Наноботы бросят вызов человеку
Ученые разработали нанотехнологию, способную полностью восстановить утерянное зрение, вживив человеку биотехнологическую сетчатку. Об успехе компании Nanovision Biosciences Inc и Калифорнийского университета Сан Диего сообщил на этой неделе журнал Sciencenewsjournal. Авторы проекта уверены, что применили сразу две революционные разработки в биоинженерии.
Фото: GLOBAL LOOK press
Впервые удалось использовать кремниевые нанопровода, дающие высокое разрешение искусственному зрению, а также внедрить беспроводное наноустройство. Поскольку наносетчатка глаза питается током, ученые разработали систему индуктивной запитки телеметрии для передачи электроэнергии без проводов. Своего рода “аккумулятор”, питающий снаружи имплантат в теле человека. Испытуемые крысы с потерянным зрением смогли вновь увидеть свет. Это означает, что в ближайшие десятилетия на Земле не останется слепых людей.
Убийцы команданте
Однако нанотехнология способна не только спасать, но и отбирать жизнь. Как сообщают издания РИА “Новости” и Pravda.ru, во властных кругах Венесуэлы смерть Уго Чавеса связывали с американским нанооружием. Издания ссылаются на портал Aporrea, который сообщал, что президенту были занесены раковые клетки. Якобы нанооружие может транспортировать разные виды наночастиц, провоцирующих инфаркт, нарушение мозгового кровообращения, остановку дыхания, СПИД, рак. В этой связи вспоминается череда раковых заболеваний у всех лидеров Южной Америки, которые отказались поддерживать стратегию США в этом регионе. В 2011 г. раком заболели следующие президенты. Рак простаты нашли у Уго Чавеса. Президент Аргентины Кристина Киршнер заболела раком щитовидной железы. Раком кишечника – президент Перу. Экс-президент Бразилии Луис ди Сильва – раком гортани. В 2009 г. президент Бразилии Дилма Руссефф заболела раком лимфатической системы. В день смерти Чавеса вице-президент Николас Мадуро заявил в обращении к нации:”Нет никаких сомнений в том, что здоровье команданте Чавеса подверглось нападению противника”.
В то же время сами американцы говорят об угрозе нанооружия со стороны террористов. Известный физик Луис Дель Монте, автор исследований по искусственному интеллекту и бывший глава разработок микроэлектроники в IBM, выпустил в 2017 г. книгу “Нанооружие: растущая угроза человечеству”. Дель Монте уверен, что в 2020-х гг. террористы овладеют нанооружием. Вместо классических взрывов нанороботы будут терроризировать власти и население заражением водоочистных сооружений в мегаполисах. Незаметно распылять нанодронами биологическое оружие на стадионах и мероприятиях. Эти опасения еще раньше, в 2010 г., озвучивал Пентагон, говоря о создании террористами искусственной микропыли, а наноботы будут проникать в организм человека в качестве технического вируса. Это позволит брать в заложники людей не за счет похищения, а путем контроля над организмом.
Сейчас многие вещи кажутся фантастикой, хотя большая часть уже испытывается учеными. Например, мало кто слышал про наноматериал графен, чья прочность в двести раз превышает прочность стали, а толщина в миллион раз меньше человеческого волоса. При этом материал хорошо проводит тепло и энергию. Пока его стоимость не конкурентна – 1 мкр метр – $1200, но с удешевлением производства навсегда изменится мировая отрасль тяжелой промышленности. Бронетехника может получить свое второе рождение, выживая после ракетных ударов. Противостояние на поле боя будет проходить не только между роботами, но и между наноботами, которых будут посылать с ракетами, дронами для разложения на атомы вражеской техники.
Раковые клетки – взбунтовавшиеся наноботы
Что же из себя представляют нанотехнологии? Размеры наномикронов столь малы, что речь идет о манипулировании и управлении материалами на атомном и молекулярном уровне. Для ясности стоит привести сравнительный пример. Нанометр в миллион раз меньше длины муравья. Лист бумаги имеет толщину в 100 тыс. нанометров. А соотношение метра и нанометра сравнимы с соотношением планеты Земля и детской игровой площадкой во дворе. Что же делает наноробот? Это частица с заданной программой, способная прибыть на место и забрать нужные атомы буквально из всего материального. Отвергать роль и влияние нанороботов равносильно отрицанию живого организма. Ведь в данный момент каждый из нас имеет внутри триллионы нанороботов, работающих в клетках. Они носят биологическое название – рибосомы. Эти нанороботы запрограммированы ДНК на создание специфического белка для организма. А вот раковые клетки – это как раз сломанные нанороботы, которые перестали выполнять заданную нашим ДНК программу и стали жить сами по себе. Опасность наноботов, созданных человеком, абсолютно идентична. Если эти роботы имеют программу самовоспроизводства, но при этом выйдут из-под контроля человека, то способны разрушить если не мир, то все человечество. Это будет раковой опухолью планеты. Однако страх никогда не останавливал ученых на пути открытий.
Уровень нанотехнологий растет столь стремительными темпами, что проникает во все большее число сфер и отраслей. В медицине созданы сотни решений при помощи нанотехники. Даже российские ученые в 2016 г. сообщили, что смогут лечить рак при помощи нанороботов, витамина В2, введения ботов в раковые клетки и облучения их лазером. Объем опухоли уменьшается на 90%, заверяет ученый Евгений Хайдуков из Центра кристаллографии и фотоники РАН. С 2020 г. будет активно развиваться хранение огромных информационных данных в наноносителях, начнут внедрять сверхмощные материалы в строительстве и обороне, создавать нанооружие массового поражения. И в конце концов произойдет подключение человеческой нервной системы через нанороботов к глобальной Сети.
Нано: от двигателя до ДНК
Сегодня уже создан самый маленький двигатель из одного атома. Разработана ДНК, которая служит командным пунктом для наноботов, программируя на действия. Появились боты с силой, превосходящей в разы их вес, подобно муравьям. И даже до спермы мужчин добрались ученые со своими нанотехнологиями. В Нидерландах создали сперму из ботов, которые контролируются слабыми магнитными полями. По оценкам экспертов, рынок мировой наноиндустрии вырастет к 2020 г. до $75,8 миллиарда. В дальнейшем его прирост будет кратным. Помимо техники, вооружения и медицины, ученые уже нашли применение наночастицам в экологии. Исследователи Национального университета Сингапура создали нановолокно для прозрачных фильтров, способных очищать воздух. Издание Sciencedaily сообщает, что разработчики достигли 90% очистки воздуха от опасных частиц. Важным преимуществом изобретения является его многофункциональность. Нановолокно способно блокировать ультрафиолетовые лучи, а также улучшать освещение и видимость в помещениях. Технологию можно будет внедрять как на предприятиях с вредными выбросами, так и в бытовых условиях. В ближайшем будущем прозрачная пленка появится на окнах, дверях, в респираторах. Создатели позаботились и об универсальности внедрения. Нанофильтр будет продаваться в виде полуфабриката. При желании любой человек сможет сформировать нужную форму фильтра, интегрировав в жилое помещение. В первую очередь спрос будет в Китае и Индии, где стремительно ухудшаются экологические условия. В будущем авторы проекта планируют внедрить в технологию функцию антибактериального действия.
Нанотехнологии многое дадут человеку, но и запросят свою цену. Прежде всего это будет ликвидация ряда профессий и личной жизни. Исчезнут многие профессии, которые на себя возьмут нанороботы. Например, медицинская диагностика, уборка помещений, охрана, армейская пехота. Вместе с интернетом нанотехнологии изменят социальные формы и многовековые уклады в среде. Мир станет опасным и прозрачным, как в романе Оруэлла “1984”.
Учеными калифорнийского университета создан наноробот
Еще совсем недавно в России о том, что такое нанотехнологии, знал лишь довольно узкий круг людей. Сейчас о них знают все. Это те самые опережающие технологии, которые должны вывести нашу страну на самые передовые рубежи технического и научного прогресса и сделать ее процветающим государством. Однако эти технологии вполне могут уничтожить человечество в течение уже ближайших 50 лет.
Человечеством всегда владели две страсти — гигантомания и миниатюризация. Все гигантское приближало человека к богам, а все маленькое — погружало его в себя, в свой внутренний мир.
Первый российский нанотехнолог, описанный Лесковым в повести «Левша», своими технологическими изысками испортил дорогую аглицкую заводную блоху. Подкованная микроскопическими подковками и наноскопическими именными «гвоздочками», она уже не могла танцевать, что делала до того без проблем. О том, что легендарный Левша был именно нанотехнологом, можно судить уже по этой его фразе: «Если бы был лучше мелкоскоп, который в пять миллионов увеличивает, так вы изволили бы, — говорит, — увидать, что на каждой подковин-ке мастерово имя выставлено: какой русский мастер ту подковку делал». Пять миллионов — это именно то увеличение, с которым работают главные нанотехнологические инструменты современности: тоннельные и атомно-силовые микроскопы.
Термин нанотехнологии связан с греческим словом папист («карликовый»). Нанометр — одна миллиардная часть метра. Эта величина меньше, чем длина световой волны и всего в несколько раз больше диаметра среднего атома. Идея, положенная в основу нанотехнологических принципов, проста и понятна каждому: почти любой прибор из тех, с которыми мы работаем, можно уменьшить, и при этом он не потеряет своих рабочих качеств. О том, что такое вообще возможно, люди начали задумываться примерно тогда же, когда появились первые сложные электронные аппараты. В 1931 году был опубликован рассказ Бориса Житкова «Микроруки», в котором герой при помощи построенных им микроманипуляторов охотится на микробов. В 1959 году нобелевский лауреат по физике Ричард Фейнман сделал в Калифорнийском университете доклад под названием «Там внизу много места». Именно эту лекцию считают первым научным трудом, посвященным нанотехнологии. Хотя тогда такого термина еще не существовало. В научный обиход слово «нанотехнология» ввел в 1974 году японский физик Норио Танигути. Его подхватил американский ученый Ким Эрик Дрекслер, ставший одним из главных теоретиков и пропагандистов нарождающейся нанонауки. В 1986 году он опубликовал свой труд «Машины созидания: наступление эры нанотехнологий», в котором предсказал появление микроскопических, невидимых простым глазом, машин «ассемблеров», умеющих собирать всевозможные конструкции из отдельных атомов и молекул. К тому времени его идеи уже не выглядели такими уж фантастическими хотя бы потому, что у ученых уже был вполне рабочий прибор, с помощью которого атомы и молекулы можно было не только рассмотреть, но и перемещать, — это растровый туннельный микроскоп, созданный в 1982 году в швейцарской лаборатории IBM. В 1986 году создатели туннельного микроскопа получили высшую научную награду — Нобелевскую премию по физике. В том же 1986 году был создан и более совершенный прибор — атомный силовой микроскоп.
С тех пор открытия в области нанотехнологий происходили одно за другим. Еще в 1985 году были открыты фуллерены — шаровидные молекулы углерода, а из них потом были созданы первые одноэлектронные нанотранзисторы. В 1991 году в Японии были получены первые углеродные нанотрубки (диаметром примерно в 1 нанометр), которые считаются сейчас одним из самых перспективных наноматериалов. В 1998 году датские ученые создали первый атомный триггер, состоящий из одного атома кремния и двух атомов водорода.
Сейчас мы уже даже в быту часто пользуемся плодами на-нотехнологий, не подозревая об этом, и электроникой область их применения вовсе не исчерпывается. К примеру, диски DVD без нанотехнологий было бы просто невозможно создать. Выпускают одежду с нанодобавками, которые предохраняют ее от загрязнения и делают немнущейся, производят носки, в которые «вплетены» наночастицы серебра, убивающие вредоносные бактерии и грибки, продают крем, содержащий на-нокапсулы с витамином А, которые благодаря наноразмерам легко проникают под кожу и разглаживают морщины буквально в течение минут. И это только начало пути.
Самые интересные перспективы, безусловно, — в области конструирования микроскопических машин, нанороботов. Именно с ними связаны наиболее дерзкие замыслы нанотехнологов. Машины, способные работать с отдельными атомами и молекулами, могут не просто улучшить жизнь человека, но и в корне преобразовать ее. Более того, по прогнозу многих ученых, такие машины могут вывести и самого человека на качественно новый уровень. Все начнется с создания медицинских нанороботов — микроскопических, размером с бактерию, машин, предназначенных для обслуживания и ремонта человеческого организма. Согласно прогнозам, первые такие машины должны появиться уже в течение ближайших 10–15 лет. Первоначально в числе их основных задач будет донесение медицинских химических препаратов до того места, в котором они нужны. Таким образом, можно будет сократить дозы лекарств в сотни и тысячи раз, увеличив при этом их эффективность. Далее медицинские нанороботы начнут собирать данные со всего организма, проводя его полнейшую диагностику, уничтожать раковые клетки, разбивать тромбы, заживлять внутренние раны, сращивать лопнувшие сосуды, бороться с бактериями и даже с вирусами. Такие нанороботы сделают человека почти бессмертным. Наиболее смелые прогнозисты считают, что со временем человек научится с помощью живущих в нем наномашин почти произвольно модернизировать свое тело, подстраивая его под условия внешней среды: стало холодно — шустрые медицинские нанороботы быстро сооружают под кожей мощную жировую защиту, стало жарко — они эту защиту уничтожают.
Не меньшие надежды возлагаются на сельскохозяйственных роботов, силами которых планируется справиться с дефицитом продуктов питания. Сейчас органические и неорганические вещества по пути к нашему столу испытывают целую цепь промежуточных преобразований. Сначала из почвы они всасываются корневой системой растений. Затем из них строятся сложные растительные белки и жиры. Далее это растение съедает, например, корова. В ее пищеварительной системе эти белки распадаются на более простые составляющие. После этого из них формируются новые белки и жиры, из которых получается молоко. Затем человек «заправляет» это молоко специальными бактериями либо пропускает его через сепаратор и уже тогда получает на выходе масло, сметану, творог, кефир, сыр и прочие молочные продукты. «Продуктовые» нанороботы позволят свести эту цепочку к одному единственному превращению: они будут извлекать из почвы, находящейся в специальных емкостях, необходимые элементы и сразу «складывать» из них сыр. Или творог, или молоко, или мясо.
Питают огромные надежды и военные. Они же, кстати, выступают как одни из основных инвесторов в этой области. В 1996 году нанонаука была провозглашена в США одним из шести главных стратегических военных направлений. В 2000 году американские военные выделили на исследования в этой области 70 миллионов долларов. Спустя три года сумма выросла до 201 миллиона долларов. Такой интерес вполне понятен: невидимое оружие, созданное с помощью нанотехнологий, может обладать не меньшей силой, чем ядерное, и при этом быть лишено его недостатков. Например, медицинскому нанороботу поставлена принципиально иная цель — не лечить, а убивать. По расчетам специалистов, оптимальный размер боевого малютки составит 200 мкм, то есть пятая часть миллиметра. Он будет способен самостоятельно находить цель и уничтожать ее, впрыскивая, скажем, токсин ботулизма (смертельная доза для человека составляет около 100 нанограммов). Боевой наноробот сможет нести в себе несколько десятков смертельных доз токсина. При этом в один чемодан можно уместить до 50 миллиардов таких роботов-убийц, чего с избытком может хватить для того, чтобы убить всех людей на Земле. Для производства не потребуются огромные заводы и комбинаты, вполне достаточно будет лаборатории. Обнаружить наступающих роботов-убийц будет практически невозможно, доставить необходимую партию на место — элементарно.
Наконец, вершиной развития нанотехнологий можно считать то, что Станислав Лем в фантастическом романе «Проверка на месте» назвал «разумной средой обитания», — когда все пространство вокруг человека (и внутри него) усыпано наномашинами, которые только и ждут от человека заданий: что им сделать. Решил человек отдохнуть — это почувствовали работающие в нем нанороботы-датчики и передали команду наружу. Окружающие машинки команду приняли, сцепились друг с другом и моментально соорудили стул, или кровать, или автомобиль. Пропала необходимость в стуле/кровати/автомобиле — вещь тут же растаяла в воздухе, рассыпалась, потому что была лишь нужной временной комбинацией наномашин. В начале 1990-х годов, когда писался роман, сам автор считал, что на создание такой «разумной среды» уйдет не менее 500 лет. Сейчас, учитывая то, какими темпами развиваются нанотехнологии, футурологи уже передвинули дату «оразумливания» окружающего пространства на начало будущего века.
Не стоит думать, что нанороботы будут страшно дорогими. Первые, конечно, будут очень дороги, зато их стоимость в дальнейшем опустится до нуля. И дело тут даже не в удешевлении технологий и не в массовом производстве, а в том, что для нормального развития производство нанороботов должно быть и будет возложено на плечи (точнее на манипуляторы) самих нанороботов. По замыслу идеологов нанотехнологий, наномашины должны (для успешной работы) обладать способностью к редупликации, или, проще говоря, к размножению. Как это делают бактерии.
Возможность такого процесса просчитана уже давно. Дрекслер в своих «Машинах созидания» рассказывает о нем уже в IV главе, названной «Машины изобилия».
«Представьте, — пишет он, — что подобный репликатор (самовоспроизводящаяся машина), плавающий в бутылке с химикатами, делает свои копии… Первый репликатор собирает свою копию за одну тысячную секунды, затем уже два репликатора собирают еще два за другую тысячную долю, теперь уже четыре собирают еще четыре, а восемь собирают еще восемь. Через 10 часов их уже не 36, а 68 миллиардов. Менее чем за день они наберут вес в тонну, менее чем за два дня они будут весить больше, чем Земля, еще за четыре часа их вес превысит массу Солнца и всех планет вместе взятых — если только бутылка с химикатами не опустеет задолго до того времени».
С этим процессом редупликации и связана главная опасность нанотехнологий, названная тем же Дрекслером «серой слизью». В VII главе, «Машины разрушения», он говорит, что даже самые ранние самовоспроизводящиеся нанороботы, если их оставить без контроля, весьма быстро смогут «победить» своих естественных конкурентов — растения, улавливающие солнечную энергию, которая будет необходима нанороботам для «жизни», и бактерии, которых они просто оставят без пропитания. Проще говоря, нанороботы вытеснят их из природы точно так же, как современные искусственные автомобили вытеснили естественных лошадей. Гибель растений и бактерий моментально обернется гибелью практически всей земной биосферы, место которой займет нанотехнологическая «серая слизь». Это выражение напоминает не о цвете и не о структуре получившегося вещества: «Несмотря на то, что массы неконтролируемых репликаторов не обязаны быть ни серыми, ни слизеобразными, — пишет Дрекслер, — термин “серая слизь” подчеркивает, что репликаторы, способные уничтожить жизнь, могут быть не такими вдохновляющими, как единственный вид лопуха. Они могут оказаться “превосходящими” в эволюционном смысле, но это не обязательно делает их ценными».
Для описания катастрофы, которая может произойти при выходе наномеханизмов из-под контроля человека, учеными был даже введен специальный термин — экофагия (от греческих слов, означающих «дом» + «пожирающий»). По одному из сценариев, предложенному российским ученым, доктором технических наук, лауреатом Государственной премии СССР Евгением Абрамяном, в одном из наноустройств, предназначенных для разложения промышленных отходов на безопасные составляющие, происходит сбой, после которого оно начинает уничтожать полезные вещества биосферы, необходимые для жизни людей. Если при этом оно начнет еще и размножаться, то остановить его будет практически невозможно. В другом варианте — самовоспроизводящийся наноаппарат, также в результате сбоя, начинает бесконтрольно размножаться (примерно как это делают раковые клетки). Для размножения он использует подходящие молекулы и атомы, до которых может дотянуться. В этом случае «онкозаболевание» нашей планеты будет развиваться стремительно: на то, чтобы уничтожить все живое, мутировавшим наномашинам потребуется от нескольких суток до месяца.
Как же обезопасить себя от такой заразы? Наноинженеры предлагают пока отказаться от идеи «самоплодящихся» нанороботов и производить их исключительно с помощью специальных манипуляторов, которые в крайнем случае можно будет просто выключить. Однако совершенно ясно, что таким способом нам сложно будет «наплодить» необходимое количество наномашин. И потом, когда-нибудь нанотехнологии станут настолько доступны, что ими сможет воспользоваться даже школьник. И рано или поздно один из них соберет-таки самовоспроизводящегося наноробота, как в 1981 году 14-летний Ричард Скрента «собрал» первый компьютерный вирус «elk cloner». Диапазон этого «рано или поздно» для нас составляет, по различным оценкам, от 20 до 50 лет, в течение которых нам следует придумать, что можно будет противопоставить опасности.
Как работает первый российский автомобиль, управляемый силой мысли
Попытки создать автомобиль на мысленном управлении в мире уже случались. Еще в 2011 году немецкие инженеры из лаборатории AutoNOMOS продемонстрировали программу, которая превращала обычный Volkswagen Passat в автономное транспортное средство, подчиняющееся командам мозга. Однако дальше пары экспериментов дело не сдвинулось.
Год назад похожий эксперимент провела компания Hyundai. Правда, система управления автомобилем была упрощена донельзя — позитивные мысли активировали педаль газа, а негативные и отвлеченные — тормоз. Никаких иных маневров экспериментом предусмотрено не было, а разработка носила по-видимому исключительно рекламный характер, ведь дальнейших попыток развития и внедрения ментального управления Hyundai не предпринимала.
Теперь за дело взялись россияне — специалисты лаборатории интеллектуальных биомехатронных технологий Нижегородского государственного университета имени Лобачевского и производитель электромобилей Zetta. На выставке Вузпромэкспо в Москве они представили концепт первого российского нейромобиля. Да, пока это лишь тестовый макет, но создатели уже получили грант на дальнейшую реализацию проекта — теперь у них есть 250 млн рублей и 3 года на то, чтобы создать полностью готовый к эксплуатации предсерийный прототип нейромобиля.
Как это выглядит
Снаружи нейромобиль неказистый, квадратный и очень маленький (1,3 метра в ширину и меньше 3 метров в длину). Он напоминает коммерческие фургончики, называемые в народе «каблучками». Такая форма выбрана разработчиками не случайно — в первую очередь нейромобиль предназначен для тех людей, которые по объективным причинам не могут управлять обычным автомобилем, то есть для инвалидов. Именно поэтому основная дверь нейромобиля — задняя. Одно нажатие кнопки — дверь поднимается вверх, задняя часть автомобиля опускается, выезжает пандус, и водитель может спокойно заехать внутрь.
Внутри автомобиль так же аскетичен — в нем нет множества ненужных инвалиду элементов. По понятным причинам не предусмотрено даже сидений. На всякий случай сзади имеется выдвижное кресло, если в качестве пассажира будет ехать здоровый человек.
Как это работает
— Ментальные команды автомобилю передает специальная программа, которую перед началом эксплуатации водитель должен настроить под себя. На голову надевается специальная шапочка с множеством датчиков, анализирующих активность головного мозга. Далее программа предложит водителю подумать, например, о повороте направо, затем о повороте налево. Компьютер визуализирует активность мозга в виде графиков и в последующем будет сравнивать мысли водителя с имеющимися в его арсенале командами, — рассказывает Никита Григорьев, студент Нижегородского государственного университета имени Лобачевского и один из разработчиков проекта.
Сейчас водителю приходится не только каждый раз натягивать на голову «шапочку» с датчиками, но и с помощью шприца периодически смачивать электроды специальным гелем, который улучшает качество сигнала. В течение ближайших двух лет разработчикам предстоит придумать, как избавить водителей от такой необходимости и как сделать датчики максимально незаметными и не мешающими комфорту водителя.
Пока набор команд, которые может запомнить нейромобиль, весьма ограничен — не более пяти. Подчиняется командам транспортное средство пока не идеально, но в ближайшие два года систему усовершенствуют — намерения водителя будут определяться не только по активности мозга, но и по дополнительным сигналам, например, по движению глаз.
Сколько это будет стоить
Нейромобиль планируется сделать полностью электрическим, да еще и обеспечить его внушительным запасом хода — от 200 до 600 км без подзарядки. При этом его стоимость, по предварительным расчетам компании Zetta, будет сопоставима с самыми бюджетными седанами — от 550 до 900 тысяч рублей.
Для сравнения, у одного из самых популярных электромобилей мира Nissan Leaf запас хода на одной зарядке составляет всего 175 км, при этом купить его в России можно не менее чем за 1,5 млн рублей.
Каким образом Zetta намерена сделать электромобиль, да еще и с ментальным управлением втрое дешевле, чем у конкурентов, пока непонятно. Но флаг им в руки!
В России будет создан автомобиль, движимый силой мысли
“Я управлял автомобилем силой мысли”
Поделиться сообщением в
Внешние ссылки откроются в отдельном окне
Внешние ссылки откроются в отдельном окне
В Германии создан автомобиль, которым можно управлять лишь силой мысли. Корреспондент BBC Future поговорила с водителем и его командой о том, какими дьявольски изощренными навыками нужно обладать, чтобы вести машину, приводимую в действие человеческим разумом.
Хенрик Матцке – в кресле водителя автомобиля, который вот-вот совершит весьма не свойственный для обычных автомобилей маневр. Машина приближается к перекрестку. Хенрик мгновенно концентрируется, чтобы заставить машину повернуть. Рулевое колесо начинает вращаться, машина поворачивает направо и едет дальше, набирая скорость.
Матцке сидит, положив руки на колени, а машиной управляет только с помощью мысли.
Автомобиль – серийный VW Passat универсал. От обычной машины его отличает дополнительное оборудование: видеокамеры, лазерные сенсоры, радары и антенна GPS. Приборы передают на бортовой компьютер трехмерную картинку того, что окружает машину.
Водитель – член команды специалистов из Свободного университета в Берлине, которые реализуют проект, названный ими Brain Driver, “Водитель, управляющий машиной с помощью мысли”. Участники надеются, что им удастся исследовать механизмы, посредством которых сигналы мозга будут распознаваться и интерпретироваться автомобилями и “умными домами”.
Каково это – управлять полуторатонным транспортным средством силой собственного разума?
Исходный посыл проекта Brain Driver состоял в том, чтобы построить систему, позволяющую человеку с ограниченными физическими возможностями прокладывать свой курс в окружающем мире. Помимо автомобилей, команда разработчиков намерена использовать эту технологию в инвалидных колясках. Brain Driver, по замыслу авторов, позволит пользователям управлять машинами и колясками, мысленно подавая команды “направо”, “налево” и “вперед”.
Воплощение мечты оказалось трудным делом. Адальберто Лларена, специалист по робототехнике в проекте Brain Driver, говорит, что команда столкнулась с двумя основными проблемами, связанными с “железом” и людьми. Что касается “железа”, они пытались сконструировать коммерчески окупаемое устройство, способное слышать “шепот мозга” и преобразовывать его в сигналы, приводящие в движение машину. По части человеческого фактора, им предстояло разработать нечто, что легко освоят обычные люди в реальной жизни.
Brain Driver состоит из надеваемой на голову гарнитуры c 16 датчиками, которые отслеживают электрические импульсы, подаваемые мозгом. Клинические приборы обычно оснащены 32 датчиками, но Лларена и его команда пытаются создать устройство, которое было бы как можно более компактным, дешевым и необременительным для пользователя.
“Мы думаем, что и 16 датчиков – это слишком много, – говорит он. – И пытаемся понять, можно ли убрать половину из них”. Есть, однако, предел, за которым сигналы становятся слишком слабыми. Специалисты уже сейчас работают со сверхслабыми токами, излучаемыми мозгом, пытаясь прочитать и интерпретировать их. «Это то же самое, как если бы мы установили микрофон по одну стороны стены и попытались расслышать кого-то одного из миллиона людей, кричащих по другую сторону», – говорит Лларена.
Я думал обо всем – морском береге, красных кубиках, красных кругах Хенрик Матцке,
Прочитав все сигналы, исходящие из черепной коробки человека, система должна преобразовать их в инструкции для автомобиля или инвалидной коляски. По замыслу, водитель сосредоточенно думает о том, чтобы повернуть направо, а затем, когда нужно, столь же ясно думает о повороте налево. В это время электроды улавливают и передают команды на совершение определенного действия.
Но мысли вовсе не обязательно должны быть столь же простыми, как слова “налево” или “направо”. Это может быть и нечто абстрактное, вроде места или формы.
“Процесс был весьма длительным, поскольку я совсем не представлял себе, что делать. Я думал обо всем – морском береге, красных кубиках, красных кругах”, – рассказывает Хенрик Матцке. В конце концов, он понял: если вообразить красный кубик, а затем представить себе, что кубик движется вперед внутри его черепа, можно и машину заставить двигаться вперед. Если он подумает, что кубик движется влево, он сможет поехать налево.
Позднее команда разработчиков поняла, что на самом деле Матцке активировал двигательную область коры головного мозга, то есть запускал процесс посылки сигналов достаточно сильных, чтобы их можно было уловить.
“В моем случае все было довольно просто”, – говорит Матцке под хохот коллег. “Ребята смеются, потому что у них это не получается”, – объясняет он. Это и есть тот самый вызов, который сводится к человеческому фактору: добиться тренировкой, чтобы твой мозг посылал сигналы, которые могла бы правильно интерпретировать машина, действительно трудно. Даже Метцке, который по характеру был самым непосредственным из всех членов команды, говорит, что ему понадобился не один месяц, прежде чем он смог почувствовать себя достаточно уверенно для управления машиной или коляской.
“Я добился почти 70-процентной уверенности, – говорит он. – Но ведь нельзя же сесть за руль автомобиля и сказать: “Я уверен на 70%”. После нескольких месяцев тренировок он мог совершать маневры на летном поле в бывшем берлинском аэропорту Темпельхоф. Там он не рисковал попасть в аварию, если вдруг шальная мысль залетит в голову (на дорогах общего пользования не разрешено ездить на автомобиле, управляемом силой мысли).
Матцке относится к своим экспериментам без особых эмоций. “Не так уж это и странно, – говорит он. – Ведь мы уже создали автономные машины. Если сидишь в машине, которая едет сама по себе, не будешь удивляться, когда заставишь ее ехать по команде собственного мозга”.
Существуют, впрочем, определенные ограничения. Пока все команды бинарны или двоичны, то есть, по сути, заранее заданы и конкретны. Нельзя скомандовать “чуть левее” или “чуть правее”. Нельзя пока и регулировать скорость при движении вперед. Водитель, управляющий машиной с помощью мысли, должен быть постоянно сосредоточен, но при этом не напряжен.
Трудности такого рода уже доставили немало разочарований обладателям роботизированных протезов рук, управляемых силой мысли. Чтобы научиться пользоваться ими, нужны месяцы изнурительных тренировок.
Многие люди, лишившиеся конечностей, находят этот процесс слишком утомительным. Некоторые из них отказываются от использования роботизированных протезов. Они говорят, что ими слишком тяжело пользоваться.
Лларена хочет избежать этого в случае с автомобилем, управляемым командами мозга, поэтому разработчики стремятся упростить систему. Она должна меньше зависеть от команд мозга типа “повернуть налево – повернуть направо”. Мозг должен лишь выбрать место назначения, а остальное машина или коляска сделают сами.
Иными словами, вместо того, чтобы заставить коляску объезжать каждый угол в квартире, пользователь посылает мысленный сигнал “кухня!”, и коляска сама привезет его туда.
В будущем имплантированные в мозг электроды позволят сделать процесс управления более тонким, говорит специалист по обработке сигналов мозга Омар Мендоса, который работает вместе с Ллареной. “В этих случаях можно рассчитывать на по-настоящему хорошие результаты”, – продолжает он. Однако люди с серьезными ограничениями физических возможностей могут и не согласиться на операцию на мозге ради восстановления собственной подвижности.
Пока никто еще не готов выпустить на дорогу автомобиль, управляемый мыслью, или предоставить свою квартиру под эксперименты с инвалидной коляской, действующей по такому же принципу
Лларена и его команда – не единственные, кто пытается разрабатывать автомобили и коляски для людей, не имеющих возможности физически управлять ими. Несколько лет назад компания Toyota работала над проектом инвалидной коляски, управляемой командами мозга. Еще одна команда инженеров сумела снова усадить за руль бывшего автогонщика с парализованными руками и ногами. Вместо того чтобы посылать машине сигналы мозга, он управлял ею наклонами головы и скрежетом зубов.
Пока никто еще не готов выпустить на дорогу автомобиль, управляемый мыслью, или предоставить свою квартиру под эксперименты с инвалидной коляской, действующей по такому же принципу. Прежде чем это произойдет, должна быть создана более простая система управления и разработаны более устойчивые и надежные алгоритмы, которые вмешивались бы в процесс управления, если водитель вдруг отвлечется или замешкается. Пока ученые не решат эту проблему, вам не суждено увидеть, как на дороге вас обгоняет автомобиль, управляемый силой мысли.
В настоящее время Хенрик Матцке – один из очень малого числа людей, отправляющихся в путь на машине, управляемой разумом.
Об авторе. Роуз Ивлет в своих статьях исследует, как люди распутывают головоломки, предлагаемые им наукой и технологиями. Она печатается в таких изданиях как Nautilus magazine, NOVA и Scientific American.
Прочитать оригинал этой статьи на английском языке можно на сайте BBC Future.
В России создадут управляемые силой мысли автомобили
Ученые из Нижегородского государственного университета имени Лобачевского (ННГУ) представили полноразмерный макет разработанного ими нейромобиля на 9-й Международной промышленной выставке “Иннопром” в Екатеринбурге. По замыслу конструкторов, управлять такой машиной можно будет силой мысли.
Об этом “РГ” сообщил руководитель лаборатории интеллектуальных биомехатронных технологий ННГУ Василий Миронов. По его словам, прообраз будущего нейромобиля вызывает интерес у посетителей.
Полноразмерный макет первого в РФ нейромобиля впервые был официально представлен в конце прошлого года на выставке “Вузпромэкспо-2017” в Москве.
Напомним, заказчик проекта – Министерство образования и науки РФ – в прошлом году выделил ННГУ грант в размере 250 миллионов рублей. Проект рассчитан до 2020 года.
– Сейчас создан ходовой макет нейромобиля размером 3,5 метра в длину и 1,8 метра в ширину, – рассказал Василий Миронов. – Модель представляет собой гибридный сенсор, который регистрирует намерения пилота двигаться на машине вперед, назад, вправо, влево или затормозить. Первый этап работы над нейромобилем завершен. На его реализацию ушла пятая часть общего объема средств – 50 миллионов рублей.
В последующем система управления нейромобиля станет иерархичной. Машина не только станет следовать по мысленным указаниям пилота, но и помогать принимать правильные решения в условиях динамичной среды при наличии других участников дорожного движения.
По словам Василия Миронова, стоимость нейромобиля для потребителей составит от 500 тысяч рублей. В первую очередь он предназначен для людей с ограниченными физическими возможностями и пожилых.
Научный коллектив кафедры цветных металлов и золота Московского института стали и сплавов (МИСиС) под руководством приглашенного профессора Александра Громова разработал способ получения альтернативного экологически чистого топлива (водорода) из отходов алюминия и цветных металлов. Переработка одной банки объемом 0,33 литра из-под газированного напитка по новой технологии даст топливо для 20 метров автопробега.
В РФ создадут автомобиль, управляемый. силой мысли
ИА SakhaNews. Нижегородский государственный университет имени Лобачевского (ННГУ) получит грант в размере 250 млн рублей на создание автомобиля, управляемого силой мысли. Нейромобиль будет предназначен для маломобильных граждан, пишет “Российская газета”.
Система сможет регистрировать мультимодальные сигналы мозга человека и передавать команды транспортному средству. Кроме того, она будет регистрировать и обрабатывать в режиме реального времени данные дорожной обстановки, выявлять потенциально опасные маневры. Результаты этой работы водитель сможет увидеть с помощью средств дополненной реальности.
Основу двигательной системы нейромобиля составит техническое решение с использованием бестрасмиссионной платформы с интегрированными асинхронными мотор-колесами.
Поделиться в соцсетях
Добавить комментарий:
ЧТО ВЫ ДОЛЖНЫ ЗНАТЬ, ЕСЛИ ХОТИТЕ ОСТАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ К СТАТЬЕ
Комментарии на портале SakhaNews удаляются, если они содержат:
- Призывы к войне, свержению существующего строя, терроризму (в т.ч. хакерским атакам), экстремизму.
- Публичные призывы к сепаратизму, к осуществлению действий, направленных на нарушение территориальной целостности Российской Федерации.
- Пропаганду фашизма, геноцида, нацизма. Посягательства на историческую память в отношении событий, имевших место в период Второй мировой войны, отрицание фактов, установленных приговором Международного военного трибунала для суда и наказания главных военных преступников европейских стран оси, одобрение преступлений, установленных указанным приговором, а также распространение заведомо ложных сведений о деятельности СССР в годыВторой мировой войны.
- Разжигание межнациональной, межрелигиозной, социальной розни, грубые высказывания в адрес представителей любых национальностей, рас и вероисповеданий.
- Пропаганду курения, наркомании.
- Угрозы физической расправы, убийства, сексуального насилия.
- Описание средств и способов суицида, любое подстрекательство к его совершению.
- Переход на личности, оскорбления в адрес официальных и публичных лиц (в т.ч. умерших), грубые выражения, оскорбления и принижения других участников комментирования, их родных или близких.
- Заведомо ложную, непроверенную, клеветническую информацию.
- Нарушают права несовершеннолетних лиц.
- Оскорбления журналистов и других сотрудников SN, авторов, модераторов, администрации сайта, руководства издания, читателей «SN», грубые высказывания о самом портале.
- Присвоение чужих имен и фамилий, комментирование от чужого имени.
- Распространение персональных данных, нарушение тайны переписки и связи.
- Брань (в т.ч. измененное написание мата).
- Дублирование комментариев (флуд).
- Бессмысленные комментарии (флейм).
- Комментарии, не относящиеся к темам статей (офф-топ).
- Реклама других сайтов (в т. ч. ссылки на другие сайты). Реклама товаров и услуг.
- Сообщения, оставленные не на русском языке.
- Сообщения, содержащие более 3000 символов и пробелов.
- Прочие нарушения законодательства РФ.
Комментарии, нарушающие правила поведения на портае, удаляются без предупреждения. При вторичном размещении уже удалённого сообщения, модератор вправе заблокировать («забанить») пользователя.
Почему вы не можете оставить свой комментарий?
- Администрация портала оставляет за собой право по собственному усмотрению или решению автора закрыть материал для комментирования.
- Возможно, вы попали в черный список.
В Якутии введен межрегиональный режим чрезвычайной ситуации
Такой же режим введен в Иркутской области. В Якутии задействован федеральный уровень реагирования.
Нижегородские учёные создали автомобиль, который управляется силой мысли
В Нижнем Новгороде учёные изобрели автомобиль будущего. Управлять им можно будет без рук, с помощью силы мысли. Уникальную машину можно будет увидеть на нижегородских дорогах через три-четыре года.
Поехали!
Внешне нейромобиль – так неформально называют своё изобретение нижегородские учёные – напоминает распространённый «каблук» «Пежо Партнёр». Правда, внутри салона всего три места: одно для водителя и два откидных сзади – для пассажиров. В тестовом варианте электромобиля есть руль и рычаг «газ-тормоз» на передней панели. В окончательном варианте не будет ни руля, ни привычных педалей. Только цифровая панель на лобовом стекле – связь между водителем и системами управления автомобилем.
Такое необычное обустройство салона связано с тем, что машина рассчитана на людей с ограниченной мобильностью, которые не могут двигаться после ДТП, серьёзных травм позвоночника и инсультов. Основная дверь – задняя. Одно нажатие кнопки – дверь поднимается вверх, задняя часть автомобиля опускается, выезжает пандус, и водитель может спокойно заехать внутрь.
Во время движения специальная система считывает сигналы мозга и перерабатывает их в электрические команды. Сенсоры встроены в каркас машины. Стоит только подумать, например, о повороте направо, как машина тут же поедет в нужном направлении. Система управления будет анализировать траекторию соседних транспортных средств, работу светофоров, предугадывать потенциально опасные моменты и помогать водителю выполнять правильные манёвры.
– Сейчас активно развивается направление автопилотирования, когда компьютер принимает решения, а человек в этом не участвует, – объясняет Василий Миронов, руководитель лаборатории интеллектуальных биомехатронных технологий ННГУ им Лобачевского. – У таких разработок есть сторонники, противники, которые называют много недостатков. К примеру, в условиях российских дорог будет очень сложно использовать эти автомобили. Малейший снег, который запорошит дорожную разметку, приведёт к затруднениям в его работе. Поэтому контроль со стороны человека сохраняться должен. Но при этом компьютер с его вычислительными возможностями может оказать большую поддержку человеку для его управления. Мы решили пойти по этому пути – создать гибридную систему. Машина, напичканная разными сенсорами, анализирует всё, что происходит вокруг. В салоне будут предусмотрены средства, которые визуализируют варианты движений. Это будет набор проекторов, передающих сигнал на лобовое стекло.
В результате там появятся голограммы, изображающие поворот налево, направо, задний ход и тому подобное, из которых водитель сможет выбрать нужный вариант.
Колёса везения
Скорость в автомобиле будет ограничена – не больше 60 километров час. Но этого вполне хватит для езды по городу и за его пределами.
– Большие скорости – проблема, – признаётся Василий Миронов. – Поскольку в процессе езды происходит большое количество вычисления алгоритмов, это занимает некоторое время. Если это время становится слишком большим, то система просто не успевает реагировать на изменения. А значит, может произойти потенциально аварийная ситуация.
Нейромобиль – на электрическом управлении. Одной зарядки должно хватить на 200 километров. После этого подзарядить автомобиль можно будет от обычной розетки.
– Если пойти по западному пути, параллельно с автомобилем придётся развивать инфраструктуру, – говорит Василий Миронов. – Представляете, для заправок наших автомобилей есть бензозаправки. А в западных странах существуют зарядные станции для электромобилей. Но непонятно, сколько времени пройдёт, чтобы и у нас внедрилось что-то похожее.
Стоимость нейромобиля, по предварительным расчётам, будет сопоставима с самыми бюджетными седанами – от 550 тысяч рублей. Для сравнения: у одного из популярных электромобилей мира Nissan Leaf запас хода на одной зарядке составляет всего 175 км, при этом купить его в России можно не менее чем за полтора миллиона рублей.
В ближайшие полтора года учёные будут доводить электрокар до ума. Ещё пару лет понадобится на его подготовку к серийному производству. Если все испытания пройдут нормально, то в 2021 году автомобиль, управляемый силой мысли, можно будет увидеть на нижегородских дорогах.
МЕЖДУ ТЕМ.
На международной выставке потребительской электроники, прошедшей недавно в Лас-Вегасе, компания «Ниссан» представила концепт Brain-to-Vehicle (B2V), который управляется силой мысли. Как рассказали представители японского бренда, технология интерпретирует сигналы, поступающие от мозга водителя, чтобы помочь ему в управлении автомобилем. От разработки нижегородских учёных японская машина отличается тем, что в ней всё-таки предполагается руль управления. Нижегородский нейромобиль сможет обходиться без руля.
Попытки создать автомобиль на мысленном управлении в мире случались и раньше. Ещё в 2011 году немецкие инженеры из лаборатории AutoNOMOS продемонстрировали программу, которая превращала обычный Volkswagen Passat в автономное транспортное средство, подчиняющееся командам мозга. Однако дальше пары экспериментов дело не сдвинулось.
Год назад похожий эксперимент провела компания Hyundai. Правда, система управления автомобилем была сильно упрощена: позитивные мысли активировали педаль газа, а негативные и отвлечённые – тормоз. А разработка носила, по-видимому, исключительно рекламный характер.
Как силой мысли управлять автомобилем и строить из шелухи гречихи
Более 46 млрд рублей выделит государство с 2014 по 2020 год на поддержку научных исследований в российских вузах. В этот период студенческую изобретательность бюджет будет стимулировать ежегодными денежными вливаниями на сумму от 6 до 7 млрд рублей. Примерно столько же государство каждый год выделяет, к примеру, на развитие кинематографа. Суммы сопоставимые, но степень «публичности» результатов бюджетной поддержки киноиндустрии и студенческой науки, конечно, несоизмеримы. Ежегодная национальная выставка Вузпромэкспо, проходящая под патронатом Минобрнауки России, призвана заполнить информационный вакуум и рассказать о конкретных результатах научных изысканий российских студентов, достигнутых в кооперации со «взрослыми» научными институтами и промышленными предприятиями. 13-14 декабря в ЦВК «Экспоцентр» любой желающий может не только посмотреть на ставшие уже традиционными битвы роботов, но и оценить практичные плоды научной работы российских студентов. Forbes Life составил подборку хитов студенческой науки последних лет.
Молодильные яблоки или митохондриальный антиоксидант SkQ1
Старение человека, как и любого другого высшего организма — это не столько следствие накопления случайных ошибок, но и запрограммированный процесс. Молодые ученые МГУ имени М. В. Ломоносова развили идеи выдающегося ученого-биохимика академика Владимира Скулачева и предложили новый вариант вмешательства в естественный ход событий, просчитанный природой.
Известно, что некоторые компоненты косметических препаратов при длительном хранении теряют совместимость и активность. Исследователи из МГУ нашли решение данной проблемы – они предлагают вносить активное вещество в косметические кремы непосредственно перед применением.
В основе новой биологически-активной добавки – так называемый «ион Скулачева» или «проникающий катион» или SkQ1. Это вещество способно адресно накапливаться в митохондриях живых клеток и эффективно нейтрализовать свободные радикалы, образующиеся в них. Применение SkQ1, как считают разработчики, позволяет замедлить процесс биологического старения. По мнению авторов изобретения, добавление препарата с активным компонентом в виде SkQ1 непосредственно перед применением способно улучшить свойства любого омолаживающего косметического крема.
За рулем силой мысли или нейромобиль
Первый в России нейромобиль – транспортное средство, управляемое силой мысли водителя, создан авторским коллективом из Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского (ННГУ). Молодым ученым удалось придумать и научить работать систему, позволяющую регистрировать сигналы головного мозга, «расшифровывать» их и передавать на органы управления автомобиля. Таким образом, нейромобиль будет способен в реальном дорожном потоке следовать мысленным командам водителя.
Оригинальная платформа электрокара для умного транспортного средства также разработана в стенах ННГУ. Как утверждают ученые, автомобиль будет значительно дешевле своих иностранных аналогов, прост и надежен в эксплуатации.
Конкурентоспособной себестоимости предполагается достичь за счет применения универсальной и легкой платформы без традиционной трансмиссии. Колеса электромобиля приводиться в движения отдельными электродвигателями, а значит, отпадает необходимость в сложной трансмиссии с редукторами и приводами. Такое техническое решение позволяет добиться высокой энергоэффективности (на одном заряде батареи автомобиль может преодолеть 200-600 км), а также снизить эксплуатационные расходы. В электромобиле до минимума сокращено количество трущихся механизмов, требующих смазочных материалов. На выставке Вузпромэкспо полноразмерный макет нейромобиля будет представлен впервые.
Горячая колбаса или полезный белок и дополнительная энергия
«Разогревающие» организм продукты питания разработали молодые ученые Школы биомедицины Дальневосточного федерального университета (ДВФУ). Известно, что при окислении 1 г белка выделяется 16,5 г энергии, именно поэтому обогащенные белками продукты особенно полезны в холодное время года и во время высоких физических нагрузок. Для дополнительного насыщения продуктов питания полезной энергией ученые решили использовать биологические ресурсы дальневосточных морей. Результатом их работы стало необычное, энергетически насыщенное меню: мясной паштет с кукумарией (морское животное, в обиходе его также называют «морской огурец»), мармелад с бурыми водорослями, колбаса с ламинарией. Натуральные морские добавки увеличивают в продуктах питание содержание полезного белка и дают дополнительную энергию. Разработки Школы биомедицины ДВФУ уже успели получить признание среди научного сообщества. Например, паштет на основе мясного и морского сырья, разработанный аспиранткой Тамарой Косенко, был награжден золотой медалью престижной выставки «Биотех 2030»
Металлические «наноудобрения» или допинг на грядке
Ученые из НИТУ МИСиС в кооперации с Рязанским агротехнологическим университетом имени П. А. Костычева и Тамбовским государственным университетом имени Г. Р. Державина разработали и доказали эффективность удобрения на основе нанопорошков металлов – железа, меди, кобальта. Синтезируемые частицы этих переходных металлов значительно стимулируют развитие растений в начальной фазе роста. Для достижения необходимого эффекта перед посевом семена обрабатываются препаратом, содержащим необходимые микроэлементы в наноформе. Таким образом, растения еще на стадии семени получают необходимый запас микроэлементов. Как показали опыты, использование «наноудобрений» повышают полевую всхожесть и устойчивость к неблагоприятным погодным факторам на 20-25%, что в значительной степени улучшает урожайность сельскохозяйственных культур.
Композит из гречихи на стройплощадке
Новый экологически чистый композиционный материал из шелухи гречихи, объединяющий в себе лучшие свойства дерева и пластика разработан молодыми учеными из ДВФУ. Из отходов производства гречневой крупы ученые предлагают производить строительные материалы, как для внутренней, так и для внешней отделки зданий. Для изготовления этого композитного материала планируется использовать стандартное оборудование для переработки термопластов.
Как уверяют разработчики, «гречишный» композит значительно превосходит по эксплуотационным характеристикам древесину: он влагоустойчив, не боится микроорганизмов, легок в обработке и пригоден для вторичного использования. Самое же главное преимущество нового материла – он не содержит вредных для экологии добавок.
Навигация без спутников или инерциальные датчики
Молодые специалисты Томского политехнического университета (ТПУ) в содружестве промышленным партнером, томским «Научно-исследовательским институтом полупроводниковых приборов» работают над системой навигации, способной определять местонахождение любого транспорта без использования спутниковых систем ГЛОНАС или GPS. В основе работы интеллектуального модуля новой навигационной системы — инерциальные датчики на основе микроэлектромеханических систем. В компактном навигационном устройстве ученым удалось разместить: гироскоп, фиксирующий угловое движение объекта в пространстве; акселерометр, отслеживающий линейное движение объекта; магнитометр, реагирующий на магнитное поле Земли, и помогающий определять стороны света. Томская разработка должна заменить зарубежные аналоги, при этом молодые ученые нашли способ сделать навигационный прибор более компактным по сравнению с конкурентами.
Экзоскилет «Илья Муромец» для людей с нарушениями функций нижних конечностей
Студенты Нижегородского государственного университета имени Н.И. Лобачевского (ННГУ) совместно со своими преподавателями разработали роботизированный экзоскелетонный комплекс для людей с нарушениями функций нижних конечностей. Проект получил название «Илья Муромец».
Разработчики предусмотрели два вариант управления экзоскелетом. В автоматическом режиме, высота подъема стопы и длина шага программируются через смартфон, экзоскелет работает по заданному алгоритму, автоматически удерживая равновесие в вертикальной плоскости. Есть и ручной режим, когда механический скелет управляется самим пациентом — пальцами руки и усилием, которое передается через суставы. Таким образом, человек с ограниченными возможностями может совершать произвольные движения — ходить по лестнице, перешагивать бордюры.
Крылатый металл или алюминий легче пуха
Химики из российского Южного Федерального университета совместно с учеными Университета штата Юта (США) придумали новую сверхлегкую кристаллическую форму алюминия. Новый материал не тонет в воде и за счет своих уникальных качеств может быть использован в самых разнообразных сферах промышленности. Для создания нового материала разработчики реструктурировали обычный алюминий на молекулярном уровне, «собрав» новую кристаллическую решетку. За ее основу была взята кристаллическая решетка алмаза, в которой каждый атом углерода был заменен тетраэдром алюминия.
В результате удалось получить легчайший алюминия с плотностью 0,61 грамма на кубический сантиметр (обычный алюминий имеет плотность 2,71 грамма на кубический сантиметр).
Уникальные свойства стойкого к коррозии, относительно недорогого и простого в производстве металла, открывают гигантские перспективы для его использования. Сверхлегкий алюминий с большой вероятностью найдет применения, например, в медицине, электронике, космосе, автомобилестроении. На данном этапе ученые тестируют новый материал в различных условиях, в первую очередь, проверяя его на прочность.
Высаживаемся на Марс, не улетая с Земли
Как выглядит прогулка по Марсу? Научной группе из МГУ имени М.В. Ломоносова удалось перенести этот вопрос из области фантастических догадок в сферу виртуальную реальности. Имитация внекорабельной деятельности на поверхности Красной планеты станет возможной на стенде смешанной реальности «Марс», разработанного на основе гибридной системы отслеживания движений. Установка, придуманная и построенная специалистами МГУ, позволяет увидеть и ощутить свое тело в виртуальной реальности, интерактивно взаимодействовать с виртуальными объектами. Возможность работать в условиях смешанной реальности может радикально повлиять на научные и инженерные изыскания в космосе.
Полиэтилен для замены костей, суставов и мышц
Студенты и их наставники из НИТУ МИСиС работают над материалом для замены костей, суставов и мышц. На данном этапе развития материаловедения искусственный сустав может быть изготовлен только из полиэтилена с очень длинными молекулами. Главный недостаток данного материла – низкая износостойкость. Ученые придумали укреплять полиэтилен углеродными нанотрубками, благодаря чему его износостойкость повысилась в два раза. Согласно расчетам, срок службы имплантата из такого материала составит более 15 лет. На основе высокомолекулярного полиэтилена специалисты создали замену кости. Кроме того, доработанный полиэтилен может применяться в качестве искусственных мышц — при охлаждении он сужается, а при нагреве расширяется, что имитирует работу мускулов. По прогнозам ученых, искусственные суставы и кости, изготовленные из нового материала, могут быть внедрены в медицинскую практику через 5-7 лет. Усовершенствованный полиэтилен планируется использовать не только для лечения людей, но и в производстве новых поколений роботов.
