Технологии и материалы

Казалось бы, нет уже и щелочки в личной жизни, куда бы не влезли цифровые устройства. Ну разве что — сны. Их-то уж точно никто, кроме нас самих, не видит. Может, и не видит, а вот управлять нашими снами уже научились.

Появилась научная статья, в которой китайские исследователи предлагают выплавлять цинк с помощью лазеров. Этот метод не использует высокотемпературного обжига и восстановления углем, поэтому выбросы парниковых газов равны нулю. Авторы технологии назвали ее оптической металлургией.

Как не ошибиться и сварить такое яйцо, какое хочется? На этот случай специалисты немецкой компании Brainstream придумали поющее золотое яйцо. Это такой запрограммированный термостат, который по форме и размеру точно соответствует куриному яйцу, а сверху покрыт 24-каратным золотом. Ну кто теперь посмеет бросить в ученых камень и сказать, что наука бесполезна?

Почему ветрогенераторы растут вверх? Чем выше над землей, тем более устойчивый и сильный ветер дует и, следовательно, тем больше выход энергии. Но с увеличением размеров ветряки становятся нерентабельными. Да и экологически не безупречными. Где выход? Оказывается, решение есть. Решение, которое отсылает нас к первоисточнику — деревянным мельницам.

Ученые из университета Джона Хопкинса внесли свой вклад в создание микроминиатюр, только научных, то есть с научными целями. Они нанесли наноточки из золота на поверхность живой клетки человека — фибробласта.

Каждый год коррозия съедает 10% всей произведенной за год стали. А то и больше. Разрушаются мосты, гниют системы канализации, нефтепроводы, падают крыши — это все проделки коррозии. В общем, если посчитать все, то получится 2–4% ВВП.

У исследователей из Университета Райса появилась идея смешать две формы нитрида бора, мягкий и твердый, сделать из смеси нанокомпозит и посмотреть, что получится. Оказалось, что тепловые и оптические свойства смешанного материала сильно отличаются от среднего значения двух разновидностей нитрида бора. Композит из этих двух, казалось бы, противоположных материалов превзошел их по разным функциональным возможностям.

Так ли уж углерод-нейтрально биотопливо? Так ли оно безвредно для окружающей среды? Немецкие ученые задались этим вопросом и пришли к очевидному выводу. Биотопливо в конечном итоге наносит климату больше вреда, чем пользы.

ChatGPT фирмы OpenAI с разной степенью успеха может писать и переводить тексты, создавать программный код, искать, компоновать и рецензировать информацию. Как могут такие машины изменить процесс создания роботов? Этим вопросом задалась группа европейских инженеров. Они попытались получить ответ, заказав чат-боту разработку руки-робота для сбора томатов. В результате исследователи нашли сотрудничество с ChatGPT взаимно обогащающим и креативным. Они делают вывод, что их роль сместилась в сторону решения технических задач. Видимо, отдавая дань всеобщей моде, инженеры восхищаются такими результатами работы ИИ, которые обычны для подготовленных профессионалов.

Модульные роботы можно собирать в разнообразные трехмерные конфигурации. Новый робот, созданный швейцарскими инженерами, совмещает в себе свойства полигонов и роев. Он может принимать форму практически любого трехмерного объекта. Его собирают из элементов в форме равностороннего треугольника дециметровых размеров. Каждый представляет собой полноценного робота, способного соединяться с себе подобными. Из элементов легко получить многогранник любой формы в зависимости от рабочей среды и поставленных задач. Робот может менять свои функции, соединяться и разделяться, перемещать предметы, взаимодействовать с людьми и неживыми объектами. На первом этапе инженеры надеются использовать его для связи и внешнего ремонта космических аппаратов.

Успехи в создании носимых экзоскелетов дают возможность восстановить подвижность ног после различных заболеваний и травм. Методы управления этими конструкциями нацелены прежде всего на выполнение человеком естественных движений. Это не всегда удобно, так как электроника не оптимизирует баланс больного, поэтому он быстро устает и чувствует дискомфорт. Этот недостаток восполнила команда инженеров, которые создали универсальную систему управления экзоскелетом на базе искусственного интеллекта. Авторы работы применили так называемое глубокое подкрепляющее обучение. ИИ качественно улучшает ситуацию и при обучении больного пользованию экзоскелетом, и при последующем восстановлении навыков передвижения с его помощью.

При нервно-мышечных нарушениях снижается координация и сила рук, иногда развиваются спазмы. Больным помогают экзоскелеты с электроприводом, однако они, как правило, состоят из жестких элементов, что не позволяет гармонично распределять нагрузки на мышцы. Для реабилитации удобнее мягкий экзоскелет с сенсорами, который создали американские инженеры. Конструкция со сложными алгоритмами управления полностью оправдала себя. Эта роботизированная рука способна даже вернуть пианисту навыки игры после тяжелой травмы мозга. Рука также пригодится для работ, требующих ювелирной точности, а реабилитологи смогут создавать для нее персональные программы, так как экзоскелет знает разницу между правильным и неправильным движением.

Сто миллионов лет эволюции сделали мелких рачков образцом маневренности при скоростях, доступных существам их размеров. Рачки применяют технику так называемого метахронного плавания, распространенного у водных организмов. Его тайны разгадали исследователи Мексики и США. Для детального изучения они построили искусственного рачка, роботизированную платформу с приводами к ногам-плавникам, которую назвали плеоботом. Он выполнен из элементов, отпечатанных на 3D-принтере. Плеобот одновременно служит и инструментом исследований, и прототипом плавающего подводного робота. Ученые получили принципиально новые результаты. Вся документация проекта выложена в Интернет, чтобы желающие смогли познакомиться с метахронным плаванием.

Есть ли способ уменьшить аграрный поток антропогенной эмиссии? Сделать так, чтобы запасенные растениями углерод и азот не сразу же улетали в атмосферу? От этого будет двойная польза — и повышение урожайности за счет накопления в почве углерода с азотом, и снижение парникового эффекта. Именно эти задачи и призван решить биоуголь, продукт сжигания растительных остатков без доступа кислорода.

В состав волос входят два ценнейших вещества: белок кератин и высокомолекулярные пигменты со сложным составом — меланины. Оба эти природные вещества можно было бы использовать в медицине. Но для этого их надо извлечь из волос. Химические методы, конечно, есть, но они жесткие, использующие агрессивные вещества, которые ломают структуру меланина, да и кератина тоже. Теперь такой мягкий, неразрушающий метод извлечения появился.

С оксидом кремния дела на Земле обстоят неплохо — больше половины земной коры именно из него. И применяется он тоже весьма широко — в любом компьютере, в любом радиоприемнике и радиопередатчике, а в новом веке — в детекторах гравитационных волн. За какие заслуги и благодаря каким свойствам?