Текст книги "Журнал «Компьютерра» № 19 от 23 мая 2006 года"

Автор книги: Компьютерра Журнал

Жанры:

Прочая документальная литература

Прочая компьютерная литература

сообщить о нарушении

Текущая страница: 2 (всего у книги 11 страниц) [доступный отрывок для чтения: 5 страниц]

Назад к карточке книги

По словам застрельщика проекта Алена Дезилетца (Alain Desilets), «взяться за гуж» его заставили личные обстоятельства: десять лет тому назад, вследствие напряженных бдений за компьютером, он приобрел лучезапястный туннельный синдром, надолго отлучивший его от клавиатуры. Братьев по несчастью у него хоть отбавляй: так, согласно исследованиям, от сильных болей в кисти страдают 22% программистов Соединенных Штатов, и в дальнейшем этот показатель будет лишь расти. Не исключено, что для многочисленной армии жертв «клавы» канадская софтина может оказаться настоящим «светом в конце туннеля». Впрочем, скептики пророчат, что одна решенная проблема тут же породит другую: не будут ли программисты-ораторы страдать от потери голоса в конце утомительного рабочего дня? – Д.К.

Наш человек в Лас-Вегасе

Похоже, в нынешнем году удача как никогда прежде благоволит к отечественным рыцарям мышей и клавиатур. Не успели стихнуть фанфары по поводу техасского триумфа команды Саратовского университета, взявшей «золото» на чемпионате мира по программированию под эгидой ACM (см. «КТ» #636), как еще один россиянин блеснул в личном зачете, покорив олимп престижного состязания TopCoder Open 2006.

Съевшая собаку на организации программистских баталий компанияTopCoder– настоящий клондайк для любителей поскрипеть мозгами. Под ее крылышком проводятся «игры разума» на любой вкус: одни соревнования предлагают решение набора задач за несколько часов, а другие представляют собой изнуряющие марафоны, где код можно оттачивать месяцами, а на выходе необходимо представить готовый программный продукт. В результате проявить себя удается как «спринтерам», так и «стайерам». Спонсорами многих стартов являются ведущие IT-фирмы, что позволяет наиболее даровитым участникам сконвертировать свой выигрыш в звонкую монету, а «ловцам умов» – положить глаз на приглянувшиеся им ценные кадры.

Темой нынешнего розыгрыша, проводившегося при финансовой поддержке компании AMD, стали реляционные базы данных. Отборочное сито состояло из трех онлайновых этапов, на которых участникам требовалось разработать свою собственную мини-СУБД, наделив ее средствами создания отчетов и общения с внешним миром через стандартные протоколы. Лучшие «интернетчики» слетелись в Лас-Вегас: из 4200 зарегистрированных участников до «очной ставки» добрались всего 48, при этом самый большой десант высадили поляки (11 человек) и россияне (8). В «столице мирового азарта» им предстояло переквалифицироваться из программистов в тестеров: задачей «офлайнового» раунда по традиции является поиск ошибок в коде соперников, за что успешные «ловцы блох» зарабатывают призовые очки. Допускались и апелляции к жюри по поводу незаслуженно снятых очков на тему «это не баг, а фича».

Звание лучшего алгоритмиста и 20 тысяч долларов призовых завоевал 21-летний студент МГУ Петр Митричев (на фото). Победителями в менее престижных категориях – «Дизайн» и «Разработка компонентов» – стали американец Тим Робертс (Tim Roberts) и индонезиец Синдуната Судармаджи (Sindunata Sudarmaji). Успеху заморских гостей радовались далеко не все: так, авторитетная Wall Street Journal разразилась колонкой с мрачным названием «Cause for Concern? Americans Are Scarce In Top Tech Contest» («Причины для беспокойства? Американцы провалили высшее технологическое соревнование»). Как убеждены акулы пера, от розыгрыша к розыгрышу «звездно-полосатые» неумолимо сдают свои позиции, а «Open» в названии чемпионата проступает все отчетливее. Впрочем, представители компании TopCoder смотрят на вещи куда оптимистичнее: по их мнению, пестрый список финалистов свидетельствует лишь о возросшей международной популярности их детища, все более объективно отражающего расстановку сил на софтверном фронте.

Азартным программерам, не подоспевшим к нынешней «раздаче слонов», вовсе не обязательно ждать целый год, чтобы выстрелить в следующем сезоне: жизнь на TopCoder бьет ключом. Так, 23 мая в его кулуарах стартует Google Code Jam Europe с призовым фондом в 20 тысяч евро. И уж тут таланты наверняка не затеряются: в чем в чем, а в поисковых навыках организатору состязания равных нет. – Д.К.

Глаз – многогранный алмаз

Ученые Калифорнийского университета Беркли создали миниатюрный, размером с булавочную головку, искусственный глаз, конструктивно аналогичный фасеточным глазам насекомых. Как и у стрекоз, пчел или мух, искусственный глаз имеет полусферическую форму для широкого панорамного обзора и образован мозаикой из тысяч микроскопических линз. Предполагается, что благодаря своим выдающимся оптическим качествам (два таких глаза при объединении в сферу дают полный трехмерный обзор пространства) подобные устройства найдут широкое применение в самых разных областях, от бытовой техники до систем медицинской диагностики и военного наблюдения.

Военная область скорее всего станет первой, где искусственные глаза новой конструкции появятся в реальной аппаратуре. По той причине, что исследовательская и конструкторская работа в Беркли оплачена Агентством передовых оборонных исследований DARPA. Полмиллиона долларов выделены под конкретную задачу – разработать новую, более эффективную технологию наблюдения. Как комментирует это Люк Ли (Luke Lee), в лаборатории которого фасеточный глаз был придуман и создан за три года: «Муху трудно поймать, потому что сенсоры ее „системы обнаружения“ направлены во все стороны. Такой же принцип военные хотели бы задействовать для систем обнаружения ракет». Разработчики, однако, надеются, что их детище по достоинству оценят и в мирных областях, в первую очередь в медицине, где зоркий микроглаз с трехмерным обзором пригодился бы при диагностировании/лечении болезней желудочно-кишечного тракта, а также при хирургических операциях, где врач не может видеть «поле деятельности» без помощи специальных приборов.

Для изготовления фасеточного микроглаза ученые придумали совершенно новую технологию, во многом воспроизводящую естественные процессы самоорганизации в природе. Сначала из эластичного полимера изготовляется тонкий плоский лист, напоминающий структурой пчелиные соты. Этот лист прикладывается к миниатюрному концу вакуумного шланга, с помощью которого соответствующему участку придается куполообразная форма. Выгнутый таким образом полимер служит многоразовой формой для литья, которую заполняют специальной эпоксидной смолой. Под действием ультрафиолета смола быстро затвердевает, превращаясь в крошечную полусферу, покрытую 8 тысячами правильных ячеек, действующих как линзы для лучей света. Чтобы создать волноводы, аналогичные тем, что передают свет от линзы к фоторецептору в глазу насекомого, Ли и его коллеги в процессе изготовления позволяют предварительно сфокусированному свету медленно прожечь себе туннели в смоле. Такой метод не только дешев, но и обеспечивает наиболее правильный (естественный) наклон всех волноводов в структуре искусственного глаза, без применения традиционных, дорогих и сложных технологий тонкой микронастройки. Подробное описание этой работы можно найти в майском номере журнала Science. – Б.К.

В моей страсти прошу винить Еву Р.

Не спешите делать предложение корейской прелестнице, стреляющей глазами в вашу сторону. Что поделаешь, в XXI веке любовь зла как никогда: с легкой руки команды роботехников Института индустриальных технологий Южной Кореи под руководством профессора Бэг Мун-хона (Baeg Moon-hong) на свет появился робот, которого издалека не так просто отличить от двадцатилетней девушки. Новая модель получила имя EveR-1: к имени «Ева» прибавлена буква "R", означающая «робот». Несмотря на прозвище, роднящее робота с первой женщиной по христианской версии, в области создания двойников человека корейцы отнюдь не являются первопроходцами: год назад их японские коллеги из университета Осаки уже представили свою «рободиву» Repliee Q1.

Тело Евы, свободно сгибающей суставы, отражающей нюансы своего настроения на лице и искусно имитирующей вдохи и выдохи, покрыто эластичным силиконовым материалом. Словарный запас «кореянки» при распознавании речи собеседника включает четыреста слов, что, памятуя классиков, совсем не мало для обладательницы столь привлекательной внешности. По-видимому, с такими данными «рободевушка» без работы не останется: так, ее «отцы» уже прочат ей успех в качестве гида на презентациях и выставках. Не исключена и просветительская карьера: по крайней мере, детишки, которых на своем первом выходе в свет Ева тешила сказками, пришли в восторг от занятий с электронной «Мэри Поппинс».

При росте 160 см Ева весит 50 кг, что вполне укладывается в рамки стандартов, предъявляемых к моделям из плоти и крови (информацию об окружности груди, талии и бедер конструкторы не разглашают). К сожалению, возможности предстать перед собеседником в полный рост «дама» лишена – из-за неподвижности своих нижних конечностей она прикована к креслу. Впрочем, ее создатели, засучив рукава, работают над новой моделью EveR-2, которой, как они убеждены, можно будет преподавать уроки хореографии. Похоже, для манекенщиц наступают нелегкие времена. – Д.К.

Цифра под пленкой

Японская корпорация Fuji Photo Film не так давно продемонстрировала прототип первого компактного органического CMOS-сенсора для цифровых видеокамер. Пока прототип способен получать только одноцветные изображения с разрешением всего 120х160 пикселов. Но в ближайшей перспективе разработчики надеются создать почти идеальное цифровое устройство, в котором все три цветных светочувствительных слоя каждого пиксела расположены друг под другом, как в фотопленке, а не рядом, как в сегодняшних цифровых камерах.

Кремниевые CMOS-сенсоры с вертикально расположенными фотоэлектрическими преобразователями уже несколько лет выпускает американская компания Foveon. Сегодня имеется полдесятка моделей фотоаппаратов, оснащенных такими матрицами. Лучшие из них позиционируются как 10-мегапиксельные, хотя реальное число пикселов у них втрое меньше. Сенсоры Foveon обладают целым рядом преимуществ по сравнению с традиционными. Например, отпадает необходимость в цветных светофильтрах для каждого пиксела, а число фотонов каждого «цвета», которые достигают своего светочувствительного слоя, потенциально утраивается. Кроме того, исчезают и специфические искажения изображения, возникающие из-за того, что пикселы разных цветов сдвинуты друг относительно друга. Однако у сенсоров Foveon спектральная чувствительность каждого из трех преобразователей оставляет желать лучшего, заставляя делать специальную цифровую обработку изображения для получения приемлемой цветопередачи. К тому же эти сенсоры слишком медленны и годятся только для фотоаппаратов.

В матрицах Fuji планируется использовать три органических светочувствительных слоя (RGB), размещенных друг поверх друга. Они работают так же, как и обычные CMOS-сенсоры, накапливая выбитые фотонами заряды, которые затем считываются электронной схемой, расположенной в самом нижнем слое. Пока исследователи смогли похвастаться только «зеленым» слоем, спектральная чувствительность которого близка к чувствительности фотопленки на основе нитрата серебра (кстати, эта разработка Fuji уходит корнями в «пленочную» технологию; компания до сих пор остается одним из ведущих поставщиков традиционных фотоматериалов). А когда работа будет закончена, новый сенсор обещает совместить преимущества цифровой и пленочной фотографии (включая относительную дешевизну за счет отказа от светофильтров и микролинз).

Пока о сроках выхода новой технологии на рынок не идет и речи. Да и квантовая эффективность прототипа, то есть относительное число идущих в дело фотонов, всего десять процентов (у обычных матриц квантовая эффективность достигает сорока процентов). – Г.А.

Оптика в натяжку

Еще один шаг на пути к интеграции оптических компонентов в кремниевые чипы сделан в Датском техническом университете. Ученым впервые удалось изготовить эффективный электроннооптический переключатель на основе «напряженного кремния» (strained silicon).

Свет, как известно, гораздо лучше подходит для передачи информации, чем электрический ток. Но основа современных чипов – кремний уже в силу своей структуры не очень-то годится для работы со светом. Несмотря на успехи в создании кремниевых лазеров и переключателей, до практических приложений пока еще далеко.

Быстрые оптические переключатели обычно используют так называемый электрооптический эффект, при котором показатель преломления материала изменяется под действием внешнего электрического поля. К сожалению, в кремнии из-за симметрии его кристаллической решетки этот эффект отсутствует. Но теперь ученые нашли способ нарушить ненужную симметрию. Для этого на кремниевый оптический волновод сверху наращивают тонкий слой нитрида кремния Si3N4. Этот слой растягивает кристалл с одной стороны, нарушая его симметрию. Если теперь к расположенному над нитридом кремния изолированному электроду приложить напряжение как к затвору полевого транзистора, то показатель преломления волновода заметно изменится.

Теперь уже нетрудно изготовить оптический переключатель. Для этого кремниевый волновод раздваивают, а затем вновь объединяют, получая миниатюрный интерферометр Маха-Цендера. Если его плечи одинаковы, то свет проходит через интерферометр без ослабления. Но если показатель преломления одного из двух волноводов изменить описанным выше способом так, чтобы волны на выходе были в противофазе, то свет не пройдет. Эффективность работы интерферометра можно увеличить, добавив в волновод фотонный кристалл, который нетрудно изготовить, вытравив в плоском слое растянутого с одной стороны кремния регулярный набор дырок.

Ученым удалось выполнить ряд экспериментов, подтверждающих работоспособность новой концепции. Все образцы были изготовлены по стандартной CMOS-технологии «кремний на изоляторе», а в экспериментах использовался инфракрасный свет с длиной волны около полутора микрон, стандартной для оптических систем. И хотя электрооптический эффект в растянутом кремнии все же более чем на порядок слабее, чем в лучших кристаллах вроде ниобата лития, авторы считают, что простота и дешевизна кремниевой технологии заведомо компенсирует этот недостаток. – Г.А.

Зачем с другой стороны?

Важных результатов добились химики из Монреальского университета. Им удалось создать эластичный, прочный, хорошо проводящий прозрачный электрод для гибких экранов компьютерных мониторов, телевизоров и разнообразных мобильных устройств на основе органических светодиодов.

Любой светодиод должен иметь, по крайней мере, два электрода. Одним из них служит подложка, а другой должен быть прозрачным. Сегодня в качестве прозрачного электрода обычно используется тонкая пленка оксида индия олова. Однако она слишком хрупка и не годится для гибких экранов. Достойную замену ей пока найти не удавалось, что препятствовало использованию перспективных гибких экранов из органических светодиодов.

Канадские ученые решили использовать в прозрачном электроде углеродные нанотрубки, известные своей прочностью, гибкостью и прекрасной электропроводностью. Но ведь углеродные агрегаты непрозрачны? Тем не менее с помощью процедуры, похожей на технологию изготовления бумаги, исследователи сумели изготовить из нанотрубок проводящий слой толщиной всего несколько десятков нанометров, который хорошо пропускает свет.

Гибкий электрод из нанотрубок оказался столь удачным, что его заманчиво применить и вместо подложки в качестве второго электрода. Так можно изготовить гибкие экраны, излучающие сразу с двух сторон. Пока, правда, не очень понятно, как можно использовать такие мониторы. Если кинофильм или фотографию смотреть с другой стороны еще можно, то читать текст задом наперед вряд ли кто-то захочет. Впрочем, органические светодиоды планируют применять и в осветительных приборах, и тут, возможно, двухсторонние гибкие плоские лампы окажутся очень кстати. – Г.А.

Фейс-контроллер

Трудно сказать, правдивы ли байки о гаишниках, безошибочно останавливающих в потоке машину водителя с отсутствующими правами, но какое-то таинственное шестое чувство у правоохранителей и иных профессионалов, по долгу службы много работающих с людьми, определенно есть. Выявить подоплеку этого «сверхъестественного» явления и перевести ее на язык компьютерной программы взялся американский физиолог Maрк Франк (Mark Frank).

Поработав в свое время вышибалой в баре, он и сам наловчился с полувзгляда распознавать тех, кто еще не достиг предусмотренного законом возраста или настроен подебоширить. А позднее провел долгие часы, составляя таблицы микродвижений мимических мышц. Перенумеровав все возможные варианты и просмотрев километры видеозаписей изворачивающихся преступников или хитрящих по заданию студентов, он смог определить характерные для лгущего человека сочетания. Поскольку движения эти подсознательные, непроизвольные, то и выдают они человека против его воли. Если уж кто-то решился приврать, скуловые мышцы и мышцы вокруг глаз способны рассказать об этом быстрее любого доносчика, считает Марк. Сейчас трудоемкая методика анализа микродвижений компьютеризирована, и многие американские компетентные органы, от Департамента внутренней безопасности до Бюро по контролю за алкоголем, табаком и огнестрельным оружием (ATF), проявляют к ней интерес.

«Конечно, одно микродвижение или даже целый их букет еще ничего не доказывают. Их нужно оценивать в общем контексте, и в любом случае это не приговор, а просто очень хороший ключ к пониманию ситуации, – разъясняет Марк. – Речь идет о способностях, которые профессионалы высокого класса называют обостренной интуицией. Наша задача – дать им количественную оценку, автоматизировать, доказать эффективность и обучить многих». – С.Б.

Продолжение политики иными средствами, или?..

На многие социальные особенности, присущие человеку, представители общественных наук и ученые-естественники смотрят принципиально по-разному. Для естественников характерен анализ форм человеческого поведения и его социальных структур, прослеживающий историю их возникновения. Адепты «противоестественных» наук обычно пытаются дать социальным феноменам социальное же объяснение. К примеру, существование лидеров в обществе можно объяснять на основе каких-либо метаморфоз теории общественного договора или изучая характерные особенности лидеров у павианов. Моральные принципы современного человека можно возводить к каким-либо скрижалям, а можно – к естественной морали животных, открытой австрийским биологом Конрадом Лоренцом.

Какая форма поведения может быть признана более человеческой, чем война? Вспомните хотя бы о роли, которую сыграла война в технологическом прогрессе или в эволюции государственных институций… Однако корни этого явления прослеживаются и в нашем далеком эволюционном прошлом. Так, новые исследования этого феномена провел мексиканско-британский научный коллектив, изучавший поведение паукообразных обезьян в Мексике.

Исследователи наблюдали за двумя стадами обезьян, занимавшими соседние участки в тропическом лесу. Были зарегистрированы вылазки членов обоих стад на территорию соперников, организованные практически так же, как и у неиспорченных цивилизацией человеческих племен. Группа самцов скрытно внедряется на вражескую территорию, где ищет особей, отбившихся от чужой стаи, и нападает на них. Смертельных случаев у паукообразных обезьян пока не наблюдалось, однако, по аналогии с шимпанзе и человеком, можно предположить, что они вполне возможны.

В выборе жертв в обезьяньих войнах проявляются принципы естественной морали (в смысле Лоренца). Страдают преимущественно взрослые самцы; самок и детей обычно щадят (хотя самки могут подвергаться сексуальной агрессии). Пока военные вылазки были описаны только для человека и шимпанзе, их происхождение можно было связывать с охотой (шимпанзе разнообразят свой рацион мясной пищей). Паукообразные обезьяны не охотятся, и их пример доказывает, что развитие военных навыков не связано с питанием.

Следует отметить, что паукообразные обезьяны не являются нашими близкими родственниками. Это американские (широконосые) обезьяны, высокоадаптированные к древесной жизни. Перемещаться в ветвях этим некрупным (до 10 кг) животным помогают не только длинные и тонкие («паукообразные») конечности, но и цепкий хвост. Эти обезьяны, кажется, неразрывно связаны с деревьями. Застреленная охотником особь остается висеть в ветвях, смерть не разжимает мертвую хватку ее конечностей. Однако, как ни удивительно, для военных вылазок обезьяны спускаются на землю. Исследователи предположили, что это способствует более скрытному перемещению (хотя и создает опасность нападения со стороны наземных хищников).

В этой связи можно вспомнить, что причины, заставившие наших предков перейти к двуногому перемещению по земле, так окончательно и не выяснены. Раньше считали, что такое событие связано с вытеснением лесов саваннами; сейчас есть основания утверждать, что первыми двуногими стали еще лесные жители. Может, на ноги нас поставила война? – Д.Ш.