Часть 1  http://www.metodolog.ru/node/764

Часть 2  http://www.metodolog.ru/node/765

Часть 3  http://www.metodolog.ru/node/767

Часть 4  http://www.metodolog.ru/node/769

Раздел ИЗОБРЕТЕНИЯ, по складывающейся на глазах традиции, начнем с юбилея. «Франция отмечает 200-летие изобретения процесса консервирования», сообщает 9 сентября www.strf.ru. «Необычный юбилей отметили во Франции — в стране праздновали 200-летие изобретения процесса консервирования. 25 августа 1810 года патент на это странное по тем временам изобретение был выдан англичанину Питеру Дьюрану, запатентовавшему данный технологический процесс по идее, разработанной французским кондитером Николя Аппером. В Великобритании первенства француза отнюдь не отрицают и, более того, признают его «благодетелем человечества». Аппер родился в городке Шалон-ан-Шампань, расположившемся среди знаменитых шампанских виноградников. Свою трудовую деятельность он начал в кухнях при дворах различных вельмож. В 1784 году Аппер переехал в Париж и открыл свою кондитерскую. В дальнейшем он стал уделять все больше внимания вопросам сохранности производимой продукции. Этот вопрос был важен и для самой Франции — морской державы, пытавшейся решить проблему борьбы с цингой, от которой страдали ее матросы, не имеющие возможности брать на борт не выносившие долгой перевозки продукты. В частности — столь необходимые им фрукты, богатые витамином С. Еще в 1795 году правительство Наполеона обещало выплатить премию в 12 тыс франков — огромные деньги по тем временам — тому, кто создаст новые методы сохранения пищи для сухопутных сил и военно-морского флота. Аппер начал свои опыты, используя вначале прогрев продуктов в закупоренной бутылке специального изготовления — с широким горлышком и из темного стекла. Затем — в стеклянной банке. Именно так и был разработан процесс, который назвали тогда, «аппертизацией». Он стал предтечей будущей пастеризации, которая будет изобретена лишь 60 лет спустя. Уже в 1802 году Аппер открыл в Маси, в 15 км от Парижа, свой первый в мире консервный завод, на котором работал лишь 15 человек. Свою диковинную продукцию он выставил в 1806 году на французской промышленной выставке — однако это не произвело на жюри ни малейшего впечатления. На помощь Апперу пришел морской флот, который в виде эксперимента решил использовать эти странные «консервы». У моряков, привыкших уныло питаться солониной, они вызвали подлинный восторг. В 1809 году Аппер направил в министерство внутренних дел письмо с изложением сути своего изобретения и планами по его широкому использованию в стране и ее вооруженных силах. В последовавшем через три месяца ответе министра тот предложил Апперу сделать выбор — либо взять патент на изобретение, либо же сделать его общедоступным и получить при этом денежное вознаграждение от властей. И плюс к тому опубликовать за собственный счет описание изобретения. Аппер выбрал второе — и получил обещанные 12 тысяч, причем из рук самого Наполеона. Он не стремился заработать на изобретении гигантские деньги — Аппер совершенно намеренно отказался от патента, чтобы тем самым содействовать распространению полезного для людей изобретения. В 1810 году Аппер на собственные средства опубликовал тиражом в 6 тыс экземпляров трактат «Искусство сохранения на долгие годы продуктов животного и растительного происхождения». Методика француза была подхвачена в соседней Великобритании, применившей стеклянные банки и банки из жести. Не отрицая первенства в изобретении Аппера Туманный Альбион, однако, финансово никак не вознаградил изобретателя из соседней страны. Вскоре книга была переиздана и в США. Там же был налажен массовый выпуск консервов в жестяных банках. Открывать их, правда, было делом не легким — для этого применялось долото или даже паяльная лампа. Первый консервный нож был запатентован в США лишь через 50 лет после изобретения консервирования Аппером. В 1894 году появился универсальный консервный «ключ» — он позволял скатывать в трубку крышку банки со столь популярными сардинами. Сегодня, однако, во Франции, родине изобретения, консервы, несмотря на нарядный вид их банок, мало популярны. Население — и это подтверждают опросы — предпочитает покупать все свежее на рынке и затем готовить из этого различные блюда. Неизвестно, как питался сам Николя Аппер — но прожил он более 90 лет — с 1749 по 1841. Правда, конец его карьеры изобретателя и предпринимателя был весьма печальным. После поражения в битве при Трафальгаре Франция практически лишилась большей части флота. Заказы на консервы резко сократились. К тому же особо активными в их производстве в Европе стали англичане. Предприятие Аппера разорилось. Сам он умер в бедности и был похоронен в том же Маси, в общей могиле. В 1991 году в Шалон-ан-Шампани была установлена большая бронзовая статуя, увековечившая Николя Аппера. Ему посвящен там целый зал краеведческого музея. Во Франции и Канаде в настоящее время около 70 улиц носят имя великого изобретателя». «Цепкая хватка: Беспалой руки» - так называется заметка, размещенная 25 октября на www.popmech.ru. «Разработан простой способ, позволяющий роботу схватить и удерживать практически любой объект…Пальцам роботов, как правило, требуется централизованная система управления, обрабатывающая потоки данных от сенсоров, заменяющих роботу зрение и осязание. Эта система вычисляет, как именно нужно выполнить захват объекта, на основании полученных данных...Человеческий мозг каким-то образом научился упрощать или сокращать обработку информации в таких случаях. Эрик Браун (Eric Brown) из Университета Чикаго предположил, что должен быть другой способ решения этой задачи. Совместно с коллегами он разработал «руку» для робота, способную с контролируемым усилием захватить практически любой объект. При этом в системе отсутствует обратная связь, использующая «тактильные» или визуальные датчики. Устройство состоит из насоса и герметичного резинового «мешка», заполненного мелкими гранулами какого-либо материала (в экспериментальном образце это был молотый кофе). Вам наверняка случалось покупать молотый кофе в вакуумной упаковке: сперва он имеет форму довольно твердого брикета, но стоит надрезать упаковку, нарушив её герметичность – брикет рассыпается, превращаясь в привычный сыпучий кофе. Исследователи использовали именно это свойство. Мешок с сыпучим материалом наваливается сверху на какой-либо предмет и свободно «растекается» вокруг него. Затем насос создает внутри мешка вакуум, и захват приобретает значительную жесткость, при этом практически полностью повторяя контуры предмета. В результате, сразу несколько факторов способствуют тому, чтобы объект на выпал из захвата. Во-первых, механическое трение не дает ему выскользнуть. Во-вторых, могут образовываться герметичные уплотнения вокруг отдельных фрагментов объекта, и, наконец, мешок может просто принимать форму, блокирующую поднимаемый предмет. «Необходимо захватить лишь небольшую часть предмета, чтобы надежно зафиксировать его», - говорит Браун. Испытания показали, что захват может работать с довольно разнообразными предметами, поднимая мячи, стальные пружины, сырые яйца, и даже группы предметов без изменения их взаимного расположения. Конечно, устройство имеет и некоторые ограничения. Так, оно не способно поднять плоский диск или ватный шарик. Не может «беспалая рука» и выполнять манипуляции с предметами. Но существует много областей применения, в которых это не будет иметь особого значения, тогда как простота, адаптивность и низкая стоимость по сравнению с системами, оснащенными разнообразными датчиками обратной связи, выйдут на первый план». «Наногироскопы позволят работать мобильным программам навигации под землей и в закрытых помещениях», пишет 12 октября //popnano.ru. «Израильские ученые создали миниатюрные оптические гироскопы, которые по размеру являются самыми маленькими из гироскопов, когда-либо создаваемых людьми. Помимо того, что размер этих устройств сопоставим с размерами песчинки, их точность в сотни раз выше, чем точность твердотельных полупроводниковых гироскопов, установленных в некоторых моделях мобильных телефонов, в частности iPhone. Оптические гироскопы - понятие не новое, они уже достаточно широко используются в навигации судов, самолетов и космических аппаратов. Благодаря использованию принципа инерционной навигации, измеряя вращение, скорость и линейное ускорение движущегося объекта с помощью оптического гироскопа, системы инерционной навигации способны очень точно определить текущее положение объекта независимо от наличия внешних точек привязки, таких как спутники GPS. Но, современные оптические гироскопы достаточно громоздки, весят порядка 1-1.5 кг. и потребляют относительно большое количество энергии. "Создание миниатюрных оптических гироскопов стало возможным благодаря изобретению полупроводниковых лазеров, имеющих размеры в несколько микрометров" - рассказывает Коби Шеуер (Koby Scheuer), преподаватель из Тель-авивского университета и один из разработчиков. - "Новые гироскопы настолько компактны, что их без всякого труда можно интегрировать внутрь любых мобильных устройств и даже в кристаллы электронных чипов. Использование гироскопов позволит работать навигационной системе даже в том случае, если вы находитесь под землей, в закрытом помещении, везде, где невозможен прием сигналов спутников GPS. А это, согласитесь, гораздо проще и дешевле, чем отслеживать удары молний и по ним определять свое местоположение, как это собираются делать американские военные". Означает ли появление таких устройств реализацию мечты руководства американских ВВС, которые собираются полностью отказаться от использования GPS? Конечно, нет, одним из недостатков принципа инерционной навигации является необходимость определения точного местоположения начальной точки, от которой начинается расчет пути с помощью гироскопов. Но, появление таких гироскопов в смартфонах и навигаторах, которые не заменяют, а дополняют систему GPS, позволят существенно улучшить функции навигационных систем». «Новые радары смогут видеть сквозь стену», сообщает 26 октября www.nanonesnet.ru. «Сразу две компании представили на выставке ISDEF 2010 сверхширокополосные радары, которые позволяют смотреть сквозь стены. Израильская компания Camero выпустила на рынок две модели серии Xaver: 800 и 400. Это небольшие приборы, которые помещаются в рюкзак и могут эффективно обнаруживать присутствие людей за стеной, распознавать их движения и положение. Xaver 800 также определяет расстояние до цели. Это позволяет спланировать операцию по освобождению заложников, изучить помещение перед входом бойцов и т.д. Для обнаружения целей сверхширокополосный радар использует сканирование широкополосными импульсами высокой частоты, измеряемыми наносекундами. Они проникают сквозь стекло, дерево, бетон, кирпич, отражаются от различных объектов и формируют двухмерное изображение обстановки за преградой. Xaver 800 может обнаруживать подземные объекты на глубине 9 м или «видеть» сквозь бетонную плиту толщиной 20 см. Кроме того, радар может управляться дистанционно с расстояния более 100 метров, что дает возможность его доставки в опасную зону с помощью роботов. Система безопасна и скрытна, поскольку излучает луч малой мощности – не больше, чем сотовый телефон. Компактная версия Xaver 400 весит всего 3 кг и может применяться полицией, пожарными и другими чрезвычайными службами для быстрой оценки ситуации в соседнем помещении. Основной упор в этой модели сделан на простоту использования – достаточно нажать кнопку и приложить прибор к стене. Тем не менее, несмотря на компактность, максимальная дальность обзора радара составляет 20 м. Американская компания TiaLinx Inc. также представила два типа радаров семейства Eagle 5 двойного назначения, которые, благодаря высокой чувствительности, могут применяться не только военными и полицией, но и для поиска людей, оказавшихся под обломками зданий, обнаруживая пострадавших по движениям или дыханию. Радары также могут выявлять различные скрытые полости: тайники с оружием и самодельными взрывными устройствами, огневые позиции внутри стен. Eagle 5P – компактный ручной прибор для контроля водопроводных труб и туннелей, а более крупный Eagle 5B предназначен для обнаружения движения под поверхностью…» «Универсальные линзы против близорукости и дальнозоркости одновременно». Так называется заметка, размещенная 5 октября на www.nanonesnet.ru. «Бифокальные очки скоро уступят место приборам, которые позволят вам хорошо видеть вне зависимости от того, близоруки вы или дальнозорки. Зеев Залевски из Университета Бар-Илан в Рамат-Гане (Израиль) разработал технологию превращения стандартных линз в такие, которые идеально фокусируют свет от предметов, расположенных на расстоянии от 33 см и дальше вплоть до горизонта. Поверхность линзы покрывается сеткой из почти круглых структур (2 мм в ширину каждая), включающих два концентрических кольца (несколько сотен микрометров в диаметре и микрометр в высоту). Точное число и размер структур зависят от размера и формы линзы. Кольца меняют фазу световой волны, приводя одновременно к усиливающей и ослабляющей интерференции. С помощью компьютерной модели г-н Залевски рассчитал, как изменения диаметра и расположения колец влияют на результат. Итоговая схема создаёт канал для усиливающей интерференции, перпендикулярный линзам на протяжении всех структур. Таким образом свет и от близких, и от дальних объектов находится в идеальном фокусе. «Получается осевой канал сфокусированного света вместо единственного фокального пятна, — поясняет г-н Залевски. — Где бы ни находилась сетчатка в этом канале, она будет видеть чёткие объекты». Подход не лишён недостатков. Картина интерференции имеет склонность сводить на нет некоторые световые волны, проходящие через линзу, в результате чего контрастность изображений снижается. Пабло Арталь из Университета Мурсии (Испания) предупреждает, что из-за этого феномена мозгу придётся потрудиться, чтобы правильно интерпретировать изображение. Зеев Залевски парирует это тем, что люди, носящие линзы, не замечают потери контраста, ибо глаз очень чувствителен к свету с низкой интенсивностью. «В отличие от камеры, мозг отвечает на свет логарифмически, а не линейно», — отмечает специалист. По его словам, мозг адаптируется и минимизирует снижение контрастности в считанные секунды. Есть и другая проблема: глаз движется, тогда как линзы остаются неподвижными. Поэтому фокусирующий эффект может теряться между кольцами. Но г-н Залевски говорит, что глаз быстро учится заполнять пробелы при движении между структурами. Учёный провёл эксперименты не только с людьми, но и с оптикой телефонных фотокамер, а теперь ещё и основал компанию Xceed Imaging».

Раздел КУРЬЕЗНЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ посвящен полетам американской конструкторской мысли. «Армия США начала разработку летающих автомобилей», радует нас 1 октября www.nanonewsnet.ru. «Весной специалисты из DARPA решили, что хватит бесконечно наращивать броню в попытке защитить солдат от взрывов придорожных бомб – нужно делать летающий транспорт. Мысль оформилась в запрос на разработку четырехместного летающего аналога HMMWV. После анализа ряда эскизных проектов военные, наконец, выбрали наиболее подходящий и подписали с AAI Corporation контракт на разработку концепции и подготовку к созданию прототипа. Летающий транспорт AAI будет полностью соответствовать основным требованиям DARPA, таким как защита от огня стрелкового оружия и полезная нагрузка в 450 кг, и даже превосходить их. Однако он отличается от других проектов. В частности, специалисты AAI хотят использовать отработанные вертолетные технологии (винты со складывающимися лопастями), убирающееся крыло, которое позволит увеличить грузоподъемность и разместить топливо. Но главная особенность – толкающий винт, по схеме вертолета Х2, который увеличит максимальную скорость транспорта.

 

Летающий автомобиль сможет перемещаться быстрее вертолетов, ездить по земле со сложенными крыльями и будет очень прост в управлении. Пока проект на начальном этапе: предстоит выяснить какое оружие будет нести транспорт, разработать программное обеспечение и автоматизированную систему управления полетом, подобрать материалы и определить тактику использования новой боевой единицы. Всю эту работу планируется закончить к осени 2011 года. Но ранее 2013 прототип вряд ли будет построен. Ряд американских военнослужащих высказали в своих интернет-дневниках сомнения насчет надежности легкого летающего транспорта концерна AAI. Считается, что винтокрылые машины недостаточно защищены, и очень часто с ними случаются различные неприятности. Тем не менее в таких опасных местах, как Афганистан, солдаты предпочитают перемещаться все-таки в вертолетах, а не на колесном транспорте». «Американские военные роботы будут похожи на рыб, птиц и летучих мышей», пугает  прогрессивную общественность 14 октября www.nanonewsnet.ru. «Пентагону нужны роботы, которые способны маневрировать в любых условиях, будь то густая чаща или городские небоскрёбы. Очевидно, что проще всего научиться этому у существ, которые уже обладают подобным мастерством, — рыб, летучих мышей, птиц и насекомых. Для этого создан специальный научный консорциум во главе с Университетом Вашингтона, который получил пятилетний грант в размере $7,5 млн. Главная цель инициативы — создание абсолютно автономных аппаратов, то есть таких, которым почти (или ещё лучше совсем) не нужен оператор, в каких бы условиях они ни оказались.Стоит подчеркнуть, что бывают такие ситуации, в которых человек при всём желании помочь не сможет, поэтому лучше действовать без оглядки на него вовсе. Учёные фантазируют о роботах, машущих крыльями, о гибких поверхностях, о датчиках, которые легче и потребляют меньше энергии, чем всё, что ныне известно инженерам. Сама Кристи Моргансен, которая координирует проект, специализируется на подводном движении. Она пытается создать робота-рыбу, то есть аппарат, лишённый пропеллеров, но наделённый лучшей маневренностью на малых скоростях. Кроме того, изучаются способы взаимодействия рыб в стае, дабы роботы могли следить, искать и картографировать сообща. Другие группы учёных, входящие в консорциум, пытаются понять, как ориентируются и реагируют на окружающую среду мошки и как пчёлы справляются с ветром. Министерство обороны США и его верное Управление перспективных исследований (DARPA) далеко не в первый раз проявляет интерес к талантам животного царства. Уже выделены деньги на разработку компактных зондов, обладающих эхолокационными способностями летучих мышей, а также мини-зондов, похожих на колибри».

Роботы – летучие мыши, роботы – рыбы, роботы-колибри…Легкость мыслей необыкновенная, как говорил один литературный герой. Этим веселым сообщением заканчивается октябрьский обзор новостей науки и техники. Надеюсь, что уважаемые  читатели Методолога найдут в нем для себя что-то полезное.