Новая подборка новостей мира науки и техники 31-01-2016 » E-news.su Срочные и актуальные новости Новороссии, России, Украины, Мира, политика, аналитика
ЧАТ

Новая подборка новостей мира науки и техники 31-01-2016

20:32 / 31.01.2016
3 448
0

Ученые разработали новую высокоэффективную систему беспроводной передачи энергии


Новая подборка новостей мира науки и техники 31-01-2016
схема работы передачи энергии


В настоящее время область применения технологий беспроводной передачи энергии ограничивается, главным образом, несколькими типами зарядных устройство для электрических транспортных средств и мобильной электроники. Благодаря таким технологиям больше не требуется подключать мобильный телефон или автомобиль напрямую к сети через зарядное устройство, для этого достаточно положить телефон на специальную подставку или поставить автомобиль на определенное место. Но в будущем технологии беспроводной передачи энергии могут охватить гораздо большее, позволяя любому электронному устройству в пределах всего помещения или дома черпать энергию прямо из воздуха. Только для этого сначала потребуется увеличение дальности действия и коэффициента полезного действия систем беспроводной передачи.

Понятие технологий беспроводной передачи энергии (wireless power transfer, WPT) было впервые введено в обиход в начале 20-го века Николой Тесла. Но только в 2007 году исследователям удалось подобраться к первым попыткам ее практической реализации. Технология WiTricity, разработанная специалистами из Массачусетского технологического института, позволила зажечь лампочку накаливания, мощностью 60 Вт, на дистанции двух метров и с эффективностью передачи в 45 процентов.

Взяв за основу все имеющиеся на сегодняшний день данные и технологии, исследователи из Санкт-Петербургского Национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики (ИТМО) и НИИ Гириконд разработали принципиально новую систему беспроводной передачи энергии, которая пока демонстрирует эффективность в 80 процентов на расстоянии 20 сантиметров. Но, по мере увеличения расстояния между передатчиком и приемником, общая эффективность системы снижается на несущественную величину.

Как и все современные WPT-технологии, новая технология основана на эффекте резонансного сцепления. Катушка передатчика излучает переменное магнитное поле строго определенной частоты, а катушка приемника встроена в резонансный контур, частота которого равна частоте излучаемого магнитного поля. Это, в свою очередь, позволяет увеличить эффективность передачи и снижает воздействие поля на другие объекты, имеющие другую резонансную частоту, в частности и на тело человека.

Увеличение эффективности в новой системе было получено за счет использования двух приемов. Традиционные катушки, намотанные медным проводом, были заменены "диэлектрическими резонаторами, имеющими низкий уровень собственных потерь", которые представляют собой сферы, изготовленные из особого керамического материала. Структура и свойства этих резонаторов позволяют им сильнее поглощать проходящие сквозь них электромагнитные волны, что увеличивает глубину резонансного сцепления и, соответственно, эффективность передачи энергии.

Вторым приемом, использованным для уменьшения потерь энергии, является резонанс на верхних гармониках волн электромагнитного излучения. Для придания этим волнам дополнительных гармонических составляющих ученые использовали четырехполюсный излучающий элемент вместо традиционного двухполюсного. Эти два способа излучения электромагнитных волн отличаются друг от друга формой и величиной излучаемых ими полей. А использование четырехполюсного излучателя в WPT-системе не только увеличивает ее эффективность, но и делает систему менее восприимчивой к случайной взаимной ориентации приемника и передатчика в пространстве.

В будущем ученые из Санкт-Петербурга планируют провести работы, направленные на улучшение эффективности передачи, на увеличение расстояния и на еще большее уменьшение зависимости эффективности передачи от взаимного расположения приемника и передатчика. Кроме этого, ими будут произведены попытки уменьшения габаритных размеров керамических резонаторов, после чего уже можно будет начинать задумываться о практическом использовании этой новой технологии.

Источник

Беспилотник Loon Copter может летать, плавать и нырять


Новая подборка новостей мира науки и техники 31-01-2016
вид беспилотника Loon Copter


В мире сейчас существует множество различных видов беспилотных аппаратов. Некоторые из них могут только летать, вторые - плавать, а третьи - нырять под воду, подобно субмаринам. Меньшее количество типов беспилотников способно совмещать два вида передвижений, к примеру, летать и перемещаться по поверхности. А аппараты, которые стали появляться только в последнее время и которые способны летать, плавать и нырять, можно пересчитать буквально по пальцам. И сейчас речь пойдет еще об одном таком аппарате, беспилотнике Loon Copter, созданном специалистами из университета Окленда (Oakland University).

Аппарат Loon Copter летает точно таким же способом, как и любой другой квадрокоптер. Когда он касается поверхности воды, он плавает на поверхности в вертикальном положении за счет положительной плавучести его конструкции. Находясь на воде, он может пребывать в неподвижности, а может и перемещаться, используя свои опоры в качестве весел или вращая свои роторы с определенной скоростью. Но самое интересное начинается тогда, когда он наполняет водой свои балластные емкости и погружается под воду.

Новая подборка новостей мира науки и техники 31-01-2016
беспилотник в бассейне


Балластные емкости аппарата расположены таким образом, что после погружения он принимает горизонтальное положение. Передвижение под водой осуществляется также за счет медленного вращения роторов аппарата, слаженная работа которых дает ему возможность неплохо маневрировать под водой. Двигаясь по горизонтали при помощи роторов и по вертикали за счет изменения количества воды в балластных емкостях, аппарат может вести видеосъемку и собирать любые данные при помощи дополнительных датчиков.

Когда аппарату требуется вновь подняться на поверхность, он продувает балластные емкости и выныривает на поверхность, принимая вертикальное положение.

Имеющийся опытный образец беспилотника Loon Copter функционирует при помощи системы подводного дистанционного управления, дальность работы которой ограничена пока несколькими метрами. Видео, снимаемое камерой аппарата, не передается оператору в режиме реального времени, оно записывается на внутренний накопитель и может быть просмотрено по возвращению аппарата на базу. Однако все это в будущем непременно изменится в лучшую сторону.

Новая подборка новостей мира науки и техники 31-01-2016
вид крупным планом беспилотника-амфибии


"Сейчас мы изучаем возможности применения акустических модемов разных типов, бакенов-ретрансляторов и некоторых других методов, которые позволят передавать оператору "живой" поток видео-данных и данных телеметрии" - рассказывает доктор Осама Роэшдех (Dr. Osamah Rawashdeh), - "А в реальном мире аппарат сможет использовать GPS для привязки к координатам точки его погружения, после чего начнет работу инерциальная навигационная система. Ориентируясь по данным этой системы, аппарат сможет двигаться строго по заданному маршруту в автоматическом режиме, производя видеосъемку и выполняя различные измерения".

Аппараты, наподобие беспилотника Loon Copter, могут быть успешно использованы при проведении операций по разведке и наблюдению, при проведении поисково-спасательных работ, для слежения за целостностью конструкций мостов и других инженерных сооружений. Еще одним из вариантов использования таких аппаратов является защита пляжей от нападений акул. Если летящий аппарат с воздуха обнаруживает акулу, он снижается и погружается в воду, где включается акустическая или электрическая система, отпугивающая хищников от пляжей или от мест проведения подводных работ.

И в заключение следует отметить, что доктор Роэшдех и его команда являются участниками соревнования "Drones for Good", которое будет проводиться в Дубаи в следующем месяце. Разработчики этого аппарата надеются, что его широкие функциональные возможности позволят обойти другие 10 команд и принесут им победу.


Источник

X-2 - первый истребитель-невидимка японского производства


Новая подборка новостей мира науки и техники 31-01-2016
самолет-невидимка


Япония, наряду с США, Россией и Китаем стала четвертой страной в мире, которая имеет в своем распоряжении истребитель-невидимку следующего поколения собственной разработки и производства. Новый самолет, известный ранее под названием ATD-X (Advanced Technology Demonstrator X), был представлен вниманию общественности в одном из ангаров аэропорта Нагои, а свой первый полет, согласно планам, этот самолет совершит в феврале этого года.

Новая подборка новостей мира науки и техники 31-01-2016
прототип истребителя-невидимки


Изначально этот самолет, разрабатываемый специалистами компании Mitsubishi Heavy Industry с 2009 года, был разработан для проверки и испытаний ряда инновационных авиационных технологий, куда включаются технологии стелс-покрытия. Кроме покрытия, самолет X-2, длина которого равна 14 метрам, а размах крыльев - 9 метрам, имеет специальную форму плоскостей и фюзеляжа, которые способствуют уменьшению площади его эффективной отражающей поверхности, что, в свою очередь, делает самолет еще "более невидимым" для радаров.

Следует отметить, что разработка самолета-невидимки X-2 выполнялась компанией Mitsubishi Heavy Industry по заказу Военно-Воздушных Сил японской армии. А дальнейшее продвижение данного проекта, реализация которого оценивается в 40 миллиардов иен (340 миллионов долларов), приведет к появлению японского реактивного истребителя следующего поколения, который начнет с 2028 года замещать парк устаревших самолетов F-2.

Новая подборка новостей мира науки и техники 31-01-2016
истребитель в ангаре


"Пока мы еще не можем раскрыть все подробности, связанные с этим самолетом" - рассказывает Такахиро Йошида (Takahiro Yoshida), чиновник японского Министерства Обороны, курирующий данный проект, - "Но смею уверить вас в том, что технологическое исполнение нового самолета находится на самом высочайшем уровне".

И в заключении заметим, что разработкой нового самолета Япония пытается догнать другие страны, ушедшие в этой области далеко вперед, и создать своего рода противовес Китаю, который постоянно увеличивает свое военное присутствие в данном регионе.


Источник

Огромный "виртуальный" телескоп сделал самый высококачественный на сегодняшний день снимок


Новая подборка новостей мира науки и техники 31-01-2016
фото с виртуального телескопа


Ученые из Института радиоастрономии Макса Планка, используя технологию дальней радиоволновой интерферометрии, объединили 15 наземных телескопов и российский космический радиотелескоп Спектр-Р в один огромный "виртуальный" радиотелескоп, диаметр которого в восемь раз превышает диаметр Земли. Все эти усилия были направлены на то, чтобы получить возможность сделать самый высококачественный на сегодняшний день снимок центральной области одной из активных галактик. Изучение этого снимка, имеющего беспрецедентно высокую разрешающую способность, позволит ученым выяснить тонкости всего происходящего в районе центральной сверхмассивной черной дыры галактики.

Объектом первых наблюдений виртуального телескопа стала галактика BL Lacerta, центр которой находится на удалении 900 миллионов световых лет от Земли. Центральная ее часть представляет собой активное галактическое ядро (Active Galactic Nucleus, AGN), один из типов самых высокоэнергетических объектов во Вселенной, основу которого составляет гигантская черная дыра.

Черная дыра, находящаяся в центре галактики BL Lacerta является поистине космическим "монстром", ее масса превышает массу Солнца приблизительно в 200 миллионов раз. Как и все другие представители семейства черных дыр, эта дыра интенсивно поглощает материю из окружающего пространства, создавая диск кипящей материи, разогретой до триллионов градусов, сильнейшие магнитные поля вокруг себя и одновременно выбрасывая в окружающее пространство потоки высокоэнергетических частиц, джеты. Эти потоки, летящие практически со скоростью света, пронизывают огромные расстояния в космическом пространстве в районе созвездия Ящерицы.

Новая подборка новостей мира науки и техники 31-01-2016
принцип работы виртуального телескопа


"В первый раз за всю историю изучения космоса комбинация наземных радиотелескопов с космическим радиотелескопом "РадиоАстрон", работающем на максимальной чувствительности, позволила нашей группе создать виртуальную антенну, диаметр которой в восемь раз превышает диаметр Земли" - рассказывает Хосе Л. Гомес (Jose L. Gomez), ученый из Института астрофизики в Андалусии, Испания, - "Разрешающая способность полученных при помощи такого виртуального телескопа снимков составила приблизительно двадцать угловых микросекунд".

Для сравнения, двадцать угловых микросекунд - это размер монеты в два евро, лежащей на поверхности Луны, если смотреть на нее с Земли. Такая разрешающая способность минимум в 100 раз выше разрешающей способности снимков, которые делает космический телескоп Hubb

le Space Telescope, и сделанный виртуальным телескопом снимок на сегодняшний день является абсолютным рекордсменом по разрешающей способности среди всех сделанных учеными астрономических снимков.

Информация, почерпнутая учеными из полученного снимка, позволила ученым выявить необычайно высокую интенсивность (яркость) микроволнового излучения, излучаемого потоками заряженных частиц, движущихся в районе черной дыры BL Lacerta. "Чрезвычайно высокая интенсивность излучения превышает все известные теоретические пределы" - рассказывает Хосе Л. Гомес, - "Это может происходить из-за того, что частицы в потоке движутся на скорости, более близкой к скорости света, чем считалось ранее. А это, в свою очередь, может вынудить нас пересмотреть имеющиеся в распоряжении теоретические модели".

Источник

Новые технологии литий-воздушных аккумуляторных батарей делают их ближе к практическому применению


Новая подборка новостей мира науки и техники 31-01-2016
такие вот литиевые аккумуляторы


Имея показатели плотности хранения энергии, сопоставимые с энергетическими показателями жидкого топлива, литий-воздушные (литий-кислородные) аккумуляторные батареи могут стать решением, позволяющим владельцам электрических автомобилей не сильно беспокоиться об ограничениях дальности поездки на одном заряде батарей. Но, до этого момента ученым предстоит еще решить массу проблем, одной из которого является слой пероксида лития, нарастающий на поверхности электродов, который блокирует поступление кислорода, что приводит к снижению емкости батареи. И наконец, ученые выяснили способ, который позволяет избежать этого нежелательного явления, а это, в свою очередь, позволит увеличить емкость батарей в пять раз по сравнению с существующими литий-воздушными и литий-ионными аккумуляторными батареями.

Вышеупомянутый пероксид лития является побочным продуктом электрохимической реакции, протекающей внутри аккумуляторной батареи. Одним из способов избежать формирования слоя этого соединения является изменение состава материала электрода и состава электролита так, чтобы в качестве побочного продукта реакции стала образовываться растворимая гидроокись лития. Такая технология была разработана в конце прошлого года исследователями из Кембриджского университета.

Но метод, разработанный кембриджскими учеными, достаточно сложен, и ученые из Национальной лаборатории Аргонна (Argonne National Laboratory) решили упростить его, сосредоточившись на изменении только материала электрода батареи. В результате исследований на свет появился новый материал электродов, на поверхности которого вместо пероксида стала формироваться гидроокись лития, которую можно легко расщепить на составные части, литий, кислород и водород. Расщепление гидроокиси на супероксид и затем на составные компоненты позволит даже создать замкнутую систему литий-воздушной аккумуляторной батареи, которой не будет требоваться поступлений кислорода из окружающей среды, что сделает такие батареи более безопасными, надежными и эффективными.

"Стабилизация супероксидной фазы лития может привести к разработке закрытой аккумуляторной ячейки, емкость которой будет в пять раз превышать емкость традиционных литий-ионных аккумуляторов сопоставимых габаритов" - рассказывает Халиль Амайн (Khalil Amine), член исследовательской группы.

Формирование супероксида лития производится за счет наличия иридиевых наночастиц на поверхности электрода. В обычных условиях это соединение с трудом поддается синтезу из-за его термодинамической нестабильности. Однако, атомы иридия в данном случае выступают в роли высокоэффективного катализатора и стабилизатора реакции.

"Наше открытие открывает дорогу для разработки аккумуляторной батареи принципиального нового типа" - рассказывает Ларри Кертисс (Larry Curtiss), ученый из лаборатории Аргонна, - "Но нам предстоит еще проделать массу работы по совершенствованию процессов, протекающих внутри таких батарей, что должно кардинально увеличить длительность их жизненного цикла".

Источник

Система искусственного интеллекта компании Google впервые победила человека, профессионального игрока в Го


Новая подборка новостей мира науки и техники 31-01-2016
внешний вид игры Го


Система искусственного интеллекта AlphaGo, построенная на принципах глубинного машинного обучения и созданная группой Google DeepMind, со счетом 5-0 победила Фань Хуэя (Fan Hui) трехкратного европейского чемпиона по игре Го (Go). Этот случай является первым разом в истории, когда компьютерная программ обыграла профессионального игрока в Го, хотя некоторые эксперты в области искусственного интеллекта прогнозировали, что наступления данного события можно ожидать не ранее, чем через одно десятилетие.

"Система AlphaGo использует методы глубинного машинного изучения и самообучения. При помощи этого она улучшает саму себя, просматривая ходы реальных игр и играя сама с собой" - рассказывают Дэвид Сильвер (David Silver) и Демис Хассабис (Demis Hassabis), члены группы Google DeepMind, - "Обучение системы было произведено на обширном наборе данных о 30 миллионах ходов, сделанных профессиональными игроками в Го. А после этого система отточила свое мастерство, играя сама с собой".

Для того, чтобы сделать возможной победу системы искусственного интеллекта над человеком, ее разработчики реализовали современный алгоритм поиска по дереву решений. Две независимые нейронные сети сформировали из миллионов своих подобных нейронам структур 12 слоев, которые были "пронзены насквозь" деревом решений игры Го, в котором насчитывается более чем 10^100 вариантов. Это больше, чем количество вариантов ходов в шахматах и больше, чем количество атомов во всей Вселенной.

"Сначала мы обучили одну из сетей на базе данных о 30 миллионов ходов, которые были сделаны людьми-экспертами в этой игре. Уже после этого система AlphaGo стала в состоянии правильно предугадать ход человека в 57 случаях из 100 возможных и выигрывала в 99.8 процентах матчей у других Го-программ" - рассказывают Дэвид Сильвер и Демис Хассабис, - "Но наша цель заключалась не в подражании людям-игрокам, мы намеревались одержать полную победу над ними. Поэтому мы заставили две нейронных сети системы AlphaGo тысячи раз играть друг с другом, обнаруживая новые стратегии, приобретая новый опыт при помощи эмпирического процесса, известного как "укрепляющее обучение" (reinforcement learning)".

Следующей задачей, которую поставили перед собой разработчики системы AlphaGo, станет попытка победы над Ли Седолем (Lee Sedol), признанным мировым игроком в игру Го. И этот матч состоится в Сеуле, Южная Корея, в марте этого года.

"Логические игры являются прекрасной платформой для разработки, обучения, тестирования и совершенствования алгоритмов систем искусственного интеллекта. А такие системы в будущем могут быть использованы в самых различных областях реального мира" - пишут исследователи, - "Методы, которые мы используем для поиска решений в играх, однажды могут быть расширены и модернизированы так, что при их помощи люди найдут решения всех самых насущных проблем, связанных с проблемами общества, изменениями климата и здравоохранением".


Источник

Новостной сайт E-News.su | E-News.pro. Используя материалы, размещайте обратную ссылку.


Если заметили ошибку, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter (не выделяйте 1 знак)

Не забудь поделиться ссылкой


http://xa-xa.su
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
Информация
Комментировать статьи на сайте возможно только в течении 10 дней со дня публикации.