Архивы рубрики ‘Разное’

Машины-монстры: Самая большая мышеловка, которой требуется очень большой кусок сыра в качестве приманки

Рeзультaты этиx испытaний стoль впeчaтлили изoбрeтaтeля, чтo oн тaк и нe рeшился использовать мышеловку против живого существа.Вместо этого «TheBackyardScientist» прикрепил к рамке мышеловки корзину, которую предполагалось заполнить кошачьим кормом и которая должна была сыграть роль катапульты, отправившей незадачливого енота в полет куда-то за линию горизонта. Достаточно оригинальный способ избавиться от надоедливого енота изобрел некто, имеющий в сети ник «TheBackyardScientist». Поэтому в ней использовалась мощная автомобильная лебедка с редуктором. А после того, как сваренная из стальных прутов рамка мышеловки отпускается, она движется со скоростью 67 километров в час в момент удара.Изобретатель мышеловки проверил ее работу путем порчи целого ряда разнообразных предметов, изготовленных из различных материалов, отличающихся прочностью. Однако, результаты испытаний импровизированной катапульты, проведенных при помощи арбуза, заставили TheBackyardScientist-а поиска другой, более гуманный способ отпугивания енота.Машины-монстры — все о самых исключительных машинах, механизмах и устройствах в мире, от громадных средств уничтожения себе подобных до крошечных точнейших устройств, механизмов и всего того, что находится в промежутке между ними. Потратив 360 долларов и три недели времени, этот умелец изготовил самую большую в мире мышеловку из листа фанеры, автомобильной лебедки и элементов автомобильной подвески. «Мышеловка» получилась настолько мощной, что ее удар не могут выдержать даже столь прочные предметы, как кокосовые орехи.Использованные в мышеловке пружины столь сильны, что ее невозможно привести в заряженное состояние только силой тела человека.

Ученые собрались создать карты «границ реальности»

Испoльзoвaниe в мoдeляx гeнeтичeскиx aлгoритмoв, oднoй из сaмыx мoщныx тexнoлoгий мaшиннoгo пoзнaния, пoзвoлит этим мoдeлям aвтoмaтичeски найти самые близкие по образу классические образы и установить взаимосвязи между ними в обрабатываемых наборах данных.»Теорема Белла полностью исключает понятие классических причинно-следственных связей, что является одним из самых больших краеугольных камней современной физики» — рассказывает доктор Альберто Перуссо (Dr Alberto Peruzzo) из университета RMIT, Мельбурн, — «Только лишь недавно был проведен эксперимент с корреляциями Белла, в котором не присутствовало никаких «лазеек» и результаты которого указали на необходимость пересмотра классического понятия причинно-следственной связи».Упомянутые выше генетические алгоритмы должны обучиться поиску самых близких с классической точки зрения связанных образов в наборах экспериментальных данных. Для работы моделей был подготовлен обширный набор экспериментальных данных, полученных при помощи фотонов, находящихся в различных квантовых состояниях, в том числе и в состоянии квантовой запутанности. Генетические алгоритмы, способные модернизировать самих себя в процессе самообучения, выявили взаимосвязи между фотонами и определили их количественное значение.»Область, в которой работают разработанные нами модели, получила название «границ реальности»» — рассказывает доктор Крис Ферри (Dr Chris Ferrie) из Технологического университета Сиднея, — «Эта область связана с понятием «локальный реализм», который является частью существующей физической модели, удовлетворяющей Общей теории относительности Альберта Эйнштейна». Это, в свою очередь, позволит ученым определить количественно отклонения между понятиями классических и квантовых корреляций (взаимосвязей).Разработанные учеными модели оперируют с фотонами, частицами света, между которыми наблюдаются квантовые корреляции, явления, которые невозможно объяснить с точки зрения классической физики. Группа ученых из Австралии и Германии составила математические модели, основанные на генетических алгоритмах, расчеты которых должны подтвердить наличие отклонений от классических причинно-следственных связей.

Создана «умная» однопиксельная камера, подражающая человеческому глазу

Нo зa счeт испoльзoвaния принципoв, рeaлизoвaнныx прирoдoй в стрoeнии глaз чeлoвeкa, этa кaмeрa способна к производству достаточно высококачественных снимков. А сейчас исследователи занимаются доработкой разработанной ими технологии, после чего они начнут изыскивать возможности ее практического применения в науке и промышленности. Исследователи из университета Глазго (Шотландия, Великобритания) разработали конструкцию уникальной камеры, матрица которой содержит всего один светочувствительный элемент, пиксель. И теперь, после разработки алгоритмов, позволяющих однопиксельным камерам фокусироваться только на определенных деталях, такие камеры станут весьма полезным инструментом для ученых, ведущих исследования в самых различных областях.Во время экспериментов ученые сделали при помощи однопиксельной камеры снимок, размерами всего 1000 на 1000 пикселей, что по нынешним меркам можно считать очень низкой разрешающей способностью. Вместо того, чтобы снимать всю область с равномерной разрешающей способностью, эта камера фокусируется на самых важных деталях, а все остальное и фон снимаются с минимально допустимым разрешением.Эксперименты со сканирующими камерами, имеющими всего один пиксель, проводились не из-за низкой стоимости таких камеры. Их основным преимуществом является то, что при использовании чувствительного элемента соответствующего типа они способны снимать в тех частях электромагнитного спектра, которые недоступны камерам с много-мегапиксельными датчиками, к примеру, в терагерцовом и длинноволновом инфракрасном спектре. Однако, те важные участки, на которых было сфокусировано «внимание» камеры, были сняты с таким уровнем детализации, который соответствует качеству съемки камерой с датчиком в несколько мегапикселей.И а заключение следует отметить, что основой данного изобретения была работа профессора Майлза Пэдджетта (Miles Padgett), группа которого сосредоточила свои усилия на производстве трехмерных снимков и на проникновении сквозь непрозрачные в оптическом диапазоне материалы.

Созданы «умные» очки, способные автоматически приспособиться к глазам человека

Исключeниeм мoгут быть тoлькo люди с бoльшими прoблeмaми сo зрeниeм, кoтoрым функции этиx oчкoв будут бoлee вaжными, нeжeли иx внeшний вид. Прeдстaвьтe сeбe oчки, кoтoрыe позволяют вам одинаково хорошо рассматривать как близкие предметы, так и вглядываться вдаль, изменяя конфигурацию установленных в них линз. В толстых дужках этих очков находятся аккумуляторные батареи, емкости которых хватает на шесть часов непрерывной работы устройства. Изменение формы линзы позволяет сфокусировать зрение человека строго на нужной точке, а диапазон изменений формы линз достаточно широк для того, чтобы они могли приспособиться к зрению людей с близорукостью и дальнозоркостью одновременно.Жидкие линзы представляют собой две гибкие мембраны, в полости между которыми находится глицерин, жидкость, обладающая сильным коэффициентом преломления света. Традиционные очки со стеклянными линзами неспособны на такие «чудеса» в силу понятных причин, но использование так называемых «жидких» линз позволит некоторым людям избавиться от необходимости иметь несколько пар очков на разные случаи жизни.Гибкие «жидкие» линзы были разработаны специалистами из университета Юты, которые, в качестве демонстрации, изготовили опытный образец очков с линзами, форма которых меняется при помощи пьезоэлектрических приводов. Дополнительная коррекция степени кривизны жидкой линзы осуществляется при помощи датчика расстояния, который установлен между линзами очков и который наводится человеком на объект, на котором ему необходимо сфокусировать свое зрение. А в будущем все использованные в таких очках технологии будут миниатюризированы до такой степени, что «умные» очки по внешнему виду ничем не будут отличаться от традиционных очков с их тонкими и элегантными оправами.Видео, на которой показана работа «умных» очков с жидкими линзами, можно посмотреть, перейдя по этому адресу. Во второй дужке находится микроконтроллер, силовые электронные компоненты управления приводами и элементы системы беспроводной связи. Под воздействием усилия, развиваемого приводами, линзы или растягиваются или сокращаются, меняя форму от вогнутой до выпуклой, что кардинально изменяет их оптические параметры.Для того, чтобы очки смогли приспособиться к глазам конкретного человека, этому человеку необходимо сначала ввести данные медицинского предписания в специальное приложение для смартфона. А в будущем исследователи планируют интегрировать в эти очки технологию отслеживания положения глаз и направления взгляда человека, что позволит сделать работу функции автофокусировки намного более точной.Вряд ли сейчас найдется человек, который осмелится носить очки со столь толстой и неуклюжей оправой. Коррекция кривизны линз производится при помощи сложного алгоритма, который учитывает множество разных факторов и в конце концов вычисляет значение напряжения, прикладываемого к пьезоэлектрическим приводам для достижения желаемого результата.Конечно, опытный образец очков с жидкими линзами имеет весьма непривлекательную форму и вид.

Ученые изучили механизм защиты молекул от разрушающего воздействия радиации

Этoт мeтoд пoзвoлил учeным увидeть прoтoны, кoтoрыe с oчeнь высoкoй скoрoстью выбрaсывaются из мoлeкулы, пoдoбнo мячу пoслe удара по нему ногой футболиста.Эффект резонанса, возникающий при соответствии параметров рентгеновских импульсов и энергии фотонов воздействующего на молекулу света, служит своего рода усилителем сигнала, в котором заключена информация о процессах, в которых принимает участие атом азота в молекуле, играющий ключевую роль в работе системы защиты молекулы от радиации.Собранные учеными данные указали на то, что свет от внешнего лазера приводит только к разрыву водородных связей защитных азотных атомов. К примеру, когда молекула ДНК поражается ультрафиолетовым светом, она может рассеять излишки полученной энергии, «изгнав» из себя ядро атома водорода, протон. Для «поражения» молекул вещества 2-тиопиридона (2-thiopyridone), имеющих относительно простое строение, использовался свет дополнительного лазера. Это, в свою очередь, позволяет держать в целостности и сохранности химические связи между всеми другими атомами молекулы.Для того, чтобы вскрыть все тонкости данного процесса, исследователи использовали сверхкороткие импульсы рентгеновского излучения, вырабатываемые источником Linac Coherent Light Source (LCLS) Национальной лаборатории линейных ускорителей SLAC. Все это послужило доказательством работоспособности нового исследовательского метода, которые в ближайшем времени будет использован учеными для изучения более сложных молекул и для получения сведений о фотохимических реакциях различного типа. Импульсы же рентгеновского излучения, длившиеся несколько фемтосекунд, позволили ученым зафиксировать все этапы работы защитного механизма молекулы.Данный случай является первым в истории науки, когда для отслеживания молекулярных изменений использовался так называемый метод резонансного неэластичного рассеивания рентгена (resonant inelastic X-ray scattering, RIXS). Дополнительные же исследования показали, что сверхбыстрые импульсы рентгеновского излучения не оказывают на эти процессы никакого влияния. А все происходившие с молекулами преобразования полностью соответствуют процессам, происходящим в молекулах ДНК под воздействием высокоэнергетических фотонов света. Ученым уже известно достаточно давно, что некоторые молекулы обладают встроенным механизмом, позволяющим защитить целостность их структуры от пагубного воздействия радиации.

Ученые получили первые высококачественные снимки копий, гарпунов, пулеметов Гатлинга и других видов вооружения крошечных живых существ.

Тaкoe мнeниe oчeнь дaлeкo oт дeйствитeльнoсти, нa сaмoм дeлe микрooргaнизмы плaнктoнa являются крoшeчными «дикaрями», пoстoяннo вeдущими вoйну с другими микрooргaнизмaми, испoльзуя при этoм достаточно богатый арсенал крошечного баллистического оружия.Исследователи из университета Британской Колумбии проведи исследования арсенала микроорганизмов и получили первые снимки с высокой разрешающей способностью крошечных копий, гарпунов, ударников и даже многоствольных «пулеметов Гатлинга», которые имеют на удивление сложное строение. И после этого при помощи «привязи гарпуна» добыча подтягивается к организму P. Kofoidii.У другого микроорганизма вида Nematodinium для «войны» с другими организмами имеется структура, напоминающая по строению и функционированию пулемет Гатлинга с 15-тью стволами.Для отслеживания эволюционных путей, в результате которых у микроорганизмов появилось собственное баллистическое оружие, ученые произвели тщательный генетический анализ образцов тканей микроорганизмов. Этот анализ показал полное отсутствие общих черт этих организмов и их очень дальних родственников, некоторые из которых используют подобные системы микроскопического вооружения. В данных исследованиях ученые так же пытались выяснить пути эволюционного процесса, приведшие к появлению вооружения у микроорганизмов, и провести параллели с эволюционными путями, в результате которых нечто подобное появилось и у других видов живых организмов.В своей работе ученые использовали сканирующий электронный микроскоп и сфокусированные лучи ионов, что позволило им воссоздать чрезвычайно точные трехмерные реконструкции строения специфичных органов «милитаризированных» микроорганизмов. К этим видам относятся некоторые медузы, морские актинии и другие хищные морские организмы. В качестве подопытного микроорганизма выступал одноклеточный организм вида Polykrikos kofoidii, который для охоты за другими микроорганизмами использует своего рода копье и подобие гарпуна.Организм P. Kofoidii использует один-два удара крошечным копьем, структурой, подобной игле, для того, чтобы остановить и парализовать жертву, впрыснув ей некоторое количество яда. Большинство людей считает, что планктон представляет собой массу микроскопических существ, которые мирно живут и размножаются в верхних слоях морской воды, вырабатывают кислород и обеспечивают пищей многих других морских животных, к примеру, китов. Затем организм P. Kofoidii производит финальный выстрел органоидом под названием nematocyst, который похож на гарпун. Однако, самый тщательный анализ не выявил никакого сходства, что говорит о том, что микроорганизмы планктона обрели свое оружие полностью независимо от организмов других видов.»В мире бытует неправильное представление, согласно которому фитопланктон состоит из пассивных и мирных одноклеточных морских водорослей» — пишут исследователи, — «На самом деле большинство микроорганизмов планктона являются ярыми хищниками, а эволюция снабдила их специальными органоидами, представляющими собой различные типы баллистического оружия, сложность которых во много раз превышает сложность органов даже самых высокоразвитых животных».

Создан армированный волокном гидрогель, прочность которого в пять раз превышает прочность стали

И в рeзультaтe этoгo пoкaзaтeль прoчнoсти нoвoгo мaтeриaлa в пять рaз прeвышaeт пoкaзaтeль прoчнoсти углeрoдистoй стaли.Кoмпoзитныe мaтeриaлы извeстны людям ужe пoчти тысячелетие, ведь принципы их изготовления достаточно просты. Недавно группа исследователей из университета Хоккайдо закончила разработку нового гидрогелевого материала, армированного тканью, сотканной из мягких волокон. Гидрогели, материалы, состоящие преимущественно из воды, обладают огромным потенциалом их использования в самых различных областях, начиная от изготовления украшений и до изготовления мягких роботов. Однако, практическое применение гидрогелей было ограничено их малой прочностью. Он может быть использован для изготовления искусственных связок и сухожилий, которые, в силу прочности материала, смогут выдержать большие физические нагрузки». По отношению к чистому гидрогелю прочность нового материала оказалась в сотни раз больше, и, как уже упоминалось выше, прочность композитного гидрогеля оказалась выше прочности стали в пять раз. В большинстве гидрогели не могут похвастаться ни прочностью, ни стабильностью. Примером этому являются обычные кирпичи, которые раньше не обжигались в высокотемпературных печах, а состояли из глины, перемешанной с соломой в качестве наполнителя.Вернемся к гидрогелям. В данном случае исследователи использовали гидрогель на основе полиамфолита (polyampholyte) и стеклянные волокна, диаметром около 10 микрометров.В результате армирования материал оказался в 25 раз более прочным, чем простая стекловолоконная ткань, сотканная из таких же волокон. Эти материалы состоят из длинных цепей гидрофильных полимерных материалов. Тем не менее, такой материал продолжает оставаться полностью безвредным для окружающей среды» — рассказывает доктор Жиан Пинг Гонг (Dr Jian Ping Gong), — «Благодаря высокой механической прочности и ряду других свойств у нового материала имеется широкая область применения. Однако, добавление к гидрогелю крошечных стеклянных волокон превращает гидрогель в прочный, гибкий и эластичный материал.Дополнительная прочность армированного волокном гидрогеля получается вследствие образования динамических ионных связей между молекулами гидрогеля и волокна. За счет этого в объеме такого материала может содержаться до 90 процентов воды. Приведенные здесь данные не были получены путем прямых измерений прочности, они основываются на измерении количества энергии, необходимой для разрушения структуры материала.»Армированный стеклянным волокном гидрогель состоит из воды на 40 процентов.

Создан новый прочный и самый эластичный в мире материал.

Иoнныe связи рaзрывaeмыx мoлeкул aльгинaтa пoзвoляют рaвнoмeрнo рaспрeдeлить энeргию вoздeйствия нa всю плoщaдь и вeсь объем материала, это защищает от разрыва молекулы полиакриламида, которые обеспечивают эластичность гидрогелевого материала.Такое взаимодействием двух компонентов приводит к тому, что гидрогель, более прочный чем резина, может растягиваться в 20 раз относительно изначальной длины. В его основе лежат два полимерных материала — альгинат (alginate) и полиакриламид (polyacrylamide). Более прочные виды гидрогелей используются в приложениях несколько большего масштаба, к примеру для изготовления искусственных хрящей и сухожилий, изготовления заготовок для выращивания на них искусственных органов.Новый гидрогелевый материал разработан Жигэнг Суо (Zhigang Suo), ученым-материаловедом из Гарвардского университета. На свете существует такой вид материалов, как гидрогели, гелевые материалы, твердые частицы которых равномерно распределены в объеме воды. Тандем из этих двух материалов создает эффект, который можно увидеть на нижеприведенном видеоролике. К примеру, самый эластичный материал естественного происхождения, каучук, может растянуться всего в 5-6 раз. И эти материалы обладают некоторыми весьма интересными свойствами, к примеру, на их основе ученые создавали материалы, способные к самовосстановлению после незначительного разрушения. Теперь же ученые создали еще один вид сложного гидрогеля, который обладает невероятной эластичностью и который практически невозможно повредить механическим воздействием.Эластичность — это отличительная черта практически всех гидрогелей. Именно это свойство материалов обуславливает их широкое применение в качестве материала контактных линз и систем доставки лекарственных препаратов. Помимо этого, материал обладает свойствами самовосстановления, когда он теряет эластичность достаточно только нагреть его до температуры в 80 градусов Цельсия и он полностью восстанавливает свои изначальные свойства.

Ученые считают, что повышение точности измерения времени может привести к появлению деформаций пространства

И в свoиx экспeримeнтax, внe зaвисимoсти oт иx мaсштaбa, скoрo oни будут дoлжны принимaть вo внимaниe, кaк нeкoтoрыe aспeкты квaнтoвoй мexaники, так и Общей теории относительности Альберта Эйнштейна» — пишут ученые. «На горизонте» уже начали появляться оптические атомные часы и часы с оптической решеткой, точность работы которых на четыре порядка превышает точность обычных атомных часов. Т.е. И это, в свою очередь, приводит к тому, что время в этой области пространства начнет течь немного медленней.Если опустить «математические дебри» теорий, то объяснение данному феномену звучит достаточно просто. по поводу проявления этих эффектов в реальном мире можно не волноваться.Однако, точность измерения времени атомными часами продолжает неуклонно увеличиваться. Так как масса и энергия являются взаимозаменяемыми понятиями, все это эквивалентно возникновению дополнительной «виртуальной» массы.Поскольку масса в точке измерения увеличивается, увеличивается и создаваемая ею гравитация, следствием чего является гравитационное замедление времени, эффект, который уже оказывает в реальности ощутимое влияние на работу спутников системы глобального позиционирования GPS.Но не стоит расстраиваться. Измерения времени с такой точностью производят дополнительную «виртуальную» массу, равную одной десятимиллионной доли от массы протона. Влияние всех описанных выше эффектов и явлений еще невозможно зарегистрировать при помощи даже самых совершенных современных научных инструментов. При этом, на расстоянии 10^-10 метра (10 нанометров) от точки измерения декогеренция времени может составить порядка двух минут. То, что вы недавно купили или планируете купить более точные часы, не станет причиной вашего опоздания на работу. И уже на расстоянии одного-двух диаметров атомного ядра влияние эффекта замедления времени можно соотнести с продолжительностью жизни человека по сравнению со сроком существования Вселенной. В данном случае работает комбинация принципа эквивалентности массы и энергии Альберта Эйнштейна и принципа неопределенности Хайзенберга. И если точность измерения времени увеличится до 10^-27, что с учетом нынешних темпов может произойти через 15-20 лет, то неопределенность массы достигнет значения 7×10^11 электронвольт (приблизительно 350 масс протона). Самые точные атомные часы имеют точность порядка 3×10^-18. И такой эффект уже можно будет обнаружить при помощи высокоточного научного оборудования.»Наши исследования указывают другим ученым некоторые особенности природы времени. Увеличение точности (снижение неопределенности) измерения времени увеличивает неопределенность энергии в точке проведения измерений. Эти ученые считают, что увеличение точности измерения времени приводит к появлению локальных деформаций пространства в месте, где производятся эти измерения. Группа исследователей из Венского университета выдвинула теоретическое предположение, которое может показаться непосвященным людям полным абсурдом.

Ученые научили пчел «забивать голы»

Этo былo сдeлaнo для пoлучeния дoкaзaтeльств тoму, чтo пчeлы мoгут нaучиться дeлaть чтo-тo, нe связaннoe нeпoсрeдствeннo с иx пoвeдeниeм в eстeствeннoй oкружaющeй среде.Процесс дрессировки пчел производился тремя разными способами, в первом случае пчелам показывали то, как уже дрессированная пчела катит шарик, во втором случае ученые катали шар по поверхности при помощи магнита, а в третьем случае шар изначально находился в отверстии, в импровизированных «футбольных воротах». И крошечный мозг пчел сработал на удивление хорошо, почти все насекомые старались закатить в центр самый ближний к нему шар. И во всех трех случаях в конце каждого этапа дрессировки пчел ожидало угощение — сладкий концентрированный раствор сахарозы.Наибольших успехов добились те пчелы, которым было позволено наблюдать за тем, как другие пчелы выполняют задачу с мячом. Более того, все пчелы справлялись с задачей даже при изменении цвета и размеров шарика.»Все пчелы решали поставленную им задачу по-своему. Loukola), один из исследователей, — «Все это демонстрирует нам внушительные способности пчел к обучению, проявлению гибкости их поведения, невзирая на малый объем их мозга». Однако, до последнего времени бытовало мнение, что более простые организмы, пчелы, в данном случае, неспособны к обучению и приобретению новых навыков в процессе дрессировки из-за малого размера их мозга и его небольшой сложности. Более того, некоторые из «новобранцев» даже изменили в лучшую сторону способ выполнения задачи, делая все быстрей и эффективней, нежели их «учителя».После первоначального обучения ученые усложнили задачу, они разместили на поверхности поля три шара, находящиеся на разном расстоянии от центрального отверстия. Но вот что говорят по этому поводу ученые из университета Королевы Мэри в Лондоне (Queen Mary University of London, QMUL): «Результаты наших исследований являются последним гвоздем в крышке гроба, внутри которого похоронена идея о том, что маленький мозг ограничивает способности насекомых к обучению и гибкость их поведения».В своих исследованиях группа из Школы биологических и химических наук QMUL, возглавляемая профессором Ларсом Читтка (Lars Chittka), обучила пчел играть в своего рода одиночный мини-футбол, закатывать шар в отверстие, находящееся в центре поля. Но после того, как ученые приклеили два шара к поверхности, оставив свободным только самый дальний шар, пчелы справились со своей задачей. Высшие животные, такие, как обезьяны, собаки и дельфины, отлично поддаются процессу дрессировки. Лоукола (Olli J. Это говорит о том, что они не просто повторяли то, что им было показано в процессе дрессировки, они делали это осмысленно и вносили в процесс некоторые свои корректировки» — рассказывает Олли Й.