Digital age: Техно пробиви и открития

Какво ново в света на технологиите и откритията? Вижте редакторския подбор в седмичния ни обзор:

Контактни лещи с инфрачервено зрение правят невидимото видимо, дори и при затворени очи

Снимка: Shutterstock

Учени от Китай са създали контактни лещи, които позволяват на човек да вижда светлина в инфрачервения диапазон, който е недостъпен за човешкото око. Освен това, лещите работят дори през затворени клепачи и в бъдеще подобна технология би могла да помогне на хора с цветна слепота. Човешкото око възприема светлината в диапазона от дължини на вълните от 400 до 700 нанометра - това е така нареченият „видим спектър“. Инфрачервеното лъчение (800–1600 nm) обаче остава невидимо за нас. Китайски разработчици са решили този проблем, като са направили лещи с наночастици, които преобразуват инфрачервената светлина във видима.

Експерименти показват, че хората, носещи такива лещи, могат да различават мигащи инфрачервени сигнали и да определят техния източник. Според невробиолога Тиен Сюе от Китайския университет за наука и технологии, разликата е очевидна -  без лещи човек не може да види нищо, но с тях може ясно да различи трептенето на инфрачервената светлина. Интересното е, че лещите работят дори със затворени очи - инфрачервената светлина прониква през кожата по-добре от видимата светлина, така че клепачите не пречат на възприятието. Вярно е, че новата технология не позволява да бъдат виждани „нови“ цветове – наночастиците просто преобразуват инфрачервените вълни в нюанси, които вече са ни познати.

Технолозите също така демонстрират, че модифицираните лещи могат да кодират различни части от инфрачервения спектър в различни цветове. Например, светлина с дължина на вълната 808 nm изглежда зелена, 980 nm изглежда синя, а 1532 nm изглежда червена. В бъдеще това би могло да помогне на хората с цветна слепота, като трансформира „невидимите“ нюанси в различими. Контактните лещи обаче имат недостатък: поради близостта им до ретината, преобразуваната светлина се разсейва и изображението е леко замъглено. Очилата със същите наночастици осигуряват по-ясна картина. В тестовете участниците, носещи очилата, са успели да видят скрити инфрачервени шарки върху обекти, които иначе биха изглеждали просто черно-бели. Засега технологията работи само с мощни инфрачервени източници, но изследователите се надяват да увеличат чувствителността ѝ.

Уникален метаматериал позволява дистанционно управление на обекти под вода с помощта на звук

Снимка: Shutterstock

Изследователи разкриха нов метаматериал, който използва звукови вълни, за да контролира обекти под вода без контакт. Тази технология би могла значително да опрости подводните операции и в бъдеще да намери приложение в медицината. Разработката принадлежи на учения от Университета на Уисконсин-Мадисън Даджун Джанг, който я представи на съвместна среща на Акустичното дружество на Америка и 25-ия Международен конгрес по акустика. Методът се основава на използването на метаматериали – композитни структури с уникални свойства. В този случай повърхността на материала има назъбена форма, което позволява на звуковите вълни да се отразяват по различен начин и да създават сила, която може да движи и върти обекти.

Джан демонстрира как акустичните вълни могат да се използват за контролиране на плаващи и потопени обекти, включително дърво, восък и пяна. Технологията открива нови възможности за подводна роботика, сглобяване на конструкции и дори медицина, тъй като човешкото тяло е съставено предимно от вода. Въпреки това, за да може методът да бъде приложен в търговската мрежа, е необходимо да се реши проблемът с производството. Съществуващите технологии не осигуряват необходимата резолюция и са скъпи за внедряване.

Джанг е разработил нов, по-достъпен метод за производство на метаматериали, който също така подобрява техните акустични свойства. Други акустични технологии, представени на същата конференция, включваха метод за търсене на невзривени боеприпаси под вода и начини за намаляване на шума от центрове за данни. Непосредствените планове на Джан включват по-нататъшна миниатюризация и усъвършенстване на материала, особено за използване в подводна роботика и медицински устройства. Според него, тази технология открива нови перспективи за дистанционно управление на обекти под вода и вътре в живите организми.

Японци създадоха киберхлебарки, контролирани от светлина

Снмика: Shutterstock

Изследователи от университета в Осака са разработили метод за дистанционно управление на насекоми, който не изисква хирургическа намеса. Системата използва специални миниатюрни каски с ултравиолетови лампи, които позволяват движението на хлебарките да се насочва с висока прецизност. Методът се основава на естествената реакция на насекомите към светлината - негативен фототаксис /реакция на движещ се организъм под въздействието на светлна/. Каската е оборудвана с UV лампи, които се активират, когато вградени сензори засекат спираща хлебарка.

Чрез насочване на светлината в дясното или лявото око на насекомото, екипите могат да контролират движението му. Експериментите показаха впечатляващи резултати. Така 94% от хлебарките, екипирани с каски, успешно преодоляха лабиринта, а в контролната група без каски тази цифра беше само 24%. Ключовите предимства на разработката са липсата на необходимост от инвазивни процедури и използването на естествени поведенчески реакции на насекомите. За разлика от електрическата стимулация, която губи ефективност с течение на времето поради адаптацията на насекомите, светлинният контрол остава стабилен за дълго време.

Технологията открива нови възможности за операции по търсене и спасяване в райони на бедствия и наблюдение на труднодостъпни места. Освен това, тя може да се превърне в основа за научни изследвания на поведението на насекомите. Компактното оборудване (каска, сензори и батерия) не ограничава мобилността на хлебарките, което прави системата практична за реална употреба.

Китай започва изграждането на гигантска орбитална мрежа за данни

Снимка: Shutterstock

Енергийното натоварване на центровете за данни се увеличава всяка година. В момента няколко държави обмислят идеята за разполагане на такива центрове в околоземна орбита, където има изобилие от слънчева енергия. Миналата седмица Китайската корпорация за аерокосмическа наука и технологии обяви успешното изстрелване на първите спътници като част от проекта „Сателитни изчисления“. Крайната му цел е да се разгърне мрежа от хиляди спътници, оборудвани с бордови изчислителни устройства. Към днешна дата вече са изстреляни 12 спътника. Цялото съзвездие ще се състои от 2800 спътника, оборудвани с мощна система за изкуствен интелект.

Изстреляните спътници са способни да извършват 10 на петнадесета степен операции в секунда (POPS). Възможностите на цялото съзвездие, оборудвано със 100 Gbps лазерна междусателитна комуникационна връзка, вече ще бъдат 1000 POPS. На борда на спътниците ще бъдат инсталирани рентгенови детектори за изследване на екстремни гама-лъчеви изблици.Втората сателитна изчислителна система е следващата на ред и китайските инженери вече са започнали да я разработват.

Фермер робот като стоножка  се бори с плевелите

Снимка: Shutterstock

Инженери от стартъпа Ground Control Robotics представиха необичаен робот фермер, вдъхновен от биологията на стоножките. Той е проектиран автоматично да плеви труден терен. Ключовата характеристика на дизайна е уникалната задвижваща система. Движението се осъществява чрез система от кабели, преминаващи от централната ос към крайниците на устройството. Това решение прави робота едновременно стабилен и маневрен.

Основната цел на робота е да работи в труднодостъпни райони -  стръмни склонове на лозя, скалисти почви и други райони, където е невъзможно или нерационално да се използва едрогабаритно оборудване. Тази разработка е особено актуална за биологични ферми, които не използват химически препарати за борба с плевелите. В бъдеще компанията планира да създаде цял „рояк“ от такива роботи, способни да обслужват земеделски земи денонощно. Разработчиците обмислят възможността за използване на роботи-стоножки в спасителни операции след природни бедствия и дори във военната сфера. Техният необичаен дизайн и уникални характеристики на шофиране могат да намерят приложение в най-различни области.