Текст книги "Юный техник, 2013 № 07"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 5 страниц)

ЖУРНАЛ «ЮНЫЙ ТЕХНИК»
_{НАУКА ТЕХНИКА ФАНТАСТИКА САМОДЕЛКИ}
№ 7 июль 2013

Популярный детский и юношеский журнал.

Выходит один раз в месяц.

Издается с сентября 1956 года.

КУРЬЕР «ЮТ»
Мир роботов и людей

Недавно в Москве состоялся фестиваль образования для детей СТАРТ АП 2013, позволивший каждому его участнику найти себе занятие по интересам и проявить свои способности. Нашего специального корреспондента Илью ЗВЕРЕВА особенно заинтересовал «фестиваль в фестивале» под названием «РобоМИР», центральным событием которого стал всероссийский этап международных соревнований по робототехнике.

В огромном зале Центрального дома художника было где разгуляться! И хотя часть этого зала была занята столами, за которыми участники соревнований вели монтаж и регулировку своих роботов, на свободном пространстве нашлось место и для экспонатов музея «Экспериментариум», и для выставки роботов, и просто для игр…

Все участники соревнований, приехавшие в столицу с разных концов нашей огромной страны, делились как по возрасту, так и по категориям.

В свободной категории ребята готовили своих подопечных для состязаний в борьбе сумо, когда роботы стараются вытолкнуть друг друга за пределы ринга, и для «Лабиринта», где робот должен был как можно быстрее пробраться от старта до финиша по замысловатому маршруту, и для «Траектории-пазл» – такое несколько странное название имеет состязание, участники которого должны подготовить своего робота к автономному путешествию с преодолением препятствий.

В основной категории ребятам младшей группы предстояло научить робота раскрашивать ткань по технологии «батик». Более старшие участники должны были показать, как можно с помощью робототехники отреставрировать буддийский храмовый комплекс «Боробудур» расположенный в Индонезии, а также научить роботов собирать яйца «драконов» – гигантских ящериц-варанов, живущих на острове Комодо, и составить команды роботов для игры в футбол.

Ростовчане Саша Николаев и Дима Патюченко ведут наладку одного из своих роботов-футболистов.

Часы – это тоже своего рода робот для измерения времени.

– У нас все, как в жизни, – рассказал мне приехавший из Ростова-на-Дону 6-классник Саша Николаев. – Четыре робота составляют две команды, которые играют одним мячом. Причем делают они это самостоятельно, мы не имеем права вмешиваться в ход игры.

– Чтобы роботы не теряли контроль над мячом, в него вставлены светодиоды, – показал напарник Саши – 7-классник Дима Патюченко. – Сами же роботы имеют сенсоры, позволяющие им следить за движением мяча и друг друга.

Кстати, ребята – уже опытные участники подобных соревнований. В прошлом году они даже участвовали в международном, финальном этапе, проводившемся в Малайзии.

А вот Костя – младший брат Саши – пока что делает в подобных соревнованиях свои первые шаги. И уже добрался до всероссийского этапа. Наверное, здесь не обошлось и без помощи папы – Андрея Анатольевича Патюченко, программиста по образованию. Кстати, все семейство – давние читатели нашего журнала.

Наиболее интересной мне показалась творческая категория, в рамках которой ребята представляли свои проекты по защите всемирного наследия человечества, рассказывали, каким образом роботы могут помочь в научных исследованиях.

– Мы привезли в Москву проект защиты памятников исторического наследия ЮНЕСКО, – рассказали мне 5-классники из г. Красноярска Константин Пивень и Егор Прыгун. – Взгляните, например, что сделали ветра за прошедшие тысячелетия хотя бы со знаменитыми египетскими пирамидами. Если так пойдет и дальше, то нашим потомкам и посмотреть будет не на что…

Суть проекта ребят заключается в том, что надо прикрывать наиболее ценные памятники нашей цивилизации особыми стенами и покрытиями. Причем ребята даже подвели под свой проект своеобразную философию.

Так, например, в свое время Великая Китайская стена защищала империю от набегов кочевников, а теперь она и сама нуждается в защите от времени. Конечно, ее время от времени реставрируют, но со временем кислотные дожди и беспощадные ветра приведут к тому, что, по крайней мере, часть этого гигантского, тысячекилометрового сооружения придется прятать под крышку.

К робототехнике люди теперь начинают приобщаться с детсадовского возраста.

По словам ребят, люди издавна ведут борьбу с вредными проявлениями природы. Например, для борьбы с ветровой эрозией на полях во многих регионах нашей страны еще в середине прошлого века начали высаживать лесополосы. Есть также проекты создания надувных стен для перенаправления ветровых потоков. Некоторые архитекторы и дизайнеры предлагают накрывать особыми куполами даже целые города. А недавно специалисты задумались и над тем, как прикрыть особым куполом даже всю нашу планету от астероидных атак. «Но при чем здесь роботы?» – наверное, спросите вы. Да при том, что многие работы, особенно в космосе, людям вряд ли удастся выполнить без помощи автоматов.

Жители Читы Андрей Жилин и Ярослав Столбовский рассказали и показали мне, как монтируются и программируются роботы. Обычно в основе конструкции используется набор деталей и узлов фирмы LEGO. Причем знающий школьник может смонтировать и запустить робота всего за 45 минут – продолжительность одного урока.

Ныне уже появилось третье поколение роботов LEGO Education Mindstorms EV3, которое обладает большими возможностями, чем его предшественники.

Но теперь LEGO уже не является монополистом в нашей стране. В соседнем зале демонстрировали возможности своих наборов для сборки роботов еще две фирмы – ООО «Вертер Технолоджи» и ООО «Амперка».

С этим роботом хотели сфотографироваться очень многие.

В зале ЦДХ было где развернуться…

Как рассказал мне руководитель проектов из ООО «Вертер Технолоджи» Константин Ермишин, образовательные робототехнические модули их фирмы рассчитаны на ребят от 5 до 15 лет и старше. По мере взросления и приобретения опыта ребята последовательно проходят предварительный, начальный, базовый, профессиональный и исследовательский уровни, монтируя и программируя все более сложные конструкции. Так, скажем, на исследовательском уровне базовый набор позволяет создать не менее 24 подвижных конструкций со своими программами и, соответственно, возможностями.

Ну, а мне лично больше всего понравился набор от «Амперки». Не только из-за симпатичного названия, но также из-за своей компактности и относительно невысокой цены. Он стоит меньше, чем многие мобильники. При этом покупатель получает в свое полное распоряжение не только набор узлов и деталей на базе платформы Arduino, но и толково составленный, хорошо изданный учебник по основам микропрограммирования. Его авторы Артем Бачинин, Василий Панкратов и Виктор Накоряков постепенно, от главы к главе, от урока к уроку вводят своего читателя в мир робототехники и программирования. И, получив необходимые знания, юный техник будет затем «печь» все новые конструкции, словно пирожки.

ИНФОРМАЦИЯ

ОСТАНКИ ЮЖНОГО МАМОНТА обнаружили вблизи селения Верхний Курп в Терском районе Кабардино-Балкарии краеведы-исследователи из Нальчика Мария и Виктор Котл яровы.

«С большой степенью вероятности можно говорить не об отдельном скелете, а о целом кладбище доисторических животных», – считает Виктор, указывая, что местные жители неоднократно находили здесь огромные кости, в том числе ребра, клыки, позвонки.

«Позвонки некоторые селяне использовали в домах как табуретки», – уточнил краевед. Он считает, что палеонтологические раскопки в этих местах могут рассказать немало нового о прошлом Кавказа.

ЕВРОПЕЙСКИЙ ГРАНТ в 7 млн. евро выделен российскому изобретателю из города Магнитогорска В. Третьякову для создания вертолета-беспилотника с четырьмя винтами – квадрокоптера.

Такие летательные аппараты прежде всего необходимы полицейским, чтобы осуществлять патрулирование улиц. Беспилотники могут с высоты отслеживать подозреваемых, осуществлять поиски пропавших без вести, наблюдать за движением транспорта в сложных дорожных условиях. Кроме того, квадрокоптеры используют для высотных съемок в чрезвычайных ситуациях, для опыления сельхозугодий, поисков утечек нефти в трубопроводах… И, конечно же, сферой их деятельности являются аварии на атомных станциях, где с помощью дронов можно внимательно рассматривать зону реактора и проводить замеры радиационного фона.

Созданный изобретателем Третьяковым аппарат имеет массу 3 кг, длительность полета составляет 10 минут с лазером-сканером и 20 минут без него. Прототип аппарата способен передавать изображение на диспетчерский пункт в видимом, инфракрасном и тепловом видах. Кроме этого, дрон «обучен» автономной навигации по GPS-координатам.

НАБЛЮДАТЕЛЬНАЯ КАМЕРА, которая будет сама обращать внимание на подозрительных людей и вещи, создается в Иркутском техническом университете. По словам руководителя проекта Дениса Сидорова, для «умной камеры» уже создана соответствующая программа. Теперь дело за технической начинкой, в создании которой иркутянам помогают коллеги из Англии и Сингапура.

С ее помощью «умная камера» сможет выделить человека из толпы, по мимике определить его эмоции и дать сигнал о возможной опасности. Такую систему безопасности можно будет использовать в торговых центрах, аэропортах, на вокзалах.

ЛАЗЕРНОЕ ЗАЖИГАНИЕ позволяет завести автомобиль даже при 50-градусном морозе, утверждает группа преподавателей и студентов двух нижегородских университетов.

Ими создан прототип устройства, которое поджигает топливную смесь световыми импульсами. При этом импульс можно сосредоточить в центре камеры, что обеспечивает полное сгорание смеси, повышает экономичность двигателя и сокращает выброс С0₂.

По словам заведующего кафедрой энергетических установок и тепловых двигателей Нижегородского политехнического университета профессора Владимира Химича, первая партия керамических лазерных свечей ожидается к концу года.

ГОРИЗОНТЫ НАУКИ И ТЕХНИКИ
Путь через полюс

Мы уже рассказывали о проекте строительства заполярного порта Саббета (см. «ЮТ» № 4 за 2013 г.). Оказывается, он, этот порт, может пригодиться еще и вот по какой причине. К середине XXI века транспортникам, вероятно, выгоднее будет перевозить грузы по Арктике прямо через полюс, по Северному Ледовитому океану, который растает из-за потепления.

Идея транспортировки грузов по Северному морскому пути кажется привлекательной людям не первое столетие, пишет еженедельник The Times. Экспедиции вдоль арктического побережья Сибири к берегам Северной Америки и Японии отправлялись еще в середине XVIII века.

Впервые полностью маршрут был пройден с одной зимовкой в 1878–1879 годах экспедицией шведа Нильса Норденшельда на паровом барке «Вега». За одну навигацию этот же путь впервые одолела экспедиция Отто Шмидта в 1932 году на ледокольном пароходе «Александр Сибиряков». А еще три года спустя состоялось сквозное грузовое плавание лесовозов «Ванцетти» и «Искра» из Ленинграда во Владивосток (им удалось уложиться в промежуток с 8 июля по 9 октября 1935 года).

Транспортировка грузов по маршрутам, проходящим через Суэцкий или Панамский каналы, гораздо длиннее и, соответственно, дороже. Так, расстояние, проходимое судами из Мурманска в Иокогаму через Суэцкий канал, составляет 12 840 морских миль, а Северным морским путем – 5770 морских миль.

Однако необходимость колоть лед и суровые условия приполярных областей пока делают короткий путь менее востребованным. Но эту проблему, возможно, решит изменение климата, полагают американские географы из Университета Калифорнии в Лос-Анджелесе. Беспрецедентное таяние льдов (оно наблюдалось прошлым летом) значительно повышает доступность Северного морского пути и даже Северного полюса.

В качестве исходных данных ученые использовали независимые предсказания климата на 2040–2059 годы и предположили, что к середине века любой корабль сможет пройти по караванным путям Северного Ледовитого океана без помощи ледоколов. Более того, ледовый щит Арктики станет настолько тонким, что ледоколы смогут пройти между Атлантикой и Тихим океаном кратчайшим путем – прямо через Северный полюс, что на 20 % короче нынешнего Северного морского пути.

«Никто никогда даже и не говорил о плавании через Северный полюс. Это совершенно неожиданная возможность», – отметил один из авторов работы, профессор географии Лоуренс Смит.

Даже легендарный и предательски опасный Северо-западный проход – морской путь вдоль северного побережья Канады и Аляски – станет проходимым для судов повышенной прочности и, возможно, даже для обычных торговых морских судов. Для сравнения: сегодня Северо-западный проход преодолеваем только раз в семь лет, что неудобно для коммерческого использования. Но к середине века он будет доступен каждый второй год. Предсказания, впрочем, не идут дальше возможной навигации в конце лета.

«Этот маршрут никогда не будет круглогодичным», – отмечает Смит. Но все равно мореходные компании будут заинтересованы в таком развитии событий.

Исследователи отмечают, что Арктика станет доступнее практически при любом вероятном сценарии изменения климата. Они воспользовались двумя разными прогнозами: один из них предполагает 25 %-ный рост выброса парниковых газов (рост температуры ниже среднего), а второй – 35 %-ный рост выбросов (заметный рост температуры). Однако, к удивлению ученых, рост доступности вод Арктики будет заметным в обоих случаях. Согласно расчетам, неважно, какой сценарий роста выбросов мы примем: к середине века мы все равно пройдем веху достаточного истончения ледяного покрова, которое позволит даже слабым ледоколам пройти там, где им нужно, заключил Л. Смит.

Прогнозы на 30 лет вперед могут казаться бессмысленными для жизни одного человека, но они весьма актуальны для больших компаний и государств. Например, Канада утверждает, что Северо-западный проход лежит в ее территориальных водах, а США полагают, что это международный путь.

Пока Северо-западный проход нельзя использовать, это абстрактные рассуждения, однако тема станет «горячей», как только забрезжит возможность судоходства.

Рост доступности других арктических путей может вылиться в давление США на ООН для признания, по крайней мере, части из них нейтральными. В первую очередь, это касается нашей страны. Россия сейчас устанавливает на Северном морском пути правила, согласно которым каждая компания должна платить за судно сопровождения для своих кораблей. Если же Арктика станет более доступной, компании постараются проходить нейтральными водами, чтоб избежать этих платежей. С другой стороны, для этого понадобятся более мощные ледоколы.

Так или иначе, полноценное судоходство в Арктике потребует выработки нового свода правил и законов, которые должны будут обеспечить безопасность как самих кораблей, так и хрупкой северной экосистемы.

* * *

Еще одна проблема касается… очередного вселенского потопа. Он может начаться с таяния вечной мерзлоты на территории Сибири, считают некоторые ученые. Для этого достаточно всего лишь небольшого импульса, который запустит процесс таяния, поскольку с 2007 года льды Арктики находятся в весьма неустойчивом состоянии.

Подобная ситуация осложняется тем, что в случае оттаивания микроорганизмы, заселяя углеродистую почву, будут способствовать повышению ее температуры и выделению парниковых газов, что еще более ускорит процесс.

Английские специалисты проанализировали подземные сталагмиты из пещер Китая и России. В результате выяснилось, что только однажды сталагмиты росли там, где сейчас находится современная зона вечной мерзлоты, и их образование происходило около 400 000 лет назад, в условиях особенно теплого климата. В то время средний температурный показатель по всему миру на 1,5 °C превышал доиндустриальный уровень.

Экологи полагают, что, как только человечество подойдет к этому пределу, таяние мерзлоты уже нельзя будет остановить. Ныне температура нашей планеты уже поднялась на 0,8 °C, и даже повсеместное сокращение парниковых выбросов не сможет остановить повышение температуры еще на 0,3 °C. Эти показатели говорят о том, что до переломного момента осталось недолго.

Нестабильное состояние арктических льдов может привести к резкому потеплению на территории Азии и к изменению метеорологических карт. Глобальные климатические перемены приведут к сбоям в циркуляции Атлантических вод, то есть огромная система течений всепланетного масштаба будет нарушена, опасаются одни ученые. Однако не исключен поворот событий, при котором такое явление может оказаться «предохранительным клапаном», замедляющим наступление некоторых иных критических моментов, говорят другие.

В общем, пока одни исследователи строят догадки по данным других, лед тает даже быстрее, чем предсказывают научные модели. Арктика может освобождаться от льда летом уже через 20–30 лет, полагают они. А профессор физики океана из Университета Кембриджа Питер Уодхэмс уверен, что к 2040 году летом в Арктике вообще не будет льда. К такому выводу он пришел, сравнивая каждый год толщину арктической ледяной шапки. Слой уменьшается настолько стремительно, что уже совсем скоро Северный океан перестанет быть ледовитым.

Таяние арктических льдов, в свою очередь, ускорит процесс глобального потепления. Ведь полярная шапка отражает солнечный свет, а когда льды растают, вода будет поглощать большое количество света и солнечного тепла.

«Арктический лед играет центральную роль в климатической системе Земли. Уберите его, и мы останемся наедине с драматическим потеплением», – сетует руководитель арктической программы Фонда дикой природы доктор Мартин Соммеркорн. – Таяние льдов приведет к наводнению, которое затронет четверть населения Земли».

* * *

Многие специалисты считают, что в потеплении виновата деятельность человека и нужно срочно сокращать выбросы в атмосферу углекислого газа. Уже подсчитано, что акция обойдется человечеству в сотни миллиардов или даже в триллионы долларов. Но нужны ли такие траты?

«Мы имеем дело с очередным климатическим циклом, которые не раз случались на Земле», – доказывает доктор Свенд Фандер из Университета Копенгагена. Вместе с коллегами он нашел у берегов Гренландии бревна, вмороженные в лед. Их возраст около 10 тысяч лет. Часть бревен попала в Гренландию из Северной Америки – в основном, это ели, а стволы лиственницы приплыли из Сибири. «Деревья не могли путешествовать сами по себе, – утверждает Фандер, – они плыли, вмерзнув во льды»…

Узнав возраст деревьев и мощность льда, ученые смогли восстановить характер ледяного покрова Арктики в прошлом. «Он постоянно менялся на протяжении последних 10 тысяч лет, – говорит Фандер. – Примерно 8 тысяч лет назад, когда было гораздо теплее, чем сейчас, площадь льда в Арктике была на 50 % меньше, чем в рекордном 2007 году».

Ученый пришел к важному выводу: когда лед исчезал в одном районе Арктики, он интенсивно нарастал в другом. Причина – в изменении ветрового режима. Этот факт, по мнению Фандера, недооценивают многие специалисты, которые предсказывают быстрое исчезновение арктических льдов. Так что не стоит особенно торопиться с прогнозами, полагает Фандер. Доживем, сами все увидим…

С. НИКОЛАЕВ

СТРОИТСЯ В РОССИИ
Для защиты людей и природы

Россия, как известно, приступает к разработке Арктического шельфа. А людям в Арктике надо ведь не только работать, но и где-то жить. Проект города для полярников под названием «Умка» (так чукчи величают полярного медведя) уже разработан.

«Такой город может существовать на любой твердой поверхности, даже на Луне», – считает автор проекта, заслуженный архитектор России Валерий Ржевский.

Первая очередь такого города, за основу конструкции которого взята структура Международной космической станции, рассчитана на 5 тысяч человек, рассказал архитектор. Город состоит из отдельных модулей, каждый со своей специализацией. Один – научно-исследовательский блок, другой – госпиталь, третий – жилой…

Будут здесь и школы, и детские сады, и зона отдыха, и спортивный комплекс, и киноконцертный зал…

Раньше жители Севера обитали в ледяных хижинах – иглу.

Для обеспечения жителей едой создадут базу по воспроизведению продуктов питания. В «Умке» будут свои хлебозавод, птицефабрика, рыбные садки, теплицы для выращивания овощей.

Весь городской транспорт будет работать на электричестве. Проект не предусматривает никаких сбросов.

В проекте города предусмотрены два мусороперерабатывающих завода, которые весь мусор будут превращать в пепел. Техническая вода будет проходить через фильтры и использоваться многократно в замкнутом цикле, словно на космическом корабле.

Словом, город должен быть в высшей степени экологичным. Он даже не будет касаться земли, опираясь на сваи, чтобы не потревожить вечную мерзлоту.

Размеры города пока запланированы небольшие – всего 1500х800 метров. Разместить его планируется на острове Котельный, в архипелаге Новосибирских островов. Обойдется его строительство порядка 150–250 млрд. рублей.

Его ресурс как минимум 50–70 лет, то есть до тех пор, пока не устанет металл конструкций. Но за это время наверняка появятся новые материалы и технологии, проект значительно модернизируется.

«На этапе строительства мы будем использовать энергию от двух блоков плавающих АЭС, – пояснил Ржевский. – Потом хотим создать мощный энергоблок, который будет работать на тех углеводородах, которые будут добываться в этом же районе. За счет этого существенно уменьшатся накладные расходы».

Ведь, по оценкам экспертов, в Арктике содержится около четверти всех шельфовых запасов углеводородов в мире. Считается, что под дном Ледовитого океана сосредоточено до 30 % всех неосвоенных газовых и 13 % нефтяных месторождений, а также залежи золота, серебра, руды и угля. Вот их и будут добывать жители «Умки».

Таким представляют себе город будущего архитекторы.

Кстати

«ЗОНТИК» ДЛЯ АРКТИКИ

На первый взгляд, это сооружение очень похоже на ледяной дворец, что был показан в фильме про Джеймса Бонда «Умри, но не сейчас». Однако на самом деле своим проектом Polar Umbrella американский дизайнер Дерек Пироцци пытается решить еще более фантастическую задачу. Он полагает, что решить проблему таяния льдов в Арктике поможет конструкция, напоминающая зонтик гигантских размеров.

«Зонтик» для Арктики Дерека Пироцци.

Сооружение представляет собой довольно высокую конструкцию с куполом на плавающей платформе. Зонт будет иметь установку, использующую для выработки энергии соленую воду. В сооружении будут находиться исследовательские лаборатории и жилые помещения.

Polar Umbrella может также стать местом, привлекательным для туристов. Однако, хотя проект занял первое место в конкурсе eVolo 2013 Scyscraper Competition, такая конструкция вряд ли способна одолеть глобальное потепление и предотвратить таяние полярных льдов и вечной мерзлоты, решили эксперты.