюминаторами.

искусство, проекты, эксперименты‑

Соседство корабля со сказочным замком покорителей космоса не смущает, как и то, что прямо по курсу полета стоят кресла с поджидающими «астронавтов» родителями.

ми обеспечила гиганта фирма Clostermann Design. Как и в настоящей космической отрасли, в создании Second Solar принимало участие множество специализированных коллективов и субподрядчиков. Неплохо для игровой площадки. Мимо такого симпатяги мы не могли пройти мимо, пусть этот звездолет – лишь аттракцион. Но корабль даром что детский – в проекте многое делалось «как у взрослых». Так, в ходе работ немцы применяли компьютерную систему проектирования и производства CAD/CAM. А из 2000 м2 внешней оболочки звездолета половина составлена из деталей, отфрезерованных на станках с программным управлением. Потому и вид у гигантской машины – вполне промышленный, да и внутри все выполнено очень аккуратно. Тем удивительнее узнать, что на проектирование этого чудесного звездолета, планирование работ и собственно стройку у авторов проекта ушло всего 3,5 месяца. Снимаем шляпу. То есть космический шлем. 2010 • декабрь

факты

Топ-20

Секретные проекты человечества!

Исследование космоса и инопланетных технологий породило просто массу секретных организаций и проектов в США. А затраченное количество времени и средств в очередной раз

Aquarius («Водолей») – головная организация 1 для координации всех исследований в области НЛО, генеральный проект-прикрытие.

невольно подталкивает на мысль о существовании инопланетного разума. Не верите? Тогда вашему вниманию предоставляем краткую классификацию уфологической деятельности США.

Blue Book («Голубая книга») – подпроект, 2 созданный для проведения мероприятий по дезинформации о любых операциях, связанных

бые Команды», в задачу которого входила перевозка упавших летающих тарелок, а также мертвых и живых инопланетян. Позже «Голубые Команды» были преобразованы в так называемые «Команды Альфа» для осуществления проекта «Наскок». В эти первые годы ВВС США и ЦРУ осуществляли непосредственный контроль за сохранением тайны Чужаков.

(«Гости») – кодовое название для группы из 8но –Guests трех инопланетян, иначе называемых ALFs (буквальчужие формы жизни); с 1949 года они были гостями

с пришельцами.

Cia/Nsc (ЦРУ/СНБ) – в действительности с самого начала ЦРУ было создано по указанию президента как Центральная разведывательная группа с единственной задачей – заниматься вопросами присутствия на Земле инопланетян. Совет национальной безопасности был образован для надзора за деятельностью секретных служб, в частности в плане всего, касающегося пришельцев. Delta Forces (отряды Дельта) – особое под4 разделение, специально подготовленное для охраны проектов.

правительства США. Есть сведения, что жизнь одного из них до сих пор поддерживается в холодильной камере в Лос-Аламосе. Первоначально их было шестнадцать, и они прибыли в США в обмен на шестнадцать американских офицеров. Впоследствии пятнадцать из них умерли. Гости предпочитали старую тибетскую музыку, их коэффициент интеллекта IQ превышал 200. По их утверждению, они создали все земные религии в качестве регулятора эволюции. По их словам, кровь с отрицательным резус-фактором является доказательством скрещивания рас, и ученые, с которыми они общались, не исключают такую возможность.

(«Гранат») – исследование влияния ино5Garnet планетян на эволюцию человечества. Jason Scholars («Ученики Джейсона») – тайGroom Range (Грум Рэйнч) – район в пусты- 9ное общество, созданное в 1954 году президен6не Невада, примерно в ста километрах северо- том Эйзенхауэром. В 1972 году его возглавляли занизападнее Лас-Вегаса, где испытываются летательные аппараты. Кроме того, здесь проводится испытание гравитационных двигателей и изучаются летательные аппараты неземного происхождения.

мавшие в то время пост директора ЦРУ А. У. Даллес, доктор Збигнев Бжезинский (в 1973-1976 годах – президент Трехсторонней комиссии) и доктор Генри Киссинджер. Организация подчиняется MJ12.

Grudge («Зависть») – дальнейшее развитие Luna (Луна) – кодовое название базы при7 проекта Sign. В целях дезинформации и для сбора 10шельцев на Луне, которую видели и сняли на менее важных сведений в рамках этого проекта был кинопленку астронавты «Аполло». На ней ведутся разработан подпроект «Голубая книга», реализацией которого занялась группа Grudge. За несколько лет этой группой было обработано шестнадцать томов материалов. Был создан специальный отряд «Голу-

декабрь • 2010

горные работы и размещаются большие сигаро образные корабли-базы пришельцев. На фотографиях, сделанных астронавтами «Аполло», можно различить купола, большие круглые постройки, похожие

на бункеры, огромные Т-образные горные машины, оставляющие на лунной поверхности остроугольные следы. Видны также инопланетяне, их малые и большие летательные аппараты. MJ12 – название секретной контрольной 11 группы из состава оперативного руководства. Тайное общество, созданное в 1954 году президентом Эйзенхауэром; союз состоит из тридцати двух человек и управляется Советом двенадцати, который называется MJ12. До резиденции группы в районе Мэриленда, в кругу посвященных известном как «Деревенский клуб», можно добраться только по воздуху. MJ12 занимается координацией всех проектов, связанных с инопланетянами. В него входят высокопоставленные правительственные чиновники и ученые во главе с директором ЦРУ.

Maji – сокращение от Majority Agency for Joint 12 Intelligence – Главное агентство совместной разведки. Официально Maji называется The Senior Interagency Group (SIG) – группа высших межведомственных координаторов.

Majority – общее название всех операций, связанных с любым аспектом, проектом и последствиями пребывания инопланетян на Земле. Pounce («Наскок») – отвечает за обработку 14 информации о потерпевших катастрофу космических кораблях и за изучение биологического строения их экипажей.

Redlight («Красный Свет») – занимается ис15 пытательными полетами на восстановленных кораблях инопланетян или на космических кораблях,

предоставленных ими. В свое время реализация этого проекта осуществлялась в районе 51 на базе Грум Лэйк в штате Невада. Sigma – отвечает за электронную связь с ино16 планетянами. Это первый проект, позволивший в самом начале установить контакт с пришельцами.

Snowbird («Перелетная птица») – это ко18 довое название работ по обработке инопланетных технологий космических полетов. С некото-

рого времени на строго охраняемом полигоне Грум Рейнч в пустыне Невада, в 100 км северо-западнее Лас-Вегаса, начались испытания новейших летательных аппаратов. Кроме того, здесь испытывались гравитационные двигатели и летательные аппараты неземного происхождения. В задачу данного проекта входило распространение официальной версии, что случайно увиденные гражданами летательные аппараты проекта Redlight являются ни чем иным, как экспериментальными разработками ВВС США. Такие аппараты изготовлялись с использованием обычных технологий, и при каждом удобном случае их полеты демонстрировались представителям прессы. Проект Snowbird использовался также для отвлечения внимания общественности от случаев появления НЛО, которые уже невозможно было скрыть. Реализация проекта протекала успешно, и в последующие годы количество заявлений об увиденных НЛО значительно сократилось. S4 – обмен с инопланетянами технологиями 19 предполагалось осуществлять на совместных базах. Одна из таких баз была построена в Неваде, в

районе, известном под кодовым наименованием S4, примерно в 7 милях южнее западной границы территории 51, называемой также Страной Грез. Этот район получил кодовое название «Темная сторона Луны». Со времени начала контактов с инопланетянами были получены технологии, которые значительно превзошли самые смелые ожидания. В районе 51 находится летательный аппарат «Аврора», на котором совершаются регулярные полеты в космос. Речь идет о космическом корабле многоразового использования, сокращенно называемом TAV (Trans Atmospheric Vehiele). Он может взлетать с полосы длиной 12 м, выходить на околоземную орбиту и приземляться на ту же взлетно-посадочную полосу. Сейчас в Неваде, в районе S4, имеется корабль, похожий на корабль инопланетян. Американские пилоты уже совершили на нем межпланетные полеты на Луну, Марс и другие планеты.

Sign («Знак») – в декабре 1947 года был создан «Джошуа» – это оружие, захваченное у нем17 специальный отдел, в который вошли наиболее высокопоставленные ученые. Он получил кодовое на- 20цев и уже в то время (Вторая мировая война) звание «Знак» и был подчинен начальнику разведыва- способное пробивать броню толщиной 10 см с растельной службы ВВС США (военно-воздушная база Райт Паттерсон, штат Огайо). В задачу отдела входило изучение феномена НЛО. В декабре 1948 года проект Sign был преобразован в проект Grudge.

стояния 2 км; здесь используются пучки низкочастотных звуковых колебаний. Это оружие планировалось применять против летательных аппаратов и лучевого вооружения инопланетян. 2010 • декабрь

интересно

Силиконовые имплантаты производят электроэнергию

Теперь силиконовые имплантаты могут производить электроэнергию, и благодарить за это следует новую технологию, основанную на старой, как мир, идее. Ключевым компонентом технологии является пьезоэлектрический элемент – цирконат-титанат свинца (ЦТС). Разумеется, для того, чтобы началась выработка электричества, необходимо осуществить механическое воздействие на пьезоэлемент, то есть сдавить, сжать, помассировать или нежно погладить имплантат, то есть, собственно, грудь.

Сгенерированная мощность может быть впоследствии израсходована на подзарядку мобильного телефона, плеера или, что более осмысленно, кардиостимулятора. Разработкой технологии занимается вполне серьезная научная организация – Принстонский университет, посему не приходится сомневаться в том, что однажды такой зарядник действительно сможет установить себе любая ценительница прекрасного.

Запах страха заставляет мозг работать в режиме чрезвычайной ситуации

Запах пота, который выделяет человек, испытывая чувство страха, не только регистрируется мозгом других людей, но и влияет на их поведение, сообщает New Scientist, ссылаясь на результаты исследования. 98

ноябрь • 2010

Выводы этой работы, опубликованные в сетевом издании PLoS ONE, свидетельствуют о том, что «люди способны общаться друг с другом при помощи запаха, как животные, пускающие в ход феромоны», пишет Кэролин Уильямс. Лилиан Маджика-Пароди, когнитивный нейробиолог из университета Стони-Брук в штате Нью-Йорк, и ее коллеги собрали потовые выделения из подмышечных впадин парашютистов, только что совершивших свой первый прыжок в тандеме. Эти образцы подносили к носу добровольцев, которые не знали, что за запах они вдыхают, во время магнитнорезонансного исследования мозга. У добровольцев активизировалась мозжечковая миндалина – зона мозга, отвечающая за анализ эмоций, а также зоны, задействованные при зрительном анализе, координации движений и поведении, направленном на достижение цели. Пот, выработанный в отсутствие стрессовых условий, не вызывал такой реакции, пишет New Scientist.

Nokia E-Cu – телефон с зарядкой от тепла Вы можете быть ласковы со своим телефоном? Можете согреть его своим теплом? Дизайнер Патрик Хайленд (Patrick Hyland) со своим концептом Nokia E-Cu очень на это рассчитывает. Этот мобильный телефон оснащен термогенератором, который поглощает тепло вашего тела и превращает его в электричество. Эдакая добрая «Матрица» получается, человеку снова отводится роль батарейки.

Но, что все-таки хорошо, так это новый источник энергии, пусть большой погоды при сегодняшних технологиях он не сделает, но все-таки будет какая-то страховка от внезапной потери связи. А летом он будет прямо-таки фонтанировать, миллиамперчасами. Ну и, конечно, дизайнерское исполнение концепта тоже радует, телефон получился очень изящным. 2010 • декабрь

Читайте в следующем номере:

открытие!

Астрономы нашли потенциально обитаемую планету

Немецкий академик Хартвиг Хаусдорф заявил о том, что внезапные изменения данных с межпланетДиаметр пригодной для жизни планеты ного зонда составляет от 1,2 до «Вояджер-2» 1,4 поперечников связаны с тем, Земли, а гравитация что аппарат на ее поверхности Инопланетяне был захвачен такая же, как у используют инопланетянас, или чуть-чуть выше, – сообщают «Вояджер-2» нами. астрофизики

для связи с землянами

Тайный проект Летающая крепость А также Подписной

Ин декс

Люди Идеи Технологии

100 страниц

стереоскопическое зрение автомобиля Благодаря стереоскопической камере New EyeSight автомобиль умеет точно оценивать расстояния до объектов, различает пешеходов, велосипедистов, другие автомобили и препятствия. New EyeSight умеет заранее снижать скорость при сближении с идущим впереди автомобилем, если этого не делает водитель.

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