Page 1

живая информация Как это работает

Люди Идеи Технологии

часть иллюстраций продублирована видеофайлами на

ноябрь (11) 2009

10 самых

Подписной Индекс

37864

9,90*

грн

*Рекомендованная цена

странных

и СТРАШНЫХ

БОЛЕЗНЕЙ

Биологи нашли главную функцию сна

Скутер YikeBike

новый класс велосипедов

электромобиль

зарядка

11

за

минут

Швейцарский банк сохранит

навечно

код жизни клиента Ретины-имплантаты

подарили ослепшим второе зрение

Спутник сфотографировал

лохнесское чудовище


ЧКУ

Интересный журнал о главном Ÿ¤›œ¡¨

  

И Е ДЛ КОЕ ИЗДА Н ВС ЕУ КРАИ НС

Я М АМ И ПА

П

ВОМ ТЕПЕРЬ В НО РМАТЕ! УДОБНОМ ФО

Подписной Подписной ии нн д д ее кк сс

91537

№10 ОКТЯБР

цена подписки – всего 3,45 грн в месяц

Ь 2009

выписывайте у своего почтальона

¾ ¨š° ¢²¹´º´²¢·– Ÿ’ œ   šš ’Ÿš— ž Ÿ ” º œš Î œ š ¾ÀÉ ¼²¼Á­Àª ¥ ž’ ž

ов И послеорбод можн ыть

СТРОЙНОЙ!

 šµÂÍÁÂÀ崝“ “¤Ÿ¡£

— š¤š ¢’™”œž­ ¤—ž’ Ÿ ž—¢’

œ’ šš ”­¥©œ”­ “¥

е ш ы л а м у ь л Каше

м : П р ав д а и А К ТУ А Л Ь Н О

и ф ы о б ан

й

ги н е у д е те

й

Старый добрый журнал в новом удобном формате

покупайте на лотках! Реализация оптовикам pblack80@mail.ru


СОДЕРЖАНИЕ

новости ..... 4 открытия

Термообработку инструментов изобрели 164 тысячи лет назад ..... 12

дело техники

Самокат U3-X ищет гармонии с людьми во всех возможных направлениях ..... 14 Стыковка роботов создает лунную базу-самоходку ..... 18 Робот-планер проплавал рекордные девять месяцев ..... 26 Команда студентов строит 11-минутный электромобиль ..... 30

Люди Идеи Технологии

Регистрационное свидетельство КВ №10590, выданное Государственным комитетом телевидения и радиовещания Украины 08.11.2005 года Учредитель: Данюк Валерий Главный редактор: Самойлов Андрей а/я 5149, г. Харьков-144, 61144, Украина. Рекламный отдел тел./факс (057) 754-84-82, (044) 599-37-76. E-mail: valera@tnc.com.ua Номер составлен по материалам интернет-журнала MEMBRANA www.membrana.ru Издательский проект газеты «Интересная механика» охраняется ЗАКОНОМ УКРАИНЫ «Об авторском праве и смежных правах». Номер подписан в печать 30.09.2009 г. Изготовлено: ФЛП Данюк Я. В., Тел. (057) 754-84-82. Наряд-заказ № ИМ-011. Тираж: 32000 Верстка и дизайн: тел.: 8 (057) 751-47-04

Подписной

Индекс

3Стоимость 7 8подписки 6 –4 9.90 грн в месяц

наука

Генетики раскрыли двойное происхождение индийцев ..... 34

секрет фирмы

Швейцарский банк сохранит навечно воспоминания и код жизни клиента ..... 38 Автопоезд Blade Runner дружит с железной дорогой ..... 42 Колесо EasyGlider тянет своего хозяина в дорогу ..... 45 Немцы продемонстрировали экстремальную застежку-липучку ..... 48 Моющее себя оконное стекло будет убивать бактерии ..... 50

эврика

Солнечная панель из человеческих волос ..... 52 Скутер YikeBike предзнаменует новый класс велосипедов ..... 54 Химики решили кормить автомобили водородными таблетками ..... 58

здоровый интерес

Почему некоторые люди могут спать так мало? ..... 63 Ученые предлагают вдыхать стволовые клетки через нос ..... 64 Ретины-имплантаты подарили ослепшим второе зрение ..... 66 Тетрис меняет мозг с неизвестными последствиями для интеллекта ..... 72

военные технологии

Hyper-Sonic Sound System: из пушки по меломанам ..... 76 Контрабандистов будут ловить сетями ..... 78 Инженеры создали новый вид взрывостойкого стекла ..... 80 Новый военный робот перепрыгивает через заборы ..... 81 Роботизи­рованная подводная лодка для мелководий ..... 82

наука

Цветные птицы подтвердили животный страх перед красным ..... 84 Пищевая добавка залечила крыс до посинения ..... 88

технофетиш

Verb for Shoe: электронные ботинки обучаются стилю владельца ..... 90 Плавающая кровать приглашает в небо 900 килограммов ..... 93

факты

10 самых страшных и странных болезней ..... 96


новости

Спутник сфотографировал лохнесское чудовище Спутник программы Google Earth

сфотографировал

лохнесское чудовище

Под зоркое фото-око спутника попалось неуловимое чудовище озера Лох-Несс или, как его нежно прозвали любители всего непознанного, Несси. По крайней мере, в это верит британец Джэйсон Кук, который первым обнаружил удивительный кадр на сайте спутника и переслал его в газету The Sun. Наткнулся на фото Кук совершенно случайно. Координаты снимка на электронной карте мира – 57°12’52.13» северной широты, 4°34’14.16» западной долготы. – Когда я увидел этот кадр, поверить не мог своим глазам. Я сразу вспомнил классические описания Несси – все совпадает! – поделился своими впечатлениями Кук. Исходя из масштабов карты, объект, чьи очертания видны на снимке 37-километрового озера, достигает почти 20 метров в длину; по бокам видны отростки, похожие на четыре лапы, а сзади тянется удлиненный хвост. Эти параметры подходят под гипотетическое описание плезиозавров – отряда ископаемых пресмыкающихся, к которому, как полают некоторые исследователи, относится лохнесское чудовище. 4

ноябрь • 2009

Спутниковым снимком уже заинтересовались участники Лохнесского Проекта – группа ученых, собирающих данные в подтверждение теории о существовании чудовища. Один из ученых, Эдриан Шайн, заявил, что «фото выглядит очень интригующе» и группа безусловно займется его изучением. Вполне возможно, что изображение признают случайным световым эффектом или водяной пеной, как было уже не раз с подобными «сенсациями». Так, одно из первых фото знаменитого монстра представил на суд общественности некий Кеннет Уилсон еще в 1934 году. Он утверждал, что чудище случайно попало в кадр, когда Уилсон фотографировал птиц и другую местную фауну. Снимок считался подлинным вплоть до 1994-го года, когда фальсификатор сам признался в подделке – изображение изготовил он и трое его сообщников. Следующее спорное доказательство существования Несси появилось в 1960-м. Инженераэронавт Тим Динсдейл снял поверхность озера с воздуха и запечатлел некий продолговатый объект, двигавшийся близко к поверхности воды. Снимок отдали на экспертизу британского Объединенного центра разведывательной аэронавтики, и там постановили, что изображение подлинное и на фотографии – «одушевленный объект», движущийся со скоростью 16 км/час. Однако в 2005-м та же орга-


низация пересмотрела свой же вердикт и заявила, что фото запечатлело всего лишь пенный след от лодки. Заявление вызвало бурю протестов в научных кругах, однако изменять решение ученые не стали. Тем временем, другие исследователи подошли к изучению загадки Лох-Несса с другой стороны и решили не сфотографировать, а «подслушать» чудовище. Начиная с середины 50-х, ученые проводят звуковые сканирования озера и, похоже, получают больше вопросов, чем ответов. Например, они обнаружили, что на дне озера находятся некие гигантские объекты, которые могут подниматься и опускаться в воде без всяких видимых на то при-

чин. Природа этих объектов до сих пор неясна. Впрочем, сканирование показало и то, что некоторые погодные условия могут создать «иллюзию Несси» на поверхности озера. При резких изменениях атмосферного давления в воде возникают кратковременные, но мощные направленные течения, которые способны поднимать к поверхности и передвигать довольно крупные предметы. Когда эти предметы быстро движутся против ветра, их легко принять за живое существо.

Химики научились делать искусственные кости из дерева Наша цель заключается в том, чтобы превратить древесину в биоактивное неорганическое соединение, предназначенное для замены части кости, говорят итальянцы. Первым делом ученые запускают пиролиз, то Из неорганического минерала гидроксиа- есть термическое разложение. Затем получающиеся патита (Hydroxylapatite) состоят 65–70% костей структуры подвергают обуглероживанию для полулюдей и животных. Итальянским ученым из Ин- чения карбида кальция. Потом начинается окислиститута науки и технологии керамических матери- тельный процесс преобразования карбида кальция в алов (Instituto di Scienza у Techologia dei Materiali оксид кальция. Позднее получается карбонат кальCeramici – ISTEC) впервые удалось получить ги- ция, а уж из него – гидроксиапатит. Весь процесс задроксиапатит из дерева, чтобы использовать его нимает примерно неделю, а стоимость одной костидля создания протезов костей. имплантата составляет около $850. Анна Тампьере (Anna Tampieri) и ее коллеги Химики говорят, что способны создавать провыбрали древесину из-за сходства ее структуры с тезы любого размера и формы. Впрочем, до им«внутренней архитектурой» натуральных костей. плантации «деревяшек» людям пройдут годы, но Экспериментально исследователи установили, что зато когда технология будет отточена, материалу лучше всего для их целей подходят красный дуб, найдется применение не только в медицине, но и в ротанг и сипо. Конечно же, дерево необходимо авиации, автомобилестроении, энергетике, космиподвергнуть серьезной обработке: процесс состоит ческой отрасли и так далее. Покамест ученые исиз пяти основных шагов. пытывают имплантаты на овцах. 2009 • ноябрь

5


новости

Впервые в комете найдена аминокислота Группа ученых NASA, которую возглавляет Джейми Эльзайла (Jamie Elsila) из космического центра Годдарда (Goddard Space Flight Center), сообщила об обнаружении в кометном материале аминокислоты глицин – одного из 20 кирпичиков жизни, формирующих миллионы различных протеинов. Речь идет о знаменитой миссии Stardust, собравшей материал от кометы Вильда. Тот полет принес ученым массу интересных и порой неожиданных данных, заставивших во многом пересмотреть картину эволюции Солнечной системы на ранних ее этапах. Среди прочего в образцах с Wild 2 был найден и глицин. Около двух лет потребовалось исследователям, чтобы доказать, что он не является результатом земного загрязнения проб, а имеет космическое происхождение. Это удалось подтвердить по «неземному» изотопу углерода (углерод-13), входящему в состав глицина. Его доля там оказалась намного большей, чем у глицина земного, преимущественно содержащего углерод12, сообщают специалисты центра Годдарда. Аминокислоты и другие 6

ноябрь • 2009

Капсула Stardust огненным шаром ворвалась в атмосферу Земли в январе 2006 года. С того момента началась долгая эпопея с анализом привезенных из космоса образцов.

Одна из кометных частиц, пробившая отверстие в алюминиевой фольге и произведшая «взрыв» в аэрогеле-ловушке.

сложные углеводороды уже находили в метеоритах (в том числе и глицин), а также – в меж­ звездном пространстве. Теперь же оказывается, что кометы тоже вполне могли поставлять столь важное органическое соединение на молодую Землю. А это – еще один кирпичик в стройную гипотезу панспермии, получившую в последние несколько лет немало косвенных доводов «за». Специалисты говорят, что новое открытие лишь укрепляет их в ранее сформировавшихся представлениях: аминокислоты синтезировались в нашей системе на заре ее существования, а

затем попали с космическими телами на Землю, где вполне могли дать старт процессу зарождения жизни. При этом ученые предполагают, что для формирования аминокислот в кометах у последних имелись вполне простые начальные условия – набор сравнительно сложных органических соединений, вода и немного радиоактивных веществ, дабы растопить толику льда и предоставить тепло для запуска процесса синтеза аминокислот.


Новые мышки Logitech работают на любых поверхностях В продаже обе новинки появятся уже в этом месяце. Старшая модель оценена в $100, младшая будет стоить $80. Слово «везде» заложено в самом названии двух новых моделей манипуляторов: Anywhere Mouse. Предмет наибольшей гордости разработчиков – возможность этих беспроводных мышек работать даже на стекле и полированном дереве. Это стало возможным благодаря лазерной системе отслеживания Logitech Darkfield Laser Tracking, которая идентифицирует микроскопические неровности поверхности и «ориентируется» по ним. При этом минимальная толщина стекла все же ограничена 4 миллиметрами. Кроме того, компания оговаривает следующие условия: чтобы мышки работали на идеально чистом лабораторном стекле, «придется подождать, пока на него осядет немного пыли», а поверхности, на которых «присутствует менее 44 микроскопических деталей на квадратный миллиметр, имеющих ширину менее 5 микрометров и толщину менее 1,5 мкм, следует перед использованием протереть рукой без перчатки».

Наиболее навороченный манипулятор Performance Mouse MX (на снимках) может похвастаться эргономичной формой и четырьмя кнопками для большого пальца, которые позволяют переключаться между работающими приложениями, перемещаться вперед-назад по страницам и масштабировать изображения.

2009 • ноябрь

7


новости

Биологи нашли главную функцию сна Сон – особенность, которую разделяют с нами далеко не только млекопитающие, и даже не обязательно – животные. Хотя задачи, которые разные существа решают при помощи сна, изучаются давно, нет еще цельной картины и понимания – почему все же эволюция «изобрела» сон. Свое видение главной функции этого «режима работы» организма предложил Джером Сигель (Jerome Siegel) из университета Калифорнии в ЛосАнджелесе (UCLA), известный нам, кстати, по изучению любопытных аспектов сна дельфинов. Установлено, что сон прочищает мозги, что во время сна включаются определенные биохимические механизмы долговременной памяти, раскладываются по полочкам «свежие знания», а от недосыпа бывают ложные воспоминания. Много еще чего известно про сон и не связанного с памятью, начиная с банального объяснения «организм отдыхает» и до неотработанной пока теории о компенсации во время сна оксидативного стресса, влияющего на долголетие. Но, как отмечает Сигель (кстати, директор университетского центра изучения сна – 8

ноябрь • 2009

Sleep Research Center), в основном все объяснения необходимости сна крутятся вокруг особенностей работы нервной системы. Между тем, говорит ученый, много лет исследовавший особенности сна у животных самых разных групп и классов, эволюционные корни сна уходят намного глубже, чем принято думать. Неактивные стадии жизнедеятельности наблюдаются у широкого спектра организмов, в том числе – не имеющих нервной системы (от растений до микробов). И это – слабое место «нейрофизиологического» объяснения появления сна в природе. Не оспаривая важность сна для работы нейронных сетей, Сигель считает, что ключевая задача этого «изобретения эволюции» – повышение энергетической эффективности организма, а также оптимизация времени (и сил), затрачиваемых на различные аспекты жизнедеятельности. «Сон, как правило, рассматривается как нечто негативное для выживания, поскольку спя-

щее животное уязвимо перед хищниками, а еще – не может выполнить действия, важные для выживания», – говорит Сигель. Это такие функции, как питание, уход за детенышами, охрана и охота. Но на самом деле сон способствует выживанию. И самый очевидный пример – животные, впадающие в спячку зимой. Они не могут мигрировать в теплые страны и потому сокращают до максимума свой расход энергии в ожидании весны. Это экстремальный пример. На другом конце шкалы – птицы, не спящие сутками во время перелета. Между ними – различные градации частоты и продолжительности сна, определяемые соотношением затрат энергии и доступных ее источников. Человек хорошо вписывается в эту картину, полагает ученый. Скажем, мозг составляет примерно 2% от веса тела, но при спокойном бодрствовании потребляет 20% энергии. Так что экономия за счет регулярного сна не так уж мала. Также периодическое «выключение»


снижает риск причинения вреда и обнаружения хищниками (не зря различные организмы для сна находят те или иные укромные места, пещеры, норы, дупла), древние предки человека тут вряд ли составляли исключение. А все это играет в пользу сохранения вида. В отличие от зимней спячки обычный сон отличается тем, что легко обращается в бодрствование. При этом орга-

низм сохраняет возможность воспринимать важные сигналы извне и в экстренных случаях просыпается за доли секунды. «Так родители могут проснуться от плача ребенка, но спокойно спать при звуках грозы», – напоминает Джером, называя такую особенность сна млекопитающих замечательным примером эволюционной адаптации. Он также напоминает, что молодые организмы (и мы,

люди, в том числе) спят дольше и более глубоким сном, потому что у них выше расход энергии во время бодрствования, больше активность, а еще потому, что рядом есть родители, которые должны охранять детишек. А старики спят меньше, так как у них происходят возрастные изменения в обмене веществ, а за опасностями теперь нужно следить самим.

Вертолет-снайпер будет уничтожать с воздуха В США проводят испытания дистанционно управляемой снайперской системы под названием ARSS (Autonomous Rotorcraft Sniper System), которая крепится на беспилотный вертолет. Винтовка RND Edge монтируется на турели, снабженной встроенной камерой с зумом. Установка способна производить прицельные выстрелы со скоростью 7–10 раз в секунду патроном 338 калибра. Вертолет Vigilante управляется с земли с помощью модернизированного контроллера от приставки Xbox 360. Оператор благодаря лэптопу может наблюдать за тем, что видит камера вертолета. Разработкой платформы для снайперской системы занимается Space

Dynamics Laboratory при Государственном университете Юты, сообщает Foxnews.

2009 • ноябрь

9


новости

Ученые придумали новую науку – филематологию

Филематология. Как вы думаете, что это? Те, кто с греческим на «ты», уже, очевидно, догадались, ведь в переводе с этого чудесного языка «филема» – это поцелуй. Ну а филематология – новая наука, которую недавно признали ученые на конгрессе Американской ассоциации как прогресс науки. Что она изучает, понять нетрудно. Специалисты (да и разве только они?) давно подметили, что поцелуи способны улучшать не только настроение, но и здоровье. В первую очередь, это касается страстных поцелуев, значимость которых признают даже дантисты. «Сексуальная слюна», выделяемая при мокрых поцелуях, оказывается, препятствует развитию кариеса и пародонтоза, поскольку богата фосфором и кальцием. Поцелуй также чтят и диетологи, ведь он избавляет нас от 10

ноябрь • 2009

Также специалисты пришли к еще одному значимому выводу: они определили длительность идеального поцелуя. И составляет она три минуты.

12 калорий. Так, если целоваться каждый день, то только благодаря этому способу похудению за год можно сбросить килограмм лишнего веса. Ученые приписывают этому приятному акту много других полезных функций. Так, говорят, что поцелуи продлевают жизнь и разглаживают кожу. «Поцелуи – это вовсе не пустяк, – рассказывает врачпсихотерапевт, сексолог Олег Меньшов. – Сексуальное поведение гомо сапиенс специалисты изучили в мельчайших

подробностях, защитили горы диссертаций и написали тонны книг. Но получилось, как в анекдоте. Помните, когда ветеринар уезжал с фермы, проведя искусственное осеменение, он не мог выехать оттуда потому, что его машину окружили коровы. На его вопрос, почему буренки его не выпускают, он услышал от одной из них грустный ответ: «А поцеловать?», – цитирует специалиста «Интересная механика».


Новый электрошокер делает три выстрела подряд Этим летом американская компания Taser International представила новую, «революционную» модель электрошокера Taser X3, продемонстрировав ее эффективность на собственных сотрудниках. Ранее в арсенале фирмы были только однозарядные несмертельные пистолеты. Новинка же делает три выстрела без перезарядки, и Taser International заявляет, что добилась этого первой в мире. «Taser X3 – самое сложное портативное оружие, – говорит в пресс-релизе глава компании Рик Смит (Rick Smith). – Новая модель повысит эффективность и безопасность по сравнению с предыдущим поколением устройств Taser, а также предоставит возможности для хране-

Taser X3 будет продаваться за $1800, он на тысячу дороже модели прошлого поколения.

http://www.youtube.com/watch?v=S7uTLLF34_g&feature=player_embedded

ния и получения дополнительной информации и диагностического анализа по вопросам использования устройства». Фактически новинка оснащена бортовым компьютером, который фиксирует все взаимодействие владельца с оружием и предоставляет ему необходимые данные, позволяя, к примеру, с высокой точностью регулировать напряжение и силу тока. Это стало возможным благодаря «импульсной системе калибровки» (Pulse Calibration System – PCS), которой Taser International очень гордится. За точность наведения отвечает система двух лазеров. Также фирма сообщает, что у X3 «электроды с гораздо мень-

шей энергией проникают вглубь тела», а сам пистолет способен противостоять «морским брызгам, дождю, пыли, электростатическому разряду и даже краткосрочному погружению в воду». Дальнейшие подробности будут интересны, пожалуй, только специалистам. Между тем, по информации Amnesty International, только в этом году в США из «Тейзеров» были убиты двое несовершеннолетних, а с июня 2001-го после «встречи» с пистолетами Taser погиб 351 человек, причем у большинства убитых не было при себе оружия. Однако ж компания выиграла 96 из 97 поданных против нее судебных исков. 2009 • ноябрь

11


дело техники открытия

Термообработку инструментов изобрели 164 тысячи лет назад

Люди каменного века придумали оригинальную технику обработки камней, позволявшую им получать очень острые инструменты. Об этом говорит исследование Кайла Брауна (Kyle Brown) из университета Аризоны (Arizona State University) и его коллег из Британии, Австралии, Франции и ЮАР.

Оказывается, люди очень давно поняли, что обработка огнем меняет свойства камней.

О

Открытие было сделано при раскопках на стоянке древних людей в южноафриканском местечке Pinnacle Point. Там уже давно находили каменные инструменты из силкрита. Но Браун и его коллеги долго не могли решить одну загадку. Часть каменных лезвий заметно отличалась по цвету и фактуре от любых камней, какие только можно было найти в радиусе 50 километров. Казалось, это какаято новая разновидность силкрита – с более темным оттенком

12

ноябрь • 2009

красного, большим глянцем и к тому же более хрупкая. А ларчик просто открывался. «То, что мы искали шесть лет, всегда было прямо под нашим носом», – заявил Кайл. Инструменты в Pinnacle Point сделаны из обычного силкрита, только побывавшего в огне. Да не просто побывавшего, а прошедшего длительную термообработку. Методом проб и ошибок всю цепочку действий удалось воссоздать ученым. «Этим ранним современным


природа, космос, общество

людям, похоже, удалось сделать большой скачок в психике», – прокомментировал Браун. Ведь это была целая технология, а жители этого места – настоящими изобретателями. «Огонь требует значительного количества топлива (до 40 кг древесины), которое нужно собрать заранее, вместе с камнями, – рассказывает ведущий автор исследования. – Потом вы должны закопать камень в песок на два сантиметра ниже костра и постепенно, в течение 12 ча-

часов. Поэтому следует планировать свое время, зная, что вы должны провести рядом с костром 40 часов». Хлопотно, зато результат великолепен. Обработанный таким способом камень далее идет на создание ножей классическим способом скалывания краев, отслаивания и «ретуши». Но в отличие от не прошедшего термообработку камня – по методу «человека Pinnacle Point» получаются более ровные и острые лезвия, прекрасно под-

Археологи попробовали создавать реплики (внизу) каменных инструментов, найденных в пещере в Южной Африке (вверху).

сов, разжечь сильный огонь. Вы должны держать камень при 300 градусах около пяти часов. Затем постепенно дать ему остыть, так, чтобы он не растрескался. А это может занять 10 или даже 20

ходящие для выделки шкур и изготовления одежды. Правда, эти ножи не слишком прочны и потому непригодны для работы с деревом или копания. А что с датами? Самые ран-

ние примеры термической обработки камней в Pinnacle Point датированы 164 тысячами лет назад, но преобладать такие лезвия стали 72 тысячи лет назад, говорят археологи. Интересно также, что во все той же пещере Pinnacle Point ученые нашли следы самого древнего морского обеда людей, так же датированного 164 тысячами лет. Примерно к той же эпохе относится и начало применения человеком красок, и развитие ритуальных практик. «Это был очень умный человек, который распространился из Африки, чтобы в конечном итоге колонизировать остальной мир», – говорит Браун. Что любопытно, человек начал регулярно применять огонь для приготовления пищи примерно 800 тысяч лет назад, а по некоторым данным, этому научились еще древние гоминиды и вовсе 1,6–1,8 миллиона лет назад. Порядка же 10 тысяч лет назад человек начал использовать огонь для изготовления керамики и выплавки железа и меди из руд. Между этими двумя датами – огромная пропасть, вроде бы не заполненная никакими примечательными изменениями в применении огня. Теперь ученым удалось перебросить своего рода мостик. Подробности исследования можно найти в журнале Science.

2009 • ноябрь

13


дело техники

техника, механизмы, электроника

Самокат U3-X ищет гармонии с людьми во всех возможных направлениях

Хвастливый эпитет «впервые в мире» по отношению к своему новому девайсу Honda применяет дважды. Японцы гордятся «всенаправленным ведущим колесом» и заявляют, что построили первую на Земле систему, «которая позволяет перемещаться во всех направлениях». Не странно ли? Можно подумать, на велосипеде мы ездили строго вперед и на юг,

При первом же взгляде на устройство неизбежно возникают ассоциации с самокатом Segway, однако японцы никаких аналогий не проводят, уверяя, что все использованные технологии – их собственные. http://www.youtube.com/watch?v=zCSQPnGkt78&feature=player_embedded http://www.youtube.com/watch?v=I6gz3_ez2lk&feature=player_embedded

П

Похожее на бумбокс приспособление, именуемое U3-X, Honda исполнила в форме восьмерки, как известно, считающейся в Японии счастливой цифрой. Значение сухого названия аппарата не приводится, ясно лишь, что U означает и моноцикл

14

ноябрь • 2009

(unicycle), и универсальность (universal). Концепция новинки – «гармония с людьми». «Экспериментальное ком­ пактное устройство удобно располагается между ног всадника, чтобы обеспечить свободное движение во всех направлениях, как при ходь-


техника, механизмы, электроника

бе – вперед, назад, из стороны в сторону и по диагонали», – сообщает компания, уточняя, что в магазинах U3-X появится далеко не завтра: исследования и разработка будут продолжаться, чтобы проверить практичность самоката «в реальной среде». Нынешний показ – это «предложение». Высота U3-X – 650 мм, дли­на – 315, ширина – 160 мм. Весит самодвижущаяся «табуретка» менее 10 кило. Скорость аппарата официально не называется, но она явно пешеходная, около 5-6 км/ч.

Сегодняшняя презентация в Токио, как сообщает компания, – это «стремление предложить следующее поколение мобильности, которое добавит радости и удовольствия». Между тем некто признается, что с его ростом 1,53 метра управлять самокатом было довольно трудно. На нижних снимках мы видим презентовавшего самокат лично президента «Хонды» Таканобу Ито.

Новый электросамокат Honda рассматривает и как снаряд для молодежного экстрима, и как автономного робота, служащего носильщиком или официантом.

А вот что сходу охлаждает пыл, так это литиево-ионные аккумуляторы, полной зарядки которых хватает лишь на 1 час езды. Хотя управление осущест-

вляется тем же, что и у «Сигвея», переносом веса тела наездника, хондовцы говорят: сбалансировать самокат на одном колесе им удалось исключительно за счет тех2009 • ноябрь

15


дело техники У и так компактного U3-X складываются си­ денье, подножки и выдвигается ручка для переноски. Жаль, во время езды держаться фактически не за что.

в стороны. Задействуя и то и другое, можно ехать по диагонали. Так кататься не умеет ни Segway, ни тойотовский Winglet, ни моноцикл SBU, стало быть, первенство «Хонды» снова налицо. Руководство фирмы обмолвилось, что «машина» предназначена и для пожилых людей, чем несколько удивило журналистов, усомнивших-

нологий, разработанных для человекоподобного робота ASIMO. Намерения водителя в плане направления, скорости и торможения определяют датчик наклона и бортовой компьютер. Плюс специально для U3-X была создана система всенаправленной тяги (Honda Omni Traction (HOT) Drive 16

ноябрь • 2009

System), которая, похоже, и впрямь первая в своем роде, ибо сильно отличается от виденных нами ранее разработок типа Airtrax с RMP или ODV с GravityBowl. «Покрышка» колеса U3-X, которое, понятно, движется только вперед и назад, состоит из множества маленьких колесиков, везущих самокат

ся в способности престарелых надежно контролировать такую штуку. Более – никаких подробностей. Honda планирует продемонстрировать U3-X публике на 41-м Токийском автошоу-2009 (Tokyo Motor Show), которое откроется 24 октября.


техника, механизмы, электроника Самокат гармонично вписался в один ряд с киберногами «Хонды», устройством Stride Management Assist Device и гуманоидом ASIMO.

Иначе как на схеме устройство системы не увидишь, чудо-колесо закрыто практически до пятна контакта с землей. 2009 • ноябрь

17


дело техники

техника, механизмы, электроника

Стыковка роботов создает лунную базу-самоходку

Сложный рельеф с песком и камнями хорошо воспроизводит трудности, с которыми столкнется эта машина вне Земли.

18

ноябрь • 2009

Высадиться на Луну в одном аппарате, жить там во втором, а колесить по окрестностям в третьем — не слишком ли расточительная стратегия? Обитаемый луноход и ходячий жилой отсек, испытанные недавно NASA, предлагают размыть границы между техникой различного назначения. Гибкость в стиле Lego и мобильность

http://www.youtube.com/watch?v=d1bR-wXvyAs&feature=player_embedded http://www.youtube.com/watch?v=mpAYes8F88U&feature=player_embedded

Ж

Жаркая и сухая аризонская глушь, участок Black Point Lava Flow – отличное место для имитации работы техники на Луне. Именно сюда отправилась команда инженеров и ученых NASA

«Крысы пустыни» (Desert RATS), чье название вообще-то расшифровывается вполне прозаически: Desert Research and Technology Studies, то есть «Исследования и технологии в пустыне».


техника, механизмы, электроника

Далеко не первый год в таких экспедициях Desert RATS тестирует самые свежие разработки американского космического агентства, призванные вернуть людей на поверхность Селены, а позднее – помочь им в освоении Марса. Нынешняя вылазка на природу, завершившаяся несколько дней назад, позволила в течение пары недель испытать

интересной конструкцией. Фактически LER способен превратиться в подвижную мини-базу, в которой исследователи Луны смогут жить и работать много дней подряд, при необходимости значительно удаляясь от места посадки. Впервые идея не просто лунохода, но миниатюрной самоходной базы была высказана

сразу несколько роботов и машин. О них мы вам сейчас расскажем во всех деталях. Центральное место по праву занимает аппарат с простым названием «Электрический луноход» (Lunar Electric Rover – LER). Это крупное обитаемое транспортное средство с весьма

американскими специалистами еще в 2004-м, но теперь, пройдя множество корректировок, она обрела зримые очертания. В основе LER лежит лунный грузовик, ныне получивший имя Chariot. Это роботизированная плоская платформа с 12 колесами, сгруппированными

по двое. Все они являются ведущими, и все могут независимо поворачиваться на 360 градусов. Это делает LER чрезвычайно поворотливым. Он способен двигаться в любую сторону, хоть боком, и разворачиваться на месте. Собственно обитаемый отсек лунохода похож на кабину какого-нибудь вертолета – обзор великолепный. Есть даже спе-

Именно на таких «избушках» астронавты должны изучать окрестности лунной базы.

циальный выпуклый «пузырь» в нижней части остекления, для более пристального осмотра местности прямо перед носом машины. Внутри кабины расположен 2009 • ноябрь

19


дело техники ет на себя внимание поднимающийся «капюшон», или тент, под которым обнаруживается пара скафандров, словно вросших в заднюю стенку кабины. Такое их расположение не случайно. Спины костюмов герметично соединены с самим LER, в котором сзади имеется пара дверок для доступа в скафандры. Если астронавты захотят прогуляться по Луне, они залезут в свои костюмы и, отсоединившись, смогут покинуть

LER и его базовая платформа, способная действовать самостоятельно.

не только пульт управления. В ее глубине предусмотрено немало места для хранения оборудования. Есть и спальные места и все необходимое для жизни. Луноход XXI века – это маленький дом на колесах. Любопытно также, что внутри LER имеется велотренажер, вращая педали которого, астронавты могут... заряжать аккумуляторы лунохода! В его задней части обраща20

ноябрь • 2009

Пузырь в нижней части кабины – это возможность «высунуть нос» поближе к интересному объекту. На верхнем снимке эту деталь лунохода апробирует корреспондент Technology Review Бриттни Саусер (Brittany Sauser), на нижнем – геолог Брент Гэрри (Brent Garry), участник нынешней экспедиции Desert RATS.


техника, механизмы, электроника

Внутри кабина может перегораживаться раздвижными шторками. Предусмотрены и «занавески» на иллюминаторах.

луноход. Возвращение – в обратном порядке. Для аккуратной стыковки «задним ходом» в си-

Брент Гэрри и астронавт Майк Гернхардт проверяют удобство пристыкованных скафандров. На левом кадре (сделанном еще на площадке одного из исследовательских центров NASA) тент с лунохода снят. А вообще этот «капюшон» призван защищать скафандры от пыли и микрометеоритов.

После того как астронавт проник в скафандр изнутри лунохода, автоматика закрывает его «спину», при этом, обратите внимание, синхронно закрывается и дверца кабины. Так что после отстыковки человека луноход остается герметичным. Замки, удерживающие скафандр на луноходе, – электромеханические. Для упрощения попадания спиной в стыковочный узел предусмотрены направляющие. 2009 • ноябрь

21


дело техники стеме предусмотрено несколько хитростей. Данный оригинальный способ входа и выхода, названный Suit Port, впервые всплыл в концептуальных набросках специалистов NASA в 2007-м. Он позволяет сэкономить пространство на классическом шлюзе. Более того, Suit Port исключает необходимость разгерметизации всего лунохода, радикально сокращает количество вредной лунной пыли, способной проникнуть внутрь во время операции «вход-выход», наконец, существенно экономит время. Так, на МКС подготовка к выходу в космос, надевание скафандров и собственно шлюзование занимает шесть часов. А LER его обитатели могут покинуть менее чем за 10 минут. Конечно, у лунохода имеется и пара обычных люков – на правом и левом бортах. Только нужны они для других целей.

Электромоторы LER питаются от литиевоионных аккумуляторов и топливных элементов. В нынешней опытной версии лунохода батареи имеют удельную емкость 125 ватт-часов на килограмм, но окончательный вариант будет оснащен аккумуляторами с удельным показателем 200 Вт-ч/кг.

22

ноябрь • 2009

Экспедиция Desert RATS проверила способность LER и Chariot преодолевать различные препятствия.

О них мы скажем чуть ниже. Стоит добавить, что, находясь в костюмах, прикрепленных к стенке аппарата, астронавты также могут управлять луноходом (соответствующий джойстик имеется напротив площадки со скафандрами). Из интересных особенностей машины стоит отметить 2,5-сантиметровый радиационный щит в стенках – пустые полости, которые в реальной экспедиции будут заполнены водяным льдом. Заодно он будет

выполнять роль охладителя, помогающего удерживать температуру в кабине на приемлемом уровне. Весит LER (на Земле, конечно) 4 тонны. Длина аппарата – 4,5 метра. Мощность его составляет всего 20 лошадиных сил, а максималка 10 километров в час, но особо торопиться машине вроде и некуда. Зато она способна преодолевать 30-градусные подъемы и переваливать через метровые валуны. А главное – запас хода LER составляет не-


техника, механизмы, электроника

сколько сот километров! Во всяком случае NASA утверждает, что цель развития данного проекта – появление LER, способного пройти без зарядки порядка 480 км (рабочий прототип обладает более скромными возможностями). А значит, покорители Луны смогут совершать в LER многодневные походы на расстояние более 200 километров от точки посадки и возвращаться обратно. В последних полетах на Луну у астронавтов был открытый ровер, и они могли, в теории, удаляться на нем от посадочной кабины лишь на несколько километров максимум. То есть на расстояние, которое люди смогли бы пройти пешком в случае отказа машины. Но вдруг в паре сотен километров от базы что-то случится с LER? План предусматривает посылку в район лунного «лагеря» сразу двух таких машин. На первой пара астронавтов должна совершать вылазки, а вторая пара при этом будет оставаться на базе (всего в каждой высадке на Селене будут принимать участие по четыре человека). При необходимости вторая двойка сможет на своем луноходе добраться до застрявших товарищей и забрать их из неисправной машины. Два LER при этом становятся бок о бок и стыкуются герметично. Астронавтам даже не придется выходить наружу. И хотя номинальный экипаж одного LER – два

ATHLETE покинул точку посадки и опустил свою ношу вниз. На нижнем кадре ATHLETE передвигается, готовясь к стыковке с луноходом. 2009 • ноябрь

23


дело техники астронавта, все его системы жизнеобеспечения расчитаны на четверых. LER – гибкая и универсальная система. Сама кабина лунохода способна играть роль постоянного домика и укрытия на случай солнечных штормов. Chariot же может использоваться астронавтами для перемещения больших грузов. При этом управлять тележкой можно стоя прямо на ней, либо с пульта дистанционного управления. На Chariot, даже с кабиной лунохода наверху, в задней части платформы остается еще пространство для дополнительной нагрузки, скажем, съемного блока научного оборудования. И это же шасси также может быть оборудовано бульдозерным ножом. Но и это не все. Из LER можно сотворить двухкомнатную квартиру. Для чего следует обратиться к помощи еще одного примечательного аппарата. Зовут его «Атлет» (ATHLETE). Это тоже самоходная платформа с беспрецедентной маневренностью, но круглая в плане. А главное ее отличие от Chariot – способность поднимать тяжести на приличную высоту. В лунных экспедициях ATHLETE может использоваться для перемещения по территории базы самого различного оборудования. А одним из вариантов его применения будет включение этого робота-крана в состав специального жилого модуля. Вернее, инженеры на24

ноябрь • 2009

Как видим, скафандры оставались выключенными. Но тесты в пустыне, тем не менее, имели большую ценность. Удобно ли носить такие костюмы подолгу? Удобно ли в них собирать образцы? Под рукой ли необходимые переключатели?

мерены собрать, как из кубиков, такую систему. Внизу – посадочная ступень Altair, на ней – ATHLETE с поджатыми лапами, а на «Атлете» – тот самый модуль, названный HAB. После посадки ATHLETE распрямляет свои лапы, разворачивает их и приподнимает жилой отсек вверх, затем он,

словно портальный кран, аккуратно отъезжает в сторону и мягко приседает вниз. Далее машина может подъехать к луноходу и пристыковать к его боковому люку «бочку» HAB, тем самым расширяя обитаемое пространство базы. Максимальная скорость ATHLETE также составляет


техника, механизмы, электроника

10 километров в час. Преодолеваемый подъем – до 35 градусов на твердой поверхности и до 25 градусов на песке. В ходе нынешней экспедиции ее участники смоделировали 14-дневное пребывание астронавтов на Луне, доказав, что в течение этого срока два человека, к примеру, могут спокойно жить в LER, совершая выходы из него в скафандрах. Сам LER за это время преодолел по песчаной и каменистой местности 142 километра. И пусть это еще не окончательная машина, которую отправят на Луну, данный опытный экземпляр, по словам Майкла Гернхардта, близок к «боевому» варианту, насколько это возможно. Также «крысы» смоделировали поиск потерявшихся на местности астронавтов, с применением специально созданного для Луны навигационного оборудования. Навигационные спутники GPS Луну, по понятным причинам, не обслуживают. Так что пришлось разрабатывать новый комплекс, работающий непосредственно на месте действия. Посмотрев видеоролик (ссылка вначале статьи) можно увидеть, насколько маневрен новый луноход, как он преодолевает разные препятствия, как его экипаж покидает аппарат в скафандрах, встроенных в заднюю стенку машины, как луноход подбирает с грунта ящик для на-

K-10 тоже был испытан в аризонской пустыне. Масса этого ровера составляет 80 килограммов, и он может нести до 5 килограммов научного оборудования, в том числе лидар, гигапиксельную цветную панорамную камеру и камеру для макросъемки. Максимальная скорость этой машинки составляет 0,9 метра в секунду.

учного оборудования и образцов и как LER стыкуется со второй аналогичной кабиной. Американцы также попробовали выяснить, как виляет на работу астронавтов на поверхности Луны режим связи с центром управления. В ходе экспедиции моделировались три типа связи: постоянная, крайне ограниченная и с задержками во времени. Кроме того, в рамках лунной программы специалисты NASA создали небольшой беспилотный луноход K-10, который призван проводить дистанционную разведку окрестностей места посадки людей, составляя карты и передавая информацию о потенциально интересных объектах. Программа высадки «де-

санта» Desert RATS в пустыне является важной составляющей лунного проекта США. Неудивительно, что именно тут можно наглядно увидеть – как будут проходить лунные миссии. О следующих тестах различных лунных и марсианских аппаратов в пустыне вы cможете узнать в наших статьях, которые будут опубликованы в наших следующих номерах. А также ознакомиться с репортажем Technology Review о новинках кудесников из NASA и нынешней «полевой» работе Desert RATS.

2009 • ноябрь

25


дело техники

техника, механизмы, электроника

Робот-планер проплавал рекордные девять месяцев

Американский робот показал лучший результат по продолжительности работы среди всех автономных подводных машин. Он бесперебойно функционировал в Тихом океане 9 месяцев и 5 дней! За это время машина преодолела почти 5 тысяч километров, совершив 737 погружений на глубину до 1 километра. Причем удиви-

Перспективы этого класса машин многообещающи и очень заманчивы.

http://www.youtube.com/watch?v=y2rNmAgqTt4&feature=player_embedded

26

ноябрь • 2009


А

Аппарат под названием Seaglider разработан специалистами Вашингтонского университета под руководством профессора океанографии Чарльза Эриксена (Charles C. Eriksen). Внешне устройство больше всего напоминает торпеду с крыльями, однако начинка его куда более замысловата. Достаточно сказать, что этот робот не использует винтов, а полагается на иной принцип перемещения. Кроме приемника GPS и комплекта литиево-ионных батарей внутри корпуса уютно располагаются компьютерная система контроля, разнообразные датчики, система спутниковой связи и «плавательный пузырь» из эластичных полимеров. Последний и является одним из главных секретов машины. Вместо отвесного спуска сквозь толщу воды планер регулирует собственную плавучесть почти так, как это делают рыбы, изменяя объем корпуса. Насосы выкачивают из расположенного в хвосте машины «плавательного пузыря» гидравлическую жидкость, когда надо нырнуть, и закачивают обратно, если нужно всплыть. Когда Seaglider погружается, небольшой двигатель сдвигает комплект батарей немного вперед, по направлению к носу устройства, так регулируется угол спуска. Рассекающие воду крылья сообщают планеру поступательное движение. Потому Seaglider и не падает – он краси-

В длину робот насчитывает 180 сантиметров.

во планирует, оправдывая свое название. Достигнув нужной ему глубины, робот просто повторяет процесс в обратном порядке, и Seaglider всплывает, как по волшебству. Если требуется повернуть, батареи крутятся в нужную сторону. Благодаря смещению

центра тяжести «Сиглайдер» кренится и поворачивает, словно на вираже. Со стороны все это выглядит донельзя плавно, как беззвучный пируэт маленького самолета. Такими вот способами планер добирается до места работы. Где он находится, с какой скоро-

На этот раз Seaglider побил собственный рекорд, составлявший 7 месяцев и 7 дней. 2009 • ноябрь

27


дело техники стью движется и нет ли на этом океаническом МКАД «пробок» – рифов, аппарат выясняет, сверяясь с компасом и спутниками GPS. О «Сиглайдере», кстати, было известно еще в 2002 году, и, надо признать, по техническим характеристикам этот аппарат во многом сходен с пересекшим Гольфстрим роботом Spray. Тем не менее Seaglider, как абсолютный рекордсмен в своем классе, заслуживает того, чтобы познакомиться с ним поближе. Запрограммировать Seag­li­ der так, чтобы он мог использовать спутниковый телефон для передачи данных, – вот что было хорошей задумкой. Если ученых вдруг осеняет очередная гениальная идея, которую нужно проверить сейчас и только сейчас, они просто связываются с подопечным. Планер терпеливо выслушивает новые инструкции, а затем погружается снова. Экономичный принцип подводного передвижения, который использует Seaglider, был впервые предложен в 1989 году океанографом Генри Стоммелом (Henry Stommel). Некоторые биологи предполагают, что похожая способность позволяет дельфинам преодолевать под водой значительные расстояния, на первый взгляд даже чересчур значительные для возможностей их организма. Seaglider – далеко не первый аппарат, сконструированный с 28

ноябрь • 2009

учетом этого принципа. Существует целый ряд автономных подводных планеров (Underwater glider), классифицирующихся по давлению, которое они способны выдержать. Так, Slocum Стоммела может опускаться на глубину до 200 метров. Spray – до 1500, Seaglider, как уже говорилось, – до 1000, SeaExplorer – до 700, и Slocum Thermal – до 1200. В декабре 2006 года усовершенствованная модель Seaglider (Deepglider) достигла глубины в 2700 метров. Автономные планеры уступают в скорости прочим механизмам подводного исследования, однако они могут заплывать на более дальние расстояния и дольше функционировать. В общем, «медленно, но верно», и трудно отрицать, что именно такой подход часто нужен при научной работе. Датчики и приборы на «Сиглайдерах» ведут запись температуры, солености, растворенного кислорода и разных биооптических характеристик воды. Вся эта информация в целом помогает ученым лучше понять сложный процесс изменения океанических состояний. Наш герой, к примеру, за эти 9 месяцев и 5 дней добавил огромное количество ценных данных к полувековой истории изучения загадочного явления – разделения проходящего через Тихий океан единого течения на Аляскинское и Калифорнийское. Миссия рекордсмена проходила в Аляскинском заливе,

Схема наглядно демонстрирует этапы плавного погружения планера в океанскую глубину.

где-то в 1500 километрах к западу от Ванкувера. Ученые скромно умалчивают, что рекордный срок автономного функционирования – это еще не все: уже после команды «стоп!» прошло дополнительных 10 дней. Это время Seaglider тихо-мирно дрейфовал по течению, пока его наконец не подобрало судно исследователей. Обычно когда механизмы долго находятся в море, их так и норовят облепить любопытные микроорганизмы и водоросли. Тем более поразил ученых тот факт, что,♦ когда планер вытащили из воды, его корпус был практически чист! Неизвестно, что послужило тому причиной, покрытие корпуса, скорость или какие-то иные факторы. Тот отважный планктон, который все же прицепился к бокам Seaglider, на успешное выполнение задачи никак не повлиял. Судя по всему, аппарат его просто проигно-


техника, механизмы, электроника

рировал. Seaglider – отнюдь не последнее слово техники среди планеров. Поэтому исследовательская группа профессора Эриксена еще до начала рекордного эксперимента решила усовершенствовать конструкцию аппарата. Конкретно – сделать корпус «Сиглайдера» более легким, чтобы он мог нести большее количество батарей. Тесно сотрудничая с Лабораторией прикладной физики (Applied Physics Laboratory), ученые сотворили из планера настоящего атлета без грамма «жира». Однако уже в самом начале рекордного вояжа произошло недоразумение, из-за которого энергии было потрачено куда больше, чем планировалось. Океанический звук неизвестного происхождения случайно активировал одну из функций робота. В результате «испуганный» планер в течение всех девяти месяцев опыта каждые тридцать секунд (!) посылал акустический сигнал о помощи, чтобы его подобрал проходящий вблизи корабль. 14 процентов батареи разрядилось в пустоту из-за этой ошибки, что не помешало «Сиглайдеру» успешно сделать все, что от него требовалось. Разработчики неустанно колдуют над своим детищем. В ближайших планах по модернизации – замена нынешних аккумуляторов более емкими (что увеличит срок нахождения под

Вес Seaglider составляет 52 килограмма, потому двое людей на маленькой лодке элементарно справляются с его спуском в воду и последующим подъемом. А уж при помощи крана на судне робота достать из воды и вовсе не проблема.

водой более чем в два раза). Также помимо надежного, но все же не самого изящного способа изменения курса за счет смещения центра тяжести разрабатываются альтернативные варианты. Между тем некоторые специалисты высказывают мнение, что такие свойства планера, как экономичность и компактность, можно в будущем с успехом использовать при освоении космоса. Зонд-разведчик,

сконструированный по образцу подводного планера, только представляющий собой уже небольшой дирижабль с крыльями, мог бы долгое время парить в атмосфере другой планеты, передавая на Землю бесценную информацию.

2009 • ноябрь

29


дело техники

техника, механизмы, электроника

Подвижники из Массачусетского технологического института взялись доказать, что электромобиль может ни в чем не уступать своему бензиновому собрату: одновременно быть крупным и комфортным, обладать прекрасной динамикой разгона, запасом хода, близким к таковому у классического авто, и притом заряжаться за время, не большее, чем требу-

Команда студентов строит 11-минутный электромобиль

Даже если всю энергию для электромобилей получать на тепловых станциях (а это – не так), такие машины, как elEVen, все равно будут менее вредны для природы, чем традиционные авто, поскольку обладают намного большей эффективностью в расчете от скважины до колес.

http://link.brightcove.com/services/player/bcpid1243511167?bctid=30313779001

У

Уложиться в 11 минут – такова предельная планка времени полной (с нуля) зарядки электромобиля, которую поставила пред собой команда MIT's Electric Vehicle Team – более 30 студентов и аспирантов, ведомых своим лидером Раду Гогоаной (Radu Gogoana). Для полноценной пятиместной машины с очень приличной дальностью хода (о ней скажем

30

ноябрь • 2009

ниже) – это фантастическая задача. Пока индустрия может похвастать образцами сравнительно крупных электрических авто, заряжающимися «под пробку» за 4–12 часов. Есть ли примеры пополнения запасов за час или два? Да, есть, но те машины годятся лишь для вояжей по ближайшим кварталам. Новый экспериментальный автомобиль назван «Одиннадцать» (elEVen). Его переделывают


из седана Mercury Milan Hybrid 2010 модельного года. Только авторы проекта полностью заменили силовую установку, превратив гибридную легковушку в чистый электромобиль. Заявленные параметры elEVen впечатляют. На одной зарядке аккумуляторов он должен проезжать 200 миль (322 км). При «заправке» за 10 минут с хвостиком это будет феноменальный рекорд. Для сравнения. На днях ниссановцы представили публике свой первый серийный электромобиль LEAF – не микролитражку какую-

Монтаж электромотора и редуктора с дифференциалом под капот авто. Электромотор elEVen оснащен масляным охлаждением.

elEVen – не первый опыт MITs Electric Vehicle Team по «конверсии» машин. В 2008-м они успешно испытали Porsche 914 BEV (на снимках), переделанный, как ясно из названия, из старенького «Порше» 1976 года. В нем применялись литиевофосфатные батареи от Valence Technology.

нибудь в габаритах «Смарта» или «Оки», а вполне приличных размеров пятидверный хэтчбек. Его литиево-ионные батареи обеспечивают машине запас хода в 160 километров. При этом от специального «быстрого» зарядного устройства аккумулятор можно заправить на 80% за 30 минут. Эти 80%, к слову, всплывают в который уже раз неспроста: современные тяговые аккумуляторы впитывают последние 20% заметно дольше первых 80. Ну а от бытовой розетки на 220 вольт, да еще и на все 100%, LEAF заряжается за долгие 8 часов. В общем, типичный сценарий использования таков: поездки по городу с возвращением домой (на заправку) каждую ночь. И как быть с дальними вояжами? Заметим, скорость зарядки зависит сразу от ряда условий. Способность аккумуляторов «перева2009 • ноябрь

31


дело техники ривать» большой (относительно емкости) ток – только одно из них. Тут, понятно, создателям «скорозарядных» машин приходится выбирать типы и модели батарей с самыми лучшими техданными (а даже у тех же литиевых аккумуляторов имеется несколько подвидов, заметно отличных по этой способности). Вторая задача – создание бортовой системы управления процессом зарядки, также воспринимающей большие токи (для elEVen, в частности, команда строит оригинальную схему). Наличие розетки огромной мощности, читай – специальной зарядной станции – уже и не обсуждается. Наконец, можно просто подсократить объем батареи. Еще три года назад японцы построили опытный городской микрокар, который мог заряжаться на 80% от номинала всего за 15 минут. Вот только полная емкость «наливалась» существенно дольше. А запас хода той машинки был равен всего-то 80 километрам. Американцы решили – никаких компромиссов. Для своей машины они подобрали литиевожелезофосфатные батареи от компании A123 Systems (это те самые аккумуляторы, что питают самый быстрый электрический мотоцикл на планете). Они отличаются высокой пожарной безопасностью и очень высокой удельной мощностью, так что и заряжаться способны быстро. Блок тяговых батарей elEVen в финальном варианте будет на32

ноябрь • 2009

считывать 7905 отдельных «батареек» A123. Их общая емкость превысит 60 киловатт-часов. Чтобы «насытить» их полностью не позднее чем через 11 минут после начала заправки, студентам потребуется источник тока мощностью не менее 350 киловатт (точнее, машине нужен источник

на 356 вольт и 1000 ампер). «Этой энергии достаточно для того, чтобы сжечь предохранители в 20 обычных домах одновременно, – говорит Гогоана, – поэтому мы будем подключать авто непосредственно к электростанции MIT». (Стоит пояснить, что от обычной домашней розетки c ее скром-

Ориентировочная стоимость переделки «Милана» составила $200 тысяч, из них $80 тысяч приходятся на литиевые батареи. Но фактически институт не слишком разорился. Дело в том, что большая часть необходимых изделий и материалов была подарена студентам компаниями-партнерами по проекту.


техника, механизмы, электроника

ным предельным током elEVen будет заряжаться не быстрее соперников – в течение целой ночи.) Максимальная мощность электромотора elEVen превышает 180 киловатт (или 250 «лошадей»). Вес этого электродвигателя (вместе с управляющим контроллером) составляет 138 килограммов. Данный агрегат (трехфазный, переменного тока) был подарен команде MIT компанией SatCon, специалистом по разнообразному электрооборудованию. Первоначально сей могучий мотор построили для привода электрического автобуса с массой в 15 тонн. Неудивительно, что среднеразмерная (по американским представлениям) легковушка (а ее вес составляет менее 2 тонн) должна с ним просто летать. По расчетам команды студентов, elEVen будет ускоряться с места до 100 км/ч менее чем за 9 секунд, а максимальная скорость превысит 160 км/ч. Начало переделке машины было положено в июне этого года. В нынешнем месяце команда намерена протестировать elEVen с неполным комплектом батарей и без системы скоростной зарядки, а в окончательном виде машина должна выйти на дороги в третьем квартале 2010-го. Хотя машина вышла дорогой, авторы проекта отмечают, что с ростом выпуска подобных автомобилей будет падать и себестоимость электрической начинки. А уж в том, что промышленность способна освоить все это хозяй-

ство – сомневаться не приходится. Те же ячейки A123 тут применены и вовсе серийные, которые продаются на рынке уже три года. Тем временем в стенах того же Массачусетского технологического ученые создали опытный литиевый аккумулятор, способный заряжаться в 100 раз быстрее обычного. Интересно посмотреть, какие способности появятся у электромобилей, когда эта экспериментальная разработка дойдет до конвейера. Очевидно, создателям таких машин уже не потребуется роботизированная горячая замена тяговых батарей, впервые показанная в мае нынешнего года. Но ведь и по-настоящему массовых электрозаправок, особенно – достаточно мощных для удовлетворения потребностей быстрозаряжающихся легковушек, таких, как elEVen, пока не видать.

Может, и правда эпоха электромобилей еще не началась? По словам Раду, это «вопрос курицы и яйца». Многие говорят, что, мол, пока электромобили подключать на автострадах негде, нечего их и создавать. Но, по мнению MIT's Electric Vehicle Team, сначала должны появиться электрические авто, пригодные к повседневной эксплуатации не только в городе, но и на длинных междугородних трассах. Тогда и электрические заправки начнут расти как грибы после дождя. Вспомним: когда 5 августа 1888 года Берта Бенц, жена изобретателя автомобиля, совершила первое в мире путешествие на машине (из Мангейма в Пфорцгейм – 106 км), бензин она покупала в аптеках – его продавали как средство выведения пятен.

На этом кадре MIT's Electric Vehicle Team показана далеко не в полном составе, зато на фоне трех своих главных работ. На подъемнике висит переделываемый ныне Mercury, под ним – Porsche 914 BEV, а рядом – мотоцикл, тоже в виде эксперимента переведенный на электрическую тягу. 2009 • ноябрь

33


наука

природа, космос, общество

Генетики раскрыли двойное происхождение индийцев

Американские и индийские учёные провели самое масштабное исследование ДНК граждан Индии, которых раньше отчего-то обходили стороной. Исследователи выяснили множество новых фактов, связанных с происхождением индийского народа и эволюцией его генофонда, а также приоткрыли завесу тайны над появлением каст.

Два любых современных человека различаются лишь на 0,1% генома. Однако эта, казалось бы, небольшая разница может рассказать очень многое как о происхождении современных людей, так и о риске развития у них генетических заболеваний. 34

ноябрь • 2009


А

Авторы новой работы попытались узнать больше о генетическом разнообразии людей, проживающих на полуострове Индостан. Ранее Индия, жители которой составляют почти одну шестую часть населения планеты, не присутствовала в каких бы то ни было значимых генетических исследованиях. Ближе всех подобрался небезызвестный проект HapMap, в котором изучалось прошлое жителей Африки, Восточной Азии и Европы. Но и HapMap больше заинтересовался пакистанцами. В 2003 году была создана База данных варьирования генома индийцев (Indian Genome Variation database), однако в нее вошли лишь 420 различий в ДНК. Так называемые однонуклеотидные полиморфизмы (single nucleotide polymorphisms – SNP) были обнаружены в 75 генах. Нынешнее изучение геномов жителей Индии стало куда более обширным. Его проводили исследователи из индийского Центра клеточной и молекулярной биологии (Centre for Cellular and Molecular Biology – CCMB) и американских медицинской школы Гарварда (Harvard Medical School), школы здравоохранения того же университета (Harvard School of Public Health) и института Броуд в Бостоне (Broad Institute of Harvard and MIT). Ученые проанализировали

Буквенный код генома рассказал ученым об интересном прошлом и возможном будущем индийцев.

около 560 тысяч генетических маркеров (тех самых SNP), которые были вычленены из ДНК 132 человек, представляющих 25 различных групп индийцев. Генетики собрали материал таким образом, чтобы были представлены 13 штатов Индии, все шесть языковых групп, а также различные касты и племенные группы. В статье, опубликованной в журнале Nature, генетики рассказали, что все индийцы произошли от двух древних, сильно отличающихся друг от друга групп предков. «Различные индийцы унаследовали от 40 до 80% генов от популяции, которую мы назвали Северные индийские предки (Ancestral North Indians – ANI). Они, в свою очередь, были чемто похожи на жителей Ближнего Востока, Средней Азии и Евро-

пы. Вторая группа прародителей индийцев была названа нами – Южные индийские предки (Ancestral South Indians – ASI), эти люди не были похожи ни на один народ, проживающий за пределами Индии», – говорит один из авторов работы доцент Дэвид Рейх (David Reich). В ходе исследования выяснилось, что представите2009 • ноябрь

35


наука лям высших каст, а также людям, говорящим на индоевропейских языках, таких, как хинди, досталось больше генов «северных предков». У остальных преобладали южные корни, а наиболее «южными» оказались коренные жители Андаманских островов (Andaman Islands), архипелага, расположенного в Индийском океане. Андаманцы (коих на сегодняшний день осталось всего несколько сотен) генетически схожи только с Южными индийскими предками, то есть не имеют «вмешательства» северной группы. «Андаманцы – уникальный народ», – говорит в пресс-релизе института Броуд математик Ник Паттерсон (Nick Patterson). «Если мы разберемся в их происхождении, то сможем больше узнать о южной группе предков индийцев. Она отделилась от евразийцев несколько десятков тысяч лет назад, – добавляет профессор Лалхи Сингх (Lalji Singh), бывший директор CCMB. – Жители Андаманских островов – единственные прямые потомки древних колонизаторов Южной Азии. Мы очень рады, что наш проект позволил лучше изучить эти исчезающие племена». Сразу за массовым смешением ANI и ASI последовал период долгой тысячелетней изоляции отдельных групп. В результате современных ин36

ноябрь • 2009

Здесь показана модель появления патанов, вайшьи, мегавалов и бхилов как смесь «северных» (ASI) и «южных» (ANI) предков, а также их отношение к другим нациям. Генетикам удалось довольно точно построить филогенетическое древо, но они так и не определились с датами расхождения ветвей.

дийцев сложно охарактеризовать как нечто единое целое: при общей своей схожести они будто поделены на национальности, например, как европейцы. Однако если в Европе различия диктовались географическими особенностями, то в Индии они связаны все с тем же разделением на касты. Даже когда люди проживали в одном городе или деревне, они могли очень долгое время не вступать друг с другом в браки и практически не «перемешиваться». Кстати, факт, что предками всех индийцев были две древние популяции, поддер-

живает традиционную идею разделения на племена, а также на «высшие» и «низшие» касты, представляющие собой преимущественно потомков «северян» и «южан» соответственно. «Наши данные не позволили отличить представителей племен от представителей каст, мы не нашли никакого систематического разделения. Это может означать, что касты в свое время произошли именно от древних племен», – рассказывает ведущий исследователь Кумарасами Тхангарай (Kumarasamy Thangaraj) из CCMB.


природа, космос, общество

А это в свою очередь опровергает теорию о том, что разделение на касты было «изобретением» британского колониального режима. Получается, что традиция гораздо старше (речь о тысячах лет). «То, что генетика доказала приличный возраст эндогамии, сильно огорчит многих антропологов, считающих подругому», – полагает не участвовавшая в данном исследовании археолог Николь Бойвин (Nicole Boivin) из Оксфорда. Она также призывает ученых не политизировать данную тему, так как многим политикам в Индии любое подтверждение значимости разделения на касты будет весьма на руку. Ученые считают, что новые данные позволят побороть многие генетические заболевания, которые встречаются именно у индийцев. Большинство современных жителей страны произошли от небольшого количества людей (на языке науки это называется эффектом основателя), а затем были генетически изолированы друг от друга. Именно поэтому у индийцев куда больше вероятность появления генетических нарушений, чем у большинства других народов мира. «Очень важно провести тщательные систематические исследования отдельных групп, чтобы выяснить, на какие из них наиболее сильно повлиял эффект основателя.

На карте точками указаны места, где живут люди, у которых были взяты образцы ДНК.

Это позволит определить гены, ответственные за тяжелые заболевания, убивающие порой целые семьи, поможет разработать лучшие методики лечения наследственных болезней, а также научиться предупреждать их последствия», – считает Рейх. Конечно, данная работа – лишь начало истории изучения жителей Индии на генетическом уровне. Ученым еще предстоит выяснить, когда именно произошло то самое массовое смешение и к каким последствиям для здоровья индийцев привело разделение на группы. Отметим, что, кроме всех

прочих положительных результатов исследования, существует и еще один, имеющий отношение к науке в целом. «Наши выводы были отчасти получены благодаря разработке нового статистического подхода», – рассказывает еще один автор работы, профессор эпидемиологии Алкс Прайс (Alkes Price). Эта методика наверняка пригодится в будущих, уже общемировых исследованиях.

2009 • ноябрь

37


секрет фирмы

бизнес, люди и деньги

Швейцарский банк сохранит навечно воспоминания и код жизни клиента

Отправьте «свою жизнь» и «свое тело» в атомное бомбоубежище и оставьте себя виртуального для потомков. Заманчивое предложение, и подозрительно недорогое.

1

«Сохраните вашу жизнь навсегда» – лозунг, заставляющий схватиться за голову. Это обман, шутка или оригинальный бизнес? Швейцарцы поясняют: это уникальная возможность остаться запечатленным для потомков. И, в некотором смысле, – шанс быть воспроизведенным позже. Интригующее начинание. Даже несмотря на то, что сохра-

1 сентября 2009 года официально начал работу «Швейцарский ДНК-банк» (Swiss DNA Bank), отпраздновав успешное завершение двух лет подготовительных работ. «Наша миссия – с высокой надежностью и навсегда сохранять ваш цифровой и биологический след на этой планете», – сообщает о себе компания Swissdnabank, зарегистрированная в Лугано. Слово «навсегда» сразу режет слух. Но об этом подробнее

38

ноябрь • 2009

скажем позже. Пока же посмотрим, что именно предлагает новый швейцарский банк сохранить. А это фото, видео, аудио и документы практически во всех распространенных ныне цифровых форматах. Плюс – образец вашей ДНК. Такое сочетание, по мнению авторов проекта, составляет наиболее полный (из реально возможных) «слепок» клиента. Мол, ДНК – это инструкция к воспроизводству вашего тела, а


любые выбранные вами записи, воспоминания, отчеты о ярких событиях дают представление о вас как о личности и о прожитой вами жизни. Хранилище Swiss DNA Bank расположено в подземном военном бункере в Швейцарских Альпах. Это одно из самых безопасных мест на планете. И оно призвано защитить хранящиеся данные, а также – ДНК, не только от природных катастроф (повышения уровня моря, например), но и от техногенных. Толща скал прикроет серверы ДНК-банка и от электромагнитной, и от ударной волн ядерного взрыва, и от нападок террористов, и от падения авиалайнера… Партнер Swiss DNA Bank в данном проекте – «Швейцарский Форт-Нокс» (Swiss Fort Knox) – один из самых надежных дата-центров, расположившийся в «выведенном в отставку» военном атомном бомбоубежище, скрытом под горой вблизи горнолыжного курорта Гштад. Именно на его площадях ДНК-банк и развернул собственное предприятие. И как раз специалисты Swiss Fort Knox обеспечивают фактическое функцио­нирование и охрану хранил­ища, – уверяет Swissdnabank. Спокойствия потенциальным покупателям единицы хранения должно добавить и такое соображение: Швейцария, пожалуй, одна из самых стабильных в политическом и экономическом плане стран мира за несколько

Хранение данных в системе ДНК-банка устроено двухслойным образом. Через Интернет сам клиент, либо его потомки могут связываться с внешним защищенным от взлома сервером. А он, в свою очередь, получает копии данных от «вечного» сервера, укрытого в горе от всех катаклизмов. На рисунке: 1 – клиент, 2 – аккаунт «Forever», 3 – безопасный сервер, 4 – сервер «Forever», 5 – дочка и внучка.

последних столетий. И, как напоминает ДНК-банк, на швейцарской земле расположены штаб-квартиры 25 международных организаций. Ну и инфраструктура убежища способствует стабильности сразу во многих смыслах. Так что стоит познакомиться с сервисом швейцарцев поближе. С цифровыми материалами клиентов вроде все понятно. Они пересылаются через Интернет и отправляются на хранение в современных серверах с многократным резервным копированием. А что с ДНК? Купившим контракт (клиент должен быть «от 18 и старше») компания высылает герметичную трубку со стерильным тампоном для взятия пробы слюны (точнее – мазка из ротовой по-

лости). Она запечатывается и отправляется в уже оплаченном конверте обратно. ДНК – один из наиболее стабильных биополимеров, поясняют швейцарцы. А уж условия хранения в бывшем военном бункере – просто загляденье. Ваша ДНК может понадобиться вам же, когда разовьются технологии выращивания и клонирования органов на замену. Она может пригодиться медикам, которые будут лечить ваших внуков и правнуков. Она же может понадобиться будущим ученым (если вы сами разрешите такой доступ) для исследований. И вообще – кто знает, что смогут сделать с вашей ДНК через сто или двести лет? В сочетании с виртуальными «воспоминаниями» это наво2009 • ноябрь

39


секрет фирмы дит на размышления о возможном копировании человека. Но, во-первых, даже в таком случае, предположив гипотетическое внедрение образа мыслей умершего в новый мозг, «копия» вовсе не будет тем же человеком, который ушел в мир иной. А во-вторых, рассуждения о клонировании могут завести нас слишком далеко. Но вот если не отрываться от земли, можно порадоваться за появление эффектного способа записать все важное в вашей жизни так, чтобы оно гарантированно осталось нетронутым для потомков. Как потомков буквальных (детей, внуков), так и вообще – для человечества. «Не позволяйте вашему

Схема Swiss Fort Knox. Зеленым показаны комнаты для техников и другого IT-персонала; ниже видны пять последовательно расположенных зон безопасности со строгой («военного образца») системой доступа; в центре горы видны залы с серверами, чуть ниже – мини-отель, фактически – бомбоубежище и зона отдыха обслуживающего персонала, ниже и правее – климатическая установка, использующая холод ледниковой воды, аккумуляторы, трансформаторы и дизель-генераторы, а также большой бак с питьевой водой.

Серверы Swiss Fort Knox огорожены от внешнего мира не только горой. Вся система бомбоубежища рассчитана на длительную автономную работу в условиях «нестабильной обстановки» наверху. Охрана и обслуживающий персонал Swiss Fort Knox – гражданские. Но работают «по военному образцу».

40

ноябрь • 2009

опыту пропасть зря!» – завлекают швейцарцы потенциальных покупателей услуги. Они напоминают, что информация на DVD рискует быть испорченной через 5 лет хранения, на жестком диске в домашнем компьютере – через 15, а вот у них, с учетом постоянного обновления серверов, – срок хранения ничем не ограничен. Пока человек жив, он может сам пополнять и корректировать

свою жизненную «картотеку», для чего компания разработала удобный веб-интерфейс «Браузер жизни» (Life Browser). Ну а после смерти клиента доступ к его личным данным могут получить указанные им лица (родственники, например). Для каждого сеанса доступа к данным через сеть требуется не только ввести имя пользователя и постоянный пароль, но еще и одноразовый пароль, сгенериро-


бизнес, люди и деньги

ванный специальной цифровой картой (похожей на кредитку). «У нас используются самые передовые технологии криптографии и безопасного доступа через Интернет», – хвастается ДНК-банк. Максимально защищенный доступ к данным поддерживается и на физическом уровне – попасть в само хранилище – не так-то просто. Но разве можно гарантировать клиенту бесконечное хранение? Кто скажет, что будет с самим этим предприятием хотя бы через полвека или век? На этот вопрос у организаторов бизнеса также есть ответ. Управление компанией устроено так, что ни один человек единолично никогда не сможет получить полный контроль над ней. В правление вошли ведущие представители банковской сферы, правового и научного сообществ Европы. В 2010 году «Швейцарский ДНК-банк» проведет первые официальные выборы членов совета, на которых голосовать смогут все зарегистрированные клиенты банка.

Электронная карточка доступа – Swiss DNA Card – генерирует новый пароль всякий раз, когда клиент намерен обратиться к серверам ДНК-банка.

Выборы будут ежегодными. Швейцарцы надеются, что потомки нынешних учредителей компании продолжат начатое и в следующих поколениях. И тут мы подходим к самому животрепещущему. Сколько же стоит «сохранение себя навечно». Если вы хотите оставить только информацию, можете заплатить $299 за 1 Гб, или, к примеру, $598 за 4 Гб. Если же вы выбираете комбинированный заказ (сохранение биологического образца плюс личный архив), то вам придется расстаться с $399 (ДНК + 1 Гб данных) или $698 (ДНК + 4 Гб). Причем эти деньги выплачиваются только один раз. И все. Никаких дальнейших взносов. Согласитесь, сходу смущает соотношение довольно низких расценок на услугу с величественным обещанием хранить данные и ДНК «всегда». Но тут швейцарцы раскрывают некоторые детали бизнеса: финансовую несокрушимость предприятия, по идее, призван обеспечить

«Вечный финансовый двигатель» (Perpetual Financial Engine), в который и вкладываются деньги клиентов. За красивым названием кроются консервативные фидуциарные счета в швейцарской банковской системе, а также швейцарские государственные облигации, способные генерировать не самый большой, но зато чрезвычайно стабильный доход на многие-многие годы. Этих денег, утверждают создатели Swiss DNA Bank, как раз хватит на работу хранилища на неограниченно долгий срок. Быть может, через века поменяется его техническая начинка, но биологические образцы и цифровые файлы клиентов продолжат свое существование под Альпами. И если вы лично не сможете проверить – так все будет или нет – можете купить у швейцарцев кусочек веры в такое свое «бессмертие». Возможно, одна надежда уже того стоит.

Вход в «Швейцарский форт Нокс» и его интерьеры.

2009 • ноябрь

41


секрет фирмы

бизнес, люди и деньги

Автопоезд Blade Runner дружит с железной дорогой

Поездавтомобиль отличается неплохой аэродинамикой.

42

ноябрь • 2009

Г

«Уважаемые пассажиры, наш поезд опаздывает на полчаса, поэтому мы срежем путь через вон ту деревеньку. Пристегните ремни, мы съезжаем на шоссе», – примерно такое объявление услышат путешественники, воспользовавшиеся транспортной системой Blade Runner.

Группа британских инженеров и дизайнеров из нескольких компаний под предводительством Карла Хендерсона (Carl Henderson) и под флагом фирмы Silvertip Design разрабатывает транспортный проект, который позволит объединить преимущества движения по железной дороге и автотрассе. Blade Runner – это даже не одно революционное транспортное средство, а целая концепция создания группы машин, способных с одинаковой легкостью ездить по асфальту и по железнодорожной колее. Скажете: «Эка невидаль...» И правда. Автомобили, которые

оснащены дополнительными железнодорожными колесами, опускаемыми вниз, как правило, гидроприводом – давно известны. Такие двухрежимные машины даже выпускают в нескольких странах, пусть и малым тиражом. Однако все эти аппараты, по сути, переоборудованные грузовики, тягачи или коммунальные машины, типа «Унимога». Они и в своей железнодорожной ипостаси призваны выполнять сходные функции: таскать вагоны на сортировочных станциях, в портах или в депо, помогать ремонтникам при восстановлении поврежденных путей.


Карл Хендерсон полагает, что данный «дуальный» принцип можно перенести и на более масштабные задачи, вроде транспортировки грузов и пассажиров через всю страну. Создав тяжелые двухрежимные грузовые машины (сопоставимые по размерам и массе с нынешними дальнобойными фургонами или более крупные), а также их пассажирские аналоги, можно было бы извлечь из существующих железных и асфальтовых дорог гораздо больше пользы, чем сейчас. Чем хороши железные дороги? Прежде всего, высокой экономичностью. Энергозатраты на транспортировку тонны груза здесь раз в десять ниже, чем на шоссе (при одинаковой скорости движения). А чем хороши автотрассы? Высокой разветвленностью и возможностью доставлять груз непосредственно к магазину, складу и так далее. Двухрежимный грузовик, прибыв по рельсам на станцию назначения, не дожидался бы разгрузки, как товарный вагон, а просто съезжал бы на асфальт и отправлялся к получателю груза. Помнится, в свое время контейнеры придумали именно под лозунгом максимального сокращения времени на перегрузочные операции. Мол, не нужно теперь выгружать из вагона тысячу телевизоров, а нужно лишь подогнать кран и переставить контейнер с

Blade Runner в любой момент готов съехать с шоссе на железнодорожную колею и наоборот.

ж/д платформы на автомобильконтейнеровоз. Логичное продолжение идеи – это отказ от перегрузки вообще. Тем паче, что широчайшее распространение контейнеров на всех видах транспорта так и не избавило мир от своеобразных транспортных пробок – запруженных миллионами контейнеров крупных станций и портов. Кроме того, для двухрежимных транспортных средств можно создавать комбинированные маршруты, включающие попеременно несколько участков железнодорожной колеи и автотрасс. Ведь часто ни те, ни другие по отдельности не дают возможности быстро добраться в желаемое место, без необходимости делать большие «крюки». Посмотрите на карту своей области (штата, кантона и так далее) и вы легко увидите, как таким образом легко сократить путь из точки А в точку Б. Такой подход был бы неоценим для пассажирского движения. Тут нужно упомянуть любопытную особенность проекта Blade Runner. Авторы пред-

лагают не просто набор транспортных средств, но систему управления такими машинами, которые, оказавшись на рельсах, могли бы составлять длинные (до километра) виртуальные поезда (авторы проекта называют их конвоями). Виртуальные, потому что машины не соединяются между собой физически, а просто двигаются одна за другой с дистанцией в десятки сантиметров и одинаковой скоростью. Современная электроника легко может обеспечить такой режим. При этом отказ одной машины не приводит к аварии – она просто замедляется и упирается в предыдущий автомобиль, который и толкает ее дальше. К тому же – в любом месте железнодорожной трассы в слу-

Кабина гибридного тягача размещена на седле и после подсоединения полуприцепа жестко «сливается» с последним. 2009 • ноябрь

43


секрет фирмы чае чего можно съехать в сторону и освободить путь. Сами машины Хендерсона (правда, пока это лишь дизайнерские наброски) также имеют не одну «любопытинку». Как грузовые, так и пассажирские варианты предлагается строить по образу седельных тягачей, со сменными «целевыми» модулями. Однако кабина в этих тягачах закреплена не на раме машины, а на седле. То есть, она поворачивается вместе с полуприцепом. Это решение ликвидирует промежуток между полуприцепом и кабиной, что дает дополнительное пространство для груза (при той же стандартной длине автопоезда, которая разрешена на дорогах), а также – улучшает аэродинамику. А еще авторы проекта предусмотрели плавную регулировку распределения нагрузки между железнодорожными и автомобильными колесами. Дело в том, что автомобильные ведущие мосты тягача катятся по рельсам, приводя машину в движение. При этом система, опускающая на рельсы колеса «вагонные», так регулирует усилие нажима, что на колеса автомобильные приходится в десять раз меньшая нагрузка, чем при движении по шоссе. Этого достаточно для реализации тяги. А вот при торможении (с помощью обычной, авто44

ноябрь • 2009

мобильной тормозной системы), электроника увеличивает вес, приходящийся на шины, чтобы можно было реализовать большой тормозной момент. Так что гибридная машина на рельсах может тормозить быстрее, чем классический поезд. Такой комплекс при соответствующей инфраструктуре управления движением, считают авторы Blade Runner, мог бы доставлять пассажиров и грузы быстрее и дешевле, чем нынешнее простое «сложение» возможно-

стей железной дороги и шоссе. В числе организаций, поддерживающих проект, числится британское министерство торговли и промышленности. Что внушает некоторый оптимизм. Правда, нужно вспомнить, что уже очень много проектов экзотических видов транспорта так и не вышли из стадии экспериментов. Наверное, потому что инерция мышления будет посильнее, чем инерция несущегося товарного состава.

Британцы полагают, что новая система транспорта помогла бы улучшить обслуживание удаленных городков и деревень, при этом можно было бы частично использовать старые, заброшенные железнодорожные линии, на которых уже не действуют станции, но почти в полной сохранности остались пути.


секрет фирмы Мотоциклы, скутеры и прочие «компактные» транспортные средства в автомобиль влезают с трудом. И в дом их далеко не всегда затащишь. Инженеры из Швейцарии полагают, что с серьезными обязанностями таких машин вполне справится единственное колесо высотой примерно по колено.

Е

EasyGlider от швейцарской компании Easy-Glider AG – европейский ответ американскому самокату Segway. Почему именно ему? Ведь странное швейцарское «колесо с ручкой» и самобалансирующаяся тележка Дина Кеймена имеют мало общего. Да и альтернативных видов транспорта, предна-

бизнес, люди и деньги

Колесо EasyGlider тянет своего хозяина в дорогу

значенных для одного человека, в последние годы мы видели немало. Единственное колесо EasyGlider приводится в движение электромотором. Человек встает на ролики и едет, держась за ручку управления. Идеологически это очень по­хоже на буксировщик

В качестве спортивного снаряда и средства развлечения EasyGlider предлагается использовать в паре с роликовыми коньками.

2009 • ноябрь

45


секрет фирмы

В «дальней» дороге EasyGlider – это фактически трицикл. Единственное, что здесь нужно продумать – куда девать хоть какую-то поклажу.

PowerSki, хотя у последнего два колеса и две ручки. Однако вряд ли у вас хватит выдержки для того, чтобы уехать вслед за буксировщиком сколь-нибудь далеко. Не оченьто комфортно. И ноги устанут сравнительно быстро. То ли дело – поноситься по городскому кварталу, для развлечения. Но сами швейцарцы неспроста рекламируют свое детище в первую очередь как перспективное транспортное средство для города, пригодное для постоянного использования каждый день и в течение всего дня. И только во вторую – как 46

ноябрь • 2009

очередной спортивный снаряд из ряда роликовых коньков, скейтбордов с моторчиком и без и тому подобного. Секрет – в дополнительной двухколесной тележке, которую можно соединить с передним управляемым колесом. Теперь это трицикл, в разобранном состоянии – компактный, удобный для переноски. Управляться с ним куда проще и комфортнее, чем ездить на роликовых коньках, цепляясь за рукоятку устройства. Стандартный EasyGlider готов предоставить своему водителю 360 Ватт максимальной

мощности. Это не так уж мало, учитывая вес аппарата всего в 22–25 килограммов. Да и максимальное ускорение базовой версии – 1,5 метра в секунду за секунду лишь раза в полтора-два меньше, чем у современных легковых автомобилей бизнес-класса (если брать не спортивные, а обычные модификации). Максимальная скорость обычного EasyGlider составляет 25 километров в час. Быстро поглотить ее помогает механический тормоз, а для плавной остановки предусмотрена система рекуперации


бизнес, люди и деньги

энергии, заряжающая батареи. Кстати, дальность пробега колеса на одной зарядке аккумуляторов – 35-40 километров. Любопытно, что от развле­ кательно-экстремального направления изобретения швейцарцы все же не ушли. Есть и специальная «спортивная» версия EasyGlider, развивающая 60 километров в час. Тут пора сравнить европейский «тягач» с Segway, точнее, с двумя его распространенными модификациями – «i» и «p». Итак, их максимальные скорости (при наличии у владельца соответствующего электронного ключа, снимающего внутренние ограничения) – 20 и 16 километров в час, дальности хода на одной зарядке – 19 и 16 километров, а вес – 38 и 32 килограмма соответственно. Так что в качестве транспортного средства швейцарская машина бьет Segway по всем статьям. Разве что на аппарат Кеймена можно сумки навьючивать. С другой стороны, наверное, сторонники экзотических способов передвижения по мегаполису и рюкзачок за спину забросить не поленятся. Но на самокат Segway – есть устойчивый спрос. А вот что с EasyGlider? Розничную цену швейцарцы обещают установить в $1077. Это выгодно отличает их машину от гироскопической тележки Кеймена. Segway «i» и «p» стоят

$4,5 и $4 тысячи соответственно. Интересно, что нынешний EasyGlider – уже пятая «инкарнация» одного и того же изобретения. Где же были предыдущие четыре версии? Оказывается, авторы проекта просто не выпускали их за ворота фирмы (основанной,

кстати, в 1992 году) – доводили сырую конструкцию до ума. Возможно, что такой эволюционный подход поможет швейцарцам произвести революцию в области альтернативной персональной транспортировки.

Колесо без ступицы, мотор, аккумулятор, пара тонких «палочек», доска на колесах – эта изящная простота – следствие долгой технической эволюции. 2009 • ноябрь

47


секрет фирмы

бизнес, люди и деньги

Немцы продемонстрировали экстремальную застежку-липучку

Несмотря на возможность выдерживать большие нагрузки, новый вариант велькро подходит для повторного использования.

48

ноябрь • 2009

О

Стальную версию застежки велькро под названием Metaklett придумали специалисты из технического университета Мюнхена (Technische Universität München). Экстремальная липучка может выдерживать гигантский вес и высокую температуру.

Обычная велькро (velcro) была создана швейцарским инженером-изобретателем около 60 лет назад. Она применяется по всему миру, как в быту, так и в промышленности. «Основное преимущество велькро в том, что ее система крючков и петель легко как закрывается, так и открывается», –

говорит в пресс-релизе университета один из создателей Metaklett Йозеф Майр (Josef Mair). Однако синтетическая велькро слишком слаба, чтобы выдерживать большие нагрузки. Оттого-то и решили немцы по схожему принципу создать металлическую «липучку». Проект


стартовал в 2005 году, руководил им профессор Хартмут Хоффманн (Hartmut Hoffmann). Metaklett изготовлена из рессорно-пружинной стали. Металлическая застежка выдерживает до 35 тонн на квадратный метр (до 7 тонн на м2 при перпендикулярном натяжении). Ей также не страшны температура до 800 °С и большинство сильных химических соединений. Тесты показали, что в первые десять «прилипаний» стальная велькро теряет около 20% своей силы сцепления, но далее этот параметр остается почти неизменным. Поначалу инженеры разработали трехмерные модели будущих сцепляющихся крючков и петель на компьютере. Затем они вычислили оптимальные виды соединений, создали на их основе первые прототипы и протестировали на работоспособность и выдержку. В результате было создано два вида металлических застежек велькро, каждая из которых представляет собой двухслойные 0,2-миллиметровые стальные ленты с особыми крючками и петлями. Второй вариант, он же «Фламинго», более стабилен, нежели «Утиная голова». Более широкий крючок мягко соскальзывает в отверстия на второй ленте, там он возвращает свою начальную форму и зацепляется как заклепка, противостоя таким образом разрыву.

Как и обычную застежку велькро, стальную можно раскрыть без каких-либо дополнительных приспособлений. Сверху показана «липучка» вида Entenkopf («Утиная голова» больше похожа на классическую велькро), ниже Flamingo (у «Фламинго» было около 40 прототипов) и, наконец, так называемая гибридная липучка (Modell «Hybrid»), состоящая из полосок стальных крючков и синтетических петель.

2009 • ноябрь

49


секрет фирмы

бизнес, люди и деньги

Моющее себя оконное стекло будет убивать бактерии

Pilkington Activ продаётся и в Украине, но имеется далеко не у каждого.

50

ноябрь • 2009

И

Англичане в свое время отличились – изобрели первое в мире оконное стекло, которое само себя очищает от грязи, используя солнечный свет и дождевую воду. Путешествие революционного стекла от лаборатории до конвейера заняло лет 5–7, но оно дошло до потребителя.

Итак, стекло называется Pilkington Activ и является результатом более чем 10-летних трудов сотрудников фирмы Pilkington под руководством Кевина Сандерсона (Kevin Sanderson). «Пилкингтон Актив» – это стекло двойного действия: оно разрушает органическую грязь и смывает ее с себя. Уничтожение грязи ведется непрерывно, а ее смыв происходит тогда, когда идет дождь, или при омовении стекла водичкой из шланга. Тереть поверхность тряпкой или газетой, в идеале, не нужно.

От обычного стекла у «Актива», по идее, три отличия: вопервых, невиданная доселе чистота, во-вторых, если смотреть на стекло под определенным углом, обнаружатся синеватый отлив и заметный эффект зеркала, а третье отличие – цена. Однако начнем с разрушения стеклом грязи. В его основе, по словам изобретателей, лежит фотокаталитический процесс. Обращенная наружу к солнцу поверхность стекла, названная разработчиками PhotoActiv, реагирует на ультрафиолетовые лучи


дневного света – поглощает радиацию – и с их помощью расщепляет органическую грязь. Внутрь PhotoActiv «имплантирована» чрезвычайно тонкая прозрачная пленка из окиси титана. То есть – того самого диоксида титана, который широко используется при производстве зубных паст, например. Правда, с окисью изобретателям пришлось решить серьезную проблему: обычно этот диоксид – белый порошок, не обладающей, понятное дело, необходимой для стекла прозрачностью. Поэтому доктор Сандерсон и его коллеги воспользовались тем, что в принципе можно назвать нанотехнологией, ведь находящаяся в стекле пленка – всего-то 15 нанометров толщиной. Под разрушением грязи, видимо, следует понимать тот факт, что загрязнение не прилипает к поверхности стекла, а готово в любой момент ее покинуть, для чего, как уже говорилось, требуется вода. А здесь уже дело в том, что «Пилкингтон Актив» – гидрофилен. Это значит, что вместо формирования капелек вода равномерно распространяется по поверхности,

Вот образовалась грязь, а вот она уже сползает вниз вместе с дождевой водой.

образуя что-то вроде водяного листа, который сбегает вниз, прихватывая с собой грязь. По сравнению с обычным стеклом вода высыхает гораздо быстрее и не оставляет после себя неприглядные пятна. Pilkington Activ не начинает работать сразу после установки в раму – стеклу нужно около 5 суток на активацию. На это время стекла рекомендуется оставить в покое, ни в коем случае не чистить и не мыть. Кстати о мойке – в некоторых случаях самоочищающееся стекло в ней нуждается. Если поверхность настолько сильно загрязнена, что ультрафиолетовые лучи не могут достигнуть стекла, то самоочистки не получится. Через несколько дней все должно заработать, но для этого придется воспользоваться теплой мыльной водой и мягкой тканью – отмыть по-старинке вручную. То же самое ожидает любителей оконной чистоты в засушливый период, когда на небе ни облачка. Возможно поэтому доктор

Сандерсон говорит, что «Пилкингтон Актив» вряд ли когда-нибудь оставит без работы профессиональных мойщиков окон. Однако их услуги владельцам «Актива» требуются гораздо реже. Кроме того, для очистки не нужны насыщенные химикатами моющие средства. Также в компании Pilkington говорят о безопасной жизнедеятельности, напоминая о несчастных, падающих с лестниц и подоконников, при попытке отмыть свои или чужие «иллюминаторы». При чистке «Пилкингтон Актив» им достаточно пожарного (садового) шланга или какойнибудь брызгалки, способной сыграть роль небольшого дождя. По словам Сандерсона, разработка революционного стекла продолжается с мыслью, что «Актив» потенциально мог бы уничтожать бактерии и инфекции на собственной поверхности. Или анализировать уровень загрязнения воздуха «за бортом», определяя присутствие формальдегида, озона и чего-нибудь в этом роде. 2009 • ноябрь

51


эврика

изобретения, открытия, гипотезы

Солнечная панель из человеческих волос

Непальский подросток изобрел солнечную панель из человеческих волос. Не верите? Тогда читайте наш материал...

Знаете ли вы, что меланин, пигмент в волосах, светочувствителен и может использоваться в качестве проводника?

И

Именно это недавно обнаружил 18-летний непалец. Теперь он использует человеческие волосы взамен кремния в солнечных батареях. Учитывая, что стоимость во-

52

ноябрь • 2009

лос существенно ниже, чем кремний, этот предприимчивый молодой человек, возможно, только что совершил технологический прорыв, который поможет снизить стои-


мость солнечной энергии и обеспечить тысячам людей и развивающимся странам путь к доступному источнику возобновляемой энергии. Малин Карки уже пытался на протяжении нескольких лет создать доступный источник возобновляемой энергии из гидро-электрических токов, однако проект оказался слишком дорогим. Но затем Карки, учащийся школы в Катманду, начал читать книгу Стивена Хокинга, в которой описываются способы создания статической энергии из волос. Благодаря этой идее Карки осознал, что меланин является одним из факторов в преобразовании энергии и может служить в качестве замены проводника. Он и еще четыре одноклассника разработали прототип, который смог зарядить сотовый телефон или несколько аккумуляторов для освещения. Сами панели размером 38 см2 и могут производить 9 вольт или 18 ватт энергии, а стоимость производства около $38. Карки полагает, что если панели выйдут в массовое производство, их стоимость может снизиться вполовину. В Непале человеческие волосы стоят около 25 центов за полкилограмма, срок их службы до нескольких месяцев. По сути волосы представляют собой возобновляемый источник

Волосы представляют собой возобновляемый источник и могут пополняться самим владельцем солнечной панели по мере износа.

и могут пополняться самим владельцем солнечной панели по мере износа. Это недорогое и низкотехнологичное устройство может стать революционным шагом в технологии солнечной энергии,

существенно снизить ее стоимость и принести энергию в массы с применением материалов, которые доступны во всем мире.

2009 • ноябрь

53


эврика

изобретения, открытия, гипотезы

Скутер YikeBike предзнаменует новый класс велосипедов

Да-да, перед нами ни много ни мало представитель нового класса велосипедов. Разработчики так и пишут – new class of bicycle. И говорят: есть горные велики, есть дорожные, а есть наш. Они же твердят, что «Яйкбайк» безопаснее, чем велосипед.

http://www.youtube.com/watch?v=X813eTuZJkc&feature http://www.youtube.com/watch?v=x0n7tAU30xY&feature http://www.youtube.com/watch?v=fP3r2L8CaB4&feature

54

ноябрь • 2009

Отрисованный на компьютере выпускником колледжа очередной, в меру фантастический, концепт двухколесного транспортного средства, на котором непонятно, как и куда ездить? А вот и нет, на поверку этот байк оказался серийным продуктом, который вскоре поступит в продажу. Более того – это самый легкий в мире (10 кило!) и самый компактный


Н

Новинка, обещающая «дать людям свободу в перенаселенных городах», называется YikeBike: слово yikes (яйкс) выражает среди прочего изумление и восторг. Мировая премьера скутера состоялась на знаменитой международной выставке EuroBike, что со 2 по 5 сентября проходит в германском Фридрихсхафене. Презентовал байк его создатель – новозеландец Грант Райан (Grant Ryan), изобретатель и предприниматель, основавший несколько компаний, в том числе фирму Mini-Farthing, непосредственно стоящую за разработкой «Яйкбайка». Автор проекта говорит, что начинал с чистого листа. Итогом пяти лет исследований и экспериментов стал «радикальный пересмотр» существующей последние 120 лет конфигурации велосипедов и им подобных «коней». Грант со товарищи предлагают новую позицию наездника и утверждают, что она лучше традиционной в плане стабильности. Кроме того, по их мнению, такое вертикальное положение чрезвычайно удобно и безопасно, например, в том смысле, что всадник, обладая приличным обзором, сам хорошо виден. Низким весом скутер обязан раме из углеродного волокна. Материал «объясняет» и единственно возможный черный цвет, в котором «Яйкбайк» первоначально будет доступен.

«Наша продукция должна быть не только функциональной, но фантастически выглядящей, чтобы вы могли повесить ее на стенку как произведение искусства», – сообщает компания Mini-Farthing.

2009 • ноябрь

55


эврика Впрочем, другие цвета позже появятся на различных аксессуарах. Модные и перспективные литиево-железофосфатные аккумуляторы (LiFePO4) за 20 минут заряжаются на 80%. Батарея рассчитана на поездку расстоянием 9–10 км, которую разработчики «Яйкбайка» считают типичной для города. YikeBike оснащен электродвигателем мощностью 1,2 кВт. Максимальная скорость байка ограничена электроникой на отметке 20 км/ч, которых аппарат достигает «за несколько секунд». Быстрее скутер не поедет даже под горку. Рост наездника должен составлять от 160 до 195 см, а вес не превышать 100 кг. В сложенном виде скутер имеет размеры 150х600х600 мм и занимает объем в 40 литров. Катить рядом с собой его не получится, единственный вариант – переноска в сумке из списка аксессуаров. О своем первенстве в мире команда Райана заявляет и в связи с оснащением «Яйкбайка» электронной антиблокировочной системой тормозов, которая обеспечивает плавное торможение и короткий тормозной путь. Небольшая колесная база, по идее, означает достойную маневренность. Производство налажено в Новой Зеландии, хотя части и узлы закупаются по всему миру. Целевой аудиторией Грант считает жителей европейских горо56

ноябрь • 2009

Создатели пишут, что освоить непривычный байк можно минут за десять.


изобретения, открытия, гипотезы

дов. Вначале YikeBike придет в Великобританию, Германию, Францию, Нидерланды, Италию, Испанию, Ирландию, Данию и Бельгию. «Основная идея и вдохновение пришли, когда я впервые услышал о загадочном революционном транспортном средстве, которое впоследствии оказалось самокатом Segway. Я был заинтригован возможностью кардинально изменить нашу транспортную систему, – рассказывает Райан. – Но, должен признаться, сам Segway меня немного разочаровал. Не поймите меня неправильно, я всерьез считаю Segway фантастическим подвигом инженеров, на нем очень прикольно кататься, но мне кажется, он слишком сложен для массового рынка». Первые 100 заказов (а они уже принимаются) будут выполнены с начала до середины 2010 года. Цена скутеров из первой партии 3500-3900 евро ($50005600). В перспективе стоимость предполагается снизить, а также разработать «Яйкбайки» других типов, к примеру, с педалями, которым электромотор будет лишь ассистировать, детские версии и так далее. «Большинство людей в мире живут сегодня в городах, им не нужно ездить по горам или перемещаться очень быстро. И они не могут легко взять свой велик с собой в автобус, поезд, автомобиль, лифт и хранить в квартире, – констатирует Грант. –

Цепей нет, педали отсутствуют, вся механика и электроника спрятаны, так что ни зацепиться, ни испачкаться не за что.

YikeBike решает эти проблемы, будучи гораздо проще, меньше и легче. И, кстати, мы в восторге от первой реакции публики».

2009 • ноябрь

57


эврика

изобретения, открытия, гипотезы

Химики решили кормить автомобили водородными таблетками

Ученые наметили еще один вариант обеспечения автомобилей энергией, который благоприятен с экологической точки зрения и конкурентоспособен в плане экономики. И пусть перед нами лишь лабораторные опыты, не исключено, что они предвещают переход транспорта на топливо нового формата. Свежее исследование ложится в целую обойму альтернатив, родственных по сути.

Эта крошечная, порядка сантиметра в диаметре, таблетка из боразана весит 0,24 грамма, а содержит в связанном виде 0,5 литра водорода.

Е

Если говорить о топливной эффективности и чистоте выхлопа, то, кажется, трудно придумать что-то лучше комбинации «водород – топливные элементы» (ТЭ). Последние обладают КПД, намного большим, чем у ДВС. А спокойная реакция на их электродах дает на выходе водяной пар.

58

ноябрь • 2009

И ведь, что приятно, на горизонте уже виднеется удешевление ТЭ, пока еще заметно проигрывающих ДВС в стоимости. Так, недавно General Motors построила водородные ячейки нового поколения – более компактные, легкие и дешевые, чем предыдущие образцы, а в Британии создали относительно


простое водородное авто, тоже на топливных элементах. Оно демонстрирует, насколько экономичным может быть такой транспорт. Однако остается открытым вопрос наилучшего способа хранения водорода на борту. H2 можно держать в сжатом виде, но такой баллон многие именуют не иначе как бомбой. Если перейти на жидкий водород, то также не обойтись без проблем: он не может плескаться в баке слишком долго – неизбежны потери на испарение. Пока нет ярких успехов в «набивании» водорода в какуюнибудь полимерную пену, приходится искать новые пути безопасной и плотной упаковки столь желанного горючего. Почему бы не использовать соединения легчайшего элемента, но не привычные углеводороды, дающие парниковый CO2

Honda FCX Clarity – один из самых современных водородных автомобилей. Водород здесь хранится в баллоне под высоким давлением.

на выходе? Инженеры и ученые уже показали на практике, что ездить можно на аммиаке, банально сжигаемом в ДВС. Учитывая, впрочем, что аммиак ядовит, – это не самый лучший вариант. С горя специалисты пускаются на самые экзотические поиски. К примеру, японцы разработали дешевые ТЭ на гидразине (вот уж отрава чистой

воды), а также метод безопасного хранения его в машине в виде твердого полимера. Другие варианты снабжения авто «чистой» энергией включают топливную ячейку на основе борида ванадия и применение в качестве транспортного энергоносителя обыкновенного крахмала. Но есть еще целая группа близких видов топлива. Химические гидриды – твердые ве2009 • ноябрь

59


эврика

Боразан похож по строению на этан, но в нормальных условиях является не газом, а твёрдым веществом, похожим на бесцветный воск.

щества либо жидкости, которые хранят в своем составе водород при плотности, куда более высокой, чем у водорода, сжатого до 500–700 атмосфер, или даже у жидкого. Химические гидриды легко выпускают водород «по требованию», скажем, при небольшом нагреве (до температур порядка

Ученые из Тихоокеанской Северо-западной Национальной Лаборатории (PNNL) как-то установили, что боран аммиака выпускает водород во много раз быстрее, будучи нанесенным на наноструктурированные «леса» из кварца. Возможности боразана не первый раз привлекают внимание исследователей.

60

ноябрь • 2009

Так можно записать превращение полиборазилена в боразан, отлаженное авторами нового исследования.

70–150 градусов, в некоторых случаях – выше). А такие температуры могут в виде бросового тепла предоставлять сами топливные элементы. Одним из перспективных гидридов считается боран аммиака (ammonia borane), или боразан (borazane). Его формула: H3NBH3. При атмосферном давлении и комнатной температуре – это твердое соединение

с плотностью 0,78 грамма на кубический сантиметр, которое содержит по весу аж 20% водорода. Это очень высокий показатель, позволяющий, в теории, создать водородные авто с пробегом не меньшим, чем у бензиновых, и с боразановым «баком», не большим по размеру, чем традиционный бензобак. Но ключевой загвоздкой для

Рециклинг отработанного боразана должен быть налажен на специальных предприятиях. Учитывая, что само это вещество давно применяется в химической промышленности, проблем с этим быть не должно.


изобретения, открытия, гипотезы

Hydrammine, содержащий 4 килограмма водорода (красная канистра), и для сравнения объем топлива той же массы в случае жидкого водорода (в центре) и газообразного, сжатого в 500 раз. Такое количество водорода при отправке его в топливные элементы означает пробег легковушки примерно в 300–450 километров.

бамы (University of Alabama) и центра разработки химических средств хранения водорода министерства энергетики США (DOE Hydrogen Program – Chemical Hydrogen Storage Center of Excellence) нашли интересное решение. Они открыли, что одна из форм отработанного боразана – полимер полиборазилен (polyborazylene) – может быть

данного вида энергоносителя (и это относится ко всем химическим гидридам) является восстановление дегидрированного (отработанного) топлива. Оно должно быть простым, а еще – экономически и энергетически оправданным. Иначе вся затея с новым хранилищем H2 теряет смысл. Ныне ученые из Национальной лаборатории в ЛосАламосе (Los Alamos National Laboratory), университета Ала-

Аммиакаты – основа «Адаммина» – изобретения Йенса Норскова, основателя компании Amminex.

Система очистки выхлопа от компании Amminex содержит блок управления, емкость со сменными блоками «Адаммина», небольшое стартовое устройство (электрический подогреватель) и набор трубок, выпускающих чистейший аммиак в крошечных дозах в выхлопной тракт, где он вступает в реакцию с оксидами азота. 2009 • ноябрь

61


эврика обращен обратно в боран аммиака при помощи ряда недорогих реагентов и скромной порции энергии. Причем весь набор реакций может полностью проходить в одной емкости. И это открывает возможность для крупномасштабной промышленной переработки полиборазилена, позволяющей замкнуть круг. Сходный подход к решению проблемы хранения водорода применяют и создатели аммиачных таблеток – специалисты датской компании Amminex. Материал, из которых состоят эти таблетки, назван AdAmmine. AdAmmine получается путем экспозиции аммиака в присутствии солей типа MCl2 (где M – магний, кальций и некоторые другие металлы). Аммиак реагирует с солями, образуя сложный комплекс наподобие Mg(NH3)6Cl2. Это совершенно безопасный в обращении (можно брать в руки), довольно стабильный твердый материал, который содержит большое количество водорода на единицу объема (порядка 110 граммов на литр) и веса (более 9%) и выпускает его при нагреве. Время, прошедшее с момента изобретения AdAmmine, даром не прошло. Компания наладила выпуск различных по размеру и составу его вариаций (Hydrammine), проработала вопросы использования своих 62

ноябрь • 2009

Еще пара примеров изделий с применением технологии датских аммиачно-солевых таблеток. Слева: блок «твердого аммиака» весом 100 граммов. Содержит 74 литра (или 52 грамма) чистого аммиака (считая при нормальных условиях). Если бы этот аммиак был газом, для достижения аналогичной плотности упаковки его потребовалось бы сжать до давления в 900 атмосфер. Справа: блок хранения и выпуска аммиака, содержащий 400 граммов этого соединения. При КПД энергетической установки (ТЭ, в частности) в 50% это эквивалентно одному киловатт-часу электроэнергии.

таблеток в качестве источника топлива для ТЭ разных типов (высокотемпературных твердооксидных, например, или, скажем, ТЭ, потребляющих напрямую аммиак, выпускаемый такими «зарядами»). Также Amminex разработала технологию очистки выхлопа обычных моторов от оксидов азота при помощи добавки в него толики аммиака из картриджа с «Адаммином» (он вступает в реакцию с оксидами, преобразуя их в азот и воду). В общем, как и боразан, солевые таблетки со «спрятанным» в них водородом могут оказаться интересным вариантом для питания транспорта будущего. Не зря технологическая ассоциация European Tech Tour нынешним летом включила Amminex в список «Топ-24» европейских компаний, разрабатывающих самые многообе-

щающие «зеленые» технологии. На этом поиски не заканчиваются. Различные группы ученых экспериментируют с упаковкой водорода в соединения и комплексы, основанные на литии, магнии и боре. Все идет к тому, что кто-то первым решится показать в работе автомобиль, который заряжается картриджами с твердым топливом, «дышащим» водородом. Если разделять оптимизм ученых из Лос-Аламоса, повторная переработка таких картриджей со временем окажется вполне конкурентоспособной отраслью, а значит – бензоколонки могут уступить место станциям по продаже брикетов с «Адаммином» или все тем же бораном аммиака.


здоровый интерес

Известно, что без сна не может обойтись ни одно животное – и человек не исключение. Однако некоторые люди высыпаются за 4–6 часов, другие с трудом отрывают голову от подушки после десятичасового отдыха. Сколько же сна на самом деле требуется человеку, чтобы сохранять здоровые тело и дух? Таким вопро-

медицина, здоровье, образ жизни

Почему некоторые люди могут спать так мало?

Раскрыть эту тайну помогла счастливая семья, члены которой встают до зари, едва отдохнув пять часов.

Н

Недавно проведенное исследование показало, что продолжительность необходимого человеку сна определяется особым геном. Его мутации обуславливают способность некоторых людей чувствовать себя бодрыми после весьма непродолжительного по обычным меркам отдыха. У двух калифорнийцев, привыкших быть на ногах по 18–19 часов в сутки, ученые обнаружили «точечную мутацию» гена hDEC2, который отвечает

за формирование модели сна. У их родственников, привыкших спать около восьми часов в сутки, подобных изменений не нашли. Контрольный эксперимент на мышах подтвердил зависимость привычки спать мало от данной мутации, сообщает The Independent со ссылкой на публикацию в журнале Science. По мнению ученых, генетические особенности также объясняют сдвиги так называемого циркадного ритма. Эти явления приводят к формированию при-

вычек, носителей которых обычно называют «жаворонками» и «совами». Такие люди спят обычные 8 часов в сутки, но встают очень рано или, наоборот, поздно. Авторы открытия, специалисты из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, пока затрудняются однозначно объяснить механизм этих явлений и призывают к активным исследованиям в данной сфере.

2009 • ноябрь

63


здоровый интерес

медицина, здоровье, образ жизни

Ученые предлагают вдыхать стволовые клетки через нос

Стволовые клетки могут быть использованы для выращивания тканей головного мозга, для лечения болезней Паркинсона и Альцгеймера, восстановления нормальной жизни человека после инсульта. Возможно, когда-нибудь применение столь сложной на данный момент технологии станет нормой? 64

ноябрь • 2009

В

Научные группы всего мира твердят о том, что стволовые клетки − панацея от всех болезней, выпускают статьи о новых методах их получения. Но при этом редко кто задумывается о том, как доставить их, например, в мозг. Новый метод, разработанный немецкими и американскими учеными, обещает стать наиболее простым и безопасным.

Вариантов доставки стволовых клеток к центральному органу нервной системы человека на самом-то деле не так уж и много. Можно внедрить их через отверстия, которые необходимо просверлить в черепе, но это не только болезненно, но и опасно. Можно впустить «новеньких» в организм через кровеносную

систему. Однако в этом случае только небольшая часть стволовых клеток попадет к месту назначения. В носу же присутствуют естественные «ходы». В верхней части носовой полости есть решетчатая пластинка (cribriform plate), костный вырост, отделяющий нос от


головного мозга. Она усеяна дырочками диаметром с булавочную головку, через которые на поверхность полости выходят нервные волокна и соединительная ткань. Доктор Люсин Даниелян (Lusine Danielyan) из Госпиталя университета Тюбингена и ее коллеги предположили, что не только бактерии и вирусы, но и стволовые клетки могут таким образом проникнуть в мозг. Идею тут же претворили в жизнь на лабораторных мышах. Для этого исследователи закапали в носы подопытных грызунов некоторое количество суспензии флуоресцирующих стволовых клеток. Благодаря естественным механизмам клетки поднялись в верхние отделы к решетчатой пластине. Часть из них мигрировала к обонятельной луковице (отдел мозга, детектирующий и расшифровывающий запахи) и к спинномозговой жидкости, «выстилающей» череп. Постепенно довольно большое количество

Еще одним участником исследования, а также получателем патента на новую технологию стал Уильям Фрей (William Frey) из университета Миннесоты.

Хотя здесь показаны отделы носовой полости и мозга человека (а также пути проникновения стволовых клеток в мозг), пока рано говорить, что новая методика применима к людям.

стволовых клеток проникло в глубокие участки мозга. «Мы обнаружили, что они протиснулись сквозь дыры, диаметр которых был значительно меньше самих клеток», – говорит Даниелян. Чтобы еще больше облегчить проход стволовым клеткам и впустить большее их количество, биологи обработали носовую мембрану мышек ферментом гиалуронидазой (hyaluronidase), который ослабил связь между клетками эпителия. В результате в мозг прошло примерно в три раза больше стволовых клеток. Отметим, другие ученые уже доказали, что похожим образом в мозг пациентов можно вводить и терапевтические белки, например, фактор роста нейронов. Если оба эти исследования будут продублированы

на человеке, то через некоторое время можно будет обойтись без операции, при этом повторные дозы клеток и веществ можно будет просто-напросто закапывать в носовые проходы. Однако в любой бочке меда должна быть пресловутая ложка. Об оборотной стороне такой методики высказался доктор Джон Синден (John Sinden), главный научный сотрудник британской компании ReNeuron. Он согласен с тем, что необходимо разрабатывать новые технологии поставки стволовых клеток в мозг. «Однако если они часом попадут не туда, то могут привести к появлению опухолей. Необходимо выяснить, куда движутся клетки в мозге и других частях тела, чтобы понять, представляет ли это какую-то проблему», – отмечает Синден. 2009 • ноябрь

65


здоровый интерес

медицина, здоровье, образ жизни

Ретиныимплантаты подарили ослепшим второе зрение

Электронные сетчатки перестают быть реквизитом из фантастических фильмов. Над подобными протезами работают сразу в нескольких научных группах и компаниях. По мере проведения экспериментов в пробирках, на животных и даже на людях разработчики таких устройств, можно сказать, тоже обретают зрение. Конструк-

Вернуть утраченное зрение можно несколькими путями. Про генную инженерию и терапию стволовыми клетками пока умолчим. Еще возможна пересылка картинки с видеокамеры в мозг. Перед вами – самый свежий вариант такого устройства.

О

Одним из крупнейших начинаний в данной области и, пожалуй, старейшим является проект «Бостонский имплантат сетчатки» (Boston Retinal Implant Project – BRIP). Старт ему был дан еще в 1980-х, когда конструкция и особенности работы системы искусственного зрения

66

ноябрь • 2009

виделись ученым лишь в самых общих чертах. Теперь BRIP обнародовал свой самый свежий вариант протеза. В течение трех лет создатели намерены испытать его на людях. Вкратце все выглядит просто: миниатюрная камера на очках по беспроводному кана-


лу транслирует сигнал на крошечный чип, установленный на глазном яблоке. Чип переводит эту информацию в набор слабеньких электрических сигналов, посылаемых на решетку из электродов, которые внедрены в толщу сетчатки. Они стимулируют нервные клетки, и человек обретает зрение. Поиски наилучшего варианта такой схемы ведутся не один год, и не только в BRIP. Выбрали ее среди прочих схем, посчитав оптимальным техническим способом восстановления зрения, наиболее пригодным к скорому внедрению. Есть несколько вариантов доставки изображения с камеры к месту назначения. Самый соблазнительный в плане эффекта – подключение электрических контактов напрямую к коре головного мозга. Но он же и самый рискованный для здоровья. Другой ход – подсоединение набора электродов к зрительному нерву, на его пути от глаза мозгу. Но он требует виртуозной хирургической операции. В то же время, по словам ученых из проекта BRIP, наиболее распространенные заболевания, приводящие к потере зрения, – это возрастная макулярная дегенерация и пигментоз. При них отказывают светочувствительные клетки в сетчатке. Но ее биполярные и ганглионарные «ячейки», передающие сигнал от фоторецепторов в сеть нервных волокон внутри самого глаза, а

В раннем проекте BRIP приемная катушка располагалась сбоку глазного яблока, чип, обрабатывающий сигнал, – сверху, а решетка из электродов – в задней части сетчатки (на верхнем рисунке она не видна, но показана на схеме ниже). На верхней врезке – снимок такого чипа. На нижней – макет системы с камерой на очках. Позднее устройство для приема сигналов от камеры поменяло дислокацию. Об этом мы еще скажем отдельно. 2009 • ноябрь

67


здоровый интерес уже через них – в глазной нерв, остаются функциональными. Почему бы не попробовать подавать сигналы на эти промежуточные клетки? Одним из важных вопросов является место имплантации электродов. В глазном яблоке палочки и колбочки расположены дальше от стекловидного тела и от хрусталика, нежели нервные клетки. Соответственно, если мы хотим добраться до них с внешней стороны глаза, причем со стороны его задней стенки, нам нужно преодолеть больше слоев, а это может привести к сильному повреждению ретины. Так пытались действовать в прежних проектах. Авторы же нового имплантата говорят: для нормальной его работы достаточно расположить электроды (из оксида иридия, к слову) с внешней стороны глаза. Точнее – в слое, лежащем непосредственно под сетчаткой. Так снижается риск повреждения и уменьшается хирургическое вмешательство при установке прибора. Второе усовершенствование команды из Бостона – это чип, обрабатывающий сигнал. Он должен крепиться на поверхности глазного яблока, но при этом внутри глазной впадины, так что снаружи виден не будет. В новом проекте BRIP чип этот укрыт в герметичном титановом корпусе. Это должно снизить негативное воздействие имплантата 68

ноябрь • 2009

Последовательность ключевых оболочек глаза и два способа размещения стимулирующего чипа с электродами – в глубине глазного яблока, над сетчаткой (1) или ближе к его внешней поверхности, фактически под сетчаткой (2). Обратите внимание на то, что свет идет сверху.

на организм. Не менее важно, что сократится и разрушительное воздействие среды тела на сам имплантат. Ученые рассчитывают, что прибор «в новом дизайне» сможет работать внутри человека безотказно как ми-

нимум десяток лет. Способ передачи на протез полезного сигнала и электропитания тоже оказался скорректирован. В новом приборе за это отвечает металлическое кольцо, внедренное в склеру вокруг ра-


медицина, здоровье, образ жизни

дужки (смотрите снимок под заголовком). Фактически же оно состоит из двух концентрических колецантенн. Одно из них отвечает за беспроводный прием импульсов питания схемы, а второе – за прием картинки. Соответственно, специальные очки с передающими антеннами в оправе должны поставлять имплантату и силовой, и информационный потоки. Экспериментальный прибор BRIP обладает всего 15 каналами – он может транслировать на сетчатку 15 пикселей. Это давно уже не рекорд. Но пока для участников проекта важно проверить работоспособность схемы. К тому же, по их словам, после тестов на добровольцах можно будет улучшить алгоритм переработки сигнала. Когда станет ясно, что именно и в каком виде воспринимают слепые при подаче импульсов тока на решетку, оптимизация картинки поможет передать «больше смысла» в тех же самых точках. Далее и число контактов можно будет нарастить на порядок, а то и на два. Пока новый имплантат протестировали в течение 10 месяцев на свиньях. Цель испытания заключалась не в проверке возможности восстановления зрения, а в испытании схемы на биологическую совместимость: не вызывает ли она воспаления и так далее. Проверка новинки на людях – следующая в плане.

О своем проекте BRIP детально отчитался в статье в IEEE Transactions on Biomedical Engineering. На снимке – модель нового имплантата. Хорошо виден микрочип в изолирующем корпусе.

А в том, что в какой-то форме зрение можно восстановить при помощи подобных электродов, американцы уверены. Около десятилетия назад та же команда BRIP проводила эксперименты на слепых добровольцах без всяких чипов. К светочувствительной оболочке глаза временно подсоединяли набор электродов и подавали на них слабое напряжение. Испытуемые рапортовали о

Решетка электродов от BRIP (показана при сильном увеличении), внедренная в глаз свиньи. Обратите внимание, что чип помещен под сосудистую оболочку глазного яблока – видно, как капилляры проходят поверх чипа.

появлении цепочки визуальных пятен, число которых совпадало с количеством активированных в данный момент времени контактов. Другие ученые успели продвинуться по данному пути еще дальше BRIP. Американская компания Second Sight, тесно сотрудничающая с рядом научных учреждений Калифорнии, применяет в своих разработках похожий подход. Они строят такую цепочку: камера на очках – видеопроцессор, носимый на поясе, – трансмиттер в очках – беспроводная передача сигнала в чип-приемник внутри человека, а далее – по тонким проводкам в решетку электродов, установленных на сетчатке. Сейчас в самом разгаре клинические испытания устройства Argus II, в состав которого входит имплантат с 60 стимулирующими электродами. Это тоже далеко от вожделенных нескольких тысяч пикселей, при которых пациенты могли бы уже различать вблизи лица людей 2009 • ноябрь

69


здоровый интерес и читать. Но лучше, чем ничего: даже возможность выявлять границы света и тени (дверные проемы, лестницы) или яркие предметы – дорогого стоит. Искусственную сетчатку от Second Sight уже внедрили 18 добровольцам, один из которых – 68-летний Дин Ллойд (Dean Lloyd) – живет с ней уже примерно два года. Опыты показывают, что он может точно указать пальцем на яркую точку, появляющуюся в произвольном месте темного экрана, ходить по белой линии, нарисованной на темном полу, и различать общие контуры предметов. При этом у него даже возникает различное цветоощущение (всплывают базовые цвета). Не вполне ясно, насколько они согласуются с окраской предъявляемых предметов, но для человека, который 20 лет жил в абсолютной темноте, эти красные, синие и зеленые всполохи – чудо. Тесты «Аргуса», так же, как и грядущее испытание на добровольцах малоинвазивного имплантата от BRIP, должны показать, что связка «внешняя видеокамера – искусственная сетчатка» может претендовать на массовый метод избавления людей от страшного недуга. Но в идеале ученые и медики хотят вообще избавиться от внешних составляющих системы. И проекты такого рода тоже существуют. К примеру, мы рассказывали о тестах имплантата от амери70

ноябрь • 2009

Слепой пациент Ллойд тестирует работу второго «Аргуса». На заднем плане – один из исследователей, нейробиолог Мэттью Макмахон (Matthew McMahon). Крошечная камера, передающая картинку для Ллойда, почти незаметно вмонтирована в оправу очков (на переносице). В руках подопытного виден блок видеопроцессора, в котором он сам может настраивать параметры транслируемого сигнала.


медицина, здоровье, образ жизни

канской компании Optobionics на кошках. Он же проверялся и на людях. С ним во многом схож прототип электронной сетчатки из университета Пенсильвании (University of Pennsylvania). Оба имплантата объединяет один принцип: искусственные фоторецепторы расположены в самом имплантате и воспринимают свет, прошедший естественным путем, – через хрусталик и стекловидное тело. Позади же фотодетекторов расположены стимулирующие электроды. Optobionics еще в 2004-м сообщала в статье в Archives of Ophthalmology о первых успехах своего микрочипа. Компания ухитрилась разместить на двухмиллиметровой пластинке из кремния 5 тысяч фотодетекторов и электродов и имплантировала этот прибор шести пациентам с пигментозом сетчатки. Добровольцы носили чип 18 месяцев. Подопытные продемонстрировали некоторое улучшение зрения. А еще давние тесты доказали, что микрочип не вызывает отторжения и воспаления. Но все детали взаимодействия столь обширного набора контактов и случайно попавших под них нервных клеток еще только предстояло разобрать. Увы, позднее компания надолго прекратила свою работу по причинам, с наукой никак не связанным. И лишь сравнительно недавно Optobionics возобновила деятельность, обещая продолжить эксперименты со

Основатели Optobionics Винсент и Алан Чоу (Vincent, Alan Chow). Микрочип (черный кружок) на поверхности монетки и он же – внедренный в сетчатку человека. Из-за основного материала, кремния, это опытное устройство носит название Artificial Silicon Retina или ASR. Внизу показано место, куда внедряется ASR. Толщина чипа, кстати, составляет 25 микрометров.

своим микроскопическим имплантатом. Как видим, вся эта «гонка биоинженерных вооружений» проходит довольно неспешно. На улучшение найденных решений уходят годы, на проверку их эффективности «в реальном бою» – не меньше. Но миллионам незрячих все равно, кто именно придет к финишу первым и получит «призовые» в виде массовых продаж данной техники. Для инвалидов самый ценный приз – возвращенное зрение. Пусть даже с разрешением в несколько десятков пик-

селей. Вы способны восхищаться полной Луной на ночном небе, если она вам представится как набор всего из нескольких световых точек, без малейших намеков на детали? Одна из пациенток, проверяющих сейчас сетчатку Argus II, знает истинную цену такой красоты. Луну она не видела 15 лет.

2009 • ноябрь

71


здоровый интерес

природа, космос, общество

Мало кто сомневается в способности видеоигр развивать мышление. Вопрос в том – на каком уровне это происходит и каких именно улучшений стоит ждать от тренировок за монитором. Единого мнения тут нет. Пока одни ученые удивляются быстрым переменам в строении мозга, зафиксированным у испытуемых в

Тетрис меняет мозг с неизвестными последствиями для интеллекта

Изменения в ходе опыта в толщине коры головного мозга в подопытной (слева) и контрольной (справа) группах. Стрелками отмечены особенно заметно увеличившиеся участки (желто-красный цвет). Это главный, но далеко не единственный результат необычного эксперимента.

С

«Структура мозга гораздо более динамична, чем оценивали ранее», – заявил исследователь Ричард Хэйер (Richard Haier) из Калифорнийского университета в Ирвине (UC Irvine). Вместе со своими коллегами из канадского университета Макгилла (McGill University) и американской исследовательской организации Mind Research Network Хэйер провел ряд опытов, показавших,

72

ноябрь • 2009

что регулярная игра на компьютере может вызывать физиологические изменения в головном мозге человека. Плюсы и минусы открытых перемен еще предстоит оценить в полной мере: в какую сторону и что именно улучшается – большой вопрос. Как и ряд нейрофизиологов до Хэйера, американский ученый использовал культовую игру


«Тетрис». Кажется, что в силу относительной простоты этой игрушки она не может заметно сказаться на умственных способностях испытуемых. Каково же было удивление исследователей, когда они обнаружили, что всего три месяца игры (причем только по 1,5 часа в неделю) привели к увеличению толщины коры головного мозга у подопечных. Не всей, конечно, коры, а определенных участков. В общем, если бы у древних гоминидов были видеоигры, они стали бы сапиенсами намного раньше. Или нет? Но по порядку. В роли подопытных выступили девушки-подростки. Предпочтение слабого пола объясняется тем, что у мальчишек в среднем гораздо больший опыт в видеоиграх и продолжительная практика, а они могли повлиять на результат эксперимента. 15 девушек регулярно играли в «Тетрис», а 11 «контрольных», соответственно, – нет. При этом различного вида сканирование мозга (функциональная магнитно-резонансная томография в том числе) проводилось как перед началом эксперимента, так и по ходу опыта, и по окончании трех месяцев, само собой. Выяснилось, что некоторые участки коры у игроков после эксперимента увеличились по толщине и плотности (выросло серое вещество – нервные клетки и снабжающие их капилля-

ры). Особенно отличились поля Бродмана 6 (в левой фронтальной доле мозга), 22 и 38 (в левой височной доле). «Шестерка», как считается, отвечает за планирование сложных движений, а «22/38» – за обобщение информации от органов чувств. Аналогичные участки у контрольной группы не показали никаких существенных перемен. Можно было бы сделать простой вывод: в рост пошли те районы, которые наиболее интенсивно были задействованы в ходе игры. Но не все так просто. Сканирование также показало, что тренировка в «Тетрис» вызвала изменения не только в количестве нейронов отдельных участков коры, но и в уровне активации разных ее зон, происходящей во время игры. Сравнив картинки у «игроков» в начале их трехмесячной «сессии» и в конце, авторы работы увидели, что почти по всей коре имеются участки, нейронная активность которых существенно переменилась (у контрольной группы ничего такого не наблюдалось). Причем в одних зонах активность выросла, в других, что совсем уж любопытно, – упала. И окончательно сбило с толку экспериментаторов то, что эти регионы с повышенной и пониженной активностью не совпали с участками, нарастившими свою толщину. Ученые рассудили, что снижение активности некоторых участ-

«Тетрису» в нынешнем году исполнилось 25 лет. Число вариантов игры с трудом поддается подсчету, но даже самый простой, «классический» – до сих пор загадочно притягивает внимание миллионов.

ков может говорить о том, что мозг научился (применительно к «Тетрису») действовать оптимально и не включать ненужные районы коры. Но тезис о повышении эффективности обработки сигналов, прямолинейно следующей за наращиванием числа нейронов, разбивается об уже упомянутое несовпадение зон со снижением активности и участков, нарастивших массу серого вещества. Может, мозг просто начинает работать чуть-чуть иначе, обучаясь задействовать новые коммуникации между несколькими зонами? Это все только предположения. Досконально никто еще не может сказать – какие поля какую роль играют в ходе выполнения задачи с падающими в стакан фигурками. Ясно только, что игра способна повлиять как на распреде2009 • ноябрь

73


здоровый интерес ление клеток в головном мозге, так и на их активацию. «Понимание работы мозга никогда не было простым, – говорит Хэйер. – Мы знаем, что «Тетрис» изменяет мозг. Но мы не знаем, хорошо ли это для вас». Иными словами, одни лишь перемены в нейронах ничего не говорят о сдвигах в работе памяти или в интеллекте. И тут стоит сравнить достижение Ричарда с другими сходными исследованиями. К примеру, ученые выяснили, что игры-стрелялки повышают зоркость, улучшают способность мозга перерабатывать визуальную информацию и могут даже послужить способом коррекции зрения. Работа с компьютером вообще мобилизует возможности мозга. Показали же как-то исследователи, что веб-серфинг полезнее чтения книг. Но перекидывать от этих частных случаев мостик к выводу «игры всегда улучшают мозги» рановато. Об этом говорят инициаторы нового предприятия – Brain Test Britain experiment, организованного BBC в рамках телевизионной программы Bang goes the theory. В последние годы набирают популярность компьютерные игры, известные как «тренеры мозга» (brain trainers). Задачки на внимание или реакцию, не слишком сложные головоломки и математические ребусы, игры в слова, в общем – масса различных способов проверить расторопность 74

ноябрь • 2009

Карта роста толщины коры (красные участки), наложенная на карту перемен в работе нейронов. Повышение активности клеток показано зеленым, снижение – синим.

работы машинки, скрытой под черепной коробкой. Считается, что занятия такими типами видеоигр развивают мозг не хуже, чем фитнес – мышцы. Даже появился целый класс программ, предназначенный для тренировки мозгов стариков. BBC намерена выяснить – насколько в действительности такие «тренинги» изменяют мозг. Известная медиакомпания запускает крупнейший эксперимент в данной области – в нем смогут принять участие все зарегистрированные пользователи старше 18 лет. Им предложено в течение

6 недель, не реже трех раз в неделю по 10 минут играть в разные «развивающие программы» в онлайне. Специалисты же будут собирать статистику результатов (за подготовкой опыта стоят, как нетрудно догадаться, не телевизионщики, а ряд специалистов по нейронаукам из исследовательских центров Британии). Авторы «народного» эксперимента отмечают, что до сих пор фактически нет надежного научного подтверждения эффективности brain trainers. То есть – понятно, что, наловчившись играть в какую-то игру, вы буде-


медицина, здоровье, образ жизни

те справляться с ней все лучше и лучше. Но означает ли это, что улучшилась работа (строение) мозга? Вовсе нет. Плюсом можно посчитать лишь тот случай, когда тренировка такого рода помогает улучшить результаты человека в других «приложениях». Если вы поднаторели в судоку, это означает только то, что вы поднаторели в судоку. Если вы научились хорошо сбивать тарелки с пришельцами, значит, вы хорошо научились сбивать... И не более того. А возвращаясь ко все тому же «Тетрису»... Длительная игра в него, очевидно, повышает ваш средний результат в данной игре (число набранных очков), но об улучшении состояния (или эффективности работы) своего мозга вы сможете говорить, только если обнаружите, что после «Тетриса» вдруг стали лучше запоминать слова или быстрее решать математические задачки в уме. Потому устроители Brain Test Britain предусмотрели важное условие: в начале эксперимента испытуемый проходит некий тест на сообразительность и быстроту мышления, который принципиально отличается от задачек, служащих тренировочными программами. После шести недель тренинга человек должен снова будет пройти проверочный тест. Предполагается, что сравнение его результатов в начале и в конце поможет вычислить тот самый «чистый» результат

Какой цветок выбивается из ряда соседей? Какой предмет самый тяжелый? Человеку не составляет особого труда ответить на эти вопросы и выдать их в секунды. А вот выяснение, каким путем (вплоть до групп нейронов) мозг принимает решение и почему один человек отвечает быстрее, а другой медленнее – это уже настоящая головоломка для ученых.

для мозга. Если он окажется положительным – можно будет сделать вывод, что последствия тренировки мозга могут сказаться и на решении им других типов психологических задач. Кроме того, британские эксперты предостерегают от однозначного толкования результатов магнитно-резонансного сканирования (как в предыдущем исследовании). «То, что мы видим на этих сканах, это просто мера энергии, которую мозг использует при выполнении тестов. Это не яв-

Разработчики проекта Brain Test Britain сделали все возможное, чтобы он соответствовал критериям научной работы. Тут будут и контрольные группы, и команды «тренирующихся», разделенные еще и по видам тренировочных программ, и так далее.

ляется доказательством того, что мозг обучается или даже изменяется в любой форме», – полагает Джессика Грэн (Jessica Grahn) из исследовательского центра наук о мозге Кембриджского университета. Британцы надеются, что число испытуемых составит несколько тысяч, так что на этом фоне легче будет уловить закономерности. А первые выводы Brain Test Britain должны появиться весной 2010 года, но проект на этом не свернет деятельность. Добровольцам будет предложено продолжить игры на срок до года, а всю статистику отправят на анализ. Только в 2011 году будет подведен окончательный итог. Тогда, быть может, станет чуточку яснее – означают ли перемены в мозге после «Тетриса» положительные сдвиги для мышления в целом или это просто проявление адаптации коры к достижению именно данной, и никакой другой, цели. 2009 • ноябрь

75


оружие

военные технологии, техника

Элвуд Норрис, изобретатель «звукового ружья» и набора hands-free для сотовых телефонов, готовится потрясти человечество очередным изобретением. Своим, если можно так выразиться, opus magnum.

Hyper-Sonic Sound System: из пушки по меломанам

Прицельный звуковой залп достигает цели. А кругом тишина...

Вот с этой «вафельницей» Элвуд Норрис готовится покорить мир.

У

Устройство, размером с бейсбольную биту, производит направленный ультразвуковой луч мощностью около 140 децибел. Одного удара такой «битой» достаточно, чтобы надолго обезвредить любого, даже самого сильного человека.

76

ноябрь • 2009

Так вот, «отец» этого устройства – некто Элвуд Норрис, профессиональный изобретатель, возглавляющий по совместительству компанию American Technologies, решил создать гражданский вариант ружья. Только на этот раз удар будет


нанесен по ушам и кошелькам меломанов. Для того чтобы создать этот прибор, напоминающий с виду старомодную вафельницу, Норрису потребовалось около десяти лет опытно-конструкторских разработок и 30 миллионов долларов. Несмотря на то, что удачи то и дело сменялись сокрушительными поражениями, результат, похоже, вполне в состоянии потрясти устоявшиеся представления об идеальном источнике звука и сторицей окупить все расходы акционеров American Technologies. Принцип действия новинки в целом схож с механизмом работы звукового ружья: звуковой сигнал, подаваемый практически с любого источника (начиная с домашней стереосистемы и заканчивая телевизором), переводится в ультразвуковой диапазон и двумя узкими луча-

Назойливой рекламы больше не будет. Наверное.

ми подается в заданный участок помещения. В комнате все еще царит мертвая тишина, а вот человек, находящийся в зоне интерференции лучей, мгновенно попадает в океан звуков, слышных только его уху. Технология Hyper-Sonic Sound System (HSS), в принципе, не имеет особых ограничений на область применения. Это может быть автомобиль, в котором отец семейства будет слушать джаз, его степенная супруга – Элвиса Пресли, а чада – какой-нибудь гаражный хэвиметалл. Это может быть даже танцевальный зал с едва ли не десятком отдельных танцполов, разделенных не бетонными стенами, а участками абсолютной тишины, в которых можно будет спокойно выпить пива и пообщаться, не надрывая голосовых связок. В конце концов, это может быть голова рыбака, мирно удящего рыбу и одновременно слушающего трансляцию с кубкового хоккейного матча: трибуны могут реветь сколько угодно, рыбу это ничуть не побеспокоит. Самое интересное состоит в том, что использование изобретения Элвуда Норриса может решить проблему, вот уже много лет терзающую сердце каждого уважающего себя меломана: проблему стоячих волн, неминуемо возникающих при

использовании традиционных акустических систем. Как известно, обычная колонка, усиленно «прокачивающая» через себя десятки и сотни литров воздуха, отдает звук буквально во все стороны, что ведет к многократным переотражениям от стен озвучиваемого помещения и, в итоге, к появлению стоячих волн, особенно на нижних частотах. Разумеется, Hyper-Sonic Sound System, обеспечивающая высочайшую степень локализации звукового потока, напрочь лишена этого недостатка. Конечно, Норрису еще есть, над чем поработать. В частности, его прибор пока не слишком хорошо справляется с трансляцией звуковых волн из нижней части диапазона, без которых тяжело представить себе современную музыку или тот же голливудский блокбастер. Однако это вовсе не мешает ему вовсю распродавать первые образцы HSS-установок, которые уходят по цене от шестисот до девятисот долларов за комплект. Разумеется, создатели конкурирующих технологий и производители традиционной акустики могут сколько угодно обвинять Элвуда Норриса и всю его контору в плагиате или же в откровенном мошенничестве. Однако у Норриса есть всего один, но очень мощный аргумент: его устройства работают. 2009 • ноябрь

77


оружие

военные технологии, техника

Контрабандистов будут ловить сетями

Погоня за неизвестным судном у берегов Африки.

78

ноябрь • 2009

Дик Каванаг (Dick Cavanagh) и его коллеги из Центра надводного кораблестроения США (US Naval Surface Warfare Center) изобрели сеть для ловли кораблей браконьеров и лодок контрабандистов.


С

Сеть оснащена двумя ракетами, которые «догоняют» корабль морских бандитов, и парашютами – для того, чтобы сеть вовремя остановилась и накрыла нарушителей. Сеть – это не только способ задержания, она может использоваться как парализующее противника оружие. Если к сети прикрепить канистру со слезоточивым газом и соответствующим образом настроить «датчик напряженности сети», то, как только сеть блокирует судно, канистра взрывается, и лодка с нарушителями оказывается в газовом облаке. Для того чтобы контрабандисты не смогли разрезать сеть и сбежать, в волокна сети вплетены наэлектризованные провода: при попытке разрезать сеть человек может получить удар током. К сожалению разработчиков, быстроходные катера ловить этой сетью пока не удается. Это устройство может вызвать улыбку, но проблема, которую «ракетная сеть» может решить, стоит в Америке достаточно остро: в среднем за 2 месяца патрулирования береговая охрана США «вылавливает» около 5 тонн кокаина. По приблизительным подсчетам, это не более 10% от всего оборота. Береговая охрана США, конечно же, имеет в своем распоряжении вертолеты. С их помощью удается преследовать

Иллюстрация, демонстрирующая работу сетей.

лодки, скорость которых не превышает 35 узлов (65 км/час), но большая часть лодок контрабандистов идет со скоростью более 40 узлов, что делает их практически неуловимыми. Дик Каванаг надеется, что его изобретение будет востребовано. В настоящее время изобретатель занят поисками инвесторов. Маловероятно, что инвесторы «попадут» в эту сеть, поскольку идея, мягко говоря, не выдерживает критики. Предположим, береговой охране удается набросить сеть на лодку нарушителей, но ведь корабль, идущий со скоростью 70 км/ час, от этого не остановится – он продолжит движение вместе с сетью, какой бы тяжелой она ни была. Допустим, сеть, как гарпун, соединяется с кораблем охраны тросом, но тогда стражам порядка придется двигаться на прицепе у пиратов, которым,

кстати, мало что помешает перерубить «поводок». А что, если стреляющие сетью попросту промахнутся? Судя по всему, погоня на этом и закончится. Да, сеть оснащена канистрой со слезоточивым газом, который и должен парализовать нарушителей, но от этого смысла в затее с самой сетью не прибавляется – безо всякой ракетно-парашютной сети можно стрелять этим газом по лодкам контрабандистов. Кроме того, ничего не сообщается об орудии, из которого выстреливается сеть. Как должна выглядеть пушка, которая стреляет двумя ракетами одновременно и сетью впридачу? Если изобретение Каванага все-таки будет принято на вооружение, сомнительно, что американские контрабандисты будут проливать слезы от газа. Скорее, будут смеяться. 2009 • ноябрь

79


оружие

военные технологии, техника

Инженеры создали новый вид взрывостойкого стекла

Существующие образцы взрывоустойчивого стекла слишком толстые и дорогие, считают Санджив Кханна (Sanjeev Khanna) и его коллеги из университета Миссури. Ученые заявляют, что их новое стекло будет тоньше, легче и при этом прочнее и дешевле.

В отличие от состоявшихся тестов будущие испытания будут проводиться с кусками стекла большего размера, эквивалентными стандартным размерам окна. Увеличат и мощность взрывов.

http://www.youtube.com/watch?v=cAaCu_6t_-U&feature

И

Инженеры объясняют, что полимерный слой, который принято «укладывать» между двумя листами взрывостойкого стекла, они заменили слоем из прозрачного композитного материала: стекловолокна с пластиком. Именно стекловолокно толщиной около 25 микрометров и добавляет прочности: в 80

ноябрь • 2009

результате взрыва такое стекло может растрескаться, но дырок в нем не будет. «Сейчас специальные стекла намного толще, чем обычные, в них больше 2,5 сантиметра, у нашей же разработки этот показатель меньше 1,25 см, – говорит Кханна. – И при этом наше стекло точно так же способно

противостоять небольшому взрыву, например гранаты или самодельной бомбы, ураганному ветру и землетрясению». Эффективность новинки, создание которой финансируется за счет $250-тысячного гранта министерства национальной безопасности США (DHS), доказали первые испытания.


оружие

Проект финансирует исследовательское агентство Петагона DARPA, которое надеется получить готового к любым испытаниям «городского прыгуна» к концу 2010 года.

военные технологии, техника

Новый военный робот перепрыгивает через заборы

Новый «прыгун» относится к категории ударопрочных перевертышей, из числа которых нам известны SpyRobot, Dragon Runner, робот-гантель, колобок Eye Ball.

К

Как сообщается в прессрелизе лаборатории, четырехколесный «Высокоточный городской прыгун» (Precision Urban Hopper) размером с коробку из-под обуви будет перемещаться автономно с помощью

GPS-навигации и преодолевать препятствия благодаря «одной могучей ноге», выстреливающейся из его корпуса. По расчетам инженеров, машинка обладает потенциалом перепрыгнуть за один заход как

минимум 30 препятствий, которые в 40–60 раз превышают собственный рост робота. «Вылет» происходит под углом в 70 градусов. Пока «Хопперу» покоряются барьеры высотой около 7 метров. 2009 • ноябрь

81


оружие

военные технологии, техника

Роботизи­рованная подводная лодка для мелководий

Не так давно DARPA (управление перспективных исследований Министерства обороны США) заключило полумиллионный контракт с Alliant Techsystems на разработку необитаемого подводного речного судна (UURC).

В официальном заявлении не представлены детали проекта, однако некоторая информация присутствует в ранних материалах DAPRA.

U

UURC будет запускаться с самолета, корабля или подводной лодки и плавать, погруженной в воды рек, заливов, бухт и других мелководий, выполняя непрерывное скрытое наблюдение за надводными кораблями и подводными объектами. Автономный аппарат сможет выполнять маневр уклонения, зарываться

82

ноябрь • 2009

и затаиваться в тине и водорослях на дне водоемов. На нем могут быть установлены акустические, магнитные и химические датчики, ЭО/ИК перископы или звуковые локаторы бокового обзора. UURC потребуется подводный двигатель с большой продолжительностью действия, точная регулировка плавучести


и способность определять и обходить препятствия в мутной подвижной воде. Способность очень медленно передвигаться по дну, регенерировать или накапливать энергию, «засыпать» на продолжительные периоды – все это необходимые требования. Фотографии реального аппарата UURC пока не доступны, поэтому в статье вашему вниманию представлена концепция от Trident World Systems: Ричард Адамс из компании Trident утверждает, что Manta Ray был спроектирован для программы UURC DARPA, но не был вовремя готов и представлен на рассмотрение. Он

описал возможности аппарата, благодаря чему мы смогли получить представление о том, к чему стремится DAPRA. При движении аппарат выглядит и действует скорее как рыба, чем как типичный цилиндрический подводный аппарат. Форма устройства позволяет установить внутренние компоненты, обеспечивающие мощность более крупных аппаратов. Плоская конструкция Manta Ray позволяет ему оставаться ближе ко дну, снижая шансы быть замеченным. Двигатель и система управления дают возможность Manta Ray действовать в очень мелких водах, где велика вероятность

присутствия различных препятствий (водорослей, старых рыболовных сетей, веток деревьев и т.д.). Стандартные необитаемые подводные аппараты не способны оставаться в одном местоположении или переходить в режим «спячки» из-за условий, свойственных для мелководий. Способности вращаться, зарываться в морское/речное дно избавляют Manta Ray от этой проблемы. После того, как аппарат опускается на дно, вентиляторы, установленные в воздушном канале, поднимают песок и заиливают аппарат, маскируя его под естественную среду. 2009 • ноябрь

83


наука

природа, космос, общество

Цветные птицы подтвердили животный страх перед красным

Морфа, по словарю, – это фенотипический и/или генотипический вариант в пределах полиморфной популяции. В случае с этими птичками морфа – цвет головы. Он может быть черным, красным или (редко) желтым и оранжевым. Последний вариант в исследовании не рассматривался. 84

ноябрь • 2009

Эти птички живут в Австралии и, увы, находятся под угрозой исчезновения. Самки данного вида могут «выбирать» пол своего потомства. Черноголовая птичка, спариваясь с таким же черноголовым самцом, производит на свет почти равное число «мальчиков» и «девочек». Если же выбора нет и голова партнера красная, число особей мужского пола в выводке достигает 72%. Чтобы выяснить это, ученому пришлось взять черный маркер и


Ж

Животные могут выбирать пол своего потомства – это не новость. Просто задокументированных свидетельств мало, да и процент случайности высок. А тот факт, что самки экзотических птиц вида амадина гульда (Erythrura gouldiae) могут влиять на половую принадлежность своих «детишек», выявила Сара Прайк (Sarah Pryke) из университета Маккуори в Сиднее. По ее мнению, все происходит так. В дикой природе черноголовые самки спариваются с партнерами не своего цвета примерно в 30% случаев, и риск смерти потомства в результате такого союза довольно высок, особенно для «девочек». Поэтому самка, находясь под воздействием стресса от этой «мысли», делает выбор в пользу «мальчиков», чьи шансы выжить выше. Об этом Прайк рассказала в журнале Science. Новое же исследование, о котором мы и хотим вам поведать, тоже касается Erythrura gouldiae и опять-таки связано с цветом голов птичек. Только теперь на красно- и черноголовых Сара предлагает взглянуть в другом ключе и поговорить о красном цвете как устрашающем, запугивающем и подавляющем сигнале для очень многих живых существ, включая людей. Известно, что красный цвет дает человеку преиму-

Другое название этих красавиц Chloebia gouldiae. Любители птиц держат их стайками и отдельными парами в клетках и вольерах.

щество в спортивном состязании. У рыб, пресмыкающихся и птиц красный ассоциируется с агрессией и доминированием. Однако врожденный ли это страх перед определенным цветом или приобретенный – ученые пока сказать затрудняются. Австралийская исследовательница думает, что нашла ответ. Цвет голов амадин гульда после рождения и до достижения совершеннолетия одинаково серый. Но с возрастом он меняется, так как генетически предопределен: амадинам

суждено быть черно-, желто-, красно- или оранжевоголовыми. В связи с этим птенцы даже выбирают приемных родителей своей «цветовой группы». Птицы с красными головками известны как агрессивные, доминирующие и избегающие других. Но когда они еще «бесцветные», у них нет с будущими черноголовыми никаких разногласий. Все меняется с появлением красного: птички с головой данного цвета выигрывают почти все состязания за еду. Прайк запо2009 • ноябрь

85


наука дозрила, что птахи инстинк­ тивно сторонятся красных конкурентов, а не учатся бояться этого цвета в процессе воспитания. Чтобы проверить свою гипотезу, Сара изолировала «бесцветных» птенцов вместе со взрослыми «красными» и «черными» амадинами, наблюдая их сражения за пропитание. А потом Прайк случайным образом отобрала несколько птиц и маркером окрасила их головы. Так появились псевдокрасные, псевдочерные и даже (не существующие в природе) Erythrura gouldiae с синими головами. Пташки, само собой, стали конфликтовать из-за еды. А Прайк в конце эксперимента определила степень стресса у отдельных птиц путем измерения уровня гормона кортикостерона (corticosterone) в крови. Оказалось, что птицы с головами красного окраса (независимо от истинного их цвета) выиграли поединки в 81,5% случаев. Кроме того, у птенцов при виде окрашенных красным оппонентов уровень кортикостерона был на 57,6% выше, чем у птиц, которые сталкивались с сине- или черноголовыми противниками. «Красные птицы выигрывали соревнования довольно интересным способом: их соперники просто выходили из игры. И дело было не 86

ноябрь • 2009

Вверху: самка смотрит на самцов и наверняка отдает предпочтение «своему» – черноголовому. Внизу: оранжевоголовые, как и желтоголовые, амадины – самые редкие, а черноголовые – самые многочисленные в природе. Красные где-то посередине.

в том, что птицы с окрашенными красным головами стали вдруг вести себя более агрессивно», – рассказывает Сара, чья статья о данной ра-

боте опубликована в журнале Study of Animal Behaviour. По словам Прайк, птицы избегают красного не потому, что они извлекли уроки


природа, космос, общество

из опыта бояться его. При таком воспитании и при его отсутствии никаких различий в ответе на агрессию или уровнях стресса замечено не было. «Это свидетельствует о том, птенцы «знают», что птиц с красным цветом следует избегать», – уверена Сара. Ее коллеги указывают, что в литературе есть немало примеров связанных с красным «врожденных сигналов агрессии», но Прайк удалось первой ясно и экспериментально показать, что это действительно так. Сама исследовательница констатирует: свидетельств того,

Заметим, что Прайк – не единственный исследователь, кто вручную раскрашивает птиц. Коллеги Сары из Колорадо разрисовывают фломастерами ласточек.

что красная окраска может быть одним, общим для всего живого сигналом устрашения, становится все больше.

Между тем ранее другие исследователи сообщали, что красный цвет мешает человеку думать и повышает привлекательность женщин. 2009 • ноябрь

87


наука

природа, космос, общество

Пищевая добавка залечила крыс до посинения

Чтобы повредить крысам спинной мозг, им под анестезией сбрасывали на спину груз. Получив лечебную инъекцию синего красителя, через 42 дня грызуны снова обрели способность ходить. Пусть двигались они крайне неуклюже, зато их сородичи, оставшиеся без инъекции, передвигаться не могли вообще. Правда, поправившихся крыс пришлось через шесть недель убить, чтобы провести

Вероятно, получи человек эквивалентную крысиной дозу пищевого красителя, он бы тоже посинел, но об этом пока не может быть и речи.

П

Производная распространенной пищевой добавки, которая придает конфеткам M&Ms и напитку Gatorade голубой оттенок, предотвращает вторичное повреждение спинного мозга в первые часы после травмы. Это открытие по результатам пяти лет исследований сделали профессор Маикен Недергорд

88

ноябрь • 2009

(Maiken Nedergaard) и ее коллеги из университета Рочестера. Вторичное воспаление спинного мозга наносит более долгосрочный ущерб, чем первоначальная травма: на месте раны останавливается кровоток, и в конечном счете отмирают окружающие ткани, пациент становится парализованным. Эффек-


тивного лечения в настоящее время не существует, чаще всего применяются стероиды, помогающие только 15% пациентов, но работа группы Недергорд дает надежду, что способ однажды появится. Профессору было известно, что в лечении может помочь окисленный аденозинтрифосфат (ATP): в ранних опытах крысы с поврежденным спинным мозгом, получившие инъекцию ATP, восстановили значительную часть функций своих конечностей, вплоть до возможности снова понемножку ходить. «Хотя мы добились больших успехов с введением ATP непосредственно в спинной мозг крысам, было ясно, что этот метод не будет полезным применительно к людям, – рассказывает Недергорд. – Во-первых, никто не захочет вставлять иглу в серьезно поврежденный спинной мозг, поэтому мы знали: нужно найти другой способ быстрой доставки агента и не дать ATP убить здоровые нейроны. Вовторых, окисленный аденозинтрифосфат нельзя впрыскивать в кровь из-за опасных побочных эффектов». Нейроны спинного мозга настолько восприимчивы к ATP из-за структуры, известной как «рецептор смерти». Ученые называют его P2X7 – он играет важную роль в гибели иммунных клеток, таких как макрофаги, а в 2004 году Недергорд обнаружила, что P2X7 негативно

Так выглядели крысы через неделю после эксперимента.

воздействует и на двигательные нейроны спинного мозга, становясь «в связке» с ATP причиной их смерти, усугубляя травму, что и ведет к параличу. Исследователи начали поиск компонента, который будет не только препятствовать «парочке» ATP с P2X7, но и вводиться внутривенно. Так ученые пришли к Кумасси (Brilliant blue G – BBG), известному антагонисту P2X7R, являющемуся эквивалентом популярного синего пищевого красителя FD&C blue № 1 – по некоторым данным, каждый день средний американец потребляет 16 миллиграммов этого вещества. Испытания BBG не разочаровали ученых – позитивный эффект был заметен уже через 15 минут: пошли на убыль структурные повреждения, стали прекращаться воспалитель-

ные реакции, словом, началось то, что ученые называют нейропротективным воздействием. После внутривенных инъе­ кций самочувствие крыс улучшилось до такой степени, что они были в состоянии ходить, хотя и хромали. Причем был один-единственный побочный эффект: нос, лапки, уши и глаза грызунов на некоторое время обретали синий оттенок. Цвет приходил в норму примерно через неделю. Конечно же, необходимы дальнейшие лабораторные тесты для проверки безопасности BBG. Тем не менее исследователи с оптимизмом смотрят в будущее и говорят, что при достаточном усердии новые виды лечения острой травмы спинного мозга появятся в течение следующих нескольких лет. 2009 • ноябрь

89


технофетиш

технологические предметы роскоши

Verb for Shoe: электронные ботинки обучаются стилю владельца

«Мы предлагаем сочетание высоких технологий с модным стилем», – утверждают разработчики электронной обуви.

90

ноябрь • 2009

V

Вы помните, с каким шумом производители спортивной обуви (и не только спортивной) преподносили изобретение воздушных камер в подошве для повышения «упругости» бега? Американская компания VectraSense Technologies полагает, что настоящий прорыв «волшебные пузырьки» сделают лишь в союзе с электроникой.

VectraSense – дочернее коммерческое предприятие Массачусетского технологического института (MIT), которое стало финалистом 1999 года на институтском конкурсе по коммерциализации разных технических инноваций со своим продуктом Raven – первой в мире обувью со встроенной электроникой. Raven были сравнительно просты, а вот новинка компа-

нии… К ней фирма применяет скромный такой девиз: «Революции – локомотивы истории» (Никита Хрущев, ©). Может, не зря? Это компьютеризированная обувь «Команда для туфли (обуви)» (Verb for Shoe), способная подстраиваться под стиль ходьбы или бега владельца, запоминать его вкусы и даже заводить за него знакомства на улице.


Команды имеются в виду компьютерные, и это сказано не в переносном смысле. В данной обуви есть две воздушные камеры (в передней части подошвы и под каблуком), наполнение которых и, следовательно, их жесткость может меняться в широких пределах. Специальный сенсор внутри отслеживает двигательную активность владельца. Встроенный специализированный микрокомпьютер ThinkShoe (с ультранизким расходом энергии), работающий под управлением специальной же операционной системы Magellan, способен постепенно обучаться индивидуальному стилю ходьбы хозяина пары Verb for Shoe и раздельно подстраивать упругость переднего и заднего воздушного «пузыря». Можно сказать, что эта обувь действительно становится индивидуальной, и не потому, что разнашивается «по ноге», как любые новые туфли. Сенсор в ботинке способен различать ходьбу и бег, равно как и нечто промежуточное. Во время интенсивного бега (или прыжков) камеры надуваются сильнее, чтобы обеспечить большую энергоемкость и упругость подошвы. А при спокойной ходьбе воздух из камер стравливается, обеспечивая большую мягкость и комфорт. При этом время реакции системы составляет 15 миллисекунд.

Verb for Shoe могут отличаться по дизайну и начинке.

Ну, а если что-то сломается в чипе? Во-первых, о различных проблемах может сигнализировать встроенный вибратор. Во-вторых, ThinkShoe по беспроводной связи может соединяться с настольным (карманным, мобильным) компьютером владельца. Скорость обмена данными составляет 1,5 мегабита в секунду, используемая радиочастота – 2,4 гигагерца. Через компьютер хозяин обуви может подстроить индивидуальные параметры (предпочтительная жесткость), идентифицировать проблемы, а также заложить в память ботинок изображение своей визитки, фотографии, небольшие аудиофайлы или иную информацию о себе.

Зачем? Дело в том, что владельцы Verb могут образовывать виртуальное сообщество. При встрече на улице разные туфли Verb узнают друг друга и тут же обмениваются по радио визитками хозяев – эту информацию можно посмотреть на домашнем компьютере. Последний, кстати, оснащается идущим в комплекте с обувью микрокомпьютером – радиопортом ThinkPod. Объем памяти у каждого ботинка может достигать 128 килобайт (16 килобайт в базовой версии). Не очень много, но для его целей – более чем достаточно. Еще ботинки Verb могут выходить в Интернет и связываться с сервером компании2009 • ноябрь

91


технофетиш производителя. Для точной идентификации неисправностей и обновления собственного программного обеспечения. Постоянным анализом работы системы занимается специальный софт ShoeDoctor, встроенный в обувь. А вообще «ботиночный» софт составляет приличный список. Например, есть программа ThinkFitness, которая записывает до шести часов движения, чтобы позже на экране компьютера вы могли посмотреть – как долго ходили и бегали, когда переходили на шаг и наоборот, с какой скоростью бежали, сколько пробежали и так далее. Все – в виде наглядных графиков. Интересно, что Verb – это не просто некая одинокая модель, это основа, на базе которой заказчики компании могут создать нечто действительно индивидуальное. Во всяком случае, при заказе через Интернет можно выбрать

Упругость камер проверяется и подстраивается несколько раз в секунду.

92

ноябрь • 2009

Компьютер, две воздушные камеры, сенсоры и радиопередатчик – начинка Verb.

не только размер обуви, но и, так сказать, ее пол (стиль туфель – мужской или женский), те или иные особенности дизайна, равно как и опции в электронной части. Работают ботинки от пары плоских «часовых» батареек, которых хватает примерно на два месяца. Вся электронная начинка герметизирована, так что воды ботинки Verb не боятся. Тут же нужно добавить, что электроника в этих ботинках спокойно переносит сильные удары, а вес ботинка, как ни странно, не превышает типичный вес обычной обуви того же размера – 524 грамма каждый. Стоимость пары Verb составляет от $500 до $1 тысячи, в зависимости от установленных опций, объема памяти чипа, к примеру, или списка заказанного софта (не все программы для этих ботинок прилагаются в базе). А гарантия на Verb дается примерно как на авто – шесть месяцев или 480 километров

пробега. Что наступит раньше – решать владельцу. Фирма полагает, что пробег будет «откручиваться» быстро – ведь так здорово носить обувь, которая откликается на ваши желания, да и случайное знакомство «не прочь завести». Вот так получается, что компьютерная революция – локомотив истории обуви.

Производитель обещает индивидуальную сборку обуви, компьютерный контроль на всех стадиях и «нулевые дефекты».


технофетиш

Один миллион двести тысяч евро. За кровать. После этих слов рассказ можно было бы и закончить. А предмет мебели с его заоблачной ценой оставить на растерзание миллиардерам. Или миллионерам, на худой конец. Но уж больно вещица интересная. Первая в своем роде на планете. Так что забудем на вре-

М

Мировая премьера «Плавающей кровати» (Floating Bed) прошла на соответствующем стоимости товара мероприятии – ярмарке миллионеров (Millionaire Fair), проходившей в июне в бельгийском городе Куртре. В том же месяце ее могла лицезреть публика по-

технологические предметы роскоши

Плавающая кровать приглашает в небо 900 килограммов

беднее – на выставке 100% Design в Роттердаме, то бишь, в Голландии, на родине автора кровати – архитектора с очень непростым именем Янъяап Рейзенаарс (Janjaap Ruijssenaars), возглавляющего фирму «Архитектура Вселенной» (Universe Architecture).

Полномасштабная Floating Bed существует, судя по всему, только в виде компьютерного рисунка. Но изготовление на заказ не должно занять много времени. За такие-то деньги.

2009 • ноябрь

93


технофетиш Впрочем, «Плавающая кровать» была представлена не в натуральную величину, а в виде масштабной модели 1:5. Макет этот, между прочим, тоже можно приобрести – за 115 тысяч евро. Однако поспать на модели самому вам вряд ли удастся: хотя она и держит вес в 80 килограммов, поместится на ней разве что собака. Вашему псу, кстати, есть на чем спать? «Обычная мебель находится в контакте с землей через гравитацию. Плавающая кровать преодолевает эту фундаментальную силу и падает в небо», – красиво написано в пресс-релизе. Правда, с оговоркой, что четыре тонких троса все же мешают кровати упасть в небеса окончательно – «гарантируют ее неподвижное положение и формируют

На модели спит собака, и то, кажется, игрушечная. А на настоящей кровати могла бы сидеть самая настоящая женщина.

94

ноябрь • 2009

На выставках макет можно было пощупать и убедиться в том, что мини-кровать действительно плавает в магнитном поле, а не стоит на тросах-опорах.

единственный контакт с землей». Увы, господа миллиардеры, полноразмерная Floating Bed, которую вы купите вместо Bugatti Veyron, тоже будет удерживаться тросами в 40 сантиметрах над полом. И гости, которых вы решите ошарашить «летающей мебелью», обязательно подумают, что кровать на эти тросы опирается. И поди потом, доказывай. А оборвешь тросы, и кровать, выскользнув из магнитного поля, рухнет на пол. Недоумеваете, почему до сих пор не произнесено слово «магниты»? Магниты, точнее – постоянные магниты из сплава неодима, железа и бора (NdFeB), которые вмонтированы в саму «Пла-

вающую кровать» и пол непосредственно под нею. В них все дело. И причина высокой цены, очевидно, в них же. С магнитами Рейзенаарсу, работавшему над данным прое­ ктом в течение 6 лет, помогла бельгийская компания Bakker Magnetics, это ее специализация. В результате кровать может удерживать 900 килограммов веса. Значит, можно спать вдесятером. Но помимо «можно», как всегда, существует и «нельзя». Не стоит класть на ночь в карман пижамы кредитные карточки – могут размагнититься. Не рекомендуется залезать под кровать, если вы носите электронный стимулятор сердца. А в остальном плавайте себе на здоровье. В перспективе голланд-


технологические предметы роскоши

ский архитектор изготовит для вас «летающие» диваны, журнальные столики и обеденные столы. Левитирующую скульптуру за $90 тысяч не желаете, кстати? В заключение добавим, что при создании Floating Bed 33-летний Рейзенаарс вдохновлялся загадочным черным прямоугольником под названием «монолит», который он видел в фильме «Космическая Одиссея 2001» (2001: A Space Odyssey), снятом Стэнли Кубриком (Stanley Kubrick) по книге Артура Кларка (Arthur C. Clarke) в 1968 году. В кинокартине монолит, стоящий, правда, вертикально, намекал на существование

Глядя на модель, можно пофантазировать, как Floating Bed смотрелась бы в вашей квартире. И как вы падаете, споткнувшись о почти невидимый трос.

интеллектуальной внеземной жизни. О чем же говорит Floating Bed? Должно быть, напоминает людям, что мебель не летает. И что кое-кто

из нелетающих людей располагает лишним миллионом двумястами тысяч евро.

Источник вдохновения – изделие внеземного разума – монолит в «Космической Одиссее» Кубрика.

2009 • ноябрь

95


факты

10 самых страшных и странных болезней

Болезни, которые вызывают или невероятное увеличение частей тела, или сжимают весь цикл жизни до десяти лет (потом человек уми-

1

Прогерия, синдром Гетчинсона – Гилфорда: дети выглядят девяностолетними стариками Progeria вызвана одним крошечным дефектом в генетическом коде ребенка. Эта болезнь имеет практически непредотвратимые и пагубные последствия. Большинство детей, рожденных с этой болезнью, умрет к 13 годам. Поскольку в их теле ускорен процесс старения, физические признаки взрослого человека развиваются очень быстро. Они приобретают преждевременную плешивость, утончаются кости, развивается артрит и заболевания сердца. Прогерия встречается чрезвычайно редко, замечена у 48 человек во всем мире. Однако есть одно семейство, в котором пять детей имеет данный диагноз.

3

Синдром Алисы в страны чудес: характеризуется искаженным восприятием времени, места и собственного тела Синдром Алисы в страны чудес (AIWS), или микропсии, является высоко дезориентированным неврологическим состоянием, которое затрагивает человеческое визуальное восприятие. Страдающие от этой болезни люди видят людей, животных, части людей и неодушевленных объектов существенно меньшими, чем они являются в действительности. 96

ноябрь • 2009

рает), могут показаться фикцией. Однако более ста миллионов человек страдают следующими десятью самыми странными болезнями.

2

Синдром синей кожи, или акантокератодермия: синие люди В течение 1960-х большое семейство «синих людей» проживало в холмах Штата Кентукки около Траблсам Крик. Они были известны как Синие Фьюгейты. Многие из них никогда ничем серьезным не болели, и, несмотря на наличие синей кожи, некоторые из них доживали до 80 лет. Эта черта передается от поколения к поколению. Люди с таким диагнозом имеют синюю, или цвета индиго, сливовую или почти фиолетовую кожу.

4

Гипертрихоз, или синдром оборотня, характеризуется чрезмерными оволосением У маленьких детей, страдающих от этой болезни, вырастают длинные темные волосы на лице. Болезнь называется волчьим синдромом, потому что люди напоминают чрезмерными волосами волков, только без острых зубов и когтей. Синдром может охватывать различные части тела и проявляться в различной степени.


5

Слоновья болезнь: чрезвычайно увеличенные части тела Исследователи обнаружили, что личинки паразитических червей семейства filarioidea, вызывающих слоновью болезнь у людей, живут в организме оленей. Теперь ученые могут изучить, как предотвратить распространение этого паразита. Если попытки остановить размножение этого червя в организме северного оленя увенчаются успехом, ученые получат информацию, которую можно использовать для предотвращения слоновьей болезни у людей. Часто встречающаяся в тропиках слоновья болезнь, официальное название которой – лимфатическая филария, распространяется москитами. От этой болезни страдает 120 миллионов людей во всем мире, и 40 миллионов из них в тяжелом состоянии. Инфицированный женский москит кусает человека, и личинки попадают в кровь. Они распространяются по телу и могут жить много лет. В конечном счете паразиты накапливаются в тканях. Личинка червя поражает лимфатические узлы, которые увеличиваются в несколько раз относительно их нормального размера. Результатом этой болезни являются лихорадка и сильные боли. Общие симптомы этой болезни – гипертрофированные ноги, руки, грудь или гениталии.

7

Болезнь Вампира вызывает боль от солнца Некоторые люди в этом мире вынуждены принимать чрезвычайные меры, чтобы избежать солнца. Оказавшись под воздействием солнечных лучей, их кожа покрывается пузырями. Многие из них чувствуют боль, кожа начинает «гореть». Это напоминает одну из характеристик вампира, поэтому болезнь получила такое название.

9

Расстройство Jumping Frenchman: обостренная рефлексия Основной признак болезни – то, что пациенты сильно пугаются, неожиданно увидев что-то или услышав шум. Гораздо больше, чем обычные люди, больной с таким диагнозом тревожится, когда кто-то крадется позади него, начинает кричать, размахивать руками и повторять одни и те же слова необходимо много времени для того, чтобы успокоиться. Болезнь была впервые зафиксирована в штате Мэн у французов канадского происхождения, но люди со странными реакциями были обнаружены также и в других частях мира.

6

Аллотриофагия: характеризуется употреблением несъедобных веществ Люди, страдающие от этой болезни, имеют устойчивое убеждение в необходимости употреблять в пищу различные типы непродовольственных веществ, включая бумагу, грязь, клей и глину. Эксперты здоровья не нашли ни реальной причины, ни способов лечения этой болезни. Хотя информация, что это может быть связано с дефицитом минералов, появилась достаточно давно.

8

Линии Блашко: характеризуется странными полосами по всему телу Линии Блашко очень редки, и анатомия не может объяснить это явление, обнаруженное в 1901 году Альфредом Блашко, немецким дерматологом. Линии Блашко – невидимый рисунок, заложенный в ДНК человека. Много приобретенных и унаследованных болезней кожи или слизистых оболочек появляются в соответствии с заложенной в ДНК информацией. Симптом данной болезни – появление видимых полос на человеческом теле.

10

Синдром живого трупа: характерен для людей, которые верят, что они умерли Синдром вызывается устойчивым стремлением к суициду и непрекращающейся депрессией. Люди с таким диагнозом жалуются на то, что потеряли все, включая имущество и часть или тело целиком. Они полагают, что умерли и существует только их труп. Заблуждение прогрессирует до такой степени, что пациент может заявлять, будто чувствует, как разлагается его тело. Якобы он ощущает запах собственной гниющей плоти и чувствует, как черви поедают его изнутри. 2009 • ноябрь

97


письма читателей

Продолжение. Начало в журнале №8, 9.

КНИГА БЕЗУМНЫХ ИДЕЙ Уж если какая-нибудь идея вам вдруг покажется не очень безумной, значит, вы уже можете зарабатывать деньги. Алексей Виноградов

Я предлагаю выпуск походных бутербродМоя безумная идея – парафиновый распыли19 ниц из пластика. Это такие специальные 23тель для куриных яиц. Ну, чтобы этот провыдвижные пенальчики. Ведешь постепенно ры- дукт под нанесенной пленкой сохранялся свежим чажком вниз, и бутерброд медленно выползает из пенала – и вы его кусаете, не трогая немытыми руками. Эти приспособления можно делать на 2–3 бутерброда сразу. Еще я изобрел раздвижной термос для негорячих напитков (он тепло и холод плохо держит, так как выполнен без термоизоляции). Вверху термоса находится вворачивающийся в него стаканчик. Чем больше его вворачиваешь вниз, тем быстрее он наполняется имеющейся в резервуаре жидкостью. Между стаканом и резервуаром термоса есть маленькая дырочка с резиновой прокладкой, которая только под давлением стаканчика может пропускать жидкость. Очень удобно пить в полевых условиях или на рабочем месте, чтобы другие сотрудники не зарились и не просили плеснуть и им... Я придумал защитные автомобильные шле20 мы для детей. Они должны быть выполнены из обычного поролона, быть очень большими,

привлекательно красочными и похожими на маски любимых детских персонажей. В такой маске ваш ребенок дополнительно защищен от дорожных травм. У меня оба сынишки давно так ездят, это и на гаишников очень положительно действует – добреют они ко мне, при виде двух прыгающих на заднем сиденье головастых драконов...

в несколько раз дольше, чем обычные яйца. Да и такие обработанные яйца меньше бьются, симпатичней выглядят, а главное, на них можно дополнительно наносить рекламу птицефабрики или вообще рекламу сторонних лиц. Я знаю, на какой основе растворить парафин для распылителя, но за это я уже хочу вначале получить деньги... Моя безумная идея – семейные презервати24 вы. Они почти ничем не отличаются от настоящих резиновых изделий, но тут же рвутся при

использовании по назначению, тем самым жене легче будет уговорить мужа, который не спешит завести ребенка... У меня такая безумная идея. Давно надо бы 25 выпускать молотки с креплением для забиваемого гвоздя, но реально это невозможно, а вот

держалки под гвоздь можно изготовить даже на маленьком производстве. Эта держалка должна быть похожа на щипцы, на конце которых небольшой хватательный замок с пружинкой-амортизатором. Вы берете такой держалкой гвоздь, бьете по нему молотком и забиваете его почти весь – лишь 2–3 миллиметра не пускает держалка, которую для второго удара вы убираете, и вторым ударом победно забиваете весь гвоздь. Это ничего, что я так подробно, но без картинки иначе было не объяснить...

Вот моя безумная идея для хлебопекарей. Ну Моя безумная идея – это новые пивные бан21 когда же они начнут печь в своих пекарнях ки и бутылки под пиво. Я бы, кроме уже имедавно изобретенный, но никем пока не пробован- 26 ющихся стандартных размеров, стал выпускать и ный продукт! Это обычный колобок. Вместо нарезного батона любая хозяйка быстрей купит в магазине сказочный колобок. Это ничего, что его труднее резать, зато ломать здорово прямо на кухонном столе...

маленькие баночки и бутылочки для девушек – один глоток. Это нововведение стало бы пользоваться спросом, поверьте, даже мужчины стали бы брать маленькие баночки, чтобы попробовать пиво, а уже потом взять большую емкость...

Я предлагаю не безумную идею, а реальное Я предлагаю безумную идею для часовых за22 изобретение – компьютерную клавиатуру 27водов. Это выпуск будильников, в виде петухов под женский маникюр, который вечно соскальзы- разного размера и расцветок. Этот национальный симвает с клавиши. Для этого вверху каждой клавиши нужно нанести барьер в виде длинной бороздки, чтобы фиксировать ноготь на нажимаемой букве... 98

ноябрь • 2009

вол будет хорошо раскупаться. Да и намного приятней просыпаться под крик, пусть механического, петухабудильника, чем под металлический скрежет современных часов...


Журнал предлагает вам поучаствовать в конкурсе

«Как изменится мир вокруг нас через 5 лет благодаря открытиям науки» Цель конкурса – кратко сформулировать открытие, которое, по вашему мнению, изменит мир через 5 лет

Начиная со следующего номера мы будем публиковать самые интересные ваши предположения. В конце года автор самой лучшей гипотезы будет награжден ценным призом.

НОУТБУК

Свои гипотезы высылайте на электронный адрес: Valera@tnc.com.ua

2009 • ноябрь

99


открытие!

Читайте в следующем номере:

Батарейка, питающая целый дом

Отныне собакам и их владельцам будет проще найти общий язык. Стоит только надеть специальный ошейник на своего питомца, и голос BowLingual заговорит от имени собаки...

TakaraTomy Dog translator –

собачий переводчик

Американские исследователи создали батарейку, способную вырабатывать до 20 киловатт-часов...

Ученые «повернули вспять процесс старения» Ученые открыли способ обратить вспять процесс старения – он позволяет увядшим мышцам восстанавливаться, изменив ход «биологических часов»...

Audi Shark – концепт летающего транспортного средства Acabion GTBO IV

... разгон до 500 км/ч за 30 секунд

... данный концепт удивляет своей оригинальностью. Дело в том, что Audi Shark, летающий автомобиль, имеет логотип известной автокомпании...

А также Подписной

Ин декс

Люди Идеи Технологии

100 страниц

ря Покупайте c 15 нояб на лотках прессы и вы узнаете, как это работает…

3Стои7мост8ь подп6иски4– 9.90 грн в месяц

По вопросам оптовых поставок журнала обращайтесь на e-mail: Valera@tnc.com.ua

11-2009  

112009 fff