Поиск по сайту

up

В сфере новых технологий. Выпуск 44

30-05-2013

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». 

NASA инвестировала $125 000 в создание 3D-принтера для печати еды

Длительные космические путешествия (15 лет и более) требуют значительных запасов еды для астронавтов. Поэтому руководство NASA решило инвестировать $125 000 в создание 3D-принтера, который сможет печатать еду используя специальные продуктовые картриджи. Прототип нового устройства должен быть готов уже через 6 месяцев. При этом он обязан создавать еду с приемлемым видом и оптимальными вкусовыми и питательными качествами. А картриджи с базовыми ингредиентами должны сохранять свою работоспособность в течение длительного периода.

NASA

Отметим, что некоторые учёные видят в подобных 3D-принтерах не столько возможность для длительных космических путешествий, сколько один из реальных выходов из продовольственного кризиса, который будет лишь углубляться с увеличением населения на нашей планете.

Специалисты МТИ создали синтетический аналоговой компьютер внутри живых клеток

Первые компьютеры могли выполнять довольно сложные операции, используя для этого лишь базовые аналоговые схемы. Например, на основе схем из резисторов и конденсаторов можно реализовать арифметические сумматоры, интеграторы или дифференциаторы. А используя несколько транзисторов можно создать множители. Вдохновлённые этими простыми схемами учёные из Массачусетского технологичного института создали синтетические аналоговые компьютеры в живых клетках. Кроме простых базовых операций они могут производить и более сложные: вычислять логарифм, квадратный корень или возводить число в степень, но на данном этапе обрабатывать они могут лишь четырёхзначные числа.

biological analog computers in cells

Принцип работы созданных синтетических аналоговых компьютеров в живых клетках похожий на принцип функционирования логарифмической линейки, которая широко применялась для базовых вычислений в середине прошлого века. В клетке присутствует продолжительный ряд входных значений, представленный определёнными видами сахаров или других молекул. Для сложения или умножения нужное количество этих входных элементов использует специальный ген, который на их основе вырабатывает видимые GFP-молекулы. Для вычитания или деления один из наборов входных элементов использует другой ген, который подавляет процесс создания GFP-молекул. Таким образом, комбинируя активацию различных генов можно выполнять вышеуказанные операции, результат которых проявляется в виде итогового количества GFP-молекул в одной клетке.

Учёные уверены, что использование разработанных синтетических аналоговых компьютеров в паре с транскрипторами позволит им создавать более сложные вычислительные устройства в живых клетках.

Израильские учёные создали биологический компьютер

Ещё дальше в своих экспериментах с использованием биомолекул ДНК и ферментов пошли израильские учёные, которым удалось создать биологический преобразователь – вычислительную машину внутри живого организма, которая способна манипулировать генетическими кодами и использовать результаты таких манипуляций в качестве входных значений для последующих вычислений. Эти наработки позволят в дальнейшем расширить возможности биотехнологий, включая индивидуальную генную терапию и клонирование.

biological computer

В работе над созданием биологического преобразователя учёные отталкивались от того факта, что каждое живое существо является по своей сути биомолекулярным компьютером, в котором структурные элементы (молекулы) логически взаимодействую между собой, производя сложные химические операции. И генетическая информация в каждой молекуле является не чем иным, как программным кодом для её функционирования. Поэтому создание вычислительных машин, которые функционируют внутри живых клеток и продуцируют биологически значимые результаты, является очень важным шагом для дальнейшего развития биотехнологий.

Новая технология создания полупроводниковых компонентов толщиной в один атом

Исследователи из Государственного университета Северной Каролины разработали новый способ создания тонких полупроводниковых плёнок, толщиной всего один атом, а шириной – 5 см и более. На основе таких плёнок можно создавать любые компьютерные микросхемы и компоненты: лазеры, светодиоды, контроллеры и т.д.

MoS2

Для получения ультратонких полупроводниковых плёнок учёные на специальной поверхности разместили серу и порошок хлорида молибдена. Затем этот резервуар поместили в печь и постепенно нагревали до температуры 850°С, контролируя при этом давление. Это привело к испарению порошка и реакции между компонентами, которая в результате позволила учёным получить слой сульфида молибдена (MoS2) толщиной всего один атом. Отметим, что изменяя уровень давления учёные могут регулировать толщину выходной плёнки от одного до четырёх атомов. В данный момент они пытаются создать многослойные одноатомные плёнки из разных материалов.

Создан суперконденсатор для зарядки мобильной батареи за 30 секунд

18-летняя ученица из Калифорнии Ииша Каре (Eesha Khare) создала новый суперконденсатор, который в будущем сможет заменить батареи мобильных телефонов, ноутбуков или других устройств. Он заряжается всего за 20-30 секунд и выдерживает до 10 000 циклов перезарядки, что несопоставимо с существующими решениями, которые требуют несколько часов для полной зарядки и выдерживают лишь 1000 циклов перезарядки.

SuperCapacitor

За свою работу над созданием суперкондесатора Ииша Каре получила главную премию в размере $50 000 на проходящей выставке International Science and Engineering Fair, организованной компанией Intel. Также было замечено, что представители компании Google были очень заинтересованы в новой технологии.

Присылать ароматы с помощью смартфона станет возможно уже этой осенью

Компания ChatPerf разрабатывает интересное устройство под названием Scentee, которое будет использоваться в качестве дополнения к существующим смартфонам. Оно позволяет воссоздавать различные ароматы. Специалисты компании видят разные направления для успешного применения Scentee:

  • можно будет добавлять различные ароматы в сообщения (например, в дополнении к фотографии букета цветов прислать и его запах);
  • в играх при стрельбе добавлять аромат пороха для усиления реальности происходящего;
  • настроить работу смартфона таким образом, что бы при входящем звонке или сообщении выделялся приятный человеку аромат.

Scentee

Сотрудники компании ChatPerf уже создали SDK для разработчиков мобильного ПО, которое позволит им использовать возможности Scentee при написании программ. В продажу новинка поступит осенью этого года в обновлённом дизайне и с поддержкой iOS и Android.

Специальная подставка превращает смартфон в биосенсор

Команда студентов под руководством профессора Университета Иллиноиса создала специальную подставку и соответствующие программное обеспечение, которые позволяют использовать камеру смартфона в качестве спектрофотометра. А благодаря его вычислительным возможностям такая система превращается в мобильный биосенсор, позволяющий обнаруживать токсины, патогенные бактерии, вирусы и прочие виды микроорганизмов.

Biosensor

Если учесть возможность привязки данных GPS-модуля к полученным результатам, то учёным становится значительно проще отслеживать процесс непредвиденного распространения опасных веществ (например, при утечке на заводе и попадании их в грунтовые воды). Также такие мобильные биосенсоры позволяют моментально получать результаты анализов на присутствие разных видов вирусов в организме человека, что поможет врачам быстро распознать недуг и оперативно начать его лечение.

Отметим, что сама подставка состоит из системы линз и фильтров. Ключевым её элементом является фотонный кристалл, который отражает волны определённой длины, пропуская все остальные. Если в тестовом образце присутствуют биологические элементы (бактерии, вирусы или другие), то в спектрограмме получится сдвиг в сторону более длинных волн. Угол этого сдвига и позволяет выявить количество биологических элементов.

Стоимость материалов для изготовления подставки составляет порядка $200, и созданная таким образом система по точности измерения способна успешно заменить лабораторные спектрофотометры стоимостью $50 000.

Реализация жестового управления функциями смартфона с системой 3dim

Учёные из Массачусетского технологического института разработали систему 3dim, которая позволяет управлять функциями смартфона, не касаясь дисплея. Для этого, в дополнение к стандартной камере смартфона, используется маломощный инфракрасный сенсор, который в паре со специальным программным обеспечением анализирует изменение положения руки пользователя и интерпретирует его в необходимые команды.

Создатели 3dim отмечают, что их система способна следить за передвижением десяти пальцев пользователя, что поможет более комфортно набирать сообщения или работать с текстовыми документами. А сравнительно низкая стоимость интеграции и небольшая потребляемая мощность позволит использовать её во многих смартфонах нового поколения.

Гибкий 5-дюймовый OLED-дисплей представлен компанией LG

Похоже, что уже в ближайшее времени большинство новых Hi-End смартфонов будут оснащены гибкими дисплеями, а вслед за ними появиться и более дешёвые модели с подобными экранами. Благодаря своей гибкости они помогут избежать механических повреждений дисплея во время падения смартфона, а их небольшая масса поможет уменьшить вес всей конструкции.

LG OLED

На днях компания LG официально представила свой новый гибкий пластиковый OLED-дисплей с диагональю 5 дюймов и поддержкой сенсорных возможностей. При этом ширина эго рамки составляет всего 1 мм. Также компания анонсировала 7-дюймовою версию аналогичного экрана, который предназначен для планшетных компьютеров. К сожалению, остальные технические параметры гибких OLED-дисплеев компании LG не указываются, поэтому трудно судить об их разрешении, яркости и уровне контрастности.

LCD-дисплеи с технологией Quantum Dot обеспечивают более яркое изображение

Компания Nanosys заручилась поддержкой 3M Company для коммерциализации своей технологии Quantum Dot и использования её в новых LCD-дисплеях. Это позволит отображать на 50% больше цветов из всей палитры, приблизить их качество к реальности и создать практически идеальную подсветку.

Quantum dot display

Технология Quantum Dot для LCD-дисплеев представляет собой тонкую плёнку с множеством крошечных компонентов, размером в 0,1 нм, которые способны излучать свет. Благодаря их большому количеству удаётся сочетать излучаемый свет таким образом, чтобы добиться максимального качества отображения цветовой гаммы.

В следующем месяце рабочие образцы новых дисплеев будут представлены ключевым компаниям на рынке, и от степени их заинтересованности будет зависеть, насколько широкое распространение получит данная технология.

Разработана однопиксельная камера с возможностью создания 3D-изображений

Специалисты из университета шотландского города Глазго разработали новую камеру, которая использует единственный светочувствительный пиксель для запечатления изображения. Создатели уверяют, что такой подход позволяет существенно снизить стоимость производства, а сама камера воспринимает частоты далеко за спектром видимого света.

singlepixel

Также разработчикам удалось запечатлеть 3D-изображение, используя четыре однопиксельные камеры и специальную систему подсветки снимаемого объекта. При этом камеры были размещены под разным углом к объекту, а итоговое стереоскопическое изображение получилось путём программной обработки всех полученных данных.

Разработаны технологии для редактирования 3D-изображений

На сегодняшней день функциональные возможности программного обеспечения для редактирования 2D-изображений позволяют вносить практически любые изменения в оригинальное фото: начиная от корректировки цветового баланса и завершая удалением / добавлением любых деталей. И в связи с огромным интересом к 3D-изображениям специалисты Университета Бригама Янга решили разработать аналогичные методы их корректировки, которые позволят также легко улучшать или изменять их содержимое.

3D editing

В основе разработанных методов лежит тот факт, что 3D-изображение получается путём совмещения двух 2D-фотографий одного и того же объекта, сделанных под разным углом. Поэтому для редактирования стереоскопических фото необходимо вносить изменения в оба рисунка одновременно.

Разработанными методами заинтересовалась компания Adobe и её сотрудники уже создали программный алгоритм для работы с 3D-изображениями. Согласно принципам его функционирования, на первом этапе работы со стереоскопическими фотографиями создаётся глубинная карта изображения, в которой каждому пикселю присваивается определённое значение глубины его размещения. В дальнейшем именно эта карта позволяет программным инструментам осуществлять корректное удаление или заполнения элементов изображения.

CurvACE – фасеточный глаз для роботов с 180-градусным углом обзора

Команда швейцарских учёных создала миниатюрный фасеточный глаз для роботов, который копирует структуру глаза некоторых видов насекомых. Он получил название CurvACE и состоит из трёх шаров: внешний слой линз, средний слой световых сенсоров и внутренний слой, на котором размещается контроллер для обработки полученных сигналов.

CurvACE

В результате использования такой структуры CurvACE обладает широкими углами обзора (180°) и может эффективно функционировать в условиях избыточного или недостаточного освещения. При этом он обрабатывает до 150 фотографий в секунду, что позволяет оперативно следить за перемещениями в пространстве робота, оснащённого подобным глазом. Учёные видят широкие перспективы в использовании CurvACE: от военных роботов до сенсоров безопасности и систем видеонаблюдения.

Очки Meta для объединения виртуального мира с реальностью

Стартап-компания Meta разрабатывает одноимённые очки, которые обеспечивают возможность совмещения виртуального мира с реальным. Они переносят виртуальные объекты в реальный мир, и пользователь может взаимодействовать с ними своими руками. Так, например, можно перенести виртуальный макет нового дома на реальный стол и изменять размеры составляющих элементов макета или добавлять новые. Возможности применения очков Meta очень широки: от проведения деловых презентаций до игр.

metaglasses

Отметим, что конструкция Meta состоит из 3D-очков, глубинной камеры и набора специального программного обеспечения. В данный момент разработчики новинки создали SDK для программистов, упрощающее процесс разработки нового программного обеспечения для очков Meta. Также ожидается, что финальная версия их дизайна будет несколько отличаться от представленного прототипа.

Устройство компании Foc.us для стимуляции мозговой деятельности

Создатели стартап-компании Foc.us разработали новое устройство для стимуляции мозговой деятельности. Принцип его работы основывается на методе микрополяризации, который американские учёные успешно применяли к своим военнослужащим для более чем двукратного увеличения скорости обучения новым тактическим навыкам, запоминания необходимых математических знаний и повышения точности стрельбы.

focus

Разработанное устройство состоит из четырёх электродов, которые размещаются в зоне префронтальной коры головного мозга и с определённым интервалом генерируют слабые токи (от 0,8 до 2,0 мА). Все необходимые параметры можно регулировать со своего смартфона (уже создана соответствующая программа для iOS и вскоре появится аналог для Android). Они не причиняют какого-либо физического дискомфорта человеку, лишь способствуют более собранной работе головного мозга. Таким образом, новинку можно использовать для игр, обучения или в процессе работы.

focus

В данный момент устройство от компании Foc.us уже прошло все необходимые тесты, и его не рекомендуется использовать людям не достигшим 18 лет или страдающим эпилепсией. Для всех остальных категорий населения, как заявляют разработчики, новинка абсолютна безопасна. Она доступна для предварительного заказа за ценой $250 и в открытой продаже появится в июле.

Wi-Fi сеть с пропускной способностью 320 Гб/с и зоной покрытия 965 м

Актуальные в данный момент Wi-Fi сети обеспечивают максимальную скорость передачи данных на уровне 300 Мб/с или 450 Мб/с при условии использования двух частотных диапазонов (2,4 ГГц и 5 ГГц). Уже в ближайшее время мы увидим более активное внедрение стандарта 802.11 ac с максимальной пропускной способностью до 6 Гб/с. Но и этого показателя будет мало для всё возрастающего объёма доступной информации.

Wi-Fi

Поэтому учёные создают всё новые и новые технологии для улучшения технических параметров Wi-Fi сетей. Одной из наиболее успешных является разработка специалистов из Технологического института Карлсруэ. Им удалось в лабораторных условиях успешно передать и принять данные со скоростью 320 Гб/с (40 ГБ/с) на расстояние в 965 метров. При этом частота работы оборудования составила 240 ГГц.

В данный момент новая технология пребывает лишь на стадии тестирования, но, надеемся, что в скором времени специалисты ассоциации IEEE создадут новый стандарт на её основе, который будет успешно воплощён производителями сетевого оборудования.

Автор: Сергей Будиловский

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

Статья прочитана раз(а)
Опубликовано : 30-05-2013
Социальные комментарии Cackle
Подписаться на наши каналы
telegram YouTube facebook VK Instagram google plus