Page 1

Cijena 10 KNI; 1,32 EURI; 1,76 USD;I 2,52 BAM;I 150,57 RSD;I 80,84 MKD

I Kodiranje - BBC micro:bitI I SF priča I I Mala škola fotografije I

ISBN 0400-0315

Rubrike

Izbor I Saturn V - raketa za let na mjesec I I Učenik, profesor, učitelj i pedagog, animator, fotoamater, novinar i I Svemirska arheologija, laseri i špijunski sateliti I I Binarni sat (1) I IŠ  esteronošci: privlačni i nekorisni I

Broj 627 I Rujan / September 2019. I Godina LXIII.

ČASOPIS ZA MODELARSTVO I SAMOGRADNJU

www.hztk.hr


U OVOM BROJU Saturn V - raketa za let na mjesec . . . . . . . . 3 Učenik, profesor, učitelj i pedagog, animator, fotoamater, novinar…. . . . . . . . . . 4 BBC micro:bit [1]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Robotski modeli za učenje kroz igru u STEM-nastavi -- Fischertechnik (23). . . . 10 Što su gama-zrake?. . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Svemirska arheologija, laseri i špijunski sateliti. . . . . . . . . . . . . . . . 16 Mala škola fotografije. . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Pogled unatrag. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Analiza fotografija. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Zaron. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Binarni sat (1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Protupožarne letjelice. . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Kvantna računala postaju zastrašujuće brza. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Radiokomunikacije. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Šesteronošci: privlačni i nekorisni. . . . . . . . 34 Nacrt u prilogu: Model željeznice Robotski modeli za učenje kroz igru u STEM-nastavi -- Fischertechnik (23)

Svim čitateljima, učenicima i profesorima želimo sretnu i uspješnu školsku godinu!

Nakladnik: Hrvatska zajednica tehničke

telefon (01) 48 48 762 i faks (01) 48 46 979;

kulture, Dalmatinska 12, P. p. 149, 10002

www.hztk.hr; e-pošta: abc-tehnike@hztk.hr

Zagreb, Hrvat­ska/Croatia

“ABC tehnike” na adresi www.hztk.hr

Glavni urednik: Zoran Kušan

Izlazi jedanput na mjesec u školskoj godini

Uredništvo: dr. sc. Zvonimir Jako­bović,

(10 brojeva godišnje)

Miljen­ko Ožura, Emir Mahmutović,

Rukopisi, crteži i fotografije se ne vraćaju

Denis Vincek, Paolo Zenzerović, Ivan Lučić,

Žiro-račun: Hrvat­ska zajednica tehničke kul­

Zoran Kušan DTP / Layout and design: Zoran Kušan Lektura i korektura: Morana Kovač

ture HR68 2360 0001 1015 5947 0 Devizni račun: Hrvatska zajednica tehničke kulture, Zagreb, Dalmatinska 12, Zagre­bačka

Broj 1 (627), rujan 2019.

banka d.d. IBAN: 6823600001101559470

Školska godina 2019./2020.

BIC: ZABAHR2X

Naslovna stranica: R  aketa Saturn V

Cijena za inozemstvo: 2,25 eura, poštarina

Uredništvo i administracija: Dalmatinska 12,

uključena u cijeni

P.p. 149, 10002 Za­greb, Hrvatska

Tisak: Alfacommerce d.o.o., Zagreb

Ministarstvo znanosti i obrazovanja preporučilo je uporabu “ABC tehnike” u osnovnim i srednjim školama


Saturn V - raketa za let na mjesec Ove godine obilježava se 50 godina otkad su ljudi prvi put hodali površinom Mjeseca. U rano jutro 21. srpnja po srednjoeuropskom vremenu lender Eagle odvojio se od modula Apollo i spustio na Mjesečevo tlo. Prvi astronaut koji je izišao na površinu Mjeseca bio je Neil Armstrong, a odmah iza njega je izašao i Buzz Aldrin. Danas se već zna dosta o tom povijesnom letu, a ovaj članak prilika je da se bolje upoznamo s raketom koja je omogućila takav pothvat. Do danas je to najveća i jedna od najsnažnijih raketa ikad napravljenih. Radi se o Saturnu V. Saturn V je raketa dizajnirana i izrađena u Sjedinjenim Američkim Državama 60-ih godina XX. stoljeća. Glavni konstruktor bio je Werner von Braun, njemački strojarski inženjer koji je radio za Amerikance nakon Drugog svjetskog rata. To je razdoblje ujedno bilo i vrlo intenzivno po pitanju razvoja raketne tehnike u svijetu. Godine 1957. prvi je sovjetski umjetni satelit lansiran u orbitu oko Zemlje, a 1961. je prvi čovjek boravio u bestežinskom stanju. Takve domete omogućile su vrlo snažne sovjetske rakete. Da bi raketa uopće mogla biti lansirana u svemir, njezini motori moraju razviti dovoljnu snagu kako bi nadvladali Zemljinu gravitaciju. Motori rakete Saturn V morali su omogućiti brzinu od 11,2 kilometara u sekundi. To je naime tzv. druga kozmička brzina ili brzina oslobađanja koju raketni motori moraju razviti kako bi se modul mogao osloboditi gravitacijskog privlačenja Zemlje. Ujedno je Saturn V bila i prva raketa koja je mogla postići tako veliku brzinu. Dotadašnje rakete nisu imale dovoljno snažne motore za postizanje takvih brzina. Sve rakete prije Saturna V koristile su se kako bi lansirale satelite ili module u orbitu oko Zemlje. One su mogle postići tzv. prvu kozmičku brzinu ili brzinu kruženja koja iznosi 7,9 kilometara u sekundi. Takva brzina dovoljna je za kruženje oko Zemlje u eliptičnoj orbiti, ali nije dovoljna da bi se modul mogao osloboditi Zemljine gravitacije. Sama raketa Saturn V bila je visoka 110 metara što je čini najvećom raketom ikad napravljenom. Prvi je put upotrijebljena za let prema

ASTRONAUTIKA

Model rakete Saturn V izložen u Tehničkom muzeju “Nikola Tesla” u Zagrebu

Mjesecu u svrhu misije Apollo 8 u prosincu 1968. Modul je s trojicom astronauta nakon tri dana stigao do Mjeseca, ušao u orbitu i desetak puta okružio Mjesec nakon čega se vratio na Zemlju. Raketa je bila korištena i za sve ostale misije programa Apollo. Šest takvih misija spustilo se na Mjesečevu površinu, a posljednja je bila 1972. Svoje posljednje lansiranje raketa je imala 1973.

3


kad je u Zemljinu orbitu lansirala i prvu američku svemirsku postaju Skylab. Tehničke značajke rakete gledane iz današnje perspektive još su uvijek zapanjujuće. Masa rakete s gorivom iznosila je 2 950 tona, a za let do Mjeseca mogla je ponijeti 48 tona tereta. Sastojala se od tri stupnja. Prvi stupanj je razvijao silu od 6 770 kilonjutna za potisak. To se postizalo iznimno jakim motorom F-1 koji je za gorivo koristio kerozin, a za oksidator tekući kisik. Drugi i treći stupanj rakete koristili su motore J-2 koji su razvijali snagu od 486 kilonjutna. Za gorivo su koristili zapaljivi tekući vodik, a za oksidator tekući kisik. Kako je raketa

ubrzavala tako su se stupnjevi trošili i otpadali u ocean. Pomoću drugog stupnja, raketa je za 9 minuta postigla već spomenutu prvu kozmičku brzinu, napravila jednu orbitu oko Zemlje i paljenjem motora trećeg stupnja postigla drugu kozmičku brzinu pomoću koje je modul Apollo odaslan prema Mjesecu. Raketa Saturn V za vrijeme u kojem je napravljena bila je zaista velik uspjeh. Sve misije Apolla lansirane su iz Cape Canaverala na Floridi, a maketa rakete može se vidjeti u Tehničkom muzeju “Nikola Tesla” u Zagrebu. Zvonimir Drvar

Učenik, profesor, učitelj i pedagog, animator, fotoamater, novinar…

OBLJETNICE

Ovo je tek kratka priča o čovjeku koji je tehničkoj kulturi posvetio čitav svoj život. Zasigurno nije klasična sportska priča, iako se u pojedinim ograncima (nazovimo ih tako) tehničke kulture članovi klubova sportski nadmeću. Ovogodišnji dobitnik Plakete Grada Karlovca za 2019. godinu je i prof. Miljenko Ožura, dugogodišnji član i dopredsjednik te član Izvršnog odbora Zajednice tehničke kulture Karlovca i Karlovačke županije, čovjek koji je više od 50 godina svoga života posvetio tehničkoj kulturi. Predlagač je bilo Društvo pedagoga tehničke kulture Karlovačke županije, a prijedlog su podržali još i Zoran Kušan, glavni urednik časopisa ABC tehnike te Zajednica tehničke kulture Karlovca i Karlovačke županije.  “Svojim dugogodišnjim radom kao pedagog, animator tehničke kulture i voditelj raznih aktivnosti Hrvatske zajednice tehničke kulture i klubova mladih tehničara, dugogodišnji voditelj Stručnog aktiva učitelja tehničke kulture Karlovca i Županije umnogome je pomogao da se vrijednosti tehnike i tehničke kulture provode u svakodnevnom životu, u školi i slobodnom vremenu naših učenika i mladeži u našem Gradu…”, piše između ostaloga u obrazloženju prijedloga.

Oduvijek zaluđen tehnikom

Kao Dubovčak susjeda Miljenka Ožuru s Borlina poznajem cijeli svoj život i znam da je

4

oduvijek bio zaluđen tehnikom. Ne treba sumnjati da sve svoje znanje, vrijeme i trud nije uložio u svoj životni poziv. Nisam zbog toga subjektivan, dapače, potpuno sam siguran da ovogodišnje javno priznanje Grada Karlovca koje mu je dodijeljeno povodom 440. rođendana Karlovca dolazi u prave ruke. Priznanje je to i za karlovačku Zajednicu. Mnogi koji su radili s prof. Ožurom mogli su se uvjeriti da je kao učitelj i pedagog, a kasnije i učitelj savjetnik, svojim radom na osnovnim školama Banija i Dubovac pokrenuo niz radova za boljitak i nenametljivo prihvaćanje rada i


tehničkih aktivnosti djece kroz klub mladih tehničara, natjecanja, smotre te izložbe inovacija u Hrvatskoj i šire. Kao dugogodišnji novinar suradnik časopisa ABC tehnike svojim je prilozima naglašavao stalan rad s djecom i pri odabiru budućih tehničkih zanimanja. Tako da su uz natjecanja i uz prikladne tekstove i radove djeca Karlovca bila često isticana kao primjer dobrog rada i suradnje škola, Hrvatske zajednice tehničke kulture i njenih udruga. Posebno je za istaći uspješne nastupe njegovih učenika na smotrama inovacija u Karlovcu, Zagrebu, Biogradu na Moru i drugim hrvatskim gradovima. Klub mladih tehničara OŠ Dubovac jedan je od prvih klubova na području Karlovca koji je osnovan na samom početku organiziranja predmeta tehničke kulture još 1963. godine. – Moj prvi učitelj i voditelj bio je g. Rudolf Brozović. Sjećam se da su organizirane bile elektrostrojarska sekcija, modelari i maketari, fotoamateri te prometne aktivnosti. Uz vodstvo ondašnjeg učitelja fizike g. Josipa Vukovića povremeno su radili i radioamateri. Postavljane su zapažene i za danas uzorne školske izložbe radova. Naši mladi tehničari nastupali su na ondašnjim gradskim, kotarskim i saveznim manifestacijama – prisjeća se Miljenko Ožura svojih đačkih dana u staroj OŠ “Janko Mendiković” podno Starog grada Dubovca i župne crkve Majke Božje Snježne.

Nekadašnji đak pa profesor na istoj školi Međutim, izrazit rad i aktivnost kluba zapažena je preseljenjem 1979. godine u današnju školsku zgradu u Primorskoj ulici. Od siječnja 2004. godine u OŠ Dubovac na mjestu učitelja i voditelja Kluba mladih tehničara zapošljava se profesor tehničke kulture Miljenko Ožura, nekadašnji đak i mladi tehničar dubovačke škole. Ubrzo se okupljaju suradnici za pojedine aktivnosti… Nastupa se na natjecanjima, smotrama i izložbama. Klub djeluje uz povremenu materijalnu potporu Hrvatske zajednice tehničke kulture Karlovac i Grada Karlovca. Zahvaljujući prof. Ožuri na Dubovcu je bilo sjedište Stručnog vijeća učitelja tehničke kulture Karlovačke županije. Škola je bila uključena i u IPA (Instrument for Preaccession Assistence) pomoć u tranziciji i jačanju institucija. Program Europske zajednice za popularizaciju i širenje tehničkih saznanja.

– Rad kluba nastavlja se uglavnom iz područja prometa, fotografije i povremeno elektronike… Sve to uz vrle i marljive učitelje te zahvaljujući novoj školskoj zgradi i radionici opremljenoj po svim standardima. Škola je bila domaćin dijelu natjecanja i Republičkoj smotri 1979. godine – kaže Ožura i dodaje: – Učitelji su imali dugogodišnju stalnu podršku nekadašnjeg ravnatelja Ilije Kordića te sadašSvečana sjednica Gradskog vijeća Grada Karlovca Danas je u sklopu obilježavanja Dana Grada Karlovca održan svečani dio proslave. Jutros je izaslanstvo Grada Karlovca položilo vijence kod spomen obilježja hrvatskim braniteljima kod zgrade suda. Potom je uslijedila sveta misa u crkvi Presvetog Trojstva koju je predvodio pomoćni biskup zagrebački mons. Ivan Šaško. Svečana sjednica Gradskog vijeća Grada Karlovca održana je u Gradskom kazalištu Zorin dom. Tom su prilikom uručena javna priznanja Grada Karlovca zaslužnim pojedincima, udrugama i ustanovama. Nakon uvodnog obraćanja predsjednika Gradskog vijeća Matije Furača, prikazan je kratki film o raznim aktivnostima koje Grad provodi i u koje je uključen. Gradonačelnik Mandić ovom je prilikom zahvalio svojim suradnicima na trudu koji ulažu u razvoj grada te čestitao dobitnicima javnih priznanja. Nagrade su dobili Dubravko Halovanić i posthumno Daniel Butala, a plakete Drago Lipošćak, Miljenko Ožura, Ivan Sačerić, Jelica Pavličić Štefančić, Zrinka Cvitešić, mons. Ferdinand Vražić, Karlovačke mažoretkinje i Poliklinika za rehabilitaciju slušanja i govora SUVAG Karlovac. Svečanoj sjednici nazočili su i prigodno se obratili ministrica Nada Murganić, kao izaslanica predsjednika Vlade Republike Hrvatske, župan Damir Jelić, kao izaslanik predsjednika Hrvatskog sabora te glasnogovornica Ivana Crnić, kao izaslanica predsjednice Republike Hrvatske. KARLOVAC 12. srpnja, 2019. Kazalište Zorin dom, Karlovac Robertina Čuhnil

5


KODIRANJE

BBC micro:bit [1] Poštovani čitatelji, s ovim brojem ABC tehnike započinje serija članaka o BBC micro:bitu i o njegovoj mogućoj upotrebi u školi. Miljenko Ožura, kao laureat na dodjeli Državne nagrade “Faust Vrančić”

nje ravnateljice Irmeline Sablić. Praćen je razvoj tehnike te se stalno pomalo obnavljao i nabavljao suvremeniji alat i uređaji. Radionica je i danas skromno opremljena, ali ipak služi za primjer drugim ravnateljima. Povremeno se izvode i ogledna predavanja te vođenje pripravnika. Izvodi se i pokusna nastava tehničke kulture – ističe Ožura. Učitelji i učenici škole s Dubovca bili su nositelji razvoja informatičkih sadržaja i početaka uvođenja programa u redovitu nastavu. Svojim su radovima bili suradnici u časopisu ABC tehnike. Za uspješan rad dodijeljena im je Povelja Hrvatske zajednice tehničke kulture (2008.), Priznanje Hrvatske zajednice tehničke kulture Karlovačke županije i Državna nagrada “Faust Vrančić” (2010.) kao jedinoj osnovnoj školi u Hrvatskoj. Ožurin doprinos u tome je nemjerljiv.

Priznanje je to i za zajednicu

Zajednica tehničke kulture grada, krovna je organizacija u Karlovcu, prošle godine je obilježila 70 godina svog rada. Evocirana je važnost i kvaliteta članova i udruga. Veliki jubilej je dostojno obilježen. U 2018. godini članstvo je povećano, tako da sada ima 18 udruga članica s više od 5800 članova među kojima su vrlo aktivni natjecatelji iz Aerokluba (AK Karlovac), Aeromodelarskog kluba (AMK Karlovac), Kluba za podvodne aktivnosti (KPA Karlovac), Roniteljskog kluba Zrinski (RK Zrinski), Speleološkog društva (SD Karlovac), Sportskog moto kluba (SMK Karlovac) i drugi. Nagradu Grada Karlovca dobio je Albert Gajšak, mladi inovator i dugogodišnji član Zajednice koji je, kao elektroničar ili kao robotičar, postigao zapažene rezultate, te je sada mladi poduzetnik s vlastitim proizvodima. Marijan Bakić

6

Što je BBC micro:bit?

To je sićušni mikrokontroler koji možete koristiti u širokom rasponu obrazovnih projekata, kao na primjer u izradi robota, u stvaranju glazbala, u matematičkim igrama, za ukrašavanje odjevnih predmeta, u mjernim instrumentima i za još mnogo toga. Njegova svestranost i jednostavnost korištenja u sjedinjenju s dozom mašte omogućit će vam eksperimentiranje, ali i izradu predmeta koji imaju visoko međudjelovanje sa stvarnim svijetom.

Zašto koristiti BBC micro:bit u školi?

BBC micro:bit posebno je dizajniran za učenje kodiranja. Namijenjen je djeci osnovnoškolskog uzrasta. BBC micro:bit izveden je tako da djeca nisu samo pasivni korisnici, već ih uključuje u logičko razmišljanje, kodiranje i izradu dodataka. Ima relativno nisku cijenu, a dovoljan broj ugrađenih osjetila za obavljanje mnogih zanimljivih aktivnosti. Upravljanje osjetilima odvija se preko jednostavnih programskih uputa. Potrebna predznanja svedena su na minimum, a kodiranje je omogućeno u raznim aplikacijama i sve su redom vrlo jednostavne.

Glavne značajke

Slijedi opis glavnih tehničkih značajki BBC micro:bitove pločice, a specifičnosti elektronič-

Slika 1.1. Osnovni dijelovi BBC micro:bita


kih dijelova bit će objašnjene u trenutku kada u pojedinoj lekciji budu zatrebale. - Na pločici se nalaze dvije tipke. Kako je vidljivo na Slici 1.1. nazivaju se A i B. Moguće ih je koristiti na nekoliko načina jer mikrokontroler prepoznaje: kratkotrajan pritisak, dugotrajan pritisak i istovremen pritisak tipki. Tipke djeluju prema takozvanoj obrnutoj logici, što znači da se kod otpuštene tipke čita logičko stanje 1, a kod pritisnute se tipke čita logičko stanje 0. - Na slici je vidljiv mikro USB (Universal Serial Bus) priključak preko kojega se BBC micro:bit napaja i preko kojega se u njegovu memoriju otprema program napisan na računalu. - Na istoj slici vidljiv je i JST (Japan Solderless Terminal) priključak PH-serije za spajanje vanjske baterije. - Predviđena je i tipka za resetiranje. Ta tipka ne briše program, već se pokreće njegovo izvođenje. - Na prednjoj strani pločice nalazi se 25 crvenih svjetlećih dioda (LED – Light Emitting Diode) koje je moguće ugoditi tako da svijetle različitim intenzitetom. Te LED-ice služe za prikazivanje brojeva, slova ili crteža, a moguća je i animacija. Dio tih LED-ica iskorišten je i kao osjetilo svjetlosti. Najveća im je osjetljivost kod 700 nm (nanometara). - Ugrađeni kompas u stanju je prepoznati orijentaciju BBC micro:bita u odnosu na sjeverni pol Zemlje. S obzirom da je to magnetometar moguće ga je koristiti i za mjerenje magnetske indukcije, ali i za detekciju kovina. - Ugrađeni mjerač akceleracije u kombinaciji s magnetometrom mjeri ubrzanje u tri prostorne osi. S njime je moguće detektirati različite vrste gibanja: pokretanje, potresanje, naginjanje i slobodan pad. - Ugrađeni radijski primopredajnik omogućava bežično povezivanje BBC micro:bita s drugim BBC micro:bitima, s računalima, s mobitelima, s dlanovnicima i sa svim uređajima koji koriste Bluetooth protokol, ali i druge kao na primjer Nordic Gazell protokol. - BBC micro:bitom moguće je izmjeriti temperaturu u rasponu od -25 °C do +75 °C (Celzijevih stupnjeva). Pritom treba imati na umu toleranciju od +/- 4 °C. To je tako jer je temperaturno osjetilo ugrađeno u procesoru i mjeri njegovu površinsku temperaturu koja ovisi ne samo o temperaturi

okoline, već i o temperaturi samoga čipa. Iako je moguće termometar softverski baždariti, zbog raspona greške ne spada u precizne mjerne instrumente za mjerenje vanjske temperature, ali dovoljno je dobro za didaktičke eksperimente. - Rubni priključak (edge connector) ima 25 muških izvoda koji nalikuju češlju, a koristi se za spajanje s vanjskim svijetom. Dobro je znati da je to ustvari PCI-konektor (Peripheral Component Interconnect) koji se inače koristi na matičnoj ploči računala za priključivanje raznih hardverskih dodataka. Na slici 1.2. uočljivo je pet širih izvoda. Ti su izvodi predviđeni za lakše spajanje s krokodil-štipaljkama. Radi izbjegavanja mogućih spojeva ukratko, širim izvodima “GND” i “3V” dodani su, s njihove lijeve i desne strane, uski izvodi koji su također u spoju s “GND”, odnosno s “3V”. Izvedene rupe promjera 4 mm mogu poslužiti za spajanje raznih vanjskih dodataka i to upotrebom običnih vijaka. Različitim se izvodima rubnoga priključka softverski mogu dodijeliti različite funkcije, kao na primjer analogni ulazi/izlazi, digitalni ulazi/ izlazi, PWM (Pulse Width Modulation), UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter), I2C (Inter Integrated Circuit), SPI (Serial Peripheral Interface). Nemojte se strašiti, sve će biti pravovremeno objašnjeno. - Pločicu je moguće napajati na tri načina: s 5 V (volti) preko mikro USB-a, s baterijama 2 x 1,5 V preko JST-a (ne spajati LiPo-baterije jer taj ulaz podnosi najviše 3,9 V!) te preko rubnog

Slika 1.2. Izvodi rubnog priključka

7


priključka tako da se spoji ispravljač od 3,3 V na izvode “3V” i “GND”. Treba napomenuti da kod ovog posljednjeg načina spajanja BBC micro:bit nema unutrašnju zaštitu od zamjene polariteta i ne podnosi napon koji je viši od 3,6 V pa stoga valja taj način napajanja izbjegavati jer se mogu dogoditi nepopravljivi kvarovi. Ipak, taj način spajanja možete bezbrižno koristiti za napajanje vanjskih hardverskih dodataka, jedino trebate imati na umu da je najjača dopuštena struja iz BBC micro:bita ograničena na 90 mA (miliampera). Zanima li vas još više podataka pogledajte stranicu https://tech.microbit.org/.

USB-komunikacija

BBC micro:bit može komunicirati s drugim uređajima preko USB-a. Kod spajanja s osobnim

Slika 1.3. Operativni sustav prepoznaje pločicu BBC micro:bita kao USB-stik

računalom operativni sustav ga prepoznaje kao USB-stik. Pogledajte sliku 1.3. Radi jednostavnosti, za otpremanje programa (flash, upload) koristite se metodom “zakači i potegni”. Prilikom otpremanja primijetit ćete kako na zadnjoj strani pločice žmirka žuta LED-ica. Po završetku otpremanja, LED-ica prestaje žmirkati te program kreće s izvođenjem. Dobro je znati da USB-komunikacija može poslužiti i za prijem i predaju podataka s drugih BBC micro:bitova, s osobnih računala i s mikrokontrolera neke druge vrste.

Kodiranje

BBC micro:bit moguće je kodirati u raznim programskim jezicima. Najčešće se u tu svrhu koriste programski jezici: C, C++, MakeCode Editor, JavaScript i MicroPython. U nastavku će biti objašnjen MakeCode Editor. Možete ga pokrenuti na stranici https://makecode.microbit.org/#editor. Na slici 1.4. vidljivo je njegovo sučelje. Čitatelji koji već poznaju Scratch primijetit će veliku sličnost jer je i MakeCode

8

Editor potpuno vizualan programski jezik, s tom razlikom da on omogućava brz prelazak iz grafičkog načina programiranja u programski jezik JavaScript i obrnuto. Kodiranje se izvodi tako da se iz popisa blokova u prostor za programiranje potegne blok. Više blokova međusobno se uglavljuje. Uglavljivanje je moguće samo između blokova koji su međusobno kompatibilni. Naravno to je pomoć kod kodiranja, ali nije garancija da će napisani program ispravno raditi, stoga će biti potrebna detaljna analiza programa. Unutar sučelja nalazi se simulator BBC micro:bita koji pokrećete preko programske tipke “Play”. On vam omogućava da, prije otpremanja, programe isprobate. Radi pristupanja postojećim projektima ili radi započinjanja novog projekta koristi se programska tipka “Home”. Broj ponuđenih blokovskih naredbi vrlo je velik, u lekcijama koje slijede naučit ćete ih koristiti. Za početak krenite s pretraživanjem popisa blokova. Kliknite po svakoj ponuđenoj kategoriji. Poželite li dodatna objašnjenja dovoljno je da gore desno, na plavoj traci sučelja kliknete po ikoni sa znakom upitnika “?”, a u padajućem izborniku izaberete “Blocks”. U slučaju kada tražite objašnjenje jednog određenog bloka tada u popisu blokova desnim klikom izaberete blok, a u skočnom prozoru izaberete “Help”. Treća je mogućnost da pokazivač miša namjestite na blok koji ste prethodno dovukli do prostora za programiranje. Pojavit će se natpis s osnovnim uputama. BBC micro:bit moguće je kodirati i na mobitelima i na dlanovnicima, a otpremanje programa je najjednostavnije izvesti preko Bluetootha. U tu svrhu potrebno je instalirati aplikaciju za određeni operativni sustav. Način upotrebe mobilne aplikacije možete proučiti na stranici https://microbit.org/hr/ guide/mobile/. U nastavku slijedi kratak opis za mobilne sustave koji koriste Android. 1. Preko “Trgovina Play” potrebno je preuzeti i instalirati besplatnu aplikaciju “micro:bit” od “Samsung Electronics UK”. Vrlo je važno da prilikom instaliranja, aplikaciji dozvolite pristup svemu što pita. U protivnom, programe nećete moći otpremati.


Slika 1.4. Sučelje Microsoft MakeCode Editora

2. Nakon instaliranja aplikaciju pokrenite. 3. BBC micro:bit uparite s mobitelom ili s dlanovnikom tapkanjem po programskoj tipki “Connect”, kako je vidljivo na slici 1.5 A. Potom slijedite upute koje se pojavljuju ili pogledajte ovaj video https://youtu.be/7hLBfdAGkZI. B - programska tipka za pokretanje MakeCode Editora C - programska tipka za otpremanje programa 4. Nakon uparivanja valja napisati neki program. Pokrenite “Create Code” tapkanjem po programskoj tipki koja je vidljiva na slici 1.5 B dobiva se sučelje slično onome na računalu, pogledajte sliku 1.6. Napomena! Moguć je i rad izvan mreže, radi toga treba sačekati da se sučelje učita, a potom isključiti mrežu. Nakon kodiranja program preuzmite i pospremite, a spremljeni program otpremite na način

Slika 1.5. A - programska tipka za uparivanje mobitela ili dlanovnika s BBC micro:bitom

Slika 1.6. Sučelje mobilne aplikacije MakeCode Editora

da tapkate po programskoj tipki “Flash” koja je vidljiva na slici 1.5 C. Pojavljuje se popis sličan ovome na slici 1.7. Iz popisa izaberite željeni program te ga otpremite. Ako je sve kako valja, mobitel ili dlanovnik će se spojiti s BBC micro:bitom, a izabrani program će se otpremiti. Što učiniti ako se program ne želi otpremiti? Prvo provjerite je li mobitel ili dlanovnik uparen s BBC micro:bitom. Pogledajte upute na ovoj stranici https://support.microbit.org/support/solutions/ articles/19000041104-diagnosing-bluetoothproblems-android. Ako to nije razlog neuspjelog otpremanja, onda provjerite dopuštenja. U tu svrhu na mobitelu ili dlanovniku pokrenite “Postavke”, a zatim “Aplikacije”. Na popisu pronađite i otvorite “micro:bit”, a zatim “Obavijesti”. Sve obavijesti moraju biti uključene! Vratite se korak unazad te otvorite “Dopuštenja”. Sva dopuštenja moraju biti uključena! Još se jednom vratite korak unazad te otvorite “Aplikacije koje se prikazuju na vrhu”. Davanje dopuštenja mora biti uključeno! Sad bi sve trebalo raditi kako valja.

Kako nabaviti BBC micro:bit?

Možete ga kupiti. Specijalizirane trgovine za elektroniku ga drže no ponešto je skuplji nego kad ga nabavljate preko web-trgovine. Druga je mogućnost da ga posudite. U knjižnicama nekih škola postoje kompleti koje možete podignuti kao kad podižete knjigu za lektiru. Do sljedećeg nastavka ove serije mogli biste na internetu pretražiti što se sve da napraviti s BBC micro:bitom. Pogledajte stranicu https://izradi. Slika 1.7. Popis gotovih croatianmakers.hr/bbcprograma spremnih za microbit-uvodna-stranica/. otpremanje. Naravno, kod Vježbajte zabavljajući se. vas će popis biti drugačiji Marino Čikeš

9


Robotski modeli za učenje kroz igru “STEM” U NASTAVI u STEM-nastavi -- Fischertechnik (23) Slike u prilogu Suvremena industrijska postrojenja građena su od industrijskih robota koji osiguravaju izvršavanje kontinuiranih radnih procesa u obavljanju složenih i za čovjeka opasnih radnih zadataka. Industrijski roboti strojevi su s programabilnim nizom pokreta koji rješavaju mnoštvo različitih zadataka, ovisno o zahtjevima proizvodnog procesa. Upotrebljavaju se za sastavljanje pojedinih komponenata u proizvodnom procesu ili za obradu materijala tijekom izrade tehničke tvorevine. Mogu biti opremljeni različitim alatima (prihvatnicom) za držanje izradaka ili nekim drugim alatom, primjerice elektromagnetom. Najčešće se primjenjuju u automobilskoj industriji za izradu i sastavljanje automobila, čime je ubrzan proizvodni proces i omogućena veća dinamika proizvodnje. Automatizirani je postupak osiguran izradom niza algoritama i unosom programskoga koda u sučelje robota neophodnog za rad proizvodnog procesa. Ovime se izbjegava ručno upravljanje i smanjuje mogućnost pogreške u proizvodnji uzrokovane čovjekovim umorom ili nepažnjom. Industrijski su roboti neizostavan dio suvremene industrijske proizvodnje koja je u cijelosti automatizirana, čime je porasla učinkovitost i kvaliteta proizvodnog procesa. U serijskoj industrijskoj proizvodnji proces izrade tehničke tvorevine neprekidno se ponavlja. Stoga je čovjek zamijenjen robotom koji neumorno i precizno izvršava zadatke uz konstantnu brzinu rada. Različita su područja primjene industrijskih robota u proizvodnim procesima: zavarivanje, rezanje, mjerenje, bojanje, brušenje i sastavljanje samo su neki od primjera njihove uporabe.

Robotska ruka

Proizvodni izazovi – premještanje poluproizvoda Industrijski roboti – robotske ruke primjenjuju se za premještanje poluproizvoda s jedne proizvodne pozicije na drugu, sve dok se ne izradi gotov proizvod. Roboti osiguravaju veću pro-

10

duktivnost, ubrzavaju rad i skraćuju proizvodni ciklus izrade tehničke tvorevine. Konstrukcijski izazovi/zahtjevi Konstrukcijski izazov definiran je prema namjeni robotske ruke i određuje dimenzije, početnu poziciju i njenu veličinu. Zahtjevnost izrade ovisi o namjeni robotske ruke u proizvodnom procesu. Odabir elemenata za izradu robotske ruke omogućava njenu kvalitetnu izradu te pouzdan i precizan rad u procesu proizvodnje. Slika 1. Fischertechnik RR Konstrukcija modela robotske ruke ostvarena je pomoću elemenata Fischertechnika, strojeva, građevnih blokova, spojnih vodiča, električnih, elektoničkih elemenata i senzora za kontrolu položaja. Izrada konstrukcije modela robotske ruke predstavlja izazov za konstruktore i elektrotehničare koji surađuju pri izradi projekta. Inženjer zadužen za postavljanje elektrotehničkih elemenata i njihovo ožičenje osigurava funkcionalnost uz odabir optimalnog broja vodiča. Ožičenje elektromotora, senzora dodira (tipkala) sa sučeljem (međusklopom) iziskuje pomno planiranje. Programski inženjer izrađuje plan (algoritam) rada robotske ruke, programski kod, provjerava rad spojenih senzora, elektromotora i obavlja završno testiranje prije pokretanja. Slika 2. Fischertechnik RR elementi Dizajn automatiziranog modela robotske ruke prikazuje premještanje poluproizvoda u postupku proizvodnje. Konstrukcija robotskog modela dizajnirana je od nekoliko funkionalnih cjelina:


• postolja za postavljanje funkcionalne konstrukcije robotske ruke, • sustava za pokretanje (rotaciju) i prijenos vrtnje elektromotora, • senzora dodira (tipkalo 1) za pokretanje i zaustavljanje programa, • senzora dodira (tipkalo 2) za prepoznavanje početnog položaja, • senzora dodira (tipkalo 3) za prepoznavanje krajnjeg položaja, • izrade algoritma i računalnog programa s potprogramima za automatsko premještanje poluproizvoda.

Izrada modela Robotske ruke

Konstrukcija modela Robotske ruke, povezivanje vodičima s međusklopom, provjera rada postavljenih električnih elemenata i dodirnih senzora Izradit ćemo model Robotske ruke kojom automatski upravljamo pomoću dodirnih senzora (tipkala I1, I2, I3). Model pokrećemo i zaustavljamo pritiskom na tipkalo (I1). Osnovni zahtjev je postavljanje nepomičnog postolja, kvalitetno pozicioniranje prijenosnog mehanizma i uredno povezivanje elektromotora i dodirnih senzora s vodičima, međusklopom i računalom. Slika 3. Fischertechnik konstrukcija A Nosači postolja pozicionirani su na sredini podloge i građeni su od četiri crna mala obostrana građevna bloka međusobno udaljena i umetnuta na podlogu. Slika 4. Fischertechnik konstrukcija B Slika 5. Fischertechnik konstrukcija C Postavljanje crvenog okruglog statičnog elementa i na njega uglavljenog velikog crnog rotirajućeg zupčanika na fiksne nosače postolja. Slika 6. Fischertechnik konstrukcija D Pozicioniranje dva crna mala obostrana građevna bloka na veliki crni rotirajući zupčanik koji osiguravaju statičnost i nosivost ostatka konstrukcije robotske ruke. Slika 7. Fischertechnik konstrukcija E Umetanje i pravilno pozicioniranje šest crnih velikih građevnih blokova nanizanih u jednu cjelinu i međusobno učvršćenih crvenim dugačkim pokrovnim pločicama koje osiguravaju postojanost i čvrstoću konstrukcije. Slika 8. Fischertechnik konstrukcija F Slika 9. Fischertechnik konstrukcija G

Gradivni element postolja nosača elektromotora čini jedan crni mali obostrani blok kojim osiguravamo precizno podešavanje pozicije elektromotora (M1) koji zakreće robotsku ruku i regulira kut otklona od 0° do 90°. Podesivim nosačem određujemo trenutnu promjenu položaja (naprijed/nazad) i osiguravamo zakretanje robotske ruke. Slika 10. Fischertechnik konstrukcija H Slika 11. Fischertechnik konstrukcija I Umetanje zupčanog vratila u mehanizam prije­nosa i podešavanje njegovog položaja omogućuje regulaciju prijenosa i konstantnu brzinu vrtnje elektromotora (M1). Slika 12. Fischertechnik konstrukcija J Slika 13. Fischertechnik konstrukcija K Na prijenosni mehanizam zupčanog vratila postavimo pužni vijak koji dodatno smanjuje brzinu vrtnje elektromotora i omogućuje precizno zakretanje postolja robotske ruke. Napomena: Podešavanje preciznog položaja pužnog prijenosa iziskuje usporedno pozicioniranje pužnog elementa s rotirajućim zupčanikom koji zahvaćaju unutrašnjost pužnog vijka. Slika 14. Fischertechnik konstrukcija L Slika 15. Fischertechnik konstrukcija LJ Stabilnost i nepomičnost vratila spojenog na pužni vijak omogućena je postoljem s dva mala crna obostrana bloka na koji je umetnut crveni veći spojni blok, na koji je pričvršćena vodilica kroz koju prolazi vratilo. Slika 16. Fischertechnik konstrukcija M Krajnji položaj nosača konstrukcije pužnog mahanizma osigurava pouzdan rad i zakretanje nosača postolja robotske ruke u dva smjera. Stožasti zupčanik s osovinom osigurava stabilan položaj pužnog vijka povezanog na prijenosni mehanizam i noseće elemente blokova. Slika 17. Fischertechnik konstrukcija N Mali crveni kutni element postavljen je na desni nosač na postolju. Njegova je uloga omogućiti kontakt s dodirnim senzorom (tipkalom 1) koji određuje početni položaj robotske ruke (0°). Slika 18. Fischertechnik konstrukcija NJ Slika 19. Fischertechnik konstrukcija O Na kutni element postavljen je mali kratki crveni spojnik (15 mm) koji omogućava veći doseg i kontakt s dodirnim senzorom (tipkalom 1) koji je pozicioniran na crnom velikom građevnom bloku.

11


Napomena: Korak podešavanja pozicije dodirnog senzora (tipkala 1) nužan je za precizno određivanje početnog položaja robotske ruke. Slika 20. Fischertechnik konstrukcija P Slika 21. Fischertechnik konstrukcija R Ovisno o početnom položaju robotske ruke određujemo i krajnji položaj tako da na crni veliki građevni blok umetnemo dodirni senzor (tipkalo 2) koji određuje krajnji položaj robotske ruke (90°). Slika 22. Fischertechnik konstrukcija S Robotska ruka s jednim stupnjem slobode omogućava rotaciju u dva smjera (cw – smjer kretanja kazaljke na satu i ccw – suprotan smjer od kretanja kazaljke na satu). Elektromotor (M1) programski pokrećemo i testiramo rad, rotaciju postolja robotske ruke. Nakon provjere rada vidljiv je broj nužnih građevnih FT-elemenata koji omogućuju maksimalnu brzinu rotacije (8) koju elektromotor (M1) može podnijeti. Slika 23. Fischertechnik konstrukcija Š Na desnom kraju robotske ruke postavljen je crveni spojni element – poveznica s nosačem. Nosač je sastavljen od dva crna velika građevna bloka sa spojnicom okrenutom prema gore. U podnožju nosača robotske ruke postavljamo elektromagnet koji ima ulogu prihvatnice te omogućava premještanje poluproizvoda s jednog mjesta na drugo. Napomena: Visinu (gore/dolje) nosača podešavamo ručno, ovisno o dimenzijama polupro­ izvoda. Slika 24. Fischertechnik konstrukcija T Na vrh nosača robotske ruke umetnut je crveni kutni element (60°) s dva slobodna utora u koji postavljamo dvije lampice različite boje. Uloga lampica je da signaliziraju i upozoravaju na aktivnost rada robotske ruke radi zaštite na radu. Napomena: Postolje lampice okrenuti u položaj pogodan za optimalno postavljanje vodiča radi nesmetanog rada robotske ruke. Slika 25. Fischertechnik konstrukcija U Popis potrebnih FT-elemenata i njihov raspored olakšava izradu funkcionalne konstrukcije robotske ruke s jednim stupnjem slobode.

Elektromagnet

Elektromagnet je građen od vodiča omotanog oko željezne ili čelične jezgre. Prolaskom elek-

12

trične struje kroz vodič u prostoru oko vodiča nastaje magnetsko polje. Slika 26. elektromagnet Najjednostavniji elektromagnet električna je zavojnica kroz koju prolazi električna struja. Povećavanjem broja zavoja u zavojnici magnetsko polje raste uz konstantan protok električne struje. Ako umetnemo u unutrašnjost zavojnice jezgru od željeza ili čelika, magnetsko se polje dodatno poveća. Elektromagnet privlači željezne predmete koji se nalaze u njegovoj blizini kao trajni magnet, ali za razliku od trajnoga magneta, elektromagnet je privremeni magnet; prestankom protoka struje nestaje magnetsko polje i njegova magnetičnost. Najčešća primjena elektromagneta prihvat je i premještanje metalnih poluproizvoda ili predmeta u električnim i strojarskim konstrukcijama. Izvor napajanja umetnut je u mali crni obostrani građevni blok koji je pričvršćen za podlogu u podnožju robotske ruke s jednim stupnjem slobode. Ovime je osigurana brza i jednostavna izmjena baterije. Slika 27. Fischertechnik konstrukcija V Međusklop je pričvršćen na nosač izvora napajanja s druge strane pomoću male crvene spojnice čime je osigurana njegova stabilnost. Slika 28. Fischertechnik Sučelje U podnožju robotske ruke na elektromotor (M1) postavljeno je tipkalo (I1), koje ima funkciju pokretanja programa i postavljanja robotske ruke u početni položaj pritiskom. Pozicija tipkala (I1) određena je krajnjom pozicijom robotske ruke i međusklopa (sučelja). Napomena: postavite izvor napajanja (bateriju) i međusklop na podlogu i povežite uredno složenim vodičima pravilne duljine. Ulazne i izlazne elekrične elemente povežite s međusklopom i testirajte njihov rad alatom u programu RoboPro. Slika 29. Fischertechnik Spajanje Shema spajanja FT-elemenata s TXT-sučeljem: 1. elektromotor spajamo na izlaz (M1), 2. elektromagnet spajamo na izlaz (M2), 3. lampice spajamo na izlaze (O5, O6) i zajedničko uzemljenje (┴), 4. tipkala spajamo vodičima na digitalne ulaze (I1, I2 i I3). Napomena: Duljina vodiča sa spojnicama određena je početnim i krajnjim položajem robotske ruke i međusklopa. Pozicioniranje međusklopa


u odnosu na model i izvor napajanja (baterija) određena je radnim prostorom i ulazno/izlaznim elementima robotske ruke. Slika 30. Fischertechnik RR1 Povezivanje međusklopa s električnim elementima robotske ruke iziskuje precizno mjerenje duljine vodiča koji omogućavaju rotaciju od početnog (0°) do krajnjeg položaja (90°). Napomena: povezivanje svih elektroničkih elemenata radimo prije spajanja izvora napajanja (baterije). Provjera rada elektroničkih elemenata provodi se prije izrade algoritma i programa: 1. povezivanje TXT-sučelja s računalom, ulazim i izlaznim elementima, 2. provjera rada električnih elemenata: tipkala, elektromotora, elektromagneta i lampica, 3. provjera komunikacije TXT-međusklopa i programa RoboPro. Slika 31. Fischertechnik RR1 elementi1 Popis FT-elemenata omogućava izradu optimalnog modela robotske ruke s jednim stupnjem slobode (rotacija) za poslove premještanja ili transporta poluproizvoda. Zadatak 1: Napiši algoritam i dijagram tijeka (program) koji omogućava pokretanje programa tipkalom (I1). Pokretanjem program provjerava ulazni signal tipkala (I1). Program provjerava trenutni položaj robotske ruke dok ne očita početni položaj pomoću tipkala (I2), te zelena lampica treperi u periodu od 0,6 s. Kada je robotska ruka u početnom položaju, struja prolazi kroz zavojnicu elektromagneta i elektromagnet postane magnetičan. Elektromagnet privlači metalni predmet (spajalicu) i robotska ruka se zakreće do krajnjeg položaja dok ne aktivira tipkalo (I3), te crvena lampica treperi u periodu od 0,5 s. Elektromagnet prestaje biti magnetičan, predmet je spušten. Crvena se lampica isključi i uključi se zelena. Proces se neprekidno ponavlja dok ne stisnemo tipkalo (I1) i program zaustavlja rad. Ponovnim pritiskom tipkala (I1) pokrene se robotska ruka i nastavlja rad na premještanju predmeta iz početnog do krajnjeg položaja. Napomena: Postolje za prihvat proizvoda podešeno je na prikladnu visinu dometa elektromagneta robotske ruke kao i posuda za prihvat proizvoda. Slika 32. Fischertechnik Položaj

Potprogrami Pocetak i Kraj proveravaju početni i krajnji položaj robotske ruke. Aktivacijom tipkala (I2 i I3) elektromotor (M1) zaustavlja se i izlazi iz potprograma. Pokreću robotsku ruku u početni položaj (M1 = ccw) ili krajnji položaj (M1 = cw). Zakretanjem robotske ruke aktivirane su i lampice (O6 i O5) koje signaliziraju njenu poziciju. Slika 33. Fischertechnik Lamp Potprogrami Lamp O5 i Lamp O6 uključuju i isključuju crvenu (O5) i zelenu (O6) lampicu u periodima od t = 0,5 s i t = 0,6 s i izvršavaju se unutar potprograma Pocetak i Kraj koji pokreću robotsku ruku do početnog do krajnjeg položaja. Slika 34. Fischertechnik Program Glavni program pokreće robotsku ruku pritiskom tipkala (I1). Potprogram Pocetak postavlja robotsku ruku u početni položaj (M1 = ccw) pritiskom tipkala (I2) i uključuje elektromagnet (M2). Prihvatom metalnog predmeta robotska ruka se zakreće (M1 = cw) i ulazi u potprogram Kraj koji izvršava transport predmeta dok ne pritisne tipkalo (I3) te spusti predmet u posudu. Elektromagnet otpušta predmet i vraća se u početni položaj ako nije pritisnuto tipkalo (I1). Pritiskom tipkala (I1) robotska se ruka zaustavlja i program čeka ponovno pritisak tipkala (I1). Zadatak 2: Napiši algoritam i dijagram tijeka (program) koji omogućava pokretanje programa tipkalom (I1). Pokretanjem program provjerava ulazni signal tipkala (I1) i lampice su isključene. Program provjerava trenutni položaj robotske ruke i očitava početni položaj pomoću tipkala (I2). Kada je robotska ruka u početnom položaju, struja prolazi kroz zavojnicu elektromagneta i elektromagnet postane magnetičan te se uključi crvena lampica. Elektromagnet privlači metalni predmet (spajalicu) i robotska ruka se zakreće do krajnjeg položaja dok ne aktivira tipkalo (I3). Elektromagnet prestaje biti magnetičan te se isključi crvena lampica i uključi zelena, predmet je spušten. Proces se neprekidno ponavlja dok ne stisnemo tipkalo (I4) i uključe se obje lampice na 1 sekundu, te program zaustavlja rad robotske ruke. Pritiskom tipkala (I1), uključi se robotska ruka i nastavlja rad na premještanju predmeta iz početnog do krajnjeg položaja sve dok pritiskom tipkala (I4) ne zaustavimo proizvodni proces. Petar Dobrić, prof.

13


Što su gama-zrake?

ELEKTROTEHNIKA

Gama-zrake oblik su elektromagnetskog zračenja, kao što su radiovalovi, infracrveno zračenje, ultravioletno zračenje, rengenske zrake i mikrovalovi. Gama-zrake mogu se koristiti za liječenje raka, a astronomi proučavaju eksplozije gama-zraka. Elektromagnetsko zračenje prenosi se u valovima ili djelićima na različitim valnim duljinama i frekvencijama. Ovaj široki spektar valnih duljina poznat je kao elektromagnetski spektar. Spektar je općenito podijeljen na sedam dijelova kako bi se smanjila valna duljina, a povećala energija i frekvencija. Zajedničke oznake su radio­valovi, mikrovalovi, infracrvene, ultraljubičaste, rendgenske i gama-zrake. Gama-zrake spadaju u elektromagnetski spektar iznad mekih rendgenskih zraka. Imaju frekvencije veće od 1,018 ciklusa po sekundi, ili hertza, i valne duljine manje od 100 pikometara (pikometar je trilijunti dio metra). Gama-zrake i tvrde rendgenske zrake preklapaju se u elektromagnetskom spektru, pa to otežava njihovo razlikovanje. U nekim područjima kao što je astrofizika proizvoljno je povučena granica u spektru gdje se zrake iznad određene valne duljine klasificiraju kao rendgenske zrake, a zrake s kraćim valnim duljinama klasificiraju se kao gama-zrake. Obje vrste zraka imaju dovoljno energije da oštete živo tkivo, no gotovo sve kozmičke gama-zrake blokira Zemljina atmosfera.

Otkriće gama-zraka

Gama-zrake otkrio je 1900. godine francuski kemičar Paul Villard kada je istraživao radijaciju radija, navodi Australijska agencija za zaštitu od radijacije i nuklearnu sigurnost. (Australian Radiation Protection and Nuclear Safety Agency). Nekoliko godina poslije, novozelandski kemičar i fizičar Ernest Rutherford predložio je da se te zrake nazovu gama-zrake, slijedeći alfa- i betazrake, koje su dobile imena prema djelićima koji su nastali nakon nuklearne reakcije, i tako se to ime zadržalo.

Izvori gama-zraka i učinci

Gama-zrake prije svega proizvode četiri nuklearne reakcije: fuziju, fiziju, alfa-raspad i gama-raspad. Nuklearna fuzija reakcija je koja

14

daje energiju Suncu i zvijezdama. Javlja se u višestupanjskom procesu u kojem su četiri protona, ili jezgre vodika, prisiljena pod ekstremnom temperaturom i pritiskom spojiti se u jezgru helija, koja sadrži dva protona i dva neutrona. Dobivena jezgra helija je oko 0,7 posto lakša od četiri protona koja su ušla u reakciju. Ta razlika u masi pretvara se u energiju, prema Einsteinovoj poznatoj jednadžbi E=mc2, i pritom se oko dvije trećine te energije emitira kao gama-zrake. Ostatak je u obliku neutrina koji su izuzetno slabi interaktivni djelići s gotovo nultom masom. U kasnijim fazama životnog vijeka zvijezde, kada ostaje bez vodikovoga goriva, mogu se formirati sve teži elementi kroz fuziju, uključujući i željezo, ali te reakcije uzrokuju smanjenje količine energije u svakoj fazi. Drugi poznati izvor gama-zraka je nuklearna fizija. Nacionalni laboatorij Lawrence Berekeley definira nuklearnu fiziju kao cijepanje teške jezgre na dva gotovo jednaka dijela, koji su tada jezgre lakših elemenata. U tom procesu, koji uključuje sudare s drugim česticama, teške jezgre, kao što su uran i plutonij, razgrađuju se u manje elemente, kao što su ksenon i stroncij. Čestice nastale u tim sudarima potom mogu utjecati na druge teške jezgre, započinjući lančanu nuklearnu reakciju. Energija se oslobađa jer je kombinirana masa nastalih čestica manja od mase izvorne teške jezgre. Ta razlika mase pretvara se u energiju, prema formuli E=mc2, u obliku kinetičke energije manjih jezgri, neutrina i gama-zraka. Drugi izvori gama-zraka su alfa-propadanje i alfa-raspad. Alfa-propadanje javlja se kada teška jezgra ispusti helij-4 jezgru, smanjujući svoj atomski broj za 2 i svoju atomsku težinu za 4 taj proces može dati jezgri višak energije koja se emitira u obliku gama-zraka. Gama-propadanje događa se kada u jezgri atoma ima previše energije, pa ona emitira gama-zrake bez promjene svog naboja ili sastava mase.

Terapija gama-zrakama

Gama-zrake se ponekad koriste za liječenje kancerogenih tumora u tijelu, oštećujući DNK tumorskih stanica. Međutim, to treba činiti vrlo pažljivo, jer gama-zrake mogu oštetiti i DNK


Ova nebeska slika, rezultat dvogodišnjeg promatranja NASA-inog gama-zračnog svemirskog teleskopa Fermi, pokazuje kako izgleda nebo osvijetljeno gama-zrakama

okolnih, zdravih stanica tkiva. Jedan od načina da se maksimalno djeluje na stanice raka, a pritom se izloženost zdravih tkiva svede na minimum, usmjeravanje je snopova višestrukih gama-zraka s linearnog akceleratora, ili linaka, na ciljano područje iz mnogo različitih smjerova. To je operativno načelo terapija Cyber Knife i Gamma Knife. Radiokirurgija Gamma Knife koristi specijaliziranu opremu za usmjeravanje do 200 sićušnih snopova zračenja na tumor ili drugi cilj u mozgu. Prema Klinici Mayo, svaki pojedini snop ima vrlo mali učinak na tkivo mozga kroz koje prolazi, ali snažna doza zračenja stiže u točku u kojoj se snopovi susreću.

Astronomija gama-zraka

Jedan od najzanimljivijih izvora gama-zraka eksplozije su gama-zraka. To su događaji izuzeno visoke energije koji traju od nekoliko milisekundi do nekoliko minuta. Prvi su put promatrani šezdesetih godina prošlog stoljeća, a sada ih se promatra negdje na nebu otprilike jednom dnevno. Eksplozije gama-zraka su, prema NASA-i, “najsnažniji oblik svjetlosti”. One su stotine puta svjetlije od tipične supernove i oko milijun trilijun puta sjajnije od sunca.

Dr. Robert S. Patterson Missouri State University Physics Astronomy and Materials Sci

Prema Robertu Pattersonu, profesoru astronomije na Državnom sveučilištu u Missouriju, nekada se smatralo da eksplozije gama-zraka dolaze iz posljednjih faza isparavanja malih crnih rupa. Sada se vjeruje da potječu od sudara kompaktnih objekata kao što su neutronske zvijezde. Druge teorije pripisuju ove događaje kolapsu supermasivnih zvijezda u oblikovanje crnih rupa. U oba slučaja, eksplozije gama-zraka mogu proizvesti dovoljno energije da, u nekoliko sekundi, mogu zasjeniti čitavu galaksiju. Budući da Zemljina atmosfera blokira većinu gama-zraka, one su vidljive jedino uz pomoć visinskih balona i orbitirajućih teleskopa. Izvor: www.livescience.com Foto: NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration Snježana Krčmar

15


Svemirska arheologija, laseri i špijunski sateliti Što je potrebno da biste bili svemirski arheolog? Ne, ne treba vam raketa ni svemirsko odijelo. Međutim, ponekad su uključeni laseri. I infracrvene kamere. I špijunski sateliti. Dobrodošli u svijet Sare Parcak. Parcak je arheologinja i profesorica antropologije na Sveučilištu Alabama u Birminghamu, koja je mapirala mjesta širom svijeta iz svemira; ona to čini koristeći slike snimljene satelitima – NASA-inim i privatnih tvrtki – koje orbitiraju visoko iznad Zemlje. S tih uzvišenih visina, osjetljivi instrumenti mogu otkriti detalje koji su nevidljivi znanstvenicima na tlu, otkrivajući položaje zidova ili čak cijele gradove koji su pokopani tisućljećima. U novoj knjizi Arheologija iz svemira: Kako budućnost oblikuje našu prošlost (Henry Holt i Co, 2019.) Parcak govori o tome kako pogledi iz svemira transformiraju područje arheologije. Sateliti analiziraju krajolike i koriste različite dijelove svjetlosnog spektra kako bi otkrili zakopane ostatke drevnih civilizacija. Ali proučavanje arheoloških nalazišta odozgo imalo je vrlo skromne (i nisko tehnološke) početke, kaže Parcak. Istraživači su najprije eksperimentirali gledajući s velike visine povijesnu lokaciju prije više od jednog stoljeća, kada je član Korpusa kraljevskih inženjera fotografirao 5000 godina star spomenik Stonehenge iz balona na vrući zrak. “Na ovoj vrlo ranoj i pomalo mutnoj fotografiji možete čak vidjeti i mrlju u pejzažu oko mjesta, koja pokazuje da je tamo bilo zakopanih predmeta”, kaže je Parcak. Tijekom šezdesetih i sedamdesetih godina prošlog stoljeća zračna fotografija nastavila je igrati važnu ulogu u arheologiji. Međutim, kada je NASA lansirala svoje prve satelite, otvorila je 1980-ih i 1990-ih godina “potpuno novi svijet” za arheologe, rekla je Parcak. Snimke, s kojih je skinuta oznaka povjerljivosti, iz američkog vladinog satelitskog programa Corona spy, koji se provodio od 1959. do 1972. godine, pomogle su arheolozima 1990-ih da rekonstruiraju položaje važnih mjesta na Bliskom istoku koji su tada nestali uslijed urbane ekspanzije. Danas su zračne ili satelitske slike snimljene optičkim objektivima, termalnim kamerama, infracrvenim i lidarnim detekcijama i rangiranjem svjetla, vrstom laserskog sustava – dobro udomaćene kao

16

ELEKTROTEHNIKA

Foto: Unutrašnjost oka iz grobnice stare 4000 godina, u Lishtu, Egipat. Ekspedicija, koju je vodila dr. Parcak, provedena je u suradnji s egipatskim Ministarstvom za starine

dio arheološkog pribora. A arheolozi trebaju alate, koliko god ih mogu dobiti. Jer smatra se da postoje milijuni lokacija širom svijeta koje tek treba otkriti, dodala je Parcak. Ali daljinsko očitavanje nije jednako za sve. Različiti tereni zahtijevaju različite tehnike prostorne arheologije. Na primjer, u Egiptu su u slojevima pijeska izgubljene piramide i gradovi. U toj vrsti krajolika, optički sateliti visoke rezolucije otkrivaju suptilne razlike na površini koje mogu ukazivati na građevine ispod zemlje. A u područjima s gustim raslinjem, kao što je u jugoistočnoj Aziji ili Srednjoj Americi, optički radar odašilje milijune svjetlosnih impulsa da prodre ispod stabala i otkrije skrivene zgrade. Parcakina analiza satelitskih pogleda dovela je do stvaranja nove mape za legendarni grad Tanis u Egiptu, poznat po filmu Pljačkaši izgubljene Arke. Satelitske snimke Tanisa otkrile su ogromnu mrežu gradskih zgrada, koje su prije bile neprimijećene, čak i dok je lokacija bila pod iskopom, napisala je Parcak. Ako nakon priča o svemirskoj arheologiji u Parcakinoj knjizi čitatelji žele više, imaju sreće. Online platforma pod nazivom GlobalXplorer, koju je Parcak pokrenula i vodi, korisnicima nudi pristup biblioteci satelitskih snimaka za pregledavanje i označavanje. Građani koji vole znanost mogu se pridružiti “kampanjama” koje pomažu aktualnim potragama za izgubljenim gradovima i drevnim građevinama, te pomoći stručnjacima u otkrivanju znakova pljačke na ranjivim mjestima, navodi se na web-stranici platforme. Od 2017. godine, oko 80 000 korisnika procijenilo je 14 milijuna satelitskih snimaka, mapirajući 700 glavnih arheoloških nalazišta koja su do tada bila nepoznata, kaže Parcak. Izvor: Sarah Parcak www.livescience.com Snježana Krčmar


MALA ŠKOLA FOTOGRAFIJE Piše: Borislav Božić, prof.

OBJEKTIVI POSEBNIH NAMJENA

TILT & SHIFT OBJEKTIVI

Tilt na engleskom znači nagib, shift označava pomak. Dakle, ovo je objektiv koji se može naginjati i pomicati iz optičke osi aparata. Zato ovaj objektiv spada u posebne ili specijalne namjene i namijenjen je za ispravljanje “rušećih” linija kod fotografiranja arhitekture. Nagibom se kontrolira fokusna ravnina što znači da možemo imati samo dio slike oštar, ovisno u kojem pravcu i pod kojim kutom pravimo nagib. Ovi objektivi konstruktivno su složeni pa iz toga proizlazi i njihova visoka cijena. Uglavnom ih nabavljaju profesionalni fotografi koji puno snimaju arhitekturu za časopise, kataloge, propagandni ili neki drugi reklamni materijal. Da bismo uopće shvatili kako funkcionira ovaj objektiv, ponovit ćemo što je vidno polje

1

2

objektiva i njegov odnos prema senzoru, tj. filmu. Vidno polje je, kako sama riječ kaže, površina koju vidi objektiv. S obzirom da je objektiv okrugao, vidno polje je pravilan krug, crvena iscrtkana crta, kako to pokazuju sličice iznad ovoga teksta. Dakle, objektiv mora imati vidno polje u koje će stati dimenzije senzora

3

ili format negativa filma kako to pokazuje Slika 1. Ako je vidno polje manje od senzora ili formata filma, onda imamo pojavu vinjetiranja. Slike 2. i 3. prikazuju odnos veličine vidnoga polja i senzora kod tilt-shift-objektiva. Vidno polje znatno je veće od veličine senzora, zato što naginjanjem ili pomicanjem


objektiva iz optičke osi aparata vidno polje treba pokriti senzor. “Rušeće” linije kod snimanja visokih zgrada javljaju se zato što nakosimo aparat kao bismo “uhvatili” objekt po cijeloj visini i time senzor više nije paralelan s vertikalama zgrade; to prikazuje slika A iznad ovoga teksta. Na slici B prikazan je nagib objektiva tako da je senzor i dalje ostao paralelan s vertikalama zgrade i kao rezultat imamo fotografiju pravilnih vertikalnih linija. Slika lijevo prikazuje kako jednostavno, pomoću komandnih vijaka i poluga reguliramo potreban nagib objektiva za određenu snimateljsku situaciju. Objektiv je napravljen tako da je njime jednostavno rukovati, ali početnik ipak treba malo vježbati kako bi usvojio osnovna pravila.


POGLED UNATRAG OBJEKTIVI PERISKOP I APLANAT Hugo Adolph Steinheil (1832.–1893.) Bio je sin poznatog njemačkog fizičara, astronoma i optičara Carla Augusta von Steinheila. Od oca je primio prve poduke iz optike za koju se zanimao od rane mladosti. Studirao je optiku u Beču i s dvadeset godina vraća se u München kako bi se u potpunosti posvetio optici. Inicira i s prijateljima osniva Optički institut Steinheil koji će proizvesti niz značajnih objektiva kao i druga optička pomagala. Kako je bio inovativan i poduzetan, zajedno je sa suradnikom Ernstom Voitom napisao knjigu o konstrukciji objektiva 1891., svega dvije godine prije smrti.

PERISKOP

Kroz povijest optike, konkretnije fotografskih objektiva, nezaobilazno je ime Stainheila koji je konstruirao nekoliko važnih objektiva koji su dugo bili u upotrebi, a i danas ih neki autori koriste jer im je interesantan njihov učinak. Objektiv Periskop napravio je 1865. godine. On se sastoji od dviju, nasuprot postavljenih konkavkonveksnih (meniskus) leća. Simetrično postavljene leće smanjuju distorziju, aberaciju i komu. U sredini je disk s pet različitih otvora blende, slika lijevo gore. Aplanat je nešto konstruktivno složeniji i njime je riješena sferna aberacija i koma, ali je još uvijek dijelom ostala pojava astigmatizma i zakrivljenosti polja. Desno je shema Aplanata i iznad gore slika je mesinganog kućišta kvalitetnih leća i blende. Još uvijek ih se može pronaći po staretinarnicama i vrlo su interesantni za eksperimentiranje.

APLANAT


Velid Đekić

ANALIZA FOTOGRAFIJA

Istraživač je riječke industrijske baštine i kulturne povijesti. Sudjelovao je u radu riječkih međunarodnih konferencija o industrijskoj baštini u organizaciji udruge Pro Torpedo (2005.−2018.), Urednik je Zbornika radova IV. međunarodne konferencije o industrijskoj baštini u Rijeci 2010. (objavljeno 2012.) i Zbornika radova V. međunarodne konferencije o industrijskoj baštini u Rijeci 2012. (objavljeno 2014.). Scenarist je dokumentarnog filma Milutin Barač, o graditelju riječke Rafinerije (2004.). Član je Hrvatskog društva pisaca i počasni član Udruge LP Rock. Predsjednik je

po čemu ne prepoznajemo da je to INA na Mlaki, osim što je tako naznačeno u autorovu obrazloženju. Sveo je kadar i njegov sadržaj na univerzalnu razinu, na simbol i on ne progovara samo o INI na Mlaki već o svakoj kompleksnoj industriji.

KUD-a Baklje (od 2009.) te predsjednik Udruge za promicanje i očuvanje riječke industrijske baštine Pro Torpedo (od 2015.). Fotografija je dio njegova profesionalnog rada. Ove tri koje donosimo u prilogu snimljene su u Rafineriji nafte na Mlaki – dok je postojala i dok je Đekić u njoj radio. Fotografije su ustvari krupni kadrovi detalja koje možemo sresti ili vidjeti u manje-više svim velikim industrijskim pogonima. Fotografirani su tako da su dekontekstualizirani i ni


Zaron Tijelo je ležalo na stolu, prekriveno bijelom plahtom. Djevojčica, moglo joj je biti dvanaest-trinaest godina. Linda joj priđe. Kosa joj je bila odstranjena, kalota skinuta. Snop optičkih kabela bio je utaknut djevojčici u glavu. Lice joj je bilo poprskano zgrušanom krvlju. Nije bila njezina. “Što imamo?”, upita Linda i skine naočale da bi ih obrisala. Poručnik Snipes, detektiv koji je vodio istragu, pokretom ruke otvori pretinac i na prikazivaču nad djevojčicom pojave se podaci i slike. Linda vrati naočale na nos. Pogledom je prelijetala preko generalija. Proizvođač, model, serijski broj, brojevi patenata, datum samoosvješćivanja matrice osobnosti, kupac. Ona prstom preleti preko tehničkih podataka: napamet ih je znala. Vlasnik. Linda počne vrtjeti fotografije s uviđaja. Tijelo u dnevnoj sobi. Lice smrskano kristalnom pepeljarom što je ležala do njega. Krvi posvuda. “Ovo je već četvrti slučaj u dva i pol tjedna, gospođice Glenn”, primijeti Snipes. “Neki ljudi postaju zabrinuti.” “Povucite sve primjerke”, odvrati Linda. Ovo je bio prvi slučaj u njihovoj nadležnosti. Za ostale – jedan u EU, u Berlinu, te dva u Aziji, Singapur i Šangaj – samo je čula. “To bi bilo vrlo nezgodno”, umiješa se predstavnik proizvođača. “Naši klijenti vrlo su bogati i utjecajni.” “Oprostite”, Linda ga odmjeri kao kakvog kukca. Gibbons, pisalo mu je na ID-pločici, prikačenoj na prednji džep sakoa. “A tko je vama uopće dopustio da prisustvujete istrazi? Kao zainteresiranoj stranci?” “Zapovijed odozgo”, presiječe detektiv. Linda mrzovoljno otpuhne i kimne glavom. “Što mislite da se dogodilo?”, upita Linda.

SF PRIČA “Radna teorija je da netko hakira androide, preuzima nadzor nad njima i onda ih koristi kao daljinski upravljane strojeve za ubijanje”, odvrati Snipes. “Netko? Nasumično? Smišljeno? Politika? Terorizam? Kriminal? Što povezuje žrtve?”, počela je Linda nabrajati logična pitanja. “Radimo na tome”, nezadovoljno će Snipes. “Problem je globalan, kao što vidite. Dok se nadležni povežu... Znate kako to ide.”

21


“Jedna stvar jest zajednička”, primijeti Gibbons. “Sve četiri žrtve koristile su naše androide. Dječji modeli.” Linda kimne. Imala je o dječjim modelima svoje mišljenje. I o androidima općenito. Bila je sigurna da se Gibbonsu ne bi dopalo, pa ga je zadržala za sebe. Daljnje nagađanje ne bi imalo smisla, odluči ona. Mora zaroniti. *** Kad roni, matrica osobnosti vidi je kao djevojku (Linda je prešla četrdeset) kratke zelene kose (crnokosa), odjevenu u jednostavan pripijen tamnozeleni kostim, poput kakve superjunakinje (Linda je imala ponešto kila viška i jedva je mogla istrčati 200 metara, a da se ozbiljno ne zapuše). Kostim nema plašta. Plašt usporava, zapinje: teret prošlosti koji se mora odbaciti prije nego odvuče u pogibelj. Kad roni, Linda nosi sintetsko podatkovno odijelo, slično ronilačkom, spojeno na VR-sustav – 3D-naočale, stereo HI-FI-slušalice, mikrofon, podatkovne rukavice. Ovješena je sustavom remenja u kardanski vezanim okvirima, tako da ima tri stupnja slobode kretanja. Kad roni, Linda istražuje matricu osobnosti. Njena sjećanja. Snove. Noćne more. Iščitava skrivena značenja, interpretira ih, pokušava shvatiti zašto je matrica osobnosti odlučila ovo ili ono. Jasno, ljude to obično zanima samo kad nešto krene nizbrdo. Kao sada. Linda tone kroz tamnu gustu smjesu, kao kakvu melasu. Želi požuriti, ali smjesa ne da, opire se i gura je van, istiskuje je kao strano tijelo. Linda zastaje. Vidjela je već takve smjese, matrice se okružuju njima kad se hoće zaštititi. Što osjećaš, upita se Linda. Strah? Krivnju? Zgroženost onim što si učinila? I opet ono osnovno pitanje: zašto? Zašto je android s likom i osobnošću dvanaestogodišnje djevojčice ubio? Linda pokušava prodrijeti u melasu. Pušta laganu glazbu. Nitko ne zna zašto, ali matrice osobnosti povoljno reagiraju na laganu glazbu. Nekoliko minuta, okružena je notama u crnoj gustoći. Istovremeno, ona počinje vrhom prsta crtati. Cvijeće, livadno cvijeće. Karanfile i blještavo žute žabnjake. Crvene djeteline i ljubičastu kadulju. Ivančice, zlatnožute i bijele. Krvave makove. Različak modar poput neba. Bacala je boje u gustu crninu, razbijala je, kidala. Isprva

22

tek u malim pukotinama, ali onda se crnina stala lomiti, kao da se skrutnula i potom raspukla i komadi su počeli otpadati, a pred Lindom se ukazala livada. Dokle pogled seže. Livada. Pod modrim nebom. Linda je zakoračila livadom: osjećala je travu kako joj se podaje pod stopalima. Bila je sama na livadi, ali znala je kako je matrica procjenjuje. Odlučuje može li joj vjerovati. A onda odjednom, novi kovitlaci crne sručili su se na Lindu. Melasa se slijevala po njoj, lijepila je i nosila duboko u crninu matrice. Na trenutak ju je uhvatila panika, ali potisnula ju je snagom volje i iskustva. Što to skrivaš, djevojčice, pitala se Linda dok ju je masa stezala, gušila, prekrivala da je više nikad ne ispusti. Potom bljeskovi, modričasti, poput munja što paraju olujni oblak. Linda je već viđala slične melase, znala je da one skrivaju krivnju i užas, strah i ljutnju, mržnju. Nitko nije mogao pretpostaviti što se događa u matricama osobnosti umjetnih inteligencija. One su se činile blagoslovom: UI-androidi mogli su ono što ljudi nisu. Bili su svestraniji od robota, s boljim reakcijama u nepredviđenim situacijama. Mogli su komunicirati poput ljudi, sa sličnim rasponom osjećaja, ali uz bitno bolje baratanje znanjima i vještinama. I najbolje od svega, bili su tek predmeti. Roba. Unosna roba. A kad bi neki android zakazao, kad se ne bi ponašao kako se to od nje ili njega očekivalo, kad bi napravio štetu, ili još gore, počinio zločin, zvali su Lindu da uranja u njezinu ili njegovu matricu osobnosti i da iz tame izranja odgovore. Što? Kako? Zašto? Linda je na bljeskove u mraku odgovarala novim crtežima. Još cvijeća. Ali sada je puštala neka se boje razlijevaju, neka se stapaju. Miješala ih je, ulijevala crvenu u žutu i gledala kako se boje kovitlaju kroz plavu i vrtloge ljubičaste, dodavala je zelenu i ona se raspršivala kroz modru. Još crvene, bljeskovi narančaste. Kidala je crnu masu kroz koju je ronila i odjednom – Pred nju je izronila djevojčica. Boje su je osvjetljavale kao da su bile izvori svjetla, lice joj je oplakivala zelena, žuta, modra, crvena. Ali djevojčica pred Lindom nije bila djevojčica što je ležala na stolu, pod bijelom plahtom, okrvavljena. Ova djevojčica bila je crne kose, smeđe puti, krupnih crnih očiju iz kojih je vrištao užas. To je djevojčica što je došla južno od granice, shvati Linda, djevojčica što je nekako prošla ispod zida u pustinji.


Pružila joj je ruku. Željela ju je dotaknuti u prividnoj stvarnosti matrice osobnosti, željela ju je privući sebi, zagrliti je. Pružiti joj utjehu. A tada, djevojčica zavrišti i na Lindu se obruše slike što su se smjenjivale munjevitom brzinom. Snažni reflektori na okviru vozila. Povici. Pucnji. Grube ruke što hvataju i odvlače iz bratovog zagrljaja. Mladić vrišti, ali obaraju ga elektrode iz tazera, a psovke mu guše udarci pendrecima. I onda kavez. I djeca u kavezu, nagomilana, natrpana, prljava, gladna, bez vode, bijeli razrogačeni pogledi straha u noći, dok betonskim hodnikom odjekuju čizme i odzvanja brava na čeličnim vratima. I onda, Linda nije uspjela shvatiti nakon koliko dana, ruke što grabe djevojčicu i još nekoliko njih, i odvode ih kroz krike i suze. Crna platnena vreća preko glave. Putovanje. Kuda? Koliko dugo? Linda nije mogla razaznati. Konačno, jarko svjetlo. Bijeli keramički zidovi, tuševi, bijele pidžame s brojevima na prsima. I san bez snova u koji djevojčica tone – pod sedativima, shvatila je Linda. I poslije, obrijana glava pod nizovima elektroda dok je tijelo sputano... Linda je shvatila što gleda. Prepoznala je eksperimentalnu tehnologiju o kojoj je bila čitala u stručnim publikacijama, tehnologiju što je možda nudila besmrtnost. Ne besmrtnost od krvi i mesa, već u kiberprostoru, u prividnoj stvarnosti, u terabajtima pohranjenima na kvantnim diskovima, uključenim u krvotok podataka što je prožeo planet Zemlju i ljudsku civilizaciju. Netko je djevojčici bio skenirao mozak. A Linda je shvatila zašto. Umjetno generirane matrice osobnosti bile su dobra aproksimacija ljudskog bića. Ali nisu bile savršena. Presnimljen mozak više nije bio aproksimacija. Tako dobivena matrica osobnosti skoro pa je bila ljudsko biće. UPOMOĆ! Crvena poruka bljesnula je pred Lindom. UPOMOĆ! UPOMOĆ! UPOMOĆ! A Linda se zapitala tko to zove upomoć? Djevojčica pod bijelom plahtom? Ili djevojčica što je došla preko granice, ispod zida, samo da bi bila oteta i presnimljena, tko zna koliko puta, u matrice serijski proizvođenih androida? Odjednom, Linda shvati! Ona prekine vezu i izroni. *** “Recite”, upita Linda Gibbonsa, pokazujući na djevojčicu otvorene glave. “Što je zapravo svrha

androida s likom dvanaestogodišnjih djevojčica?” Gibbons se zacrveni. “Znate”, počeo je zamuckivati. “Ljudi izgube svoje dijete. Od bolesti. Ili u nesreći. Pa im android može pomoći da prebole tragediju –” “Ne serite!”, presiječe ga Linda. “Gospođice Glenn!”, uskoči Snipes. “Vaš ton –” “Ubijeni je bio pedofil, je li tako?”, nije se obazirala Linda. “Dovoljno bogat da radi nešto društveno neprihvatljivo na društveno prihvatljiv način, je li tako? Nitko ga neće osuditi što se iživljava na predmetu, zar ne?” “Ako želite to tako postaviti...”, Gibbons slegne ramenima. “I nikome nije palo na pamet da bi se možda matrica osobnosti mogla pobuniti?”, upita Linda. “Mislite da se to dogodilo?”, pogleda je detektiv. “Dobit ćete vještačenje za tjedan dana”, odbrusi ona, stavi kvantni disk sa snimkom zarona u džep, okrene se i ode iz prostorije. *** Lagala je. Prešutjela je ono najvažnije. Gibbonsu sigurno nije mogla vjerovati. A za Snipesa nije bila sigurna. A istina ju je mogla koštati glave, dobro je to znala. Previše je tu bilo novca i utjecaja i interesa. Djevojčica, ona imigrantska djevojčica, presnimljena u matricu osobnosti androida, ubila je svoga gospodara. Ne zbog onoga što joj je radio. Ili ne samo zbog toga. Već da pošalje poziv upomoć. Ona i tri druge djevojčice, u Berlinu, Singapuru, Šangaju, htjele su privući pažnju. Zvale su nekoga da ih oslobodi. Da ih izbavi iz logora. Da ih spasi prije no što ih ubiju. Linda nije sumnjala da im je to konačna sudbina. Ljudima za koje je radila kao savjetnica nije mogla vjerovati. Oni su bili poslušni kotačići sistema. Ali zato je znala one koji se nisu okretali kako je tko navijao mehanizam. Oni će možda iz snimke zarona moći izvući više. Ima detalja u njoj, prisjetila se Linda, koji bi mogli otkriti gdje je logor u kojem je djevojčica. A onda se klupko može zakotrljati da se počne odmatati. Jesu li rađeni zaroni i na ostala tri androida, pitala se Linda, vadeći smart iz džepa i utipkavajući broj koji nije bio u memoriji. Broj koji je nosila u glavi. Broj onoga kome može vjerovati. Aleksandar Žiljak

23


Binarni sat (1)

ELEKTRONIKA

Satovi, satovi... Ima ih zaista svakakvih: ručni, zidni, kuhinjski, s kazaljkama ili digitalni, ponegdje još možete i vidjeti onaj starinski, s klatnom... Netko ih nosi iz navike, netko kako bi uvijek bio “ukorak s vremenom”, nekome su samo modni detalj, drugi će radije očitati točno vrijeme sa zaslona svog mobilnog telefona. A tek cijene – potpuno upotrebljiv sat lako ćete nabaviti za nekoliko desetaka kuna, ali ih ima i koji koštaju pravo malo bogatstvo...

Slika 2. Binarni sat

i “binarni sat”. Ako je u nekom stupcu upaljeno više LE-dioda, zbrojimo njihove vrijednosti i dobit ćemo znamenku koju predstavljaju.

Slika 1. Satovi različitih vrsta i oblika

U tom obilju različitih vrsta i oblika (Slika 1.) nađu se i nesvakidašnje izvedbe, a jedna od neobičnijih je svakako sat s binarnim prikazom (Slika 2.). Baš takav, binarni sat, izrađivali su polaznici ovogodišnjih ljetnih škola tehničkih aktivnosti i STEM-radionica za srednjoškolce organiziranih u Nacionalnom centru tehničke kulture u Kraljevici. Ono po čemu se binarni sat razlikuje od ostalih izvedbi satova način je na koji se na njemu prikazuje vrijeme. Znamenke 0–9 “kodirane” su pomoću grupa od po četiri svjetleće diode, a kombinacija upaljenih i ugašenih LED-ica određuje o kojoj se znamenci radi. Na Slici 3. prikazane su sve moguće kombinacije. Princip “kodiranja” najlakše je zapamtiti ovako: upaljena LE-dioda u donjem retku vrijedi 1, diode u drugom retku odozdo vrijede 2, diode u trećem retku vrijede 4 i, konačno, upaljene LE-diode u gornjem retku vrijede 8. 1, 2, 4 i 8 potencije su broja 2 pa otuda potječu izrazi “binarni prikaz”

24

Slika 3. Ovako su kodirane znamenke na binarnom satu

Možemo li nakon ovoga odgonetnuti koje vrije­me pokazuje binarni sat sa Slike 4.? Prva dva stupca prikazuju sate; u prvom stupcu svijetli samo LE-dioda iz donjeg retka (= 1), u drugom samo LE-dioda iz drugog retka (= 2): upravo je 12 sati. Četvrti i peti stupac prikazuju minute; u četvrtom stupcu svijetle LED-ice iz prvog i drugog retka (1 + 2 = 3), a u petom LED-ice iz drugog i trećeg retka (2 + 4 = 6): broj proteklih minuta od punog sata je 36. Kada uzmemo u obzir sve prikazane znamenke, sat pokazuje 12 sati i 36 minuta. U srednjem stupcu nalazi se samo jedna LE-dioda; ova dioda je na slici obojana crveno i ne služi za prikaz vremena, nego trepće jednom u sekundi kao pokazatelj da sat radi.


Primijetit ćete, kako su u prvom i četvrtom stupcu predviđene samo dvije, odnosno tri, LE-diode. Malo smo štedjeli, jer nam u tim stupcima više niti ne treba: najveća znamenka u prvom stupcu može biti 2, a u četvrtom 5. Drugi i peti stupac mogu prikazati sve znamenke 0–9, pa su u njima potrebne po četiri LE-diode. Displej sa svjetlećim diodama samo je jedna od komponenti binarnog sata; što je sve u njega

Slika 5. Blok-shema binarnog sata

Slika 4. Binarni sat pokazuje da je sada upravo 12:36

ugrađeno i kako su te komponente međusobno povezane prikazuje blok-shema na Slici 5. Za točnost sata odgovoran je modul komercijalnog naziva ZS-042. Na njemu se nalazi integrirani krug DS3231, koji sadrži vrlo precizan oscilator frekvencije 32 kHz. Brojeći impulse oscilatora, integrirani krug “zna” kada treba povećati brojač sekundi, minuta i sati. Pored toga, DS3231 ima ugrađen kalendar, a njegov procesor vodi računa o danima u tjednu, broju dana u pojedinom mjesecu, pa čak zna i koja godina je prestupna. Jedino što mi moramo učiniti je upisati točno vrijeme i datum u DS3231, što radimo pomoću tipkala spojenog na mikrokontroler u Arduino Nano modulu. Program u mikrokontroleru zna komunicirati s DS3231 čipom i prenijeti mu podatke koje smo mu upisali. Nakon toga, DS3231 čip radi samostalno, a program u mikrokontroleru učestalo provjerava točno vrijeme i ispisuje ga na binarnom displeju. Kako, to ćemo još morati pojasniti. Sat se napaja iz mrežnog adaptera izlaznog napona između 6 i 12 V i troši manje od 50 mA. Kako sat mora raditi i kada nema napona

napajanja, ZS-042 modul ima predviđeno ležište za litijsku bateriju tipa 2032. Na baterijskom napajanju, DS3231 čip troši vrlo malu struju i baterija može potrajati godinama (naravno, kod baterijskog napajanja su Arduino i displej isključeni pa sat ne prikazuje vrijeme). Ovdje moramo upozoriti na jednu važnu činjenicu: ZS-042 je projektiran za akumulatorsku bateriju tipa LIR2032 i modul ima ugrađen odgovarajući sklop za njeno punjenje. Želimo li koristiti “običnu” litijsku bateriju, poput CR2032, moramo onemogućiti djelovanje sklopa za punjenje. To ćemo napraviti ako s pločice uklonimo diodu ili otpornik označene strelicom na Slici 6. Punjenje baterije tipa CR2032 je opasno i može izazvati njenu eksploziju! U sljedećem nastavku saznat ćemo kako možemo napraviti binarni sat te kako mikrokontroler ispisuje vrijeme na binarnom displeju.

Slika 6. Ako želimo koristiti bateriju tipa CR2032, s pločice obavezno treba ukloniti jedan od ova dva obilježena elementa!

Mr. sc. Vladimir Mitrović

25


Protupožarne letjelice Razvoj zrakoplovstva krajem XIX. i početkom XX. stoljeća, osim na brži protok ljudi i robe te za prevlast u ratovanju, izravno je utjecao i na brojne druge privredne grane. U spašavanju ljudskih života i imovine, zrakoplovi su imali neprocjenjivu ulogu. Prvi zrakoplovi za gašenje požara upotrijebljeni su u Kanadi i SAD-u u prvoj polovici prošlog stoljeća. Iz ovih država bogatih vodom i velikim šumskim prostranstvima, ali isto tako to su najugroženija područja od šumskih požara, dolazi ideja za izradu zrakoplova amfibija koji bi u letu mogli puniti rezervoare vodom te imati veliku manevarsku sposobnost i mogli izdržati sve nepovoljne uvjete koji se javljaju pri gašenju otvorenih požara kao što su velike temperature, dim i slaba vidljivost. Na tragu te zamisli 1967. proizveden je zrakoplov Canadair CL-215. Vatrogasni zrakoplovi i helikopteri namijenjeni su za gašenje otvorenih požara i spašavanje iz vatrenog okruženja, a djeluju izbacivanjem sredstva za gašenje (voda ili pjena) na požar iz zraka. Spremnike mogu imati ugrađene (uglavnom zrakoplovi) ili podvješene (helikopteri), a pune ih na uzletištima ili zahvaćanjem s vodene površine. Ove letjelice služe i za izviđanje prostora, prijevoz vatrogasne opreme i gasitelja te za akcije traganja i spašavanja. U nepristupačnim i udaljenim područjima, zrakoplovi i helikopteri jedina su sredstva koja su sposobna brzo reagirati na izvor požara. Iako

Slika 1. Grčka (Ellēnikḗ Dēmokratía) u svojoj vatrogasnoj floti ima 44 vatrogasna zrakoplova i 20 vatrogasnih helikoptera

26

TEHNIČKE POŠTANSKE MARKE

Slika 2. Vatrogasne helikoptere odlikuju izuzetne letačke sposobnosti: vertikalno uzlijetatanje i slijetanje, lebdjenje i gibanje zrakom u svim smjerovima

zrakoplovi za gašenje požara nisu namjenjeni da u potpunosti ugase požar, velika su pomoć pri sprečavanju širenja i u suzbijanju vatrene stihije. Isto tako, zrakoplovi, a prvenstveno helikopteri, nezamjenjiva su pomoć pri transportu vatrogasne opreme i gasitelja na teško pristupačna područja zahvaćena požarom. Gotovo je nezamislivo u današnje vrijeme gašenje većih ili nepristupačnijih požara bez uporabe zračnih snaga. Prošle godine u gašenju požara dogodio se presedan u Švedskoj. U najugroženijim regijama sudjelovali su borbeni zrakoplovi švedske proizvodnje Gripen budući da se požar nije mogao ugasiti uobičajenim načinima, te zbog neeksplodiranih naprava u blizini vojnih poligona. Zrakoplovi su s 3000 metara visine ispuštali laserski navođene bombe GBU-12 od 230 kilograma s ciljem da zaustave vatrenu stihiju. Eksplozije su u neposrednoj blizini požara elimi-

Slika 3. Tijekom gašenja šumskih požara 2018. u Švedskoj uspješno su prvi put u povijesti sudjelovali i ratni zrakoplovi švedske proizvodnje Gripen


gašenju požara, ali i u različitim drugim zadaćama kao što su prevoženje i potpora gasiteljima, evakuacija i opskrba ugroženog stanovništva, koriste se Canadairi CL-415, Air Tractori AT-802 i transportni helikopteri Mi8. Također, hrvatske protupožarne snage uspješno sudjeluju i u međunarodnim misijama gašenja požara ne samo u susjednim zemljama već i u onim nešto udaljenijim kao što je Portugal.

Prevencija od šumskih požara

Slika 4. Canadair je jedna od najčešćih protupožarnih letjelica

nirale kisik koji više nije bio dostupan vatrenoj buktinji. Naime, poznato je da požar zahtijeva kisik, toplinu i gorivu tvar, a gasi se uklanjanjem barem jednoga od tih uvjeta. Filatelisti koji sakupljaju poštanske marke na temu zrakoplovstva ili vatrogastva znaju da su zrakoplovi i helikopteri za gašenje požara vrlo dobro zastupljeni na poštanskim markama i različitim filatelističkim proizvodima. Prema nepotpunim podacima Svjetske udruge za razvoj filatelije (engl. The World Association for the Development of Philately – akr. WNS) od 2002. do danas je izdano na desetke različitih maraka na ovu temu. Osim što izdavači takvih maraka na ovaj način podsjećaju na razvoj zrakoplovstva i vatrogastva oni edukativno i preventivno djeluju na šire mase ljudi u cilju opreznog rukovanja vatrom i zapaljivim predmetima. Također, vrlo važan razlog pojavljivanja ovih motiva na najraširenijem oglašivačkom mediju je povećanje svijesti o posljedicama požara, kao što su uništenje neprocjenjive materijalne imovine, ljudske žrtve i milijunski troškovi koji nastaju u gašenju požara. Neke od država koje su izdale marke koje prikazuju različite protupožarne letjelice su: Burundi 2012., bivša Jugoslavija 1987., Kanada 1979. i 1981., Grčka 1999., Gvineja 2001. i 2004., Maldivi 1998., Niger 1999., Džibuti 1984. i Madagaskar 1999., Ukrajina 1996., Rumunjska 1960., Čile 2001., Mozambik 2013., Solomonski Otoci 2014., Kongo 2006., Danska 2012. i Mongolija 1977. Danas se u Hrvatskoj šumski požari i požari otvorenih prostora gase i uz pomoć hrvatskih protupožarnih snaga iz sastava protupožarne eskadrile Oružanih snaga Republike Hrvatske. U

Čak devet od deset požara uzrokuje čovjek svojom nesmotrenošću. Najčešće se radi o nesretnim slučajevima (eksplozije, promet), nepažnji i nemaru (poljoprivredni radovi, radovi u šumi, prolaznici, izletnici, dječje igre, neuređeni deponiji smeća i dr.), ali vrlo često su i namjerna podmetanja (piromani, osvećivanje, političke diverzije i dr.). Požar nastaje i udarom munje koja prouzrokuje vatru na osušenom drveću, mrtvom raslinju na tlu ili niskom raslinju. Danas požari nastaju i zbog globalnog zatopljenja, pa se pojavljuju tamo gdje praktički nikada nisu zabilježeni veći požari (npr. Skandinavski poluotok 2018.). Važnost prevencije od šumskih požara prepoznali su Amerikanci krajem tridesetih godina prošlog stoljeća. Nositelj protupožarne kampanje bila je Američka šumarska služba (engl. United State Forest Service, USFS), a posebice je došla do izražaja sredinom II. svjetskog rata, Slika 5. Smokey Bear, američki je kada je većina simbol borbe protiv šumskih požara radnosposobnih muškaraca bila mobilizirana u ratu, a zbog sve većeg broja šumskih požara izazvanih ratnim djelovanjem (npr. slanje japanskih zapaljivih balona s podmornica na šumska područja). Ratno oglašivačko vijeće (engl. The War Advertising Council) pokrenulo je kampanju s

27


likom medvjedića koji će poslije biti nazvan Smokey (u slobodnom prijevodu pogorjeli medvjed). Znakovi s medvjedićem i njegove poruke bile su posvuda: na igračkama, odjeći, školskom priboru, plakatima, novinama, televiziji i sl., pa je postao najprepoznatljiviji lik u svijetu uopće. Njegov slogan: Zapamti ... samo ti .... možeš spriječiti šumske požare! (engl. “Remember ... Only You ... Can Prevent Forest Fires!”), jedna je od najpoznatijih fraza u svijetu, zaštićena čak i autorskim pravima. Vatrogasci iz sastava Američke šumarske službe široj javnosti postali su poznati nakon prošlogodišnjeg požara u Kaliforniji, najvećem u njihovoj povijesti. U požaru smrtno je stradalo skoro

stotinu osoba, uništeno je 14 tisuća domova i opustošeno na desetke tisuća hektara raslinja. Gašenje požara predvodio je Kalifornijski odjel za šumarstvo i zaštitu od požara (engl. California Department of Forestry Protection, CALFIRE), jedna od najboljih vatrogasnih službi za suzbijanje šumskih požara na svijetu. Ona u svome sastavu ima 5400 profesionalnih, i isto toliko dobrovoljnih vatrogasaca, te još oko 2400 sezonskih. Raspolažu s impresivnom vatrogasnom tehnikom, primjerice: 12 helikoptera, 38 vatrogasnih zrakoplova, 59 buldožera i dr. Najviše šumskih požara u SAD-u dogodi se na Aljasci, čak polovica. Ivo Aščić

INFORMATIKA

Kvantna računala postaju zastrašujuće brza Vrijeme kvantne nadmoći je blizu

Kvantna računala, koja izrađuju proračune s isprepletenim česticama ili kubitima, spremna su prestići svoje konvencionalne kolege vrlo, vrlo brzo. I sve je to obuhvaćeno novim zakonom o računalstvu, poznatom kao Nevenov zakon, prema fascinantnom novom članku u časopisu Quanta, neovisnoj online publikaciji koju je pokrenula Zaklada Simons kako bi se unaprijedilo razumije­ vanje znanosti u javnosti. Dakle, što je točno Nevenov zakon? Nazvan po Hartmutu Nevenu, direktoru laboratorija Quantum Artificial Intelligence Lab na Googleu koji je prvi uočio fenomen, zakon diktira koliko brzo se kvantni procesori poboljšavaju ili postaju brži u obradi kalkulacija, u odnosu na uobičajena računala. Ispostavilo se da na običnim računalima dobivaju na brzoj, “dvostruko eksponencijalnoj stopi”. To znači da procesorska snaga raste za faktor [22]1=4, zatim [22]2=16, zatim [22]3=64, zatim [22]4=256 i tako dalje. Može se vidjeti kako brojevi postaju ogromni vrlo, vrlo brzo. Dvostruko eksponencijalni rast toliko je velik da je teško pronaći išta u prirodnom svijetu što raste toliko brzo, navodi se u Quanti. “Izgleda da se ništa ne događa, a onda, odjednom ste u drugom svijetu”, rekao je Neven

28

Kevinu Hartnettu za časopis Quanta. “To se ovdje događa.” Moorov zakon, koji je nekoliko desetljeća vladao računalima na bazi silikonskih čipova, nalaže da se računalna snaga udvostručuje svake dvije godine. Kvantno računanje smatra se revolucijom u digitalnom području. To je zbog načina na koji ta računala pohranjuju informacije u svojim sićušnim djelićima koji prate čudna pravila kvantnog svijeta. Rezultat može biti nevjerojatno moćna i brza obrada podataka. Na primjer, dok tradicionalna računala pohranjuju sve podatke kao 1 ili 0, kvantni bitovi podataka mogu postojati u više različitih stanja istovremeno, što znači da se više podataka može pohraniti u manje bitova, u ovom slučaju kubita, i mnogo više kalkulacija može se obraditi u trenu. Međutim, nisu svi uvjereni da kvantna nadmoć kuca na naša vrata. Andrew Childs, sudirektor Zajedničkog centra za kvantne informacije i računalne znanosti na Sveučilištu Maryland, rekao je za časopis Quanta da se silicijska računala također brzo poboljšavaju, a on sumnja da bi se kvantno računalstvo moglo poboljšati dvostruko eksponencijalnom stopom. U svakom slučaju, nitko ne sumnja da kvantna era dolazi. I bolje je da budemo spremni. www.livescience.com Snježana Krčmar


Radiokomunikacije Elektronika je posebno područje suvremene tehnike koje je u malo više od stotinu godina našlo mnoge primjene te uvelike utjecalo na život, rad i svako djelovanje suvremenoga čovjeka. Počela je s primjenom prvo u radiokomunikacijama, da bi se ubrzo proširila u ostala područja telekomunikacija, primijenjene akustike, mjerene tehnike, medicinske tehnike i dr., a osobito u suvremenoj računalnoj tehnici. Danas je u svim područjima ljudskoga djelovanja, od razonode pa sve do svemirskih letova nezamisliv rad bez elektroničke opreme. Stoga će u ovom nizu biti prikazani glavni izumi koji su djelovali na razvoj suvremene elektronike, slikovito rečeno zvjezdani trenutci elektronike. Među prvim i u počecima najpoznatijim primjenama elektronike bile su radiokomunikacije, dakle prijenos znakova, zvuka i slike radiovalovima. Čak su se i neke sastavnice u prvim desetljećima mješovito nazivale s pridjevcima odnosno predmecima elektronski, radijski ili radio- (npr. elektronske cijevi, radijske cijevi ili radiocijevi i dr.).

Izum radija

Osnova radiokomunikacija bili su izumi bežičnoga prijenosa signala. Iako je polovicom XIX. stoljeća bilo prethodnih pokušaja da se električni signal prenosi indukcijskim postupcima, tehnička je osnova postalo otkriće umjetno proizvedenih elektromagnetskih valova 1887./88. godine njemačkoga fizičara Heinricha Rudolfa Herca (1857.–1894.). Hertz je smatrao elektromagnetske valove (ubrzo po njemu nazvane i Hertzovim valovima) važnom prirodnom pojavom, ustanovio je njihova osnovna svojstva, ali im nije tražio praktičnu primjenu, u čemu ga je nažalost spriječila prerana smrt od infekcije poslije upale uha. Izum radija primjenom Hertzovih valova pripisuje se nekolicini izumitelja, najprije trojici, koji su svaki dali poseban doprinos. Prvi je Nikola Tesla (1856.–1943.), koji je svojim pokusima postavio osnovna načela bežičnoga prijenosa električne energije, pa mu je prije-

ZVJEZDANI TRENUTCI ELEKTRONIKE

nos električnih signala bio samo jedna od mogućih primjena. Slijedi Aleksandr Stepanovič Popov (1859.–1906.) koji je konstruiranjem prijamnika elektromagnetskih valova (prvo tzv. vjesnika oluje, kojim je “čuo” munje) te pokusima pokazao mogućnost i korist radioveze, osobito u pomorstvu. Potom Guglielmo Marconi (1874.–1937.) koji je istodobno pokusima i dojmljivim javnim demonstracijama radioveze, a osobito smislom za tržišnu primjenu, pridonio brzom prihvaćanju radija kao sredstva masovnih komunikacija. Počeci radiokomunikacija. Prve radiokomunikacije ostvarivane su s klasičnim elektrotehničkim sastavnicama (vodovima, izolatorima, kondenzatorima, iskrištima, detektorima i dr.). Takvi su bili prvi radijski uređaji Nikole Tesle, Aleksandra Stefanoviča Popova, Guglielma Marconija i dr. na samom kraju XIX. stoljeća. Pomoću takvih je uređaja u prosincu 1901. godine Marconi radiovezom premostio Atlantik, istina prijenosom samo jednoga slova S Morseove abecede, ali počelo je novo doba bežičnog prijenosa signala na daljinu. Dojmljiva je bila primjena radija pri pozivu za pomoć s oštećenog parobroda Titanica u travnju 1912. godine, što je pokazalo goleme mogućnosti radiokomunikacija. Razvoju radija osobito je pridonijela nova grana elektrotehnike – elektronika. Već su prve elektronske cijevi, dioda 1904. godine (Ambrose Fleming, 1849.–1945.) i trioda 1907. godine (Lee de Forest, 1873.–1961.)1 prve primjene našle u radijskim uređajima. Prvi radijski uređaji. Nakon radijskog prijamnika, nazvanoga audionom, u kojem je 1908. godine Lee do Forest primijenio triodu za demodulaciju i pojačanje, radijski prijamnici mahom su bili izrađivani s elektronskim cijevima u trima primjenama: pojačavanje VF-signala, detekcija (demodulacija) i pojačavanje NF-signala. Radijski odašiljači, osobito oni snažniji, još su neko vrijeme bili s iskrištem, ali izumom elektroničkog oscilatora 1913. godine (Alexander Meißner, 1883.–1958.) i oni se konstruiraju s elektronskim cijevima. Elektronske cijevi rabe se 1 Vidi: Elektronika i prvi elektronički sklopovi. ABC tehnike, br. 618, listopad 2018.

29


Naslovnica brojeva prvoga godišta Radio športa s crtežom velike antene Radio Griča

Teslin patentni nacrt za bežični prijenos električne energije, a time i signala, iz 1900. godine (prijavljen 1897. godine) s kuglastim antenama i generatorom VF-struje (G) u odašiljaču te elektromotorima (M) i svjetiljkama (L) u prijamniku

u četiri primjene: kao oscilator, izlazno pojačalo VF-signala, NF-pojačalo i modulator. U razvijenim zemljama tih prvih godina XX. stoljeća mnogi su izumitelji razvijali radio, ponajprije za dvosmjerno komuniciranje radiotelegrafijom. Nastale su tvrtke koje su nastojale patentirati izume svojih izumitelja i razvijati vlastite

Marconijev pokusni radijski odašiljač iz 1895. godine s pločom kao antenom (replika)

sustave radiokomuniciranja. U prvo su vrijeme čak zabranjivali radiotelegrafistima održavanje veza s drugim sustavima. Trebalo je nekoliko godina da radio postane zajedničko dostignuće čovječanstva. Stoga je prva međunarodna konferencija za radiotelegrafiju održana već 1904. godine. Na njoj je dogovoren poziv za pomoć CQ, kojemu je poslije dodano slovo D (prema engl. distress: pogibao, opasnost. Naknadno je tom znaku CQD pridano značenje na engleskom Come Quickly Danger (“Dođite brzo, opasnost”). Druga međunarodna konferencija održana je 1906. godine, na kojoj je predložen novi znak za opasnost SOS, kojemu je naknadno pridano značenje na engleskom Save Our Souls (“Spasite naše duše”). Bežična telegrafija (engl. wireles, njem. Drahtlose, fr. sans file: bežično), ili kako bi danas rekli radiotelegrafija, našla je primjenu prvo u pomorstvu, zatim vojsci i pošti, te se kao i drugi izumi osobito razvijala u ratne svrhe tijekom Prvoga svjetskog rata.

Shema Marconijeve komercijalne radiopostaje iz 1900. godine, Radioprijamnik s početka s iskrištem (F) i telegrafskim tipkalom (T) u odašiljaču te kohe- 1920-ih godina s dvama elekrerom (Fr) i Morseovim telegrafskim pisačem (M) u prijamniku tronskim cijevima, prilagodljivim zavojnicama i slušalicama

30


Antena Radio Zagreba, koji je 1926. godine bio smješten u dvorišnoj gospodarskoj zgradi na uglu Markova trga i Ćirilometodske ulice

Prvi odašiljač Radio-Zagreba tvrtke Telefunken iz 1926. godine – danas se nalazi u Tehničkom muzeju Nikola Tesla u Zagrebu

Radioamateri. Mnogi su znatiželjni pojedinci već od prvih dana radija samostalno istraživali mogućnosti toga novoga čuda tehnike. Samostalno su gradili jednostavne radijske prijamnike i podizali antene te slušali što se to događa u “eteru”. Zatim su počeli graditi jednostavne radijske odašiljače te međusobno uspostavljati radioveze. Takvi su se samostalni neprofesionalni istraživači počeli nazivati radioamaterima, a pokret radioamaterizmom. U Americi ih je nakon 1910. godine već bilo na stotine, potom na tisuće. Godine 1914. udružili su se za posredno (relejno) prenošenje radijskih poruka. Udrugu su nazvali American Radio Relay League (skraćeno ARRL) naziv i znak koji je radioamaterska udruga u SAD-u zadržala do danas. Uskoro su radioametere morali priznati državni i međunarodni organi. Da ne bi smetali profesionalnim radiokomunikacijama, koje su se u prvo vrijeme održavale na području tzv. srednjih i dugih radiovalova, školama za radiotelegrafiste i radioamaterima prepušteni su tzv. kratki valovi, duljina nižih od 200 m, a poslije od 100  m, jer se tada smatralo da ne služe uspostavljanju dalekih veza. Međutim, upravo su radioamateri ustanovili da se na kratkovalnom području mogu jednostavnim uređajima i malim snagama odašiljača uspostaviti daleke veze. Razlog je tomu odbijanje tih kratkih valova od ionosfere, ioniziranog gornjeg dijela atmosfere, kao od nekoga zrcala za radiovalove. Tako su radioamateri 1921. godine u Velikoj Britaniji primili radiosignale američkih radioamatera. Prva radioveza između američkog i francuskog radioamatera održana je 27. studenoga 1923., a nekoliko mjeseci poslije britanski su radioamateri uspostavili radiovezu čak s Novim Zelandom. Tako su radioamateri premostili veli-

Radioamateri Slavoljub Plešnik i Vilko Petera, članovi Radiokluba Zagreb, s Plešnikovim radiouređa- Slušanje radija u doba kada je jima 1930-ih godina počeo Radio Zagreb

ke udaljenosti. Uviđajući prednosti kratkih radiovalova 1920-ih godina i profesionalne službe prelaze na kratke valove, a radioamaterima su ostavljena samo uska područja od 160 m, 80 m, 40  m, 20  m itd., a poslije i na uskim ultrakratkovalnim i mikrovalnim područjima, a tako je ostalo do danas. Svjetski se sustav radiokomunikacija desetljećima odvijao na gusto naseljenim kratkovalnim područjima sve do pojave telekomunikacijskih satelita 1960-ih godina. Radiodifuzija. U prvim godinama radiokomunikacije su ponajprije služile za dvostranu ili skupnu radijsku vezu između korespondenata. Izumom prijenosa zvuka radiovalovima, što je prvotno nazvano bežičnom telefonijom ili radiofonijom, radiokomunikacije su se počele primjenjivati ne samo za dvostrano komuniciranje, nego i za jednostrano odašiljanje ponajprije govora i glazbe, tzv. programa širokom krugu slušatelja. Takva se primjena u SAD-u ponajprije počela nazivati broadcasting (engl., širenje), što je i danas naziv na engleskome jeziku. U većini drugih jezika, pa tako i u hrvatskom ustalio se naziv radiodifuzija, tj. širenje radijom. Navode se različiti podaci od počecima radiodifuzije. To je stoga što se ne razlikuju pokusna i prigodna odašiljanja programa od licencirane, komercijalne radiodifuzije. Mnoge i danas aktivne radiodifuzijske postaje pripisuju sebi prvenstvo, s time da svaka od njih ima u nečemu pravo. Osobito je uspješno, počevši od 1909. godine odašiljao “radioprogram” manje poznat pionir radija Charles David Herrold, zvani Doc, iz San Josea u Kaliforniji (SAD). On je u razdoblju 1912.–1917. godine svake večeri odašiljao iz svoje “škole radija” glazbu i razne obavijesti. Program je bio namijenjen širokom krugu sluša-

31


telja, a većinom su to bili radioamateri i hobisti koji su sami sastavljali svoje radioprijamnike i razapinjali duge žičane antene. Izumitelj Lee de Forest ju je smatrao “najstarijom radiodifuzijskom postajom na svijetu”. U SAD-u je tih godina bio niz takvih pokusnih radiodifuzijskih postaja. Sve one radi sigurnosti nisu smjele odašiljati tijekom Prvoga svjetskog rata. Postaja s pozivnom oznakom 8MK je 20. kolovoza 1920. započela u Detroitu (SAD) prvi dnevni program pod nazivom Tonight’s Dinner. Takvo je odašiljanje radioprograma namijenjeno širokoj javnosti pod nazivom broadcasting. Posebno je popularnosti broadcastinga pridonio prijenos boksačkoga susreta tada glasovitih boksača Carpentiera i Dempseyja, 11. travnja 1920. u New Jerseyju, koji je prenošen radijom. Za to je unaprijed bilo prodano mnogo jeftinih jednostavnih detektorskih prijamnika sa slušalicama. Bio je to prvi radioprijenos športskog događaja. Službeni naziv broadcasting nalazi se u publikaciji vlade SAD-a od 1. prosinca 1921., kojom je uvedena posebna kategorija komercijalnih postaja: “Licencije su tih kategorija predviđene za sve odašiljačke postaje koje služe širenju (u izvorniku: broadcasting) vijesti, koncerata, pouka i sličnih stvari”. Prvom radiodifuzijskom postajom smatra se ipak ona koju je 1916. godine u Pittsburgu (SAD) postavio dr. Frank Conrad iz tvrtke Westinghouse Electric. Ta je postaja pod pozivnom oznakom 8XK povremeno odašiljala program da bi se provjerilo vojne radiouređaje koje je proizvodila spomenuta tvrtka. Nakon rata nastavila je redovito odašiljati glazbu, te je komercijalizirala zamisao radiodifuzije. Tako je 1919. godine radijom odašiljala poziv za kupnju detektorskih prijamnika po 10 USD, što je bila prva radioreklama. Dopuštenje, tzv. licenciju za svoj rad pod pozivnom oznakom KDKA dobila je 27. listopada 1920., a radi do danas! Prvenstvo joj pripada što je ispunila tri temeljna uvjeta radiodifuzije u današnjem smislu: program namijenjen širokom krugu slušatelja, rad namijenjen tržištu te licencija za takav rad. U literaturi se kao “rođendan radiodifuzije” navode tri nadnevka: 27. listopada 1920., kada je KDKA dobila licenciju za rad, 2. studenoga, kada je prenosila rezultate predsjedničkih izbora, ili 20. studenoga, kada je službeno otvorena uz prijenos koncerta te započela s redovitim programom. U SAD-u je do 1922. godine već bilo registrirano oko šest stotina

32

komercijalnih radiodifuzijskih postaja te tisuće radijskih prijamnika. Tako je radio, koji je prvo vrijeme služio za prijenos informacija između poznatih sugovornika, od 1920. godine kao broadcasting počeo osvajati svijet odašiljanjem programa za široki krug slušatelja. Broadcasting je ubrzo došao i u Europu, gdje se na kontinentu prvo nazivao radiofonijom, a danas se u najširem smislu, uključujući i televiziju, naziva radiodifuzijom. U Njemačkoj je 22. prosinca 1920. prenošen prvi koncert “uživo”. Prvi je radiodifuzijski program u Europi odašiljan u Parizu s Eiffelova tornja u veljači 1921. godine. U Velikoj Britaniji prva je radiodifuzijska postaja počela odašiljati 14. veljače 1922., a 14. studenoga je u Londonu počeo odašiljati poznati BBC (prema engl. British Broadcasting Corporation), koji radi do danas. U Njemačkoj je u Berlinu 23. listopada 1923. počela radom prva regularna radiopostaja. U Austriji je Radio Hekaphon počeo odašiljati 1923. godine, ali je radiodifuzija službeno počela početkom 1924. godine postajom Ministarstva obrane u Beču, a redoviti program 1. listopada iste godine. Radio u Hrvatskoj Prve su informacije o Hertzovim pokusima s elektromagnetskim valovima dolazile u Hrvatsku preko stranih znanstvenih i stručnih časopisa. Osnovano se pretpostavlja kako je dr. Oton Kučera, veliki promicatelj prirodoslovlja i tehnike, još dok je bio profesor gimnazije u Požegi (do 1892. godine), načinio koherer i obavljao pokuse s Hertzovim valovima, opremom koja je do danas sačuvana u Požeškoj gimnaziji. Vijesti o pojavi “bežične telegrafije” dolazile su u Hrvatsku dnevnim tiskom te znanstvenim i stručnim publikacijama već potkraj 1890-ih godina. Zanimljivo je da Kučera niz svojih članaka u Vijencu 1902. godine (poslije objavljenim kao posebna knjižica te kao posljednje poglavlje u knjizi Valovi i zrake Matice hrvatske iz 1903. godine) završava opisom načela bežične telegrafije, pripisujući prve korake Marconiju, Popovu i Tesli, veličajući Teslin doprinos: “...upire ovaj čas cijeli svijet oči svoje (...) u sina hrvatske zemlje Nikolu Teslu, koji istražuje prirodu onkraj oceana. Radi se o tom, da se električne napetosti u vertikalnim žicama što više uvećaju. Što danas Evropa u tom smjeru upotrebljava i izvodi, to gotovo iščezava spram rezul-


Radijski prijamnik s polovice XX. stoljeća s elektronskim cijevima, ali već s primanjem i UKV-a (Radioindustrija Zagreb)

Tranzistorski radioprijamnik iz 1980. godine s baterijskim napajanjem (Radioindustrija Zagreb) Suvremeni radioamaterski kratkovalni primoodašiljač

tata Teslinih. Iskre što ih on umjetnim načinom dobiva, pravi su orijaši spram evropskih iskara.” Prve je radiopostaje za bežičnu telegrafiju na području Hrvatske postavljala austrougarska mornarica za svoje potrebe u mornaričkim bazama u Puli oko 1909. godine, potom u Šibeniku, a od 1912. godine i na nekim ratnim brodovima. U jesen 1918. godine takva je radiopostaja s krstarice Novara (koja je bila završena uoči Prvoga svjetskog rata), na zahtjev Narodnoga vijeća novostvorene Države SHS, dopremljena u Zagreb i postavljena na zagrebačkom Gornjem gradu. Ta je postaja, nazvana Radio Grič, trebala poslužiti za vezu Narodnoga vijeća s europskim gradovima u kojima su se održavale mirovne konferencije. Njezina golema višežičana antena, razapeta između kule Lotrščak i zgrade Geofizičkoga zavoda, stajala je ondje desetak godina. Zaljubljenici u radio, kao tadašnje najnovije čudo tehnike, koji su se u Hrvatskoj u prvo vrijeme nazivali prijateljima radija, a poslije se ustalio naziv radioamateri, osnovali su 1924. godine Radioklub “Zagreb”, sa zadaćama promicanja radija i postavljanja “radiofonijske postaje” u Zagrebu. Klub je okupio tadašnju poslovnu i tehničarsku elitu Zagreba, bili su to redom uglednici iz javnoga života, visokoga školstva, gospodarstva: profesori, liječnici, bankari, odvjetnici, potom direktor i tehnički upravitelj Zagrebačkog zbora (prethodnika Zagrebačkog velesajma), predsjednik novinarskog udruženja i dr. Za predsjednika je izabran ugledni dr. Oton Kučera. Odmah je počelo izdavanje stručnoga časopisa Radio šport, kako se u počecima u nas nazivao radioamaterizam. Matica hrvatska je u nizu Novovjekih izuma objavila 1925. godine Kučerinu knjigu Telegraf i telefon bez žica2, nažalost pod tada već zastarjelim nazivom za radio. 2 Pretisak te knjige objavili su 1995. godine Matica hrvatska i Hrvatska zajednica tehničke kulture.

Nastojanjem i trudom naših prvih radioamatera osnovana je prva hrvatska radiodifuzijska postaja, prva i na jugoistoku Europe. Radio-Zagreb, prvenac današnjega Hrvatskoga radija počeo je odašiljati u subotu 15. svibnja 1926. godine, dakle prije više od devet desetljeća. Odašiljanje je počelo Lijepom našom koju je na početku i na kraju odašiljanja na glasoviru izveo skladatelj Krsto Odak, te legendarnom najavom naše prve spikerice, književnice Božene Begović: “Halo, halo, ovdje Radio-Zagreb”. Odašiljao je na valnoj duljini od 350 m, dakle u području srednjih valova, snagom od 350 W. Prve su radioemisije bile velika senzacija, a primane su u krugu oko 300 kilometara oko Zagreba, sve do Beča. Od tih prvih godina radio je, ponajprije kao radiotelegrafija i radiodifuzija, ušao u sve pore našega života. Današnji se naraštaji pitaju kako se to nekada živjelo bez radija, televizije, bežičnih telefona, mobitela, računalnih mreža, a ponajviše interneta! Zaključak Radiokomunikacije su bile prva velika primjena elektronike. Mnogi su elektronički izumi prvo primjenjivani u radiotehnici, i obratno, mnogi su izumi usavršavanja radiokomunikacija bili poticajem izuma i razvoja elektronike. Jasno je da su se mijenjale osnovne primjene. Prvih su godina XX. stoljeća to bile elektronske cijevi, koje su nakon izuma tranzistora 1947. godine i razvoja poluvodičke, tzv. tranzistorske tehnike, od 1970-ih godina časno većinom otišle u povijest. Mnogi elektronički sklopovi, koji su prvotno bili konstruirani s elektronskim cijevima, jednostavno su preslikani u poluvodičku tehniku, ili su bili osnova za konstruiranje brojnih novih sklopova. Stoga, koliko god nam elektronske cijevi danas izgledaju nespretne, nezgrapne i ograničenih mogućnosti, nesporna je činjenica kako je s njima započela elektronika. Dr. sc. Zvonimir Jakobović

33


Šesteronošci: privlačni i nekorisni

SVIJET ROBOTIKE

OPČINJENOST ŠESTERONOŠCIMA. Među hodajućim robotima posebno mjesto zauzimaju šesteronošci. Otkad su prvi put javno prikazivani početkom 80-ih godina XX. st. ne prestaje fascinacija njihovom složenom građom ili organizacijom rada nogu pri različitim modusima pokretanja. Planetarni žurnal Scientific American čak je dvije naslovnice u razmaku od desetljeća posvetio dvjema generacijama šesteronožnih robota. Lijevo je hodajuće vozilo Trojan Cockroach iz 1983. s Cornegie Mellon University mase 800 kg, 2,5 m dugo i široko s pogonskim motorom od 13 kW. Brzina koračanja u modusu izmjeničnog tripoda je 0,1 m/s. U sredini je naslovnica sa slavnim insektoidom Attila koji je promijenio znanstvene paradigme o umjetnoj inteligenciji. Desno je jedan rezultat privatnih robotičkih pothvata izrade markantnog šesteronošca na granici umjetnosti i tehnike.

Obrnuto nego što se zbilo u evoluciji hoda organizama četveronožni hodajući strojevi pojavili su se prije šesteronožnih. Šesteronožni hod omogućava kretanje uz istovremeno održavanje statičke ravnoteže tijela. Dakle, nešto slično kao što je i automobil pri gibanju na ravnom u statičkoj ravnoteži. Šest nogu povećava i vjerojatnost prihvaćanja uz podlogu kao i diverzifikaciju (raznolikost) korištenja pojedinih udova (npr. prednjih). Šesteronožno vozilo poput gusjeničara izaziva apsolutnu pozornost i poštovanje kako javnosti tako i istraživača pa kao da se svi moraju okušati u njihovom oblikovanju i izradi. Šesteronošci su neka vrsta istraživačko-razvojnog standarda ili kanona na kojem se mora isprobati svaka nova teorija (poput deep learninga), novi način oblikovanja i izrade (poput 3D-printanja) ili moderVJEČNA POPULARNOST. Svi insekti su šesteronošci. Pojavili su se prije 450 milijuna godina, prije tetrapoda (četveronožaca). Tijelo insekata je uzdužno simetrično i tročlankasto. Svaki članak ima par nogu. Svaki od tri para nogu je različit. Osmonožni pauci sa centralnom simetrijom tijela nisu insekti.

34

nizirati pogon primjenom novih Li-baterija. Uz to svaka nova generacija robotičara u pojedinim sredinama kao da se mora okušati na šesteronožnim robotima. Posljedica neprekidnog zanimanja je da u oblikovnom smislu ti roboti sve više nalikuju svojim uzorima insektima pa su prepoznatljivi predstavnici biorobotike. Insektoidni hodači u razvojnom smislu svakako napreduju. Ali iako se bez pretjerivanja može reći da je desetljećima svijet robota prepun hodajućih šesteronožaca teško je sjetiti se neke njihove masovne svrhovite primjene, a da to nije edukacija. Ono što je nepromijenjeno od 80-ih godina XX. st. je razvoj i korištenje hodajućih robota u obrazovne svrhe. Tih godina postignuta je razina minijaturizacije i pristupačnosti najvažnijih gradbenih komponenti što je omogućavalo da se za tisuću dolara izvede vrlo ozbiljna razvojno istraživačka šesteronožna platforma. Najslavniji primjerci predstavnika te generacije heksapoda Genghis, Athila i Hanibal danas su u muzejima NASA-e i MIT-a. Oni označavaju vrhunac zanimanja za insektoide kada su o njima snimani hollywoodski filmovi. Fast, cheap and out of control je najpoznatiji. Činilo se da će svijet i svemir preplaviti samogenerirajući insektoidi.


PRVA GENERACIJA. Ideja o primjeni šesteronožaca kao vozila nije nedostajalo. Neke su i ostvarene, ali rezultati cjelovito gledavši nisu nudili prednost u odnosu na kotačna vozila. Sovjeti su ispitivali šesteronošce koncem sedamdesetih kao alternativu mjesečevom Lunohodu. Maša (gore desno) iz 1976. težila je 18 kg i gibala se brzinom 0,07 m/s. Najdalje se otišlo s hodajućim traktorom za sječu drva. Šestronožni stroj Plusjack (slika gore desno) razvila je 1999. finska tvrtka Plustech. Komparativna kompleksnost stroja u odnosu na konvenconalne kao i skupoća popravaka odvela je prvu generaciju u muzeje.

Opčinjenost se vremenom pretvorila u svojevrstan, periodički obnavljan, razvojno-istraživački standard. U počeku su šesteronošci pobudili interes za teorijsko rješavanje zagonetke egzotičnog multipednog hoda. Među mnogobrojnim modalitetima hodanja posebno je bio zanimljiv tzv. alternirajući (izmjenični) tripodni način

pokretanja. On je omogućavao s izvedbenog gledišta jednostavniji stroj sa stalnim osiguranjem statičke ravnoteže. Mala brzina gibanja tih strojeva činila se u početku nevažnom ako bi se dobilo na mobilnosti i prohodnosti. Završilo je na kraju kao još jedan, napredniji od prethodnih ali jednako nekoristan, val hodača. Najčešće su završavali kao serijski proizvođeni vrlo skupi obrazovni egzotični predstavnici mobilne robotike. Prvi šesteronošci iz 80-ih godina XX. st. zamišljani su kao prevozila: osobna ili posebne transportne namjene. Vojska je prednjačila u pokusima, a činilo se da su postojali i mnogi tajni projekti objavljeni tek nakon što su se pokazali neuspješnima. To su bili snažni strojevi pokretani hidrauličnim centralnim pogonskim agregatom. Ideja se činila prihvatljivom i ostvarivom. Postojale su i tvrtke koje su na tržište stavile svoje inovativne strojeve, ali su propale. Najdalje je otišala finska šumska hodača Plusjack dužine 575 cm i širine 275 cm, mase 13 tona s najvećom duljinom koraka 90 cm i klirensom od čak 120 cm. Načinjena je pokusna serija od tri stroja, ali se nikada nije ušlo u serijsku proizvodnju. Finsku tvrtku otkupio je poznati svjetski proizvođač poljoprivrednih strojeva “John Deer” koji je posljednji primjerak donirao Finnish Forest Museumu. Javni reklamni odjek egzotičnosti bio je bitniji od primjenjivosti. Sve je završilo po običaju s mnogim znanstvenim člancima ili konceptualnim konstrukcijama koje nisu bile dovoljno dobre da se ustale na tržištu. I danas se mogu po znanstvenim časopisima naći mnogi članci posvećeni npr. uporabi heksapoda u poslovima

DRUGA GENERACIJA INSEKTOIDA. NASA-ina kampanja potrage za robotom pogodnijim za gibanje po Marsu početkom 90-ih godina XX. st. rezultirala je pojavom šesteronožaca malih u odnosu na one iz prve generacije. Genghis (desno) predvodnik je te generacije. Faktor smanjenja mase i dimenzija u odnosu na prethodnu generaciju bio je veći od 10. Uočljiva novost su embeded (namjenska) računala kao kontroleri i ROS (robotski operativni sustav). Kontroler vrlo modernog edukacijskog šesteronošca EyeBot (sredina) bio je handyboard (računalo veličine dlana) koji je upravljao s 18 servomotora i nadzirao mnoštvo senzora. Primjerak tog insektoida koji je Hrvatsko društvo za robotiku nabavilo 2003. godine imao je kameru koja je prepoznavala boje oblika i zaobilazio prepreke u realnom vremenu pri autonomnom gibanju. Jeftinu preciznu izradu mnoštva jednakih dijelova od plastike za noge omogućavalo je CNC-lasersko rezanje. Cijena takvog robota kretala se oko 3000 USD. Današnji nešto napredniji predstavnik te generacije šesteronožnih robota, hrvatski edukacijski robot STEMI (desno) košta oko 300 USD.

35


TREĆA GENERACIJA HODAČA. U razdoblju od 2000. do danas događaju se važni pomaci u razvoju heksapoda. Dva najvažnija čimbenika bile su bioničke studije žohara kao najbržih insekata hodača. Robot Rhex (lijevo) projekt je šestronošca pokrenut 1998. s fondom od 8 milijuna dolara. Njegova lokomocija je interpretacija tripodnog gibanja s udovima koji objedinjuju nogu i kotač. Rezultat je brzo gibanje i velika prohodnost. Unatoč tome nije bilo podataka o masovnijoj primjeni toga projekta DARPA-e. Pojava jeftinih 3D-pisača kao i 3D-skenera omogućila je cijenom izrade prihvatljive vrlo složene konstrukcijske dijelove oblikom i funkcijom bliske insektima (desno). Koncepti nadmašuju mogućnosti: artificijelne pčele su samo medijima privlačno znanstveničko obećanje u situaciji kada se suočavamo s izumiranjem pravih pčela.

razminiranja, ali su posrijedi idejni modeli male ili nikakve primjenjivosti. Najvažniji svjetski istraživački centri poput Leg laboratorija na MIT-u usmjerili su istraživanja na tetrapode (četveronošce) kao cilj koji je zanimao vojsku. To će dovesti do pokretanja

riječ o konstrukcijama koje nikoga ne ostavljaju ravnodušnima. Za njihov razvoj potrebno je mnogo znanja koje se može neograničeno širiti. Od nanorobota do mastodontskih hodača. Tako kompleksne mehanizme nije u početku bilo jednostavno i jeftino proizvoditi klasičnim strojnim obradama. Pojava CNC-strojeva i lasersko rezanje plastike u CAD-CA-sustavima znatno je pojednostavila izradu. Drugi bitan čimbenik širenja insektoida u obrazovanje bila je pojava malih namjenskih kontrolera. Uz široku uporabu već prisutnih servomotora moglo se čak i individualno posvetiti razvoju i izradi ovih atraktivnih strojeva koji su podsjećali na biološke uzore. Takvo što nije se moglo masovno izrađivati do konca XX. st. Potraga za primjenjivim heksapodom se nastavlja. U pedesetak godina razvoja promije­ nilo se nekoliko koncepata njihove moguće uporabe koju je uglavnom određivala veličina. Na njihov razvoj utjecali su mnogi čimbenici: od raspoloživosti i cijene komponenti do tehnologija izrade. Najveća zapreka bila je njihova funkcionalna složenost. Trebalo je izraditi mnoštvo članaka za udove. Izradom velikih šesteronožaca pokušalo se dokazati da insektoidna forma ne mora biti nužno mala da bi bila tehnički upo-

NOVIJI TRENDOVI: Nekoliko novijih modela razvijenih proteklih godina pokazuje da zanimanje za šesteronošce ne prestaje. Korejski hodač po morskom dnu CS 200 (u sredini) konstrukcijom oponaša rakove. Osobina stroja sa CMU-a na slici desno je kompaktnost, ali je važnije možda to da je izrađen iz univerzalnih mehaničkih modula. Na slici lijevo je minijaturni heksapod žohar s ruskog Sveučilišta “Immanuel Kant” u Kalinjingradu koji je dugačak 10 cm i giba se brzinom od 30 cm/s. Ima energetsku autonomiju od 20 minuta i nosivost 10 g što je dovoljno za opremanje mikrokamerom. Navedena namjena je otkrivanje žrtava u ruševinama i špijuniranje.

tvrtke Boston Dynamics. Njihov doprinos razvoju šesteronožaca očitovat će se u uspjeloj sintezi nogu i kotača i stvaranju vrlo utjecajnog robota Rhex velike prohodnosti i brzine. Stalno zanimanje za primjenu šesteronožaca ili općenitije insektoida u edukaciji ima više razloga, ali bi najveći mogao biti taj da je

trebljiva. S novim iskustvima, međutim, uvijek se vraćamo dimenzijama bioloških uzora jer su funkcionalno najuspješnije u okolini koja ih je oblikovala po mjeri opstanka, a tu su insekti bili nenadmašni. I u toj činjenici treba tražiti uzroke neprekidnog zanimanja za njih u svijetu robotičkih strojeva. Igor Ratković

Profile for Zoran Kušan

Časopis ABC tehnike broj 627 za rujan 2019. godine  

Dragi čitatelji, učenici i profesori, pred vama je novi broj časopisa ABC tehnike broj 627, novi broj za početak nove školske godine 2019./2...

Časopis ABC tehnike broj 627 za rujan 2019. godine  

Dragi čitatelji, učenici i profesori, pred vama je novi broj časopisa ABC tehnike broj 627, novi broj za početak nove školske godine 2019./2...

Profile for zoran1002
Advertisement