Журнал "Компьютерра" №723
Шрифт:
Напомним, что в марте на МКС доставят и первую часть японского модуля Kibo, который окончательно планируется собрать на орбите в следующем году. АБ
"Если человек талантлив, он талантлив во всем" - эту фразу по праву можно отнести к 56-летнему американцу Дину Кэймену (Dean Kamen), помимо нашумевшего самоката Segway, успевшему отметиться инновациями в весьма далеких друг от друга областях. Чего стоят хотя бы такие его детища, как первый в мире программируемый шприц для диабетиков с контролем уровня инсулина в крови или очиститель воды, помимо своей основной задачи вырабатывающий электроэнергию. На сей раз плодовитый изобретатель явил миру роботизированный ручной протез.
Заказчиком изобретения стало агентство DARPA, в 2005 году профинансировавшее разработку сразу двух "роборук".
С выбором интерфейса управления своим детищем "рукоделам" помогло определиться сотрудничество с нейрохирургом Тоддом Куикеном (Todd Kuiken) из Чикагского реабилитационного института, нашедшим действенное средство борьбы с синдромом фантомных болей у ампутантов. Согласно разработанной им методике, после ампутации руки связанные с ней нервные окончания отныне не ведут "в никуда", а перенаправляются в область ключицы, где на них "откликаются" грудные мышцы. Снимаемые при помощи датчиков мускульные сокращения можно переводить в команды для искусственной руки. Впрочем, те из пациентов, кто прооперирован "по старинке", могут управиться с новинкой иначе - порукой тому специальная обувь, в подошвы которой вмонтированы крохотные джойстики, реагирующие на перемещение различных участков стопы. По словам первых "прирученных" пациентов, обучение новому "языку" продвигается довольно быстро. На счету наиболее талантливых учеников - такой высший пилотаж, как питье из стакана, зажатого "роборукой", а также очистка банана с ее помощью. Пока с протезом чудо-обувь связывает гирлянда проводов, но уже кипит работа над ее "беспроводной" версией.
Новинка получила прозвище "рука Люка" (Luke Arm) в честь знаменитого Люка Скайуокера. Ныне ее судьба всецело находится в руках оборонных заказчиков - если будет дан зеленый свет клиническим испытаниям, они отнимут еще не меньше года. Похоже, лишь тогда мы узнаем, станет ли изобретение Кэймена для потерявших руку пациентов столь же незаменимым, как для легендарного героя-ампутанта "Звездных войн". ДК
Любопытные наколенники - генераторы, способные вырабатывать до пяти ватт электроэнергии во время ходьбы, разработали ученые из Университета Саймона Фрейзера в Канаде.
Принцип действия новинки заимствован у гибридных автомобилей, которые используют энергию торможения для того, чтобы подзарядить аккумулятор. Так и в созданном устройстве, генератор включается только в конце каждого шага, в момент торможения ноги мускулатурой, и утилизирует преимущественно "негативную" энергию, бесполезно превращаемую в тепло.
Авторы утверждают, что найти на человеческом теле такое место, где было бы удобно прикрутить какой-нибудь генератор, так, чтобы он потреблял негативную энергию наших движений, очень непросто. Природа все устроила весьма рационально, и, например, наши сухожилия эффективно работают как пружины, запасающие лишнюю энергию и вновь отдающие ее по мере надобности. "Вакантным" местом оказались коленки - с них во время ходьбы можно получить на порядок больше энергии, чем от генераторов, монтируемых в подошвы обуви.
В экспериментах добровольцев с наколенниками просили не спеша идти по беговой дорожке и по изменению интенсивности
Авторы, однако, утверждают, что их первая модель создана лишь для проверки концепции, жизнеспособность которой блестяще подтвердилась в ходе опытов. Следующая модель будет значительно легче и, что важно, гораздо меньше мешать во время ходьбы. С ее помощью можно будет не только подзаряжать сотовый телефон, GPS-навигатор и массу других мобильных устройств. Пяти ватт вполне хватит для обеспечения работы протезов и имплантов или электронной обвязки современного солдата. ГА
Удивительный материал, в одно и то же время сильно сжимающийся и расширяющийся при нагреве, удалось синтезировать в Кембриджском университете при участии ученых из Оксфорда и Дарема.
Большинство твердых тел при нагреве слегка расширяется - как правило, на несколько тысячных процента на каждый градус. Это тепловое расширение обычно лишь мешает, поскольку приводит к вредным смещениям и напряжениям в самых разных конструкциях - от железнодорожных рельсов до компьютерных чипов. Иногда, чтобы скомпенсировать расширение, используют прокладки из редких материалов, которые сжимаются при нагреве. В кристаллах это сжатие может наблюдаться лишь вдоль одной из осей, тогда как по другим осям материал, наоборот, расширяется.
Рекорд отрицательного теплового расширения до сих пор принадлежал вольфрамату циркония ZrW2O8. Но новый кристалл - гексацианокобальтат серебра Ag3[Co(CN)6] - превысил прежний рекорд в 14 раз. Вдоль одной из осей он сжимается на 12 тысячных процента на каждый градус нагрева, а по двум другим осям расширяется на 14 тысячных процента. Это расширение не рекордное, но тоже примерно на порядок больше, чем у большинства материалов.
Ученые считают, что в первую очередь чудо-кристаллы найдут применение в оптических системах спутников, периодически подвергающихся нагреву солнцем и охлаждению в открытом космосе. Новое вещество позволит избавиться от сложных механических устройств для коррекции оптики. Возможно, этот материал будут использовать и для компенсации теплового расширения полупроводников в чипах. ГА
Шведские ученые из Университета Упсалы выдвинули новую гипотезу о структуре земного ядра. Если гипотеза окажется жизнеспособной, это может изменить современные взгляды на тепловую конвекцию внутри земного шара, механизмы формирования магнитного поля планеты и рельефа земной коры.
В соответствии с "классическими" представлениями земной шар имеет "луковичную" структуру (модель Буллена-Джеффриса): внешний слой - земная кора (толщиной 70 км); под нею - внешняя мантия (830 км), ниже - внутренняя мантия (2000 км); и, наконец, ядро, которое состоит из внешнего ядра (2100 км) и внутреннего ядра радиусом 1270 км. Между внутренним и внешним ядрами предполагается наличие переходного слоя толщиной около 100 км. Итого, радиус Земли около 6370 км. Примечательно, что внутреннее ядро, состоящее главным образом из железа, вращается с большей скоростью, чем вся остальная планета. Согласно современным исследованиям, на рельеф земной коры влияют глубинные процессы, происходящие как на границе с внешним ядром, так и внутри ядра. Например, за вулканическую активность ответственны восходящие мантийные струи, так называемые плюмы, которые, возможно, берут начало в области ядра.