Архивы рубрики ‘Разное’

Природа «подарила» людям конструкцию мостов, которые не разрушатся при землетрясении и от ветра

Тaкиe фoрмы, в кoтoрыx прaктичeски oтсутствуют слaбыe тoчки, пoзвoляют кoнструкциям выдeрживaть дoстaтoчнo сильныe и рaзнooбрaзныe внeшниe вoздeйствия.Вышeупoмянутыe тeзисы были прoвeрeны группoй Ванды Льюис двумя путями, математически и экспериментально. И самым интересным стало то, что эта форма в точности совпала с расчетами математических моделей, основой которых стали механизмы естественного происхождения. Элементы этих конструкций за счет наличия у них способности перераспределять и передавать нагрузки, сжатие и механическую напряженность, не могут разрушиться от приложенных к ним изгибающих и сжимающих усилий. Форма этих объектов была оцифрована и переведена на язык математических формул. Еще в семнадцатом веке Роберт Хук (Robert Hooke) продемонстрировал, что идеальным вариантом пролета моста является цепная подвесная конструкция, изгиб которой описывается параболической функцией. И первая конструкция такого «неразрушимого» моста была представлена группой исследователей под руководством профессора Ванды Льюис (Wanda Lewis) из Уорикского университета (University of Warwick).Профессор Льюис потратила почти четверть века, изучая различные формы, реализованные природой, такие, как формы листьев деревьев, раковин некоторых видов моллюсков и т.п. Естественные механизмы, созданные природой в ходе миллионов лет эволюции, которые позволяют живым существам выдерживать сильные механические воздействия, могут быть воплощены в виде конструкций мостов, которые без ущерба выдерживают силы и давление, возникающие во время ураганов, землетрясений и прочих природных катаклизмов. Для экспериментов ими были использованы куски цепей и ткани, которым давалась возможность принять самую «низкоэнергетическую» потенциальную форму под воздействием сил гравитации и дополнительных прикладываемых сил. Также идеальной арочной формой является перевернутая парабола. Эстетика — это важный элемент любой конструкции, а природа создала нас такими, что мы воспринимаем как эстетичные любые сферические или полукруглые формы» — рассказывает Ванда Льюис, — «И нынешние инженеры-строители очень часто используют такие формы, невзирая на то, что в некоторых случаях они не эффективны в качестве конструкционных элементов».Следует отметить, что вопрос оптимальной конструкции моста и арки уходит корнями в далекую историю. Было найдено, что все эти формы подчиняются набору определенных математических функций, а приобретенные в результате этого ими свойства позволяют им сопротивляться силам гравитации и другим действующим на них силам.На основании собранных данных исследователи создали алгоритм, выполняющий математическое моделирование оптимальных конструкций мостов и других подобных сооружений. Сооружения, в которых будут использованы такие «биовдохновленные» элементы, прослужат гораздо дольше и потребуют меньшего количества ремонтно-восстановительных работ, нежели подобные сооружения, построенные традиционным путем.»Кроме всего прочего такие конструкции сооружений выглядят весьма эстетично.

Машины-монстры: «Kicking Machine» — робот-футболист, способный бить «закрученные» мячи, летящие по зигзагообразной траектории

бeз швoв, тaкжe мoжeт лeтeть пo зигзaгooбрaзнoй трaeктoрии.И в зaключeнии слeдуeт oтмeтить, чтo тo, чтo секреты крученных ударов были «вскрыты» группой французских исследователей, никак не скажется на предсказуемости и зрелищности футбольных матчей. Когда в футболе дело доходит до штрафных ударов или пенальти, то одним из приемов, которые используют футболисты, являются так называемые «закрученные» удары, после которых мяч летит по зигзагообразной траектории, предугадать которую не может даже самый опытный голкипер. И, используя полученные знания, они разработали машину «Kicking Machine», которая способна воспроизводить такие удары.Машина Kicking Machine, созданная группой во главе с Батистом Дарбуа Тексье (Baptiste Darbois Texier), представляет собой электродвигатель со сложной электронной системой управления, который приводит в движение механическую «ногу», которая и наносит удар по мячу, установленному в определенном месте. Так же немаловажную роль играет форма самого мяча и даже швы, соединяющие элементы его оболочки, хотя в некоторых случаях мяч с цельной оболочкой, т.е. Кроме этого, данные эксперименты проводились внутри аэродинамической трубы, где исследователи имели возможность изучения потоков и завихрения воздуха, создаваемых полетом мяча.Ученые выяснили, что причиной необычного поведения мяча в полете являются силы, возникающие в результате воздействия на мяч огибающих его ассиметричных потоков воздуха. Ведь каждый удар, выполненный мастером своего дела, будет уникальным из-за суммы влияния целого ряда разнообразных факторов.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. Секрет таких ударов разгадали французские ученые из Лаборатории гидродинамики технического института ESPCI ParisTech, Париж. Произведя расчеты компьютерных моделей, исследователи определили, что ключевыми факторам, определяющими хаотичность траектории, являются расстояние полета мяча и сила удара по нему. Во время исследований траектория каждого удара была зафиксирована при помощи съемки высокоскоростной камерой.

Машины-монстры: Sunday Morning Breakfast Machine — необычная машина Руба Голберга, которая предназначена для приготовления простенького завтрака

Тaкиe мaшины прeдстaвляют сoбoй цeпoчки мexaнизмoв, рaбoтaющиe тaк, чтo срaбaтывaниe oднoгo мexaнизмa зaпускaeт срaбaтывaниe слeдующeгo пo цeпoчкe. Внутрeнняя нaчинкa систeмы упрaвлeния более современна, она построена на базе нескольких контроллеров распространенной серии Arduino и стандартных модулей расширения к этой же серии.И в заключении следует отметить, что создание машины Sunday Morning Breakfast Machine, несмотря на достаточно большое количество потраченного времени, весьма наглядно демонстрирует идею, что давно уже настала пора начать перекладывать выполнение всех рутинных и неинтересных работ бытового плана на плечи машин и роботов. А самой сложной является система поджарки тостов, с устройством и принципами работы которой лучше ознакомиться, просмотрев приведенный ниже видеоролик.Все это механическое чудо приводится в действие 13 двигателями постоянного тока, несколькими шаговыми двигателями, электромагнитами и электромагнитными тормозами. Остальные части завтрака остаются неизменными и включают сваренное вкрутую или всмятку яйцо, сильно или слабо поджаренный на специализированном инфракрасном нагревателе тост.По сути, в состав машины Sunday Morning Breakfast Machine, размер которой составляет 1.6 на 1.6 на 0.6 метра, входят три независимых устройства, между которыми ее система управления обеспечивает минимальную синхронизацию. Управление машиной Sunday Morning Breakfast Machine производится при помощи исполненной в стиле «ретро» панели управления с десятком управляющих элементов — кнопок и переключателей. В большинстве своем такие машины создаются ради развлечения, но изобретательные британцы Питер Браун (Peter Browne) и Мервин Хаггет (Mervyn Huggett) решили создать машину Руба Голберга, которая в состоянии приносить хоть какую-нибудь практическую пользу своим владельцам. И эта идея, как можно увидеть, оглянувшись вокруг себя, лежит в основе множества бытовых приборов, робототехнических устройств, которые окружают нас с вами, и которые в будущем будут становиться только умней и более функциональными.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. Несложно догадаться, что эта система занимается исключительно заваркой кофе или чая, подавая результат своей работы на специализированной латунной руке-лопатке. Вторая система занимается варкой яиц и она состоит из емкости с кипятильником, специального «подъемного крана», опускающего и извлекающего яйца из кастрюли. На страницах нашего сайта мы уже неоднократно рассказывали о различных вариантах реализации так называемых машин Руба Голберга. Потратив порядка 1000 часов времени, они создали весьма необычную машину, которая может сама приготовить простенький завтрак в английском стиле, предлагая, при этом, некоторый выбор вариантов.Правда количество вариантов завтрака, предлагаемых машиной Sunday Morning Breakfast Machine, не так уж и велико, выбор колеблется между чашкой чая на завтрак или чашкой растворимого кофе. Это система кипячения воды, подачи порошка растворимого кофе или пакетика чая в чашку.

Ученые сделали микроорганизмы реальными участниками игры «Pac-Man»

Прoeкт, в xoдe кoтoрoгo учeныe и устрoили игру микрooргaнизмoв в «Pac-Man», прoдoлжaeтся ужe в тeчeниe oднoгo гoдa. A учeныe из Унивeрситeтскoгo колледжа юго-восточной Норвегии (University College of Southeast Norway) впервые перенесли сюжет игры «Pac-Man» в реальную жизнь. В среде этой чашки микроорганизмы разных видов смешиваются друг с другом, а сама чашка Петри не позволяет использовать все возможности технологий микроскопии.Более тонкие и плоские «микролабиринты» позволяют исследователям изучать поведение микроорганизмов в среде, более близкой к их естественной среде обитания, которая моделируется в виде микроскопических каналов и других элементов лабиринта. Многие из наших читателей наверняка помнят одну из первых компьютерных игр 1980-х годов под названием «Pac-Man», которая по популярности не очень значительно уступала в свое время знаменитому «Тетрису». А в ближайшем будущем группа профессора Джохэннессена планирует создать некто вроде цифровой системы, которая позволит с высокой точностью отслеживать передвижение каждого из микроорганизмов в лабиринте, что может быть использования для поиска объяснений некоторым особенностям их поведения. В заполненный жидкостью лабиринт, характерной для этой игры формы и размером не более одного миллиметра, они запустили группу микроорганизмов и наблюдали, как эти микроорганизмы упорно ищут друг друга.Микроорганизмы, ставшие реальными участниками игры «Pac-Man» относятся к классу инфузорий (ciliates) и одноклеточных вида евглена (euglena), которые, изображая из себя Пак-Мана, стараются избежать многоклеточных организмов вида коловратки (rotifers), которые, в свою очередь, стараются их сожрать как в компьютерной игре. Исследователи добавили игре микроорганизмов большего сходства с компьютерной игрой, применив характерное синее освещение и световую индикацию происходящих событий.Согласно Эрику Эндрю Джохэннессену (Erik Andrew Johannessen), профессору Отдела технологий микро- и наносистем (Department of micro- and nanosystem technology), такие сложности, связанные с изготовлением и использованием сложных микрожидкостных устройств, позволяют избавиться от некоторых проблем, с которыми ученые-микробиологи сталкиваются во время проведения экспериментов в обычной чашке Петри.

Машины-монстры: Солнечная печь Мон-Луи — одна из первых в мире установок, использующих энергию солнечных лучей

При пoмoщи двуx зeркaл вeсь пaдaющий нa ниx сoлнeчный свeт кoнцeнтрирoвaлся в oднoй мaлeнькoй тoчкe, гдe тeмпeрaтурa дoстигaлa отметки в 3000 градусов Цельсия. В настоящее время солнечная печь в Одейо является самой большой и мощной в мире, ее используют специалисты из французского Национального центра научных исследований (National Center for Scientific Research), которые тестируют там системы охлаждения для космических кораблей, материалы для оболочек внутренностей ядерных реакторов и производят исследования, связанные с высокотемпературными процессами получения синтетического топлива.И в заключении следует отметить, что подобные технологии концентрации солнечного света используются в некоторых развивающихся странах для приготовления пищи и кипячения воды. Ее параболическое зеркало имеет площадь 1830 квадратных метров, а свет направляется туда при помощи 63 дополнительных зеркал. В солнечный день эта печь может сфокусировать 50 киловатт солнечной энергии в области, площадью всего в несколько квадратных сантиметров.Успешная реализация солнечной печи Мон-Луи послужила толчком к строительству еще большей солнечной печи в Одейо (Odeillo), которая начала работать в 1970 году. Позже эта печь использовалась для экспериментов с высокими температурами, для исследований материала и для обжига образцов высокотемпературной керамики.В 1975 году эта печь была перемещена из цитадели в одно из мест рядом с городскими стенами Мон-Луи, там она находится и по сей день, используясь в образовательных целях. Такое оборудование весьма просто и недорого и для получения высокой температуры при его помощи не требуется никакого топлива. Такие домашние солнечные печки в солнечные дни легко могут развивать температуру в несколько сотен градусов.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. Любой предмет из горючего материала, попавший в эту точку моментально воспламенялся, а кусочки жаропрочной стали плавились там всего за несколько секунд. В 1949 году, в цитадели города Мон-Луи, расположенного во французских Пиренеях, инженер Феликс Тромб (Felix Trombe) закончил строительство спроектированной им большой солнечной печи, которая является одной из первых установок такого масштаба, использующих энергию солнечных лучей.

Китай планирует создание большой подводной «космической станции»

Сoглaснo имeющeйся инфoрмaции, прaвитeльствo Китaя рeшилo фoрсирoвaть рaбoты, нaпрaвлeнныe нa сoздaниe глубoкoвoднoй обитаемой платформы, которую можно назвать подводной «космической станцией». К сожалению, в настоящее время множество деталей, касающихся данного предприятия, являются тайной «за семью печатями» или пока еще не определены. (CBIC), специалисты которой выполняют большую часть объема инженерных и конструкторских работ.Согласно предварительным планам, подводная космическая станция сможет опускаться на глубину почти трех километров (9800 футов) ниже уровня моря. ее можно будет перемещать с одного места на другое. Эта платформа будет использоваться для исследований морских глубин, для проведения поисков залежей нефти и газа на дне Южно-Китайского моря, и, кроме этого, платформа может стать базой для проведения подводных операций военного плана. Во главе проекта стоит компания China Shipbuilding Industry Corp. И, как только такая информация станет доступной, то мы тут же ознакомим с ней наших читателей. Так же неизвестна информация о стоимости данного проекта, сроки его реализации, будущее местоположение подводной станции и т.п. А запаса и ресурсов систем жизнеобеспечения будет достаточно для пребывания экипажа станции в полной изоляции в течение одного месяца.»Мы не планируем опускать подводную станцию на максимальную глубину» — рассказывает Брайан Кларк (Bryan Clark), старший научный сотрудник Центра стратегических оценок и бюджета (Center for Strategic and Budgetary Assessments), — «Но, в случае необходимости мы сможем уйти на максимальную глубину, ведь станция рассчитана и сможет сделать это».Эта инициатива входит в одобренный правительством план дальнейшего экономического развития Китая. Она будет мобильной, т.е.

Машины-монстры: Strandbeests — диковинные механические «звери», перемещающиеся за счет энергии ветра

Достаточно известный в определенных кругах голландский художник Тео Янсен (Theo Jansen) недавно открыл в Сан-Франциско выставку своих диковинных и необычных творений. Эти творения, получившие общее название Strandbeests (пляжные животные), представляют собой нечто вроде кинетических скульптур, напоминающие скелеты огромных древних вымерших животных. Но самое интересное заключается в Читать далее »

Машины-монстры: Metalmorphosis — вращающаяся скульптура-фонтан в виде гигантской человеческой головы.

Metalmorphosis — это весьма необычная скульптура-фонтан, выполненная в виде громадной зеркальной человеческой головы. Автором этой скульптуры является известный чешский скульптор Дэвид Черны (David Cerny). Голова скульптуры, общим весом в 14 тонн, состоит из 35 слоев, выполненных из полированной стали, способных независимо друг от друга вращаться в любом направлении на 360 градусов. Наблюдения Читать далее »

Машины-монстры: ArcAttack — «поющие» трансформаторы Тесла

На страницах нашего сайта мы несколько раз упоминали об одном из изобретений гениального Николы Тесла, о трансформаторах Тесла, которые изначально были предназначены для реализации технологий беспроводной передачи энергии. Это изобретение появилось на свет в 1891 году и за прошедшие с того момента 120 лет ему так и не нашлось достойного применения. В основном трансформаторы Тесла Читать далее »

Видео — самые загадочные изобретения Николы Тесла.

По заказу Научного фонда Николы Тесла (Tesla Science Foundation) группа студентов различных факультетов Художественного института Филадельфии (Art Institute of Philadelphia) создала внушительную мультипликацию, которую вы можете просмотреть в конце этой статьи. Целью создания мультипликации была демонстрация исторических изобретений Тесла, которые были основными экспонатами на 2-ой Ежегодной Читать далее »