Technologia

Nowinki techniczne

Numer 1/2019

Samolot bez ruchomych części

Od startu pierwszego samolotu z własnym napędem minęło już ponad 100 lat. Niezależnie od rodzaju stosowanego silnika zawsze znajdowały się w nim części ruchome – śmigło albo turbina w silniku odrzutowym. Okazuje się jednak, że można zbudować samolot bez takich ruchomych elementów. Zespół konstruktorów z MIT zaprezentował właśnie rewolucyjną konstrukcję, w której napęd powstaje na zupełnie innej zasadzie – jonizacji atomów azotu. Ruch samolotu jest wynikiem powstawania „wiatru jonowego”. Co ciekawe, samo zjawisko jest znane od dawna, opisano je już w latach 20. zeszłego wieku. Polega ono na zastosowaniu dwóch naładowanych elektrod, między którymi różnica potencjałów wynosi 40 tys. V (jedna ma +20 tys. V, druga –20 tys. V). Obecne w powietrzu atomy azotu trafiają na pierwszą z elektrod (umieszczoną z przodu) i oddają jej jeden ze swoich elektronów, po czym powstałe dodatnio naładowane jony są przyciągane przez drugą z elektrod, która jest umieszczona z tyłu. Tam jon azotu odzyskuje utracony elektron, ale wcześniej jony po drodze zderzają się z atomami powietrza, powodując ich ruch, a w rezultacie – ciąg napędzający samolot. Na to, aby tego typu samoloty przewoziły pasażerów, szans raczej nie ma, ale podobny napęd może być zastosowany np. w poruszających się bezszelestnie dronach. Silnik jonowy jest bowiem zupełnie cichy.

Sterowanie kursorem za pomocą myśli

Komunikacja ze światem za pomocą urządzeń elektronicznych w przypadku osoby z porażeniem czterokończynowym wydaje się niemożliwa. A jednak nauka przełamuje i te bariery. Kluczowym elementem okazuje się tu interfejs łączący mózg człowieka z komputerem (BCI – brain--computer interface). Opublikowano właśnie pracę podsumowującą istotny etap badań klinicznych nad tego typu urządzeniem, prowadzonych przez zespół neurobiologów oraz neuroinżynierów z Brown University, Providence Veterans Affairs Medical Center, Massachusetts General Hospital oraz Stanford University. Testami objęto trzy osoby z porażeniem, którym wszczepiono niewielki implant do kory ruchowej – fragmentu mózgu odpowiedzialnego za planowanie i wykonywanie ruchów. Implant połączono na Bluetooth z urządzeniem pełniącym funkcję wirtualnej myszy komputerowej. Wszystkie trzy osoby bez problemu były w stanie poruszać kursorem po ekranie standardowego tabletu, jak też klikać w wybrane elementy – wszystko przy pomocy myśli. Dzięki temu mogły rozmawiać z rodziną, dokonywać zakupów online, a jedna z tych osób, która była wcześniej czynnym muzykiem, zagrała nawet fragment „Ody do radości” na wirtualnym keyboardzie.

Smartkolczyki dla krów

Jednym z popularnych gadżetów elektronicznych jest tracker GPS, często dostępny np. w formie opaski czy zegarka na rękę. Jest on stosowany przez miłośników wszelkich sportów do rejestrowania swojej aktywności. Australijczycy wykorzystali twórczo to urządzenie i stworzyli podobne dla krów. Badania prowadzone są przez rządową Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization we współpracy z miejscowym start-upem. Czujnik o nazwie Ceres Tag montowany jest w uchu bydła (w miejscu, gdzie zwykle znajduje się kolczyk rejestracyjny) i pełni funkcję identyfikatora zwierzęcia, a także pozwala na zdalne śledzenie miejsca jego pobytu z wykorzystaniem typowego nadajnika/odbiornika GPS. W nowszej wersji ma ponadto mierzyć temperaturę krów, która jest istotnym wskaźnikiem zdrowia. W przypadku gdy zwierzę lub całe stado zaczyna się poruszać w dziwny sposób, oprogramowanie automatycznie alarmuje właściciela, który może podjąć odpowiednie działania. Do tej pory na rozległych pastwiskach monitoring polegał na użyciu pojazdów, samolotów lub dronów. Co ważne, urządzenie jest zasilane energią słoneczną. Obecnie system przechodzi testy na stadzie liczącym 100 krów w ośrodku badawczym w okolicy Townsville w stanie Queensland na północy Australii.

Latające motocykle

Nikogo nie trzeba przekonywać, że ulice miast na całym świecie są niesamowicie zatłoczone. Od dawna trwają prace nad rozwiązaniem tego problemu. Jednym z dość niezwykłych pomysłów, który znamy z literatury fantastycznej, jest przeniesienie ruchu miejskiego w powietrze. Dziś pomału fantazja zmienia się w rzeczywistość. Kalifornijska firma Hoversurf przez kilka lat testowała rozmaite rozwiązania w urządzeniu, które można by nazwać latającym motocyklem. Wypróbowano kilka prototypów, a teraz przyszła pora na wprowadzenie ich do produkcji. Już w pierwszej połowie 2019 r. na rynku ma się pojawić Hoverbike S3. Szybkość maksymalna, zgodnie ze specyfikacją producenta, wynosi 96 km/h, a wysokość lotu – 5 m. Cała konstrukcja waży 114 kg. Korpus motocykla wykonano z włókna węglowego, a napęd stanowią cztery rotory, podobnie jak w dronach. Niestety na razie czas lotu między ładowaniami nie imponuje: w zależności od ciężaru kierowcy wynosi on tylko 10–25 min. Latającym motocyklem zainteresowana jest policja z Dubaju, ale w zasadzie każdy może go sobie zamówić. Jedynym problemem może być cena – ok. 150 tys. dol.

Magnetyczna e-skóra

Wiele gatunków zwierząt ma zmysł magnetorecepcji. Wykrywanie kierunku naturalnego ziemskiego pola magnetycznego pozwala im orientować się w przestrzeni, co jest bardzo istotne choćby w przypadku ptaków czy waleni migrujących na duże odległości. Człowiek praktycznie takiego zmysłu nie posiada, ale ostatnie badania pokazują, że może on istnieć w postaci śladowej.

Żeby wspomóc nasze zmysły, niemieccy naukowcy z Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf stworzyli elektroniczną skórę (e-skórę). Wykorzystano tu bardzo cienką folię wykonaną ze specjalnego stopu, który pozwala na wykrywanie ziemskiego pola magnetycznego (jest ono 1000 razy słabsze niż pole magnetyczne typowego magnesu lodówkowego). Materiał ten zmienia swój opór elektryczny w zależności od kąta odchylenia od linii pola. Jeśli więc taką cienką folię nałoży się na palec, można bez problemu sterować bohaterem gry poruszającym się w rzeczywistości wirtualnej (VR) lub rozszerzonej (AR). Palec zmienia się w rodzaj bionicznego kompasu. Użytkownik wie, w jaką stronę zmierza, bo wyświetla mu się na monitorze odpowiednia informacja. Sygnały z tego specyficznego kompasu można wzmacniać i przetwarzać. Ponadto materiał, z którego wykonano sensor, jest bardzo lekki i giętki. Te wszystkie właściwości umożliwiają wykorzystanie tego systemu nie tylko w grach, ale także znacznie istotniejszych branżach.

Android z realistyczną mimiką

Do niedawna można było bez większego problemu odróżnić twarz androida od twarzy żywego człowieka. Teraz sytuacja zaczyna się zmieniać. Już w 2011 r. japońscy inżynierowie zaczęli intensywne prace nad ulepszeniem takiej konstrukcji. Wiadomo, że zawierająca tysiące mięśni twarz człowieka wykazuje często bardzo złożoną mimikę. Próba precyzyjnej rekonstrukcji jest raczej skazana na niepowodzenie. Możliwe jest jednak dość dobre przybliżenie i takie urządzenie – głowę dziecięcego androida nazwanego przez twórców Afetto – zaprezentowano właśnie w Japonii. Prace nad nim prowadzone są przez multidyscyplinarny zespół z Uniwersytetu Osakijskiego. Analizie poddano ruch 116 punktów rzeczywistej twarzy dziecka. Pozwoliło to na stworzenie modelu matematycznego, a ten stał się podstawą nowej konstrukcji. Wyglądająca bardzo realistycznie syntetyczna skóra w połączeniu ze sterowanym komputerowo zespołem siłowników umożliwiła powstanie twarzy, która już całkiem dobrze odwzorowuje rzeczywistą mimikę.

01.01.2019 Numer 1/2019

Czytaj także

Reklama
Reklama