Вокруг Науки Техники

[Flanger]

Деление на ноль на классическом механическом калькуляторе

[Flanger]

В Китае разработали революционное устройство РЭБ

Противник на поле боя не сможет спрятаться от новой технологии радиоэлектронной борьбы, которую разработала команда специалистов из Пекина. У них получилось создать первое широкополосное устройство мониторинга и анализа электромагнитного спектра в реальном времени, способное с беспрецедентной скоростью наводиться на вражеский сигнал, декодировать его физические параметры и эффективно подавлять.

Статья с описанием новой технологии вышла в журнале Radio Communications. Ее автор, профессор Ян Кай, руководитель научной группы из Пекинского технологического университета сообщает, что им удалось сделать оборудование для мониторинга электромагнитного спектра компактным, производительным и экономичным в аспекте энергопотребления.

Обычно системы мониторинга электромагнитного спектра ограничены диапазоном частот от 40 до 160 МГц. Сигналы за пределами этого диапазона, особенно высокочастотные, регистрируют методом выборочного отбора. В этом случае высока вероятность пропустить что-то важное. Команда Яна утверждает, что новое устройство имеет увеличенный диапазон вплоть до гигагерцовой зоны, в которой также работают, к примеру, спутники Starlink. Таким образом, даже если американские военные внезапно перейдут на гражданские частоты, сигналы все равно будут перехвачены и подавлены специалистами КНР.

Такие возможности появились благодаря разработке ряда новых чипов обработки сигнала. Они умеют эффективно разбивать огромный поток данных на более мелкие до начала компьютерной обработки. Это снижает нагрузку на процессоры и позволяет одновременно отслеживать большое количество источников в широком спектре частот. Наиболее важный процесс анализа данных Ян поручил искусственному интеллекту. Кроме того, была переработана структура фильтра электромагнитного сигнала, производительность которого теперь возросла.

Ввиду огромного количества данных, которые приходится обрабатывать во время сражения, эта технология считалась ранее недостижимой мечтой, пишет SCMP. По словам разработчиков, она вызовет «глубокий сдвиг в искусстве войны» и поможет КНР перехватить инициативу у США в борьбе за электромагнитный спектр.

В недавние месяцы гражданские метеорологические радары на юге Китая сообщали о появлении загадочных помех, в которых военные заподозрили попытки скрытого вмешательства ВМС США. В прошлом Китай отставал в сфере РЭБ, но в последние годы стал активно наращивать потенциал и перешел от оборонительной тактики к более агрессивной. В январе государственные СМИ страны сообщили, что китайский эскадренный миноносец типа 055 заблокировал продвижение целой авианосной ударной группы. Это стало возможно благодаря запуску высокомощных радаров с фазированной решеткой.

[Flanger]

Компактный пескоструйный аппарат без компрессора

[Flanger]

Самозатухающая литиевая батарея самостоятельно тушит возгорание

 

 

[Flanger]

Эффект Ребиндера - явление, позволяющее резать стекло ножницами под водой.

[Flanger]

Китай представил HPM-оружие на двигателях Стирлинга

Команда исследователей из Китая создала высокомощное микроволновое оружие (high-power microwave, HPM), работающее на четырех компактных и эффективных двигателях Стирлинга. Двигатели превращают тепловую энергию в механическую и позволяют генерировать магнитное поле силой до 4 Тл (тесла), которое способно подавлять дроны, военные самолеты и даже спутники. Разработка является первым в мире HPM-оружием на основе технологии двигателя Стирлинга.

Система оружия, которую транспортировать на грузовике, значительно снижает потребление энергии для создания сильного магнитного поля по сравнению с существующими технологиями, потребляя всего пятую часть энергии, требуемой традиционными методами. Система способна работать непрерывно в течение 4-ёх часов без ослабления мощности и остается нечувствительной к сильным вибрациям, даже при движении грузовика на высокой скорости по шоссе.

Исследователи отмечают, что существующие HPM-оружия, работающие на основе сильных магнитных полей, сталкиваются с проблемами большого энергопотребления и больших размеров. Интенсивность непрерывного, устойчивого магнитного поля HPM-оружия в 68 000 раз превышает напряженность магнитного поля Земли, или почти половину напряженности магнитного поля, которое может быть создано Большим адронным коллайдером (БАК).

Важную роль в системе оружия играет двигатель Стирлинга, который может функционировать как холодильник, быстро перемещая тепло из одного места в другое. Однако двигатель имеет ограничение: предел его охлаждения может достигать только 40 градусов выше абсолютного нуля (- 273,15 °C), а для генерации сильных магнитных полей необходима работа при температуре в пределах 4 градусов выше абсолютного нуля.

Команда ученых смогла преодолеть такой барьер, используя сверхпроводящую ленту второго поколения под названием REBCO, которая может достигать нулевого сопротивления при температуре от 40 до 50 градусов выше абсолютного нуля, что снизило общее энергопотребление на 80% по сравнению с традиционными технологиями.

Санкции, введенные Дональдом Трампом, частично способствовали прорыву китайских ученых. Введенный в 2018 году запрет на экспорт в Китай REBCO и других передовых сверхпроводящих материалов привел к росту спроса на китайских поставщиков и увеличению их производственных мощностей.

Сверхпроводящие материалы теперь широко используются в научных исследованиях и инфраструктурных проектах по всему Китаю, включая высокоскоростные железные дороги и устройства, способные генерировать самые мощные магнитные поля на планете. Кроме того, некоторые национальные лаборатории и коммерческие компании в США предпочли китайский сверхпроводящий провод внутренним поставщикам.

Китайские ученые не раскрыли, когда новая технология будет готова к использованию на поле боя, но отметили, что в ходе тестирования выявлены некоторые проблемы, требующие дальнейшего усовершенствования, включая стабильность системы после 4-ёх часов непрерывной работы.

Развитие таких технологий и производственных возможностей обещает не только улучшить характеристики оружия Китая, но и ускорить строительство критически важной будущей инфраструктуры, такой как высокоскоростные маглевы, рельсотроны, реакторы на термоядерном синтезе, квантовые компьютеры и планируемый коллайдер, в 4 раза превосходящий Большой адронный коллайдер в Европе.

 

[Flanger]

[Flanger]

Учёные создали ультратонкие кремниевые солнечные панели для авиации, космоса и носимой электроники

Современным кремниевым солнечным панелям не хватает гибкости в буквальном смысле этого слова. Они сравнительно толстые и поэтому тяжёлые, что мешает им попасть в авиацию и шире использоваться в носимой электронике. Для космоса это тоже важно, поскольку вывод на орбиту каждого килограмма стоит приличных денег. Возможно, с этим помогут учёные из Китая и Австралии, которые создали ультратонкие и гибкие панели из привычного кремния.

На днях государственное китайское издание Science and Technology Daily процитировало профессора Цзянсуского университета науки и технологий (JUST) Ли Янга (Li Yang), который сказал, что солнечные элементы из кристаллического кремния, которые изготавливаются из кремниевых пластин, были и остаются наиболее зрелым и широко используемым решением для выработки электрической энергии, «но они сталкиваются с двумя основными технологическими узкими местами».

Одним из недостатков современных кремниевых фотопанелей является то, что эффективность преобразования энергии кремниевыми элементами большой площади остаётся ограниченной на уровне 26 %; другим препятствием является толщина элемента — обычно от 150 до 180 мкм, что затрудняет их использование в случаях, требующих более гибкого и лёгкого материала для установки на изогнутые крыши, спутники и космические станции.

Возглавляемая профессором Ли группа учёных из JUST, австралийского университета Кёртин и компании LONGi Green Energy Technology опубликовала в журнале Nature статью, в которой сообщила о создании из кристаллического кремния фотопанели толщиной около 50 мкм. Это тоньше, чем лист обычной писчей бумаги формата A4. Эту фотопанель нельзя согнуть пополам как лист бумаги, но можно изогнуть с достаточной степенью кривизны без разрушения.

Что важно, КПД ультратонкой фотопанели превысил 26 %. Учёные создали ещё несколько фотоэлементов толщиной от 55 до 130 мкм, и у всех у них эффективность превысила 26 %.

Профессор Ли сказал, что его группа работает над созданием более гибких и эффективных кристаллических кремниевых солнечных элементов, которые в один прекрасный день смогут стать такими удобными в использовании, как рулон пленки.

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

Тяжелый транспортный беспилотный летательный аппарат сверхкороткого взлета и посадки «Партизан» совершил первый полет

16 февраля 2024 года в СибНИА провели первые летные испытания демонстратора транспортного беспилотного летательного аппарата сверхкороткого взлета и посадки «Партизан», разрабатываемого по заказу Фонда перспективных исследований.

Первый полет беспилотника производился в пилотируемом режиме для обеспечения безопасности полета и снятия полетных данных для последующего обучения отработанной на полунатурном стенде системы автоматического управления.

Размещение на летательном аппарате системы активного обдува вдоль всего размаха нижнего крыла позволит «Партизану» значительно сократить взлетно-посадочную дистанцию и обеспечить устойчивое управление на сверхмалых скоростях до 50 км/ч. 

В ближайшее время в соответствии с программой летных испытаний будет проводиться плановая работа по подтверждению ключевых летно-технических характеристик и переход испытаний в беспилотный режим. По окончании испытаний демонстратор должен подтвердить возможность перевозки грузов массой до 1 000 кг на расстояния до 1 000 км, осуществляя взлет и посадку на неподготовленные площадки габаритами 50 на 50 метров как в пилотируемом, так и беспилотном режиме. 
 

[Flanger]

 Электромобиль ЕТ9 китайского автопроизводителя NIO может сам отряхиваться от снега 

[Flanger]

Нефтехимический сплиттер весом 1 640 000 фунтов перевозится в Эдмонтоне, Альберта, Канада.

[Flanger]

Как делают резинки

[Flanger]

Кремний устарел: ученые из Оксфорда представили новую парадигму вычислений.

Исследователи из Оксфордского университета в Великобритании разработали магнитные вихри в мембранах, которые позволяют передавать данные со скоростью, исчисляемой километрами в секунду. В пресс-релизе университета говорится, что такое прорывное достижение в передаче информации может проложить путь к новому поколению сверхбыстрых вычислительных платформ.

«Вычисления на основе кремния слишком неэффективны с точки зрения энергопотребления для следующего поколения вычислительных приложений, таких как полномасштабный искусственный интеллект и автономные устройства», - заявил Хариом Джани, научный сотрудник физического факультета университета, участвовавший в исследовании.

«Чтобы преодолеть такие проблемы, потребуется новая вычислительная парадигма, которая будет использовать физические явления, быстрые и эффективные, для дополнения существующих технологий». Исследователи искали альтернативные методы передачи данных с использованием материалов, отличных от кремния. Однако полный отказ от кремния в вычислительных технологиях потребовал бы многих лет. Вместо этого нужен был метод, совместимый с кремнием.

В предыдущих работах в данной области использовались материалы, известные как антиферромагнетики, из которых можно создавать магнитные вихри. Такие вихри могут передавать данные в 1000 раз быстрее, чем современные устройства.

В лаборатории Паоло Радаелли, профессора Оксфордского университета, исследовательская группа изготовила ультратонкие мембраны из кристаллического гематита. Такой компонент ржавчины может выполнить нужную работу (гематит является компонентом ржавчины и может образовывать нужные магнитные структуры). «Подобные мембраны относительно новы в мире кристаллических квантовых материалов и сочетают в себе преимущества как объемных 3D керамик, так и 2D материалов, а также легко переносятся», - добавил Радаелли в пресс-релизе.

Чтобы создать магнитные вихри, исследователи вырастили слои гематита на кристаллической подложке, покрытой специальным цементным слоем. Этот цементный слой они назвали «жертвенным», поскольку позже он растворялся в воде, чтобы отделить слои гематита от кристаллической подложки. Полученные свободно стоящие слои гематита затем можно было перенести на кремний и другие материалы, которые можно использовать для создания устройств.

Помимо метода генерации магнитных вихрей, команда также должна была разработать новую методику визуализации, которая позволила бы увидеть наномасштабные магнитные структуры в таких мембранах. Как сказано в пресс-релизе, ученые использовали поляризованные рентгеновские лучи, чтобы определить, что свободно стоящие слои гематита могут нести в себе устойчивое семейство магнитных вихрей, обеспечивающих сверхбыструю обработку информации.

«В отличие от жестких объемных керамических аналогов, которые ломаются, наши гибкие мембраны можно скручивать, гнуть и сворачивать в различные формы без разрушения», - сказал Джани в пресс-релизе.

«Мы воспользовались данной новой гибкостью, чтобы разработать магнитные вихри в трех измерениях, что раньше было невозможно. В будущем форму таких мембран можно будет изменять для создания совершенно новых 3D магнитных схем».

Исследователи теперь работают над созданием прототипов устройств, которые смогут использовать электрические токи и возможности магнитных вихрей. После интеграции с такой технологией компьютеры будущего смогут работать подобно человеческому мозгу, заключили исследователи.

Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Materials.

 

[Flanger]

Строительство храма без гвоздей

[Flanger]

Найдена связь между повреждением кишечника и ускоренным старением

В новом исследовании ученые показали, что синдром дырявого кишечника ускоряет биологическое старение организма. С одной стороны, открытие указывает на необходимость лечения кишечника для профилактики хронических заболеваний, которые возникают с возрастом. С другой — исследование вновь демонстрирует важную роль кишечника в процессе старения.

Когда тело стареет быстрее своего хронологического возраста, то принято говорить об ускоренном биологическом старении, которое делает организм более уязвимым для многих тяжелых заболеваний от болезней сердца до рака. В новом исследовании ученые стремились выяснить, какие факторы в организме человека ускоряют старение и обнаружили важную связь с повреждением кишечника.

Цифровой прорыв: как искусственный интеллект меняет медийную рекламу
Оказалось, что синдром дырявого кишечника, при котором вредные микроорганизмы могут проникать из органа в кровь, значительно ускоряет биологическое старение, пишет EurekAlert.

«Определенные бактерии и их побочные продукты являются потенциальными ускорителями старения», — заявил автор работы Мохамед Абдель-Мохсен. Между тем подробные пути этого механизма еще предстоит выяснить.

В настоящее время ученые подчеркивают необходимость работы с нарушением микробиоты кишечника для профилактики старения. В дальнейших исследованиях они намерены выяснить, как быстро и с каким результатом восстановление функции кишечника отразится на биологическом возрасте человека.

Ранее в других исследованиях ученые обнаружили связь кишечника с развитием депрессии и даже камней в почках.

[Flanger]

Электронная музыка изменила состояние сознания

Испанские ученые пришли к выводу, что электронная музыка способна изменять состояние сознания. Их выводы могут помочь облегчать боль при различных патологических состояниях, а также перспективны для эффективного обучения.

Измененное состояние сознания — не фигура речи, а явление, имеющее четкие критерии. Этим термином называют качественные отклонения субъективных переживаний или психологического функционирования от определенных характерных для того или иного человека норм (он отмечает их сам или это замечают окружающие). Проще говоря, измененное состояние сознания — то, при котором человек ведет себя не так, как это свойственно ему в большинстве случаев. Подобные состояния могут быть вызваны психологической травмой, сильным стрессом, медикаментозным лечением, приемом алкоголя или наркотиков.

Известно, что звуки тоже используют для того, чтобы вызвать такие состояния. Вспомните хотя бы шаманские песнопения либо барабанную дробь при проведении ритуалов в диких племенах. Ученые из Университета Барселоны (Испания) решили больше узнать о влиянии звуков на наше сознание. Выводы своей работы они представили на сайте препринтов BioRxiv.

В исследовании участвовали 20 человек в возрасте от 18 до 22 лет, которые прослушали шесть отрывков электронных музыкальных произведений продолжительностью минутой каждый. Темп музыки был разный: 1,65, 2,25 и 2,85 герца. С помощью электродов, прикрепленных к коже головы, на электроэнцефалографе ученые измеряли электрическую активность мозга участников.

Еще при прослушивании музыки испытуемые ответили на вопросы, оценивая, как та или иная мелодия повлияла на их состояние сознания. Например, чувствовали ли они некое единение с музыкой или разобщение. На этом испытания добровольцев не закончились: они также выполняли когнитивные задания, которые показывали уровень концентрации внимания и время реакции.

Выяснилось, что синхронизация между мозговой активностью испытуемых и ритмом музыки происходила на всех трех изучаемых темпах, но больше всего этот эффект проявился при темпе 1,65 герца. Участники также сообщили, что именно во время прослушивания композиции с этой частотой они чувствовали наибольшее единение с музыкой. Помимо этого, исследователи узнали, что чем в большей степени слушатели были увлечены музыкой, тем больше было время их реакции на когнитивные задания по окончании композиции.

По мнению ученых, их исследование поможет понять механизмы, стоящие за изменением состояния сознания, что, в свою очередь, станет перспективным для терапевтических вмешательств. Например, для облегчения болезненных симптомов, когда человеку лучше как бы «отделить» свое сознание от испытываемых страданий (в психологии защитный механизм, отвечающий за это, называется диссоциацией). К тому же музыка может помочь в обучении: прослушанное музыкальное произведение может повлиять на степень увлеченности человека изучаемым предметом.

[Flanger]

[Flanger]

 

[Flanger]

Конец эры GPS? MagNav задает новые стандарты в навигации

Безопасность, надежность и независимость - вот что обещает новая разработка.

После почти десятилетних усилий ВВС США наконец разработали систему магнитной навигации (MagNav), которая работает достаточно надежно, чтобы дополнить или заменить GPS для навигации. MagNav задействует магнитную активность, которая охватывает весь земной шар. Система основана на искусственном интеллекте и нейронной сети, которая функционирует на ноутбуке или любом другом компактном компьютере. Эта сеть сравнивает известное местоположение самолета и магнитную активность, генерируемую самолетом, с мировой картой фоновой магнитной активности. После калибровки самолет может взлететь и лететь на любые расстояния, используя MagNav в дополнение к GPS для отслеживания своего местоположения. MagNav будет дополнять GPS и служить резервом в случаях, когда GPS подвергается помехам или другим видам вмешательства. К тому же, MagNav не зависит от сети космических спутников.

MagNav не подвержен помехам и надежен, как навигация по звездам, но более эффективен и не теряет своей работоспособности при отсутствии видимости звезд. Если систему удастся миниатюризировать и адаптировать для использования в управляемых бомбах и ракетах, это может решить нарастающую проблему подавления сигналов GPS или их подмены, когда сигнал GPS показывает ложное местоположение. Текущий размер устройства MagNav сопоставим с несколькими чемоданами. Подобные технологии уменьшались в размерах в течение последних трех десятилетий, но это требует времени.

На данный момент устройства MagNav достаточно компактны, чтобы их можно было устанавливать на коммерческие и военные самолеты, а также на корабли и наземные транспортные средства. MagNav станет еще более полезным, когда появятся переносные устройства. Первоначальное оборудование GPS прошло аналогичный процесс миниатюризации. Теперь устройства GPS настолько малы, что их можно устанавливать в мобильные телефоны или умные часы. MagNav будет иметь аналогичные требования к питанию, как и миниатюрные устройства GPS, которые обычно могут быть выключены для продления срока службы батареи часов или телефона.

 

[Flanger]

[Flanger]

SIGYN Mk1 – компактный роботизированный разведчик от американской компании Aardvark Tactical, оснащенный двумя камерами видимого и тепловизионного диапазона.

Корпус изготовлен из карбона авиационного класса, заявлено что это  обеспечивает прочность конструкции в боевых действиях.

Дрон управляется через Odyssy GCS — портативный контроллер с безопасным интерфейсом, не требующий использования GPS, Wi-Fi или сотовой связи.

[Flanger]

[Flanger]

Прорезиненный бетон стал пластичнее и мало потерял в прочности 

Команда индийских инженеров решила проверить, как изменятся свойства высокопрочного бетона, если песок в его составе разбавить гранулами резиновых отходов. По мысли авторов, это поможет решить проблему использования отработанной резины. Результаты показали, что прорезиненный бетон стал пластичнее и лучше гасит вибрации.

Прорезиненный бетон стал пластичнее и мало потерял в прочности / © Dhipan Aravind Singaravel et al.

Бетон — самый распространенный строительный материал в мире. Его используют уже тысячи лет: сооружения из смеси гравия, глины и воды возводили в Древнем Египте, в Древнем Риме и других государствах. Сейчас ежегодное потребление бетона достигает 11 миллиардов тонн в год. С развитием технологий формула бетона всячески совершенствовалась, и все чаще говорят о повышении его экологичности. Для этого модернизируют способы его производства, экспериментируют с новыми компонентами.

Индийские инженеры, например, предложили заменить часть песка в составе высокопрочного бетона (HPC) гранулами отработанных покрышек. Захоронение или складирование этих отходов наносит вред окружающей среде, а возможность промышленного использования старой резины может решить проблему. Статью об этом опубликовали в журнале Scientific Reports.

Резиновую крошку уже давно испытывают в качестве компонента бетона — прошлые опыты показали, что это дополнение влияет на гашение вибраций (демпфирование), теплоизоляцию, морозостойкость и другие свойства. Зачастую прочность застывшего раствора при этом падала — и иногда значительно. Несмотря на прочие улучшения, ухудшение прочности — ключевая проблема, не решив которую, нельзя широко использовать модифицированный бетон.

Три образца по одному из каждой смеси с внутренней детализацией / © Dhipan Aravind Singaravel et al.

В новой работе индийские инженеры экспериментировали с пропорциями каучуковых зерен разного размера в мелком заполнителе. Они замешали четыре образца смеси, где пять, десять и пятнадцать процентов песка были заменены на гранулы покрышек, и эталонный, где песок ничем не заменяли. Затем экспериментаторы оценивали как свежий раствор на вес, содержание воздуха и прочее, так и затвердевший высокопрочный бетон — на прочность, растяжение, упругость и виброгашение.

Результаты опытов показали, что при замене пяти, десяти и пятнадцати процентов песка в растворе на частицы резины прочность затвердевшего бетона снизилась на 14, 28 и 51 процент соответственно. Сильные изменения показал самый прорезиненный бетон — понизилась его гибкость, но вырос коэффициент гашения вибрации. Также, как указывают исследователи, включение каучука размером 0,6 миллиметра сначала снизило прочность материала, но со временем — спустя 224 дня — его прочность заметно выросла.

Авторы исследования сделали вывод, что при замене менее десять процентов песка на частицы отработанных покрышек в составе сохраняется достаточная прочность материала, а также повышается его способность поглощать вибрации и пластичность. После дальнейших доработок смеси, например, добавления в нее армирующих волокон, модифицированный бетон потенциально можно использовать при строительстве сейсмоустойчивых конструкций.

[Flanger]

 

[Flanger]

Ученые синтезировали вещество, необходимое для зарождения жизни

Ученые Университетского колледжа Лондона синтезировали химическое соединение, которое могло возникнуть на ранней Земле и сыграть ключевую роль в зарождении жизни.

Соединение пантетеин является активным фрагментом коэнзима А, необходимого для осуществления многих важных метаболических реакций в клетке. Ранее его не удавалось синтезировать.

Теперь ученые смогли создать эту молекулу в воде при комнатной температуре, используя аминонитрилы, полученные из цианистого водорода, который, вероятно, был в изобилии на ранней Земле.

Это указывает на то, что пантетеин, однажды возникнув, мог способствовать химическим реакциям, которые 4 миллиарда лет назад привели к появлению первых клеток из простых предшественников молекул белка и РНК.

[Flanger]