В сфере новых технологий. Выпуск 45

Едва ли не каждый день появляются новые технологии и научные открытия, которые в дальнейшем изменят наш взгляд на функционирование компьютерных систем и IT-техники, значительно повысив производительность их работы и расширив функциональные возможности. С наиболее интересными из них мы продолжаем знакомить Вас в цикле материалов «В сфере новых технологий».

Ученые начали использовать силу мысли в технологических устройствах

Об огромном потенциале и силе наших мыслей человечество знает уже не первое тысячелетие, но вплотную заняться более детальными практическим изучением этого вопроса удалось лишь в последние несколько веков. За это время были исследованы механизмы влияния наших мыслей на состояние внутренних органов, а новые открытия и технологии в этой сфере позволяют использовать силу мысли для контроля окружающих объектов.

Первая новость, касающаяся этого вопроса, пришла от команды ученых из Университета Миннесоты. Под руководством профессора Bin He они успешно реализовали проект контроля за полетом игрушечного вертолета, используя при этом технологию под названием «Brain-computer interface». Она позволяет превращать мысли оператора в понятные для машины команды управления.

Принцип действия технологии Brain-computer interface состоит в следующем: когда оператор визуализирует в своем мозгу определенный образ, нейроны начинают генерировать слабый электрический ток, который фиксируется с помощью массива из 64-х датчиков, размещенных на голове. Предварительно считав реакцию оператора на определенные визуальные образы, ученые сопоставили им команды управления. В дальнейшем, мысль об этих образах активирует команды управления, которые передаются элементам управления игрушечного вертолета с помощью беспроводного интерфейса. На практике ученые использовали образ сжатой в кулак правой руки для поворота вертолета вправо, левой руки – влево, а обеих рук – поднятию вверх и т.д.

Вторая новость пришла от агентства передовых оборонных исследовательских проектов Министерства обороны США (сокращенно DARPA). Его сотрудники успешно создали первые образцы протезов с нейромышечным интерфейсом, который контролируется мозгом. Принцип их действия менее фантастичен, чем управление полетом вертолета. Ученые просто смогли подключить уцелевшие нервные окончания к протезу, заставив его работать в соответствие с желаниями человека: поднять предплечье, согнуть кисть в кулак или взять определенный предмет.

Сам по себе достигнутый результат уже является существенным прорывом в сфере создания человеческих протезов, но специалисты DARPA пошли еще дальше и обеспечили свои изделия тактильной функцией. То есть, человек не только управляет протезом, как обычной конечностью, он также способен чувствовать его прикосновение к окружающим объектам.

Третья новость касается стартап-компании ThinkerThing, которая занимается разработкой доступной технологии для создания 3D-моделей с помощью силы мысли. Ее основатели справедливо заметили, что программное обеспечение для создания трехмерных моделей достаточно сложное, и требует от оператора интенсивной подготовки даже для ознакомления с базовыми функциями и возможностями.

Поэтому они разработали совершенно иной подход к созданию виртуальных объектов, которые потом могут быть распечатаны с помощью 3D-принтеров. Основой их технологии является специальная гарнитура под названием «Emotiv EPOC brain-computer headset». Она использует 14 датчиков для считывания мозговой активности и определения преобладающих эмоций, сравнивая полученные результаты с заложенными шаблонами. В этом кроется весь секрет новой технологии.

04

Далее – все просто. Перед человеком демонстрируют общие черты определенного объекта и вариации их возможного изменения. Анализируя реакцию человека, система оставляет вариант, который вызывает положительные эмоции. Затем происходит детализация уже выбранной формы по той же схеме до тех пор, пока этот фрагмент 3D-объекта не будет полностью сформирован. Далее система переходит к другой части фигуры. Иными словами, создания 3D-объекта напоминает процесс рисования, когда сначала формируется приблизительные контуры каждого фрагмента, а затем им предают необходимой точности.

Глубинные 3D-камеры в следующем поколении ультрабуков

В рамках выставки Computex 2013 компания Intel не только представила образцы новых процессоров линейки Intel Haswell, чипсетов Intel 8-й серии и третьего поколения ультрабуков, она также раскрыла некоторые подробности следующего поколения этих ультракомпактных мобильных компьютеров. Они появятся во втором квартале 2014 года (вместе с обновленной линейкой процессоров и чипсетов) и будут оснащены глубинными 3D-камерами, которые позволят реализовать систему бесконтактного управления компьютером. Напомним, что подобное решение под названием «Microsoft Kinect» активно используется в игровой консоли Microsoft Xbox.

В данный момент несколько компаний разрабатывают подобные глубинные 3D-камеры для дальнейшего применения их в ультрабуках. Одна из них – бельгийская SoftKinetic – представила прототип такой камеры. Она способна идентифицировать все десять пальцев на руках пользователя, что существенно увеличивает сферу ее применения в различных программах.

WiSee – технология регистрации жестов пользователя без визуального контакта

Параллельно с использованием глубинных камер развиваются и другие технологии бесконтактного управления компьютером. Одна из них – WiSee, является одной из наиболее перспективных, поскольку не требует затрат на установку дополнительных аппаратных компонентов и обеспечивает функционирование даже в тех условиях, когда пользователь находится в другой комнате, вне зоны видимости компьютера или его компонентов.

Принцип ее работы базируется на Эффекте Доплера с использованием беспроводных сетей, источником которых может быть любое устройство: Wi-Fi маршрутизатор, смартфон или ноутбук. При этом каждое движения человека, который находится в зоне покрытия сети, приводят к изменениям регистрируемого сигнала. Анализируя подобные «сдвиги» сигнала от специфических человеческих жестов, и в дальнейшем используя их как шаблоны, ученые из Вашингтонского университета разработали технологию WiSee.

В данный момент она распознает девять жестовых команд с точностью 94%. В качестве эксперимента, технология WiSee была успешно применена в двухкомнатной квартире с несколькими людьми, продемонстрировав необходимый уровень эффективности. При этом источником сигнала выступал Wi-Fi маршрутизатор с несколькими антеннами. В дальнейшем ее можно использовать и для других целей: регулировка отопления и уровня освещенности, дистанционное управление телевизором или музыкальным центром и прочие.

Солнечные батареи в экранах мобильных телефонов

Идея интегрировать солнечные батареи в мобильные телефоны для увеличения длительности их автономной работы не нова и в 2009 году Samsung представила подобное устройство, задняя крышка которого использовалась в качестве дополнительной солнечной батареи. Пребывание этого телефона под воздействием прямых солнечных лучей в течение часа давало пользователю дополнительный заряд для осуществления 5-10 минут разговора. К сожалению, данная инновация не прижилась и в дальнейшем не использовалась.

Ситуацию на рынке планирует изменить стартап-компания SunPartner, которая пошла несколько иным путем и предлагает использовать в качестве солнечной батареи экран мобильного телефона. Большая диагональ современных смартфонов позволяет достичь высокой эффективности, при этом пользователь не пропустит важного звонка или сообщения.

Очень интересный способ интеграции фотоэлектрических элементов разработали специалисты SunPartner. Они предлагают нанести на экран эти компоненты в виде горизонтальных полос с небольшими промежутками между ними. Сверху прикрепляется слой полусферических линз, которые позволяют визуально «растянуть» фрагменты изображения из промежутков между полосками фотоэлектрических элементов. Линзы также помогают сфокусировать солнечные лучи, для увеличения эффективности работы интегрированной солнечной батареи.

А теперь переходим к цифрам. В данный момент технология позволяет сделать фотоэлектрические элементы на экране прозрачными на 82%. В будущем планируется увеличить этот показатель до 90%, а при достижении отметки 100% пользователь их вообще не заметит. При этом время автономной работы смартфона увеличивается на 20% и зарядка может происходить тогда, когда сам телефон находится в режиме ожидания, потребляя минимум энергии. Себестоимость реализации данной технологии для одного телефона составляет всего $2,3, что сравнительно дешево, учитывая постоянный 20% прирост времени работы в автономном режиме.

Пленка компании SONTE позволяет контролировать уровень прозрачности стекла через смартфон

В рамках выставки Computex 2013 компания SONTE продемонстрировала интересную технологию, которая позволяет контролировать уровень прозрачности любой стеклянной или пластиковой поверхности через смартфон. Все, что нужно сделать, это предварительно наклеить на поверхность специальную тонкую пленку и подсоединить к ней необходимые датчики, а также блок питания.

После этого специальная программа для iOS или Android-смартфонов позволяет мгновенно превращать обработанное стекло в прозрачную или не прозрачную поверхность, которая также защищена от инфракрасного (отбивает более 70%) и ультрафиолетового (впитывает более 85%) излучения. Таким образом, отпадает потребность в жалюзях или портьерах и появляется возможность использования этой поверхности в качестве экрана для демонстрации презентаций или фильмов.

К сожалению, цена пленки пока довольно дорогая – 10 квадратных футов (0,9 м²) обойдутся в $184 за версию с ручным управлением и $234 – за модель с Wi-Fi контроллером для управления через смартфон.

Panasonic и Fujifilm разработали новый тип фотоматрицы на основе органической CMOS-технологии

Специалисты двух крупных компаний Panasonic и Fujifilm объединили свои усилия для разработки нового типа фотоматрицы, который базируется на основе использования органического слоя со свойствами фотоэлектрического преобразования. При этом по сравнению со стандартными фотоматрицами, в которых используются кремниевые фотодиоды, толщина органического слоя в семь раз меньше, а динамический диапазон, чувствительность и эффективный угол падения значительно выше.

Все это позволяет существенно увеличить качество статических фотографий и запечатленного видео, увеличить их контрастность и насыщенность, а также уменьшить уровень шумов. Дата начала использования новых фотоматриц в цифровых фотоаппаратах и видеокамерах пока не уточняется.

Ученые нашли применение графену в фотоматрицах

Использование графена позволяет улучшить возможности многих устройств, включая микросхемы, батареи, динамики и прочие. Новое применение этого универсального материала – фотоматрицы.

Как оказалась, первые изготовленные тестовые образцы обладают двумя очень важными преимуществами, по сравнению с традиционными аналогами. Во-первых, они потребляют в десять раз меньше электроэнергии. Во-вторых, их чувствительность в 1000 раз выше. Таким образом, новые матрицы на основе графена позволяют создавать значительно лучшие по качеству снимки (даже в плохо освещенном помещении или в ночное время), существенно снижая при этом нагрузку на батарею используемого устройства.

Готовимся к встрече интерфейса USB 3.5

В 2014 году на рынке должна появиться новая версия популярного универсального интерфейса USB. Она получила индекс USB 3.5 и традиционно обеспечивает полную обратную совместимость с предыдущими стандартами (USB 3.0 / 2.0 / 1.1). Ключевым же преимуществом новинки является двукратное (в сравнении со спецификацией USB 3.0) увеличение максимальной пропускной способности до 10 Гбит/с. В данный момент подобным показателем обладает интерфейс Thunderbolt, который в этом году получил возможность более широкого распространения благодаря использованию в ультрабуках и высокопродуктивных материнских платах на основе чипсетов Intel 8-й серии.

Отметим, что компания ASMedia уже объявила о своем намерении одной из первых представить финальный вариант нового контроллера USB 3.5 для промышленного использования в конечных устройствах. Надеемся, что его цена будет невысокой и производители материнских плат, а также флеш-накопителей, будут активно использовать его в своих продуктах.

Blu-ray диски стандарта M-DISC способны сохранять данные в течение 1000 лет

Несмотря на широкое распространение флэш-накопителей, оптические диски различных форматов остаются довольно популярными носителями информации. К сожалению, частое их использование увеличивает риск повреждения поверхности с последующей потерей записанной информации.

Компания Millenniata решила вопрос надежности сохраняемой информации, улучшив структуру оптических носителей. Ее специалисты заменили слой органических светочувствительных красителей на соединение металла с металлоидами, что обеспечивает сохранность информации в течение 1000 лет. Технология получила название M-DISC и она уже доступна для DVD и Blu-ray дисков.

Отметим, что в модельном ряде некоторых производителей оптических приводов с недавних пор начали появляться устройства с поддержкой данной технологии. Одним из них является ASUS BW-16D1HT.

Проект Loon: Google хочет обеспечить всю Землю постоянным доступом к сети

Компания Google начала реализацию нового амбициозного проекта под названием «Loon». Он предназначен для обеспечения беспроводным доступом к интернету всех желающих по всему миру. Для этого специалисты компании хотят использовать…целый флот воздушных шаров.

Идея проекта Loon заключается в следующем: воздушные шары с необходимым коммуникационным оборудованием запускаются в стратосферу на высоту приблизительно 20 км, где они будут вне досягаемости гражданской авиации и проявлению неблагоприятных погодных условий. При этом контролируя высоту поднятия шаров над поверхностью, специалисты Google будут использовать циркулирующие воздушные потоки для перемещения шаров по необходимой траектории, таким образом, чтобы место одного шара занимал второй и пользователь имел постоянный доступ к интернету. А для питания коммуникационного оборудования и систем удаленного управления шаром используется солнечная батарея, которая крепится в основе конструкции.

Каждый шар сможет обеспечивать доступ к сети в радиусе 40 км. При этом они будут обмениваться трафиком между собой, и минимум один из них будет обязательно находиться возле провайдера, который и будет обеспечивать постоянный широкополосный доступ к интернету.

Проект Loon уже стартовал в Новой Зеландии. В Google считают, что он поможет не только обеспечить доступ к сети в отдаленных районах Земного шара, но и позволит использовать коммуникационные возможности в районах стихийных бедствий, когда наземные сети будут частично или полностью выведены из строя.

Игровой костюм ARAIG позволит игрокам полнее погрузиться в виртуальный мир

Основатели канадской стартап-компании обратились к посетителям сайта Kickstarter для финансирования довольно интересного проекта под названием «ARAIG». Он представляет собой специальный игровой костюм, предназначенный для усиления полноты ощущений от игрового процесса.

Костюм ARAIG состоит из трех основных компонентов: декодера, экзоскелета и внешнего слоя Sim Skin. Первый предназначен для получения необходимых данных от игровой консоли или компьютера, их обработки и корректной активации дальнейших компонентов. Экзоскелет состоит из 48-ми сенсоров, которые получают инструкции от декодера и осуществляют стимуляции соответствующих областей тела. Также он включает шесть качественных динамиков, сабвуфер и блок питания. Sim Skin позволяет персонализировать внешний вид костюма.

По сути, ARAIG позволяет ощутить на себе (конечно со значительно меньшей амплитудой и без травматических последствий) все то, что происходит с игровым персонажем: попадание пули, взрыв гранаты, ножевые ранение и т.д., что обеспечит новой уровень погружения в виртуальную реальность.

Создан лазерный световой меч в домашних условиях

Завершает данный обзор новость о создании 17-летнем фанатом лазеров под ником «styropyro» прототипа светового меча, знакомого нам по легендарной саге Звездные воины. Юный вундеркинд соединил в стилизированной под рукоятку меча ручке диод из DLP-проектора и пару литий-ионных батарей, получив тем самым лазер мощностью 3,3 Вт. В демонстрационном видео созданный «световой меч» позволяет прожигать бумагу, картон, дерево небольшой толщины и другие предметы.

Что ж, возможно в будущем картины Джорджа Лукаса воплотятся в реальность подобно произведениям Жюля Верна, и сильные, мужественные и справедливые рыцари Ордена Джедаев будут поддерживать мир и спокойствие в Галактике. А пока, да пребудет с вами Сила!

Автор: Сергей Будиловский

При подготовке обзора были использованы материалы из сайтов XbitLab, ExtremeTech, PhysORG, Technewsworld, Softpedia и Newscientist.