Поиск по сайту

up

В области новых технологий. Выпуск 40

03-04-2013

Некоторые ученые убеждены, что развитие человечества приобрело экспоненциальный характер: за относительно небольшие промежутки времени мы получили в свое распоряжение технологии, которые еще 100 лет назад считались фантастическими. В дальнейшем время разработки и активного вхождения в нашу жизнь революционных изобретений будет уменьшаться и они, в свою очередь, будут содействовать появлению новых. Куда приведет нас эта «лавина» - неизвестно, но с тем, какой формы она будет приобретать – мы попробуем познакомить Вас в воскрешенном цикле материалов «В сфере новых технологий».

3D-принтеры промышленного класса будут стоить $2000 в 2016 году

Аналитики убеждены: уже за 3-5 лет 3D-принтеры активно войдут в нашу жизнь и станут неотъемлемой его частью. Простые бытовые вещи или даже небольшие запчасти к технике мы сможем печатать самостоятельно в домашних условиях. В медицине с их помощью будет создаваться большинство донорских органов. А использование 3D-принтеров в строительстве позволит сократить время возведения готовых домов до нескольких дней, значительно уменьшив при этом их себестоимость.

3D-printer

3D-принтер для возведения конструкций от специалистов MIT Media Lab

3D-printer

Проект дома в Амстердаме, который будет сведен до конца 2013 с помощью 6-метрового 3D-принтера

3D-printer

Компактный домашний 3D-принтер

Уже сегодня научные работники из разных областей используют первые версии 3D-принтеров в своих целях, но через высокую стоимость решения этого класса остаются недоступными для массового рынка. Дальнейшие исследования в этой области позволят уменьшить цену промышленных версии таких устройств к $2000 уже в 2016 году, что в свою очередь спровоцирует появление моделей для домашнего использования.

Созданы биологические транзисторы для вычислений внутри живых клеток

В девятнадцатом столетии первые вычислительные машины использовали механические компоненты для осуществления несложных видов вычисления. В двадцатом им на смену пришли электрические машины, а уже в двадцать первом человечество может перейти и к биологическим. Важным шагом в этом направлении стало создание исследовательской командой Стенфордского университета биологических транзисторов, которые получили название транскрипторы (transcriptor).

Transcriptor biological transistor

Транскрипторы созданы из генетического материала (ДНК и РНК) и они являются ключевыми компонентами для усиления генетической логики живых клеток. Они позволяют сохранять информацию о том, как клетка реагирует на определенные внешние стимулы или факторы окружающего среды. Они даже позволяют инициировать процесс деления клеток или создать запрет на их размножение.

Исследователи видят первоочередное использование биологических компьютеров в изучении и перепрограммировании живых систем, мониторинге за состоянием окружающего среды и повышении эффективности клеточной терапии для преодоления разных видов болезней.

Электронные татуировки позволят следить за состоянием здоровья пациентов

Специалистам исследовательской группы Rogers research group из университета Иллинойса удалось существенно усовершенствовать механизм нанесения электронных татуировок на человеческую кожу, обеспечив функционирование таких микросхем в течение двух недель. Более продолжительное использование является невозможным из-за естественного процесса отслаивания кожи, который постоянно происходит в течение человеческой жизни.

electronic tattoo

Отметим, что электронные татуировки представляют собой чрезвычайно гибкие элементы компьютерной схемотехники. В недалеком будущем с их помощью удастся следить за состоянием показателей деятельности организма, позволяя врачам мониторить процесс лечения больного и своевременно предупредить возможные обострения.

Экзоскелеты позволят парализованным людям самостоятельно передвигаться

Идея использования экзоскелетов зародилась в авторов научно-фантастических книг, визуализировалась в фильмах и пришла в повседневную жизнь благодаря компании Ekso Bionics. Созданный ею продукт получил название Ekso и он уже используются в реабилитационных центрах. А с 2014 года начнется массовая продажа таких экзоскелетов.

Eksoskeleton

Ekso позволяет людям с парализованными ногами оставить тележку и снова ощутить радость от процесса хождения. Главным элементом его структуры является компьютер, который оперативно собирает информацию с 15 сенсоров и обеспечивает управление четырьмя электрическими моторами, которые располагаются на бедрах и коленах. На спине крепится вместительная батарея, которая обеспечивает питание всех компонентов. Вес всей конструкции составляет около 23 килограмм, однако, по словам разработчиков, он почти не ощущается пользователями. В будущем планируется создание более компактных и совершенных версий таких экзоскелетов.

Smell-o-vision дисплеи позволяют передавать ароматы объектов

Намерение воссоздавать ароматы определенных объектов вместе с их изображением появилось в научных работников уже в середине прошлого столетия. Однако из-за громоздкости созданных конструкций и сложности обслуживания они не обрели широкого распространения. Изменить существующее состояние вещей сможет изобретение японского ученого Харуки Матсукуры (Haruka Matsukura) из Токийского университета.

Smell-o-vision screen

Конструкция разработанного им LCD-дисплея включает гранулы ароматического геля, которые, испаряясь дают стойкий запах определенного объекта (например, персика, лимона или кофе). А с помощью системы отверстий и вентиляторов обеспечивается возможность направления созданного аромата из любой точки экрана.

В данный момент такая система может воссоздавать лишь один аромат в определенный момент времени. Однако даже такое ограничение позволит ее использовать, скажем, в рекламных вывесках кофеен, магазинов цветов или парфюмерных бутиков для дополнительного привлечения внимания покупателей.

Сенсорные экраны на любой поверхности

Научным работникам из Университета Пердью удалось создать уникальную систему, которая обеспечивает использование любой поверхности для сенсорного управления компьютером. Она состоит из проектора, который отображает изображение экрана на любой пригодной для этого поверхности (например: офисный стол или стена), камеры Microsoft Kinect (из игровой консоли Xbox 360), которая фиксирует перемещение пальцев пользователя и самого компьютера, который на основании собранной информации интерпретирует движения пользователя в соответствующие команды.

Touch Screen

Уникальность разработанной специалистами по Университету Пердью технологии заключается в том, что их система способна идентифицировать пальцы пользователей, отличить правую руку от левой и осуществлять оперативный анализ действий нескольких пользователей одновременно. Также она распознает 16 разных жестовых команд (что эквивалентно мышке с 16-ю кнопками). Особенно полезной такая система станет для дизайнеров, архитекторов, инженеров и аниматоров, которые смогут ускорить создание собственных проектов.

Touch Screen

Apple запатентовала iPhone с новым типом дисплея

Продолжая тему новых дисплеев взглянем на будущий дизайн Apple iPhone, который был запатентован калифорнийской компанией. Несколько лет назад первая его версия осуществила истинную революцию на рынке дизайна мобильных телефонов, определив путь их дальнейшего развития.

Apple iPhone

Не менее революционной станет и новая версия Apple iPhone, сенсорный дисплей которой будет окутывать корпус этого телефона, предоставляя пользователю в распоряжение значительно большую площадь поверхности. Время появления на рынке версии Apple iPhone с подобным экраном держится в тайне. Известно лишь, что патентную заявку Apple представила в 2011 году, однако лишь сейчас обнародовала данный снимок. Это может свидетельствовать о планах компании представить новинку уже в ближайшее время.

Cамовосстанавливающиеся микросхемы в будущих компьютерах

На данном этапе своего существования компьютеры представляют собой систему с четко распределенными функциональными обязанностями и выход из строя одного из структурных компонентов (оперативной памяти, видеокарты и т.п.) приводит к прекращению работы целого компьютера. Однако уже в ближайшем будущем ситуация может кардинально измениться с появлением самовосстанавливающихся микросхем.

Отметим, что избранный для них термин «самовосстанавливающиеся микросхемы» (Self-healing chip) не полностью корректно отображает их суть, поскольку они не могут восстанавливать свою физическую структуру. Тем не менее, при повреждении значительной части структурных блоков она использует дополнительный процессор для создания новых путей выполнения положенных на нее функций.

selfhealing chip

Поврежденная лазером самовосстанавливающиеся микросхема продолжила свое функционирование

В рамках демонстрации, микросхема с блоком самовостановления была умышленно повреждена лазером, который вывел из строя около половины ее рабочих транзисторов. При этом, дополнительному процессору понадобилось всего 10 мс для реконфигурации ее работы через уцелевшие транзисторы, и микросхема продолжила эффективное функционирование.

Разработаны оптоволоконные сети со скоростью передачи данных 73,7 Тб/с

Объем информации в Интернете безостановочно возрастает, заставляя научных работников постоянно искать новые методы для повышения скорости ее передачи. На данный момент уже разработаны стандарты для 40- и 100-гигабитных Ethernet-сетей, которые гарантируют довольно быструю передачу информации (максимум 100 Гб/с). Однако научные работники из Университета Саутгемптона пошли еще дальше и создали оптоволоконный кабель, способный передавать сигналы со скоростью 99,7% от скорости света в вакууме. Это позволяет транспортировать 73,7 Тб (почти 10 ТБ) информации за секунду, что в 730 раз быстрее стандарта 100 GbE.

optic fiber

Для достижения таких впечатляющих результатов ученые улучшили внутреннюю структуру оптоволоконного кабеля, что позволило вместо силиконового стекла заполнить их воздухом. При этом новый дизайн сохраняет возможность згибания кабеля, а уровень потери сигнала не превышает допустимых норм (3,5 дБ/км). Коммерческое использование созданного кабеля станет возможным через несколько лет.

Графеновые наушники демонстрируют отличное качество передачи звука

Открытие в 2004 году графена с его уникальными свойствами стало толчком для существенного усовершенствования многих существующих устройств и появления новых. Поэтому не удивительно, что специалисты разных исследовательских заведений активно используют его в своих целях. Одним из последних успешных применений графена могут похвастаться научные работники Калифорнийского университета. Они использовали графен для создания диафрагмы наушников, поместив ее между кремниевыми электродами. Созданные таким способом наушники без какой-либо оптимизации или настроек обеспечили аналогичное, а в некоторых участках частотного диапазона даже лучшее качество воспроизведения звукового сигнала, чем коммерческие аналоги Sennheiser MX-400.   

graphene earphone diaphragm

Отметим, что толщина созданной графеновой диафрагмы составляла всего 30 нм, а ширина – 7 мм. Научные работники утверждают, что разработанный ими метод «выращивания» графена может использоваться для создания больших за размерами диафрагм и при дальнейшей настройке качество их работы заметно улучшается.

graphene earphone diaphragm

Автор: Сергей Будиловский
Перевод: Олесь Пахолок

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

Статья прочитана раз(а)
Опубликовано : 03-04-2013
Социальные комментарии Cackle
Подписаться на наши каналы
telegram YouTube facebook VK Instagram google plus