Текст книги "Юный техник, 2013 № 01"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 5 страниц)

ЖУРНАЛ «ЮНЫЙ ТЕХНИК»
_{НАУКА ТЕХНИКА ФАНТАСТИКА САМОДЕЛКИ}
№ 1 январь 2013

Популярный детский и юношеский журнал.

Выходит один раз в месяц.

Издается с сентября 1956 года

ВЫСТАВКИ. Интербыт

Международная специализированная выставка потребительской электроники, недавно прошедшая в Москве, продемонстрировала новинки теле-радиотехники, компьютеров, смартфонов. А некоторые экспонаты показались нашему корреспонденту Сергею КРЫЛОВУ особенно интересными.

Дистанционное рукопожатие с роботом-аватаром

Команда ученых из нескольких европейских стран создала технологию, которая за считаные секунды «переносит» человека за тысячи километров. Речь, конечно, идет не о телепортации, а о роботах-аватарах, похожих на те, что были в фильме «Суррогаты» с Брюсом Уиллисом в главной роли.

Суть новой технологии, названной Beaming, на первый взгляд проста: человек надевает на руки несколько датчиков движения, 3D-очки виртуальной реальности и связывается с роботом, расположенным на другом континенте.

Установив контакт, человек начинает видеть глазами, слышать ушами робота, а сам робот в точности повторяет движения человека. Таким образом без длительных путешествий можно посещать музеи, участвовать в конференциях, совещаниях, выполнять специфическую работу, например, под водой, вести разведку иных миров…

При этом, кроме звуков и изображения, на датчики передаются и тактильные ощущения от прикосновений рук робота, то есть пользователь может почувствовать, как робот пожимает кому-то руку или нажимает кнопки.

«В технологиях, которые использовались в проекте Beaming, нет ничего фантастического, – утверждают разработчики. – Самым сложным было создать алгоритм сжатия и передачи визуальной, звуковой и другой информации, поскольку для адекватной работы «суррогата» необходима минимальная задержка между движениями человека и робота».

Сейчас разработчики пытаются научить робота воспринимать и воспроизводить самую сложную сторону человеческого общения – эмоции. Отразить эмоции на «лице» робота в принципе несложно, для этого существует множество способов: от простых смайликов до искусственных мышц, имитирующих мимику лица. Сложнее с восприятием эмоций.

Чтобы решить эту проблему, ученые экспериментируют со сканированием мозговых волн.

Человек и робот почти близнецы-братья…

До чего ни дотронься…

Вдохновленные фантастическими фильмами, студенты Университета штата Алабама создали Gauntlet Keyboard – перчатку, способную почти полностью заменить собой клавиатуру. Вместо того чтобы нажимать на клавиши, теперь достаточно легонько прикоснуться большим пальцем к определенной точке удивительной перчатки. У каждого ее сегмента имеется собственное назначение, соответствующее определенной команде.

Как утверждают изобретатели, работать с их творением проще, чем на обычной клавиатуре. Особенных навыков при этом не требуется, а обучение – точнее, привыкание – происходит очень быстро. «Перчатка чрезвычайно удобна в дороге, а в особенности – в переполненном транспорте», – утверждает Джон Смит, один из создателей Gauntlet Keyboard.

Активная перчатка удобнее клавиатуры.

Еще дальше пошли сотрудники американской компании Disney Research. Они продемонстрировали возможность превратить любой предмет в интерактивную поверхность. Технология, получившая название Touche, работает благодаря внедрению сенсоров в устройства повседневного пользования, будь то поверхность стола, стена квартиры или даже мусорное ведро. Разработчики полагают, что такое новшество позволит покончить с сенсорными экранами.

Используя несколько частот, система может отличать прикосновение одного, нескольких пальцев или целой ладони и может «научить» любые вещи в доме подчиняться желаниям его обитателей. Кровать самостоятельно выключит свет в комнате, когда на нее кто-то ложится, и включит его, как только человек поднимется. А тарелка с завтраком начнет протестующе пищать, если малыш начнет есть кашу руками, а не ложкой.

Если разместить емкостные датчики на одежде, то, прикасаясь к тому или иному ее участку, можно управлять МРЗ-плеером или писать SMS. В общем, похоже, использование технологии Touche ограничивается лишь фантазией конструкторов и пользователей.

Силою взгляда

Китайская компания Haier разработала телевизор The Eye Control TV, которым можно управлять с помощью движения глаз, без пульта. Теперь зритель имеет возможность переключать каналы, не совершая дополнительных движений.

Система приспосабливается к каждому пользователю.

При ее включении на экране появляются оранжевые пятна, на которых человек должен фокусировать взгляд. Это необходимо для того, чтобы устройство затем не путало обычное моргание с командами.

Фокусировка глаз на ключевых точках экрана активирует элементы пользовательского интерфейса. Например, долгий взгляд, сосредоточенный в левом нижнем углу экрана, позволяет отрегулировать громкость, а взгляд в противоположный угол увеличит или уменьшит яркость изображения.

Новый телевизор понимает зрителя с одного взгляда.

Терминатор встает на лыжню

В начале 90-х годов XX века поклонники фантастики удивлялись находкам создателей кинофильма «Терминатор». Герой Шварценеггера мог, к примеру, получать информацию о любом объекте, просто посмотрев на него. Данные накладывались поверх визуальной картинки. Прошло 20 лет, и такие технологии стали доступными в реальности.

Компания Oakley Airwave представила посетителям выставки очки для спортсменов, которые выводят информацию «в глаза» на фоне проносящегося мимо пейзажа. Таким образом, сноубордист или горнолыжник может получить оперативную информацию, какова скорость его движения, температура на склоне или лавинная обстановка. В очках можно увидеть карту местности с указанием трассы движения с отметками наиболее опасных участков.

«Все данные компактно высвечиваются в правом нижнем углу экрана, – отмечает Сэм Лэр, один из разработчиков. – Они совершенно не мешают человеку концентрироваться на происходящем вокруг».

Одновременно немецкие исследователи из Института Фраунгофера представили подобные же очки, но для инженеров, куда может проецироваться информация о показаниях приборов и производимых технологических операциях.

По прогнозам экспертов, в 2014 году продажи подобных компьютерных аксессуаров станут массовыми.

Очки предоставляют информацию прямо на лыжне.

Поговори со мной, компьютер…

Инженеры из Торонто (Канада) создали крошечный компьютер Ubi с голосовым управлением. Он обучен распознавать голосовые команды, осуществлять поиск информации в Интернете и отвечать вслух на вопросы пользователя.

Компьютер работает под управлением системы Android и поддерживает Wi-Fi. Для того чтобы приступить к работе с устройством, нужно сказать «Ubi» и задать вопрос.

Компьютер начнет искать ответ в Интернете. Найденный ответ будет озвучен компьютером через динамик.

Благодаря сенсорам, Ubi может также сообщать показания температуры, влажности, давления воздуха и уровня освещенности в квартире.

При необходимости система оповестит пользователя об опасных изменениях, например, если в доме начнется пожар. Кроме того, устройство сможет напоминать владельцу о запланированных мероприятиях и важных датах, а также осуществлять звонки с помощью Skype.

Пока общение возможно только на английском, но будущие версии Ubi будут использовать и другие языки.

Микрокомпьютер с голосовым управлением.

С компьютером можно даже поиграть в пинг-понг. Возьмите в руки особую ракетку, и на компьютерном дисплее тотчас отразится траектория вашего удара, на который виртуальный партнер обязательно ответит.

Если Эрин устала…

Научный сотрудник Эрин Трейси Соловей из Массачусетского технологического института разработала новый интерфейс, который может распознать, когда нагрузка на мозг человека становится чрезмерной. Система Brainput использует инфракрасную спектроскопию для контроля за активностью человека и его физическим состоянием.

«Brainput пытается определить, когда нагрузка начинает подавлять мозговую деятельность человека, и берет часть задач на себя», – рассказывает Эрин.

Тестировала систему сама Эрин и ее коллеги на виртуальных роботах, которые были разработаны для адаптации к различным психическим состояниям человека.

Добровольцам предстояло проводить пару роботов через лабиринт, чтобы найти Wi-Fi-точку и отправить сообщение. Им приходилось постоянно переключаться с одного робота на другого, чтобы не допустить их аварии во время движения, одновременно направляя на верный путь.

Вскоре концентрация внимания у оператора падала, он начинал ошибаться. Тогда компьютер брал управление роботами на себя, позволяя человеку отдохнуть.

Эрин Трейси Соловей и ее коллеги полагают, что система может быть использована водителями, пилотами и операторами беспилотных летательных аппаратов.

Диагност депрессии

Американские ученые из Северо-Западного университета создали приложение для смартфонов под названием Mobilyze. Оно несколько дней контролирует деятельность пользователя, а затем делает вывод о его эмоциональном состоянии. Для этого Mobilyze использует данные встроенных в телефон датчиков, таких как GPS и акселерометр, а также средства беспроводной связи – Bluetooth и Wi-Fi. Суммируя данные датчиков, оценивая подвижность человека, сколько он разговаривает в сутки и некоторые другие закономерности, приложение пытается анализировать поведение людей.

Если программа приходит к выводу, что человек находится в плохом расположении духа, то тут же оповещает его близких SMS-сообщением. Дескать, надо выручать человека.

В помощь трусишкам

Голландские ученые из Лейденского университета создали для авиакомпании KLM мобильное приложение, призванное помочь тем, кто боится перелетов. Оно объясняет причины звуков и возможных неприятных ощущений, которые имеют место во время взлета, полета и посадки.

Работает оно так. Смартфон фиксирует вибрации фюзеляжа и шумы. В случае если волнение пассажира достигает уровня паники, он должен нажать «тревожную кнопку», после чего прибор начинает выдавать аудио– либо текстовую информацию, помогающую успокоиться.

Пассажиру, к примеру, сообщается, что по статистике вероятность погибнуть в автомобильной аварии по дороге в аэропорт куда выше, чем стать жертвой авиакатастрофы. Что в данный момент ничего катастрофического с самолетом не происходит – крыло у него не отваливается и моторы работают нормально. Еще смартфон демонстрирует несложные физические упражнения, выполнение которых пассажиром поможет снять стресс.

Линза для макросъемки

Предприниматель из США Крис Фергюсон представил свое новое изобретение – линзу для ведения макросъемки с помощью мобильного телефона. Черный корпус, в который вмонтирована линза, сделан из ударопрочного пластика с липким основанием, благодаря чему линза при необходимости легко крепится к корпусу телефона и позволяет получить четкий детальный снимок тычинки цветка или портрет муравья крупным планом.

Стоимость такой насадки около 70 долларов США.

Я опишу тебе сюжет

Как известно, лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать. А вот американский программист Мэтт Ричардсон так не считает. Он сконструировал «описательный фотоаппарат» Matt's Descriptive Camera, который вместо изображения выдает информацию о том, что запечатлено на снимках.

Работает он с помощью платы BeagleBone, приложением к которой выступает USB-веб-камера. Снимки по беспроводной связи поступают на сервис Mechanical Turk для анализа. Там некий эксперт описывает в нескольких коротких предложениях то, что изображено на снимке. Через 3–6 минут устройство напечатает на узкой ленте описание сюжета. Например, такое: «Это Эйфелева башня. Изображение несколько перекошено».

Разработчик полагает, что камера может пригодиться тем, у кого накопился огромный архив с фотографиями, которые было бы неплохо подписать. Однако стоит такое удовольствие не так уж дешево – 1,25 доллара США за сюжет. Сами снимки обходятся дешевле.

Теперь электроника позволяет не только получить изображение, но и описать его.

ИНФОРМАЦИЯ

УНИКАЛЬНЫЙ КОСМОПОРТ намечено создать в 20 км от деревни Клушино Смоленской области – родины первого космонавта Земли Ю. А. Гагарина.

Здесь, кроме базы для суборбитальных полетов, собираются также построить космический музей и павильон аттракционов, где каждый желающий сможет проверить, годится ли он в космонавты.

Девиз космопорта «Гагарин» – именно такое предварительное название получил проект – таков: «Земля и космос – детям!»

Инициаторы будущего строительства хотят, чтобы школьники, посетившие космопорт с экскурсией, заинтересовались проблемами освоения космического пространства.

– В космопорте смогут разместиться российские и американские космопланы, – рассказал руководитель проекта Александр Тарасевич. – Мы хотим связаться с Ричардом Бенсоном, чья компания развивает проект туристических суборбитальных полетов на корабле «SpaceShipTwo».

Если мы получим его согласие, то здесь разместится часть «флота» Бенсона, а также потенциальные разработки наших конструкторов, которые будут обслуживать российских и иностранных космических туристов.

НЕУЯЗВИМАЯ СИСТЕМА. Компания «Kaspersky Lab» Евгения Касперского, создавшего популярную антивирусную программу, ныне занята разработкой сверхзащищенной операционной системы, которая будет практически неуязвима для хакеров.

Специалисты Kaspersky Lab рассчитывают, что разработкой заинтересуются предприятия оборонного комплекса и особо закрытые производства.

Но эксперты предупреждают, что круг клиентов будет очень узок потому, что стоимость реализации проекта оценивается в сумму от 600 млн. до 1 млрд. рублей.

Сам Касперский сообщил: «Архитектура системы построена таким образом, что взламывать ее бесполезно, взлом не даст хакеру никаких дополнительных возможностей».

УЛИЦА С ИНТЕЛЛЕКТОМ появится вскоре в Москве. Точнее, улица Пятницкая в столице уже есть, а вот оснастить ее системой искусственного разума планируется к 2014 году.

Сначала на улице заменят покрытие, спрятав в него датчики, которые позволят регулировать уличное движение с учетом интенсивности движения на том или ином участке. Сами светофоры, как и уличные фонари, будут питаться от солнечных батарей и аккумуляторов.

Должна появиться на Пятницкой и система предупреждения водителей об авариях и образующихся заторах. Она также будет автоматически контролировать состояние уличного покрытия – мокрое оно, сухое, покрытое льдом – и предупреждать водителей с помощью информационных табло.

МС-21 СТРОИТСЯ.

Иркутский авиационный завод приступил к изготовлению крупногабаритных деталей ближне-среднемагистрального пассажирского самолета (БСМС) МС-21. Он должен прийти на смену Ту-154 и Ту-204 на российском рынке.

Корпорация «Иркут» совместно с ОКБ Яковлева является головным разработчиком МС-21. В его производстве участвуют также фирмы «Туполев» и «Гражданские самолеты Сухого».

Максимальная дальность полета нового перспективного лайнера 5500 км.

ПРЕМИИ. Жизнь на клеточном уровне

Американские ученые Роберт Лефковиц и Брайан Кобилка удостоены в 2012 году Нобелевской премии по химии «за постижение механизмов взаимодействия рецепторов адреналина с G-белками». Что стоит за этой формулировкой?

Как известно, стоит нам испугаться чего-либо, как сердце наше начинает колотиться, мы готовы бежать со всех ног. «Повышение кровяного давления, учащение сердцебиения нам обеспечивает выброс в кровь адреналина», – говорят в таких случаях специалисты.

Но подробности этого процесса были долгое время не известны. Понять его и помогли нобелевские лауреаты, тщательно изучив механизм действия клетки в живом организме.

Человек, как и любой иной обитатель нашей планеты, узнает о переменах в окружающем мире с помощью органов чувств. А сами эти органы познают окружающий мир и изменения в нем с помощью рецепторов. Так называются особо чувствительные клетки разных видов. Одни способны воспринимать тепло и холод, другие – запахи и вкусы, третьи – свет…

Эти клетки-сенсоры в строении которых подробно разобрались Лефковиц и Кобилка, располагаются, как правило, в плазматической мембране – своеобразной стенке-оболочке, которая защищает клетку от внешней среды. Очевидно, что клетка может нормально функционировать лишь в том случае, если ее изоляция от внешнего мира не будет полной, какие-то каналы сообщения с окружающей средой и передачи сигналов должны сохраняться. Говоря иначе, каждая клетка тоже обладает своеобразными органами чувств, которые «разведывают», что происходит вокруг, и позволяют клетке оперативно приспосабливаться к изменяющимся условиям.

Роберт Лефковиц и Брайан Кобилка

Полученная Кобилкой кристаллическая структура тройного комплекса, образованного β-адренорецептором (выделен синим), гормоном (желтый) и внутриклеточным G-белком.

Схема передачи сигналом извне в клетку. Гормон связывается с рецептором (1), после чего тот изменяет форму и связывается с внутриклеточным G-белком, активируя его (2). Затем белок отсоединяется и распадается, высвободившаяся α-субъединица инициирует цепочку реакции (3), а рецептор продолжает активировать G-белки (4).

Нобелевские лауреаты выяснили, что собой представляет и как работает семейство таких датчиков. Причем Лефковиц впервые начал изучать активность клеток еще в 1968 году. Он догадался тогда пометить радиоактивным изотопом йода различные гормоны и проследить таким образом их передвижения, присоединения к соответствующим рецепторам на поверхности клетки.

Одним из таких рецепторов оказался β-адренорецептор, который, как понятно из названия, воспринимал адреналин. Роберт Лефковиц и его команда выделили этот рецептор из стенки клетки и получили первичное представление о том, как он работает.

В 80-е годы XX века к команде исследователей присоединился Брайан Кобилка. Он смог определить, какой именно ген в обширном геноме человека кодирует β-адренорецептор, выдает команду на его действия.

Когда ученые проанализировали работу найденного гена, они обнаружили похожий рецептор и в глазах человека; он реагировал на свет. Позднее они пришли к выводу, что подобных по строению и работе структур в теле человека очень много. Около 1000 генов кодируют рецепторы, которые воспринимают свет, вкус, запах, а также реагируют на основные гормоны – адреналин, гистамин, допамин и серотонин. А это оказалось весьма ценно для медицинской практики, поскольку многие современные лекарства воздействуют как раз на эти рецепторы.

Таким образом, благодаря исследованиям нобелевских лауреатов появилась возможность любой живой организм рассматривать как целостную систему, функционирование которой регулируется на всех уровнях ее организации – тканевом, клеточном, молекулярном.

Слаженность работы всех систем обеспечивают тысячи самых разнообразных молекул, среди которых не последнее место занимают регуляторы белковой природы.

Они могут транспортироваться на «дальние расстояния» (например, гормоны – инсулин, соматотропин, пролактин), а могут осуществлять «свою деятельность» непосредственно внутри клетки.

Как регулируется «внутренняя» жизнь одной-единственной клетки? Примерно двадцать лет назад ученые выяснили, что для успешной работы белков-триггеров, включающих целый каскад биохимических процессов, результатом которого является передача сигнала о потребностях клетки, необходим гуанозинтрифосфат (ГТФ). Эти белки (их еще называют G-белками) гидролизуют ГТФ, отщепляя от его молекулы один из трех «кирпичиков» фосфата. При этом выделяется энергия, которая и обеспечивает протекание дальнейших биохимических реакций.

За открытие G-белков в 1994 году американские биохимики-эндокринологи Альфред Гилман и Мартин Родбелл получили Нобелевскую премию по медицине и физиологии. Нобелевская премия по химии 2012 года – логическое продолжение истории изучения G-белков.

Роберт Лефковиц, ныне работающий в Медицинском центре университета Дьюка в городе Дарем, штат Северная Каролина, и Брайан Кобилка, сотрудник Школы медицины при Стэнфордском университете, по следам первопроходцев продвинулись дальше. В своих изысканиях они смогли не только охарактеризовать работу клеточных рецепторов, регулирующих работу G-белков, но и «подобрать ключи» к управлению ими. То есть, например, создать лекарства, способные успокоить чересчур нервных людей или, напротив, «встряхнуть» тех, кто, как говорится, спит на ходу.

Впрочем, все сказанное выше вовсе не означает, что нобелевские лауреаты и их коллеги уже полностью разобрались в проблеме. Например, пока непонятно, почему, испугавшись, скажем, увиденной в траве змеи, одни люди кидаются бежать. Другие, напротив, впадают в ступор. Ну, а третьи – таких, кстати, меньшинство – не теряют самообладания и ведут себя вполне разумно.

Итак, не исключено, что за исследование дальнейших тонкостей механизма передачи сигнала «химической тревоги» и реакции организма на него следующее поколение исследователей получит еще одну Нобелевскую премию.

Публикацию по материалам Нобелевского комитета подготовил С. НИКОЛАЕВ