Новая технология позволит пользоваться смартфоном в условиях отсутствия сигналов сотовых сетей


Недавно организованная компания Sonnet из Торонто предлагает клиентам устройство, позволяющее им общаться и обмениваться данными в условиях отсутствия сигналов сотовых сетей. Предлагаемое устройство, размер которого сопоставим с размером гамбургера, представляет собой цифровую полнодуплексную радиостанцию, работающую в одном из диапазонов дальней радиосвязи. В основе этой системы лежат старые и проверенные временем технологии, но специалисты компании Sonnet добавили к ним несколько современных функциональных возможностей.

Связь между смартфоном и внешней радиостанцией может осуществляться как по специальному кабелю, так и при помощи беспроводных технологий. Специализированное приложение, управляющее работой радиостанции, позволяет осуществлять передачу звуковой, текстовой, графической информации и других данных, к примеру, GPS-координат. Приемником всей этой информации выступает второй мобильный телефон, оснащенный оборудованием Sonnet и находящийся в радиусе действия радиопередатчика первого телефона. А вся передаваемая информация шифруется при помощи стандартного алгоритма AES.

Система Sonnet начинает работать в условиях отсутствия сигналов сотовой связи и беспроводных сетей или когда сотовые сети перегружены в местах скопления большого количества людей. Еще одним вариантом использования системы Sonnet является использование ее в роли системы резервной связи в местах стихийных бедствий или техногенных катастроф. В данном случае каждое устройство Sonnet начинает работать в режиме ретранслятора, передавая данные по цепочке до тех пор пока их не получит телефон, находящийся в зоне покрытия сотовой сети или сети Wi-Fi.


Для всяких экстренных случаев у устройства Sonnet имеется специальная функция, когда оно начинает передавать сигнал SOS на всех доступных его передатчику диапазонах частот. Этот сигнал может сопровождаться данными GPS-координат, по которым можно достаточно просто установить местоположение человека, попавшего в беду.

В нормальных условиях дальность действия одного передатчика системы Sonnet составляет около 5 километров, а если передатчик поднять на возвышение, то дальность его действия может увеличиться в два раза. В городских условиях дальность связи составляет до двух километров. Встроенная в устройство литий-полимерная батарея обеспечивает 24 часа непрерывной работы устройства Sonnet, помимо этого, от нее можно произвести подзарядку батареи мобильного телефона.

Источник

Создан первый в своем роде температурный датчик, практически не нуждающийся в энергии для своей работы


Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали и изготовили опытные образцы новых температурных датчиков, которые требуют для своей работы всего 113 пикоВатт энергии, т.е. они практически не потребляют энергию. Применение таких датчиков позволит создавать системы контроля, экологического мониторинга и т.п., которые смогут функционировать на энергии одной крошечной батарейки в течение нескольких лет.

Для того, чтобы кардинально уменьшить количество потребляемой энергии, исследователи использовали инновационные решения из двух областей. Первым решением стал новый источник тока, в котором ученые использовали одно из явлений, которое считается вредным и паразитным в других областях.

У всех транзисторов имеется управляющий электрод, затвор, потенциал на котором может или остановить или разрешить движение потока электронов через канал транзистора. При уменьшении размера транзистора менее определенного значения, он перестает работать из-за того, что электроны начинают перескакивать с затвора на другие электроды за счет эффекта квантового туннелирования. Это явление называется утечкой затвора, и в данном случае эти "утекшие" с затвора электроны приводят в действие прецизионный источник тока, который не требует дополнительной энергии и на базе которого строится вся дальнейшая работа датчика температуры.


Вторым аспектом оптимизации количества потребляемой энергии стал новый метод преобразования текущей температуры в цифровое значение. И в результате этого ученые получили датчик, который потребляет в 628 раз меньше энергии, нежели чем другие самые современные и самые экономичные датчики температуры.

Опытные образцы новых сверхэкономичных датчиков работают в диапазоне температур от -20 до 40 градусов Цельсия, что позволяет использовать их в разнообразных носимых устройствах и системах экологического мониторинга. Единственным отрицательным следствием низкого количества потребляемой энергии является малая скорость работы нового датчика, порядка одного измерения в секунду. Но такое быстродействие не является проблемой в большинстве случаев. Ведь температуры, к примеру, температура окружающей среды или температура человеческого тела не изменяются очень быстро.

Но, прежде чем новые экономичные датчики смогут появиться в составе новых "умных" устройств, ученым предстоит проделать кое-какую работу по оптимизации структуры датчика и по увеличению точности его измерений.

Источник

Новый сверхпрочный сплав сделает микроэлектронные датчики более надежными


Большинство микроэлектромеханических систем (microelectromechanical system, MEMS), которые широко используются сейчас в различных типах датчиков, применяемых в автомобилях, реактивных двигателях, промышленном оборудовании, бытовых устройствах и электронных приборах, изготовлено из кремния, из-за чего они работают хорошо в диапазоне средних температур окружающей среды. Небольшое отклонение от номинальной температуры или небольшое количество тепла, поступившего извне, является причиной того, что параметры таких датчиков, в том числе и их точность, очень сильно "плывут", а в некоторых случаях датчики полностью теряют свою работоспособность.

Исследователи из университета имени Джона Хопкинса уже работают достаточно долгое время над решением описанной выше проблемы. И одним из предлагаемых решений является использование нового сверхпрочного металлического сплава, что позволит датчикам на основе MEMS-систем постоянно находиться в диапазоне их рабочих параметров и удовлетворять высоким требованиям существующих и появляющихся технологий.

Одним из направлений, в котором работает исследовательская группа Кевина Хемкера (Kevin Hemker), является изготовление эффективных MEMS-систем из более сложных материалов, нежели кремний, что, по мнению исследователей, позволит датчикам быть более стойкими по отношению к резким колебаниям некоторых факторов окружающей среды, выдерживать значительные механические напряжения и электрические нагрузки.

Основой одного из новых материалов для MEMS-систем стал самый обычный никель, очищенный до высокой степени. Для того, чтобы уменьшить температурный коэффициент расширения этого металла, который в чистом виде имеет достаточно высокое значение, в него были введены добавки молибдена и вольфрама в определенных пропорциях.

Высокая прочность нового сплава определяется четко упорядоченной атомарной структурой его кристаллической решетки. И еще одним положительным преимуществом является высокая и стабильная электропроводность, следующая из полностью металлической природы сплава.

Из такого никель-молибден-вольфрамового сплава были изготовлены тончайшие пленки, толщиной в 29 микрон в среднем. Испытания таких пленок показали, что такой сплав имеет прочность, в три раза превосходящую прочность специальной легированной стали. При этом новый сплав сохраняет эту прочность и другие параметры при воздействии высокого давления и температуры. Другими словами, компоненты MEMS-систем, изготовленные из нового сплава, смогут работать в достаточно широком диапазоне условий окружающей среды.

Источник

Японцы разработали технологию, позволяющую увеличить надежность и время хранения данных на SSD-дисках в 2900 раз


Японская исследовательская группа, возглавляемая профессором Кеном Тэкеучи (Ken Takeuchi) из университета Чуо (Chuo University), представила на конференции 2017 Symposia on VLSI Technology and Circuits, которая посвящена полупроводниковым технологиям и которая проходила недавно в Киото, новый метод, который комбинирует технологии сжатия данных и повышения надежности хранения информации. Этот метод, реализованный в виде специализированного аппаратно-программного контроллера для твердотельных SSD-дисков, позволяет увеличит их надежность и время хранения информации в 2900 раз.

Одна из главных проблем энергонезависимой памяти NAND, используемой в твердотельных дисках и других высокоскоростных накопителях данных, заключается в ограниченном количестве циклов стирания/записи. Для увеличения этого ресурса обычно используют методы сжатия данных, реализованные внутри контроллера диска на аппаратном уровне. Одним из распространенных методов сжатия является известный алгоритм Хаффмана, который разбивает все данные, преобразуя часто появляющиеся последовательности в короткие цепочки, а не очень часто повторяющиеся последовательности - в более длинные цепочки.

Японские исследователи предложили использовать немного видоизмененный алгоритм Хаффмана, что позволило одновременно поднять степень сжатия данных и увеличить надежность их хранения. Часто повторяющиеся короткие цепочки в новом алгоритме пишутся в более надежную область памяти, а более длинные цепочки - в менее надежную память.


Понятие более надежной области памяти подразумевает в данном случае использование всего шести или семи значений из восьми возможных значений, которые могут храниться в одной трехбитовой ячейке (triple-level cell, TLC). Конечно, такой подход уменьшает эффективный объем памяти на 6.9 и 16 процентов соответственно. Но с другой стороны, такие ячейки при своей работе допускают достаточно широкий разброс пороговых напряжений и, как следствие, обеспечивают большую надежность хранения информации.

Проведя испытания предложенного ими метода, исследователи выяснили, что метод хранения шести значений данных в одной TLC-ячейке уменьшает вероятность возникновения ошибки во время хранения данных на 92 процента. А это, в свою очередь, означает, что время надежного хранения информации увеличивается в 2900 раз.

Источник

Астрономы выяснили некоторые особенности галактик, появившихся самыми первыми во Вселенной


Международная группа, в состав которой вошли ученые-астрономы из Японии, Чехии и Венгрии, обнаружила, что в составе горячего газа, заполняющего пространство между галактиками, появившимися самыми первыми во Вселенной, наблюдается гораздо большая концентрация железа, чем было принято считать ранее. Это, в свою очередь, служит доказательством теории, что основная масса железа и некоторых других тяжелых элементов сформировалась еще до того, как во Вселенной начали формироваться первые галактики и скопления галактик, т.е. более 10 миллиардов лет назад.

В своих исследованиях ученые провели изучение состава горячего газа, заполняющего пространство меду десятью соседствующими скоплениями галактик. Полученные результаты показали, что концентрация железа и других тяжелых элементов в газе составляет одну треть от концентрации этих элементов в солнечной материи на сегодняшний день. Эти элементы были выработаны в недрах первых больших звезд и разбросаны по пространству Вселенной многочисленными взрывами сверхновых и вспышками от поглощения больших масс материи сверхмассивными черными дырами.

Согласно теории, в момент Большого Взрыва во Вселенной образовался только водород, гелий и небольшое количество лития. Все более тяжелые химические элементы были выработаны позже внутри термоядерных "реакторов" массивных звезд и разметаны по космическому пространству взрывами сверхновых. Однако, причина весьма равномерного распределения тяжелых элементов по пространству Вселенной долго оставалось и остается неразрешенным вопросом.

"Если бы тяжелые элементы были произведены относительно недавно, то концентрация железа сильно бы разнилась от одного скопления галактик к другому. Однако, наблюдаемое нами равномерное распределение концентрации железа говорит о том, что оно было выработано звездами, появившимися самыми первыми после Большого Взрыва" - рассказывает Ондредж Урбан (Ondrej Urban), ученый из Стэнфордского университета, который принимал участие в анализе обширного массива имеющихся научных данных.

"Удивительно однородное распределение железа также означает, что совокупная энергия от взрывов большого количества сверхновых и джетов черных дыр создавала в молодой Вселенной бурную "ветреную погоду", что позволило разнести вновь образованные тяжелые элементы по всему пространству" - рассказывает Норберт Вернер (Norbert Werner), - "Это все уже было определено в рамках некоторых теорий. И сейчас эти теории получили свои первые экспериментальные подтверждения".

Источник