0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Научный дайджест №21

Содержание

Научный дайджест (21.10-27.10)

Лови свою звезду удачи!

Конкурсы

Молодежный конкурс СПбПУ в номинациях «Студент года», «Аспирант года», «Молодой ученый года»

Это ежегодный конкурс Политеха, отражающий достижения студентов и ученых в научно-исследовательской работе обучающихся и сотрудников университета. Проводится в двух направлениях: естественные и технические науки; гуманитарные и общественные науки.

Конкурс проводится в 2 этапа:

  1. Институтский — проводится конкурсными комиссиями институтов в период с 16 по 27 октября 2019 года.
  2. Общеуниверситетский – проводится с 28 по 30 октября 2019 года.

Подробнее о конкурсах и заявке смотри на сайте Науки.

Конкурс лучших инновационных проектов

Комитет по науке и высшей школе проводит Конкурс лучших инновационных проектов в сфере науки и высшего профессионального образования Санкт-Петербурга в 2019 году. В конкурсе представлено множество различных направлений: наносистемы, информационно-коммуникационные системы, энергетика и другие.

Подробнее о конкурсе на сайте. Консультацию по участию и документы можно сдать до 13:00 22 октября.

Научная премия Яндекса им. Ильи Сегаловича

Премия вручается студентам, аспирантам и научным руководителям за достижения в областях компьютерных наук. Претендовать на премию могут студенты старших курсов и аспиранты, которые учатся на бюджете, имеют научные публикации и посещают конференции. Также они могут номинировать своих научных руководителей.

Размер премии: 350 тыс. руб. для студентов и 700 тыс. руб. для научных руководителей.

Дедлайн подачи заявки — 13 января 2020 года. Подробнее на сайте.

Стажировки

Новый сезон стажировок в BIOCAD

BIOCAD — международная инновационная биотехнологическая компанию полного цикла. Компания постоянно совершенствует свои технологии и находится в поиске амбициозных стажеров по различным направлениям: биотехнология или финансы, химия или PR, IT, HR, медицина, фармация или технические направления и так далее.

Период стажировки: с января по март (от 1 до 3 месяцев)

Условия: стипендия в размере 20 000 руб/мес, 30 часов в неделю, трансфер, проживание (для иногородних стажеров).

Подробнее об открытых направлениях и заявке на сайте.

Стажировка 365°/ИТ

«Ростелеком» объявляет набор на оплачиваемую стажировку 365/ИТ в Москве. Приглашаются студенты технических специальностей 4-го курса бакалавриата и старше, а также недавние выпускники. Стажировка проводится по 4 направлениям: IT-архитектура, продуктовый менеджмент, IT-аналитика, разработка (OSS, JS/PHP).

Период стажировки: с декабря на 1 год

Условия: 30 часов в неделю, работа с важными IT-проектами, возможность остаться в команде «Ростелекома» после стажировки.

Зарегистрироваться необходимо на сайте до 13 ноября 2019.

Куда сходить

Science Slam

Дата: 31 октября, 20:00
Место проведения: KOD, ул. Комсомола, 2

31 октября в Хеллоуин пять молодых ученых раскроют тайны о том, какие технологии нужно использовать с осторожностью, чем опасны побочные эффекты технического прогресса и можно ли их минимизировать. Тебя ждут остроумные 10-минутные выступления о научных исследованиях.
Победитель слэма определится с помощью шумомера: кому будут хлопать громче, тот и победил.

Стоимость: 400 рублей

Купить билет и узнать подробнее можно на сайте.

А для тех, кто дочитал до конца — молекулярное облако Barnard 68. Куда делись звезды? Благодаря высокой концентрации пыли и молекулярного газа здесь поглощается практически весь видимый свет, испускаемый звездами фона. Устрашающе темная оболочка делает внутренние области молекулярных облаков одними из самых холодных и наиболее изолированных мест в Вселенной. В центре Барнарда 68 не видно ни одной звезды, и это указывает на то, что это облако расположено относительно недалеко. От нас до него приблизительно 500 световых лет. Как образуются молекулярные облака, подобные Барнарду 68, в точности неизвестно, зато известно, что сами эти облака — очень вероятные места для формирования новых звезд.

Космоddrом. Научный дайджест #21

Вот уже 21 выпуск я рассказываю вам о самых интересных новостях мира науки, техники и космоса на станицах нашего сайта, и сегодняшний день не будет являться исключением. Пройдя в «подкат», вы сможете узнать о киборгах-футболистах, легендарной игре-юбиляре, успешном эксперименте по телепортации и карманных голограммах. Скорее же читать!

Киборг на ЧМ

Чемпионат мира по футболу в Бразилии стартует уже совсем скоро, а начнет его не совсем обычный футболист. Дело в том, что первый символический удар по мячу, который и откроет одно из крупнейших спортивных событий года, нанесет парализованный мальчик, который будет управлять специальным экзоскелетом с помощью нейро-интерфейса, т.е. с помощью одной только силы мысли.

Все это звучит как строчка из какой-нибудь научной фантастики, но, тем не менее, это реальность. И в этой реальности мы все ближе и ближе подходим к эре кибргов. Эре, когда человек сможет расширять собственные способности за счет механических приспособлений. При этом не обязательно быть инвалидом, нуждающимся в протезе или помощи в движении, я уверен, что мы с вами на нашем веку сможем увидеть вполне здоровых людей в экзоскелетах или специальных робо-костюмах.

Открытие ЧМ в Бразилии — лишь демонстрация того, что робо-будущее уже очень близко. И, если честно, это одновременно вдохновляет, но и немного пугает.

Тетрису 30 лет

На прошедшей неделе большой юбилей отметила игра, рожденная в СССР программистом Алексеем Пажитновым. Знаменитому, великому и могучему Тетрису исполнилось целых 30 лет!

Данная игрушка пережила множество инкарнаций и до сих пор является очень популярной. Стоит только вбить ее название в поиск любого магазина приложений, и вы получите множество вариаций на любой вкус и цвет. Также тетрис можно найти в ряде так называемых «пасхалок», например, попробуйте в клиенте uTorrent зайти в раздел «о программе» и нажать «t».

Давайте же все вместе поздравим Тетрис с такой датой!

Успешная квантовая телепортация на 3 метра

В Голландии ученые из Делфтского университета смогли успешно провести передачу информации между двумя объектами, разнесенными на расстояние 3 метра с нулевой ошибкой, о чем и рассказывается в их статье в журнале Science. В основе данного метода лежит принцип квантового препутывания, но до недавнего времени доля ошибок при его использовании была очень высока.

В качестве кубитов выступали алмазы, помещенные в условия очень низкой температуры. С помощью лазера кубит выводился в нужное спиновое состояние, после чего измерялся спин во втором кубите, подтверждая факт передачи информации.

После подтверждения результатов независимыми экспертами, ученые планируют увеличить расстояние с 3 метров до километра.

Голограммы в смартфонах к 2015

Если верить заявлениям компании Ostendo, на которую ссылается издание Wall Streer Journal, то уже к концу следующего года в наших смартфонах может появиться возможность создавать голографические изображения.

По словам основателя Ostendo, компания надеется выпустить свой чип, способный создавать трехмерные голограммы, во второй половине 2015 года, после чего они планируют начать внедрять его в консьюмерские аппараты, в том числе и смартфоны с планшетами. Только представьте себе, как это сможет повлиять на развитие видеозвонков!

Или же вы сможете организовать свой собственный концерт Майкла Джексона или Тупака Шакура прямо с мобильного устройства. Хотя, если технологии зайдут настолько далеко, я думаю, что можно будет смотреть в 3D выступления и живых артистов.

На данный момент чипы Ostendo могут проецировать только 2D-голограммы и то, не в лучшем качестве. Однако, планы у компании большие и у них есть все, чтобы воплотить их в жизнь.

Эпилог

В рамках рубрики «Космоддром» вы можете прочитать о различных интересностях вроде проекта Mars One, компании Boston Dynamics, соревнованиях роботов от DARPA, космических телескопах Gaia, Hubble и James Webb, марсоходах и многом другом. В комментариях предлагайте темы, которые вы бы хотели видеть в познавательном «Космоддроме».

Также можете подписаться на меня в твиттере, где я периодически рассказываю о роботах, технологиях и прочих ништяках.

На этом всё. О самых интересных новостях в научном и прилегающих к нему мирах читайте через неделю в новом выпуске. Не забываем твитить и фейсбучить, а также оставлять отзывы в комментариях. До новых встреч!

Дайджест научно-популярных мероприятий 21.10 — 27.10

Серные отложения вокруг фумаролы на склоне вулкана Центральный Семячик на Камчатке

Игорь Вайнштейн/Фотохроника ТАСС

Галактическое краеведение

Все о родной Галактике

Зачем идти: узнать, что и как человечество смогло узнать о Солнечной системе и Галактике за последние годы, какие объекты летают на дальних окраинах Солнечной системы, какие звезды нас окружают и чем заполнено пространство между ними.

Кто рассказывает: астрофизик Дмитрий Вибе.

Когда: 21 октября с 19:00 до 21:00

Где: парк «Зарядье» (Москва, ул. Варварка, д. 6, стр. 4).

Стоимость: бесплатно, подробности на сайте лектория.

Откуда все взялось?

Научная основа мира

Зачем идти: узнать об истории Вселенной от рождения до момента образования первых атомных ядер — когда ее возраст составлял всего около секунды; услышать, что такое пространство-время и квантовые поля и как эти понятия объединяются в квантовой космологии при рассмотрении сингулярностей.

Кто рассказывает: астрофизик Олоф Забродин.

Когда: 22 октября с 19:00 до 21:00

Где: Российская государственная библиотека для молодежи (Москва, Большая Черкизовская ул., д. 4, корп. 1).

Стоимость: бесплатно, подробности на сайте РГБМ.

Минералы на вулканах

Какие они бывают, и зачем их изучать

Зачем идти: узнать, что такое фумаролы и как в результате высокотемпературных процессов в них образуются минералы; как на основе этих процессов можно синтезировать аналоги этих минералов и какое применение они могут найти.

Читать еще:  The Technomancer — еще одна попытка

Кто рассказывает: геологи Артем Борисов и Олег Сийдра.

Когда: 23 октября с 17:30 до 19:00

Где: СПбГУ (Санкт-Петербург, Васильевский остров, 10 линия, д. 33-35).

Стоимость: бесплатно, подробности на сайте СПбГУ.

Найдем ли мы внеземную жизнь

Так одиноки ли мы?

Зачем идти: узнать, что такое жизнь, какие существуют гипотезы возникновения жизни на нашей планете, какие еще небесные тела были пригодны для зарождения жизни и как искать жизнь на других планетах.

Кто рассказывает: биохимик Андрей Макашов.

Когда: 24 октября с 19:30 до 21:00

Где: Петербургский планетарий (Санкт-Петербург, Александровский парк, д. 4).

Стоимость: 250 рублей, подробности на страничке лектория.

Найти и обезвредить

Лекция о противоопухолевых вакцинах

Зачем идти: узнать, как отличить качественное лекарство от «фуфломицина», какой станет медицина будущего, что такое индивидуальный подход в фармакотерапии; как и где рождаются идеи о создании препарата, сколько этапов проходит лекарственный препарат, прежде чем попасть к пациенту.

Кто рассказывает: биохимик Андрей Макашов.

Когда: 25 октября с 19:00 до 21:30

Где: лекторий ИЦАЭ (Санкт-Петербург, Александровский парк, д. 4).

Стоимость: бесплатно, подробности на сайте TimePad.

Как читать мысли?

Зачем идти: посмотреть на мышление не как на подвластный нам скрытый центр принятия решений, управляющий нашим поведением с помощью красиво оформленных беззвучных реплик, а как на неуправляемое и видное со стороны болото из обрывков фраз, бурлящее на случай возможных разговоров.

Кто рассказывает: психолог Иван Чистяков.

Когда: 26 октября с 16:00 до 17:00

Где: Музей археологии и истории Урала (Екатеринбург, ул. Ленина, д. 69/10).

Стоимость: бесплатно, подробности на сайте TimePad.

Научный дайджест №21

⇡#1. Будущее глазами IBM

Первые электронные программируемые компьютеры, появившиеся в 40-х годах прошлого столетия, были, по сути, всего лишь очень быстрыми калькуляторами. И как же быстро всё изменилось с тех пор в IT-отрасли! Всего за 60 с небольшим хвостиком лет громоздким и неэффективным вычислительным машинам пришли на смену лёгкие и тоненькие мобильные компьютеры, умещающиеся на ладони. Более того, погоня за вычислительной производительностью постепенно сменяется технологиями, которые открывают перед компьютерами новые виды деятельности, раньше доступные только человеку. Мы входим в так называемую эру когнитивных компьютеров, когда электронные системы смогут не только заниматься подсчётами и чётким выполнением программ, но и реализовывать некоторые функции живых организмов.

Начиная с 2006 года компания IBM ежегодно составляет список IT-технологий будущего под названием IBM 5 in 5, которые в ближайшие пять лет могут ощутимо повлиять на жизнь людей. В преддверии Нового года была опубликована седьмая по счёту редакция этого списка. Именно на когнитивные технологии делает ставку «голубой гигант». По мнению компании, за пятилетку в этом направлении человечество может сделать существенный рывок. Человек обладает основными органами чувств — зрения, слуха, обоняния, осязания, вкуса. Добавление функций любого из них в компьютер открывает новые интересные возможности.

1.1. Коснуться виртуального

Помощник директора подразделения IBM Research Retail Analytics Робин Шварц (Robyn Schwartz), архитектор решений Дандапани Шанмугам (Dhandapani Shanmugam) и архитектор программного обеспечения IBM Software Group Industry Solutions Сиддик Мухаммед (Siddique A. Mohammed) считают, что сенсорные технологии ещё глубже проникнут в нашу жизнь. Cовременные сенсорные дисплеи уже обеспечивают высокий уровень удобства при управлении смартфонами и планшетами. Но в будущем с помощью касания дисплея пользователи смогут, например, виртуально пощупать товары в интернет-магазинах. Сенсорные технологии позволят различать ткани, оценивать их текстуру. Реализацию этой технологии IBM видит в создании вибрационного поля, ощутимого тактильно на расстоянии нескольких миллиметров от дисплея.

Впрочем, сфера применения подобных технологий не ограничивается покупками — лишь фантазией инженеров. IBM предлагает, например, проводить удалённый предварительный медицинский осмотр по фотографиям, которые врач может прощупать. Также интересно использование данной технологии в коммуникациях. Представьте себе, как вы, разговаривая по «Скайпу», можете погладить по лицу любимого человека, находящегося в тысячах километров от вас. Но это уже скорее работа на более далёкую перспективу. Если стандартные образцы тканей и материалов можно без проблем добавить в базу данных, то для передачи текстуры кожи человека, её температуры, гладкости и так далее надо будет каким-то образом считывать все эти параметры в режиме реального времени.

1.2. Компьютеры со зрением

Большинство технологий поиска по изображениям используют так называемые теги или описания к картинкам, благодаря чему компьютер может определить, что там нарисовано. Человек же воспринимает изображения совсем на другом уровне. Он способен проанализировать картинку, определить, что делает субъект или какая ситуация изображена.

Несмотря на впечатляющий рост вычислительной мощности, компьютеры до сих пор не научились «видеть» как человек. Это и не удивительно, ведь зрение является довольно сложным механизмом, и традиционным программированием его не воссоздашь. Но, по мнению старшего руководителя IBM Intelligent Information Management Джона Смита (John Smith), использование когнитивного подхода позволит компьютерам в будущем анализировать изображения на основе тысяч образцов изображений в базе данных. Например, мы хотим научить компьютер тому, как выглядит песчаный пляж. Для этого необходимо показать ему достаточно большое количество фотографий с разными пляжами в разных ракурсах. По этим образцам компьютер выделит такие специфические особенности, как распределение цветов, текстура, контуры. Далее процесс обучения можно усложнять. Когда компьютер уже будет узнавать пляж, можно будет научить его распознавать, что люди делают на пляже — загорают, строят песочные замки или играют в волейбол.

Эту технологию можно использовать в медицине, особенно в дерматологии для своевременного определения рака кожи на ранних стадиях, когда симптомы внешне практически не видимы для человеческого глаза. Также с помощью «компьютерного зрения» в городах можно будет развернуть системы быстрого реагирования на различные ситуации, включая стихийные бедствия.

1.3. Слушающий компьютер

С помощью когнитивных технологий компьютер можно научить слушать. Приложения здесь могут быть самыми разнообразными. Компьютер может помочь человеку расшифровать плач ребёнка или лай собаки. В разных эмоциональных состояниях они звучат по-разному. Хотя человек не может провести между ними четких различий, компьютер способен с помощью специальных алгоритмов распознать их и «понять» звук. Ещё в 2006 году исследователь IBM Дмитрий Каневский (Dimitri Kanevsky) совместно с коллегами запатентовал систему и метод распознавания издаваемых детьми звуков, собранных в разных возрастных категориях с помощью мониторинга мозговой деятельности, сердца и лёгких. Такая система позволит мамам правильно реагировать на крики своих малышей и точно знать, чего они хотят.

1.4. Компьютер-гурман

Сложно разобраться в тысячах рецептов, предлагаемых в Интернете? В таком случае также может помочь когнитивный компьютер. Система анализирует блюда по взаимодействию химических соединений, количеству атомов в каждом соединении, структуре связей. Основываясь на этих данных и психофизиологических моделях, учитывающих влияние химикалий на вкусовые ощущения, компьютер вырабатывает уникальный рецепт с использованием комбинаций ингредиентов, которые являются наиболее сочетаемыми с научной точки зрения. Таким образом, в отличие от традиционных компьютеров, здесь подключается также и творческий элемент. Система синтезирует кое-что новое. Вместо человека-повара, который методом предположений, проб и ошибок придумывает новое блюдо, компьютер-гурман высчитывает наиболее выгодную комбинацию ингредиентов из имеющихся в наличии продуктов, заботясь не только о вкусе пищи, но и об её полезности для здоровья.

1.5. Идеальное обоняние

Как отмечает один из руководителей по исследованиям IBM Research Хендрик Хаманн (Hendrik F. Hamann), уже скоро компьютеры будут обладать отличным нюхом, превосходя в этом человека. С каждым выдохом мы выбрасываем в воздух миллионы различных молекул. Некоторые из них играют роль биомаркеров, которые содержат множество информации о физическом состоянии человека в конкретный момент времени. С помощью захвата информации, которую носят биомаркеры, можно организовать систему мониторинга здоровья, способную оказать неоценимую помощь в установке диагноза, а также раннем выявлении заболеваний.

Миниатюрные сенсоры обоняния могут быть встроены в мобильные телефоны или другие портативные устройства. Полученные с биомаркеров данные пересылаются для дальнейшего анализа компьютерной системе. Сейчас по дыханию в трубочку можно определить степень опьянения человека, но сенсоры могут собирать и другие специфические данные. Среди потенциальных приложений учёные отмечают идентификацию болезней печени, почек, а также диагностику диабета, туберкулёза. В своей лаборатории IBM уже проводила несколько экспериментов, связанных со снятием информации с биомаркеров.

Главным отличием когнитивных компьютеров является непрерывный процесс обучения и совершенствование. Чем больше диагнозов поставит компьютер, тем точнее будут его последующие выводы.

По мнению главного руководителя по инновациям Бернарда Мейерсона (Bernard Meyerson), когнитивные компьютеры помогут человеку расширить границы своих чувств. Они не заменят человека, а лишь предложат ему свою точку зрения. В определённых ситуациях компьютеры будут лучше справляться с очень сложными проблемами, смогут более остро чувствовать (в одном из выпусков мы рассказывали о датчике, который превосходит по остроте нюха даже служебных собак). Также компьютеры хладнокровны в принятии решений, тогда как объективность человека часто зависит от его текущего эмоционального состояния, интуиции, собственного опыта, который может не совсем правильно отражать действительность.

Рис. 1. Искусственный интеллект

⇡#2. Японские роботы с мускулатурой

Пока учёные IBM будут работать над совершенствованием интеллектуальной части компьютерных систем, японские исследователи создают робота с точной копией человеческого скелета и мускулатурой. Робот по имени Kenshiro был продемонстрирован на недавней конференции Humanoids 2012 в Осаке.

Рис. 2. Мускулистый робот Kenshiro

Ранее учёные уже пытались создать мускулистого робота в рамках проекта Kenzoh. Из него исследователи вынесли важный урок — простое добавление искусственных мышц и костей приводит к существенному увеличению веса робота. Весь одной только верхней части тела составил 45 кг. Поэтому при создании Kenshiro разработчики ограничились имитацией мышц, при этом каждая часть была сконструирована таким образом, чтобы её вес не превышал веса соответствующих частей тела человека.

Результатом работы стал робот, по размерам и весу соответствующий среднестатистическому японскому парню в возрасте 12 лет. Кости были сделаны из алюминия и соединены между собой почти точно так же, как и в человеческом скелете. Искусственные мускулы имитируют работу настоящих. К сожалению, подробности этой имитации разработчики пока не раскрывают. Kenshiro включает 160 мускулов. На данный момент по количеству мускулов он опережает любых других роботов.

Несмотря на довольно точное воспроизведение отдельных конечностей и других частей тела человека, пока что Kenshiro довольно неуклюж, так как все эти части работают асинхронно. Конечная же цель проекта — показать, что скелет и мускулатуру человека можно с высокой точностью воспроизвести и что такой робот сможет передвигаться почти как мы.

Читать еще:  TP-LINK: Настоящие китайские роутеры

⇡#3. Новая магнитоэлектрическая память

Роботы в перспективе нам, конечно, пригодятся, но современные компьютеры уже сегодня нуждаются в памяти, которая бы отличалась высокими ёмкостью и производительностью. У исследователей из Школы инженерии и прикладных наук имени Генри Самуэля при Калифорнийском университете есть свой рецепт, как этого достичь. Разработанная ими магнитоэлектрическая память, которую они назвали MeRAM, сможет использоваться практически в любых электронных устройствах, включая смартфоны, планшеты, компьютеры, SSD-диски.

Чем же отличается MeRAM от магнитоэлектрической памяти, уже используемой сегодня? Современная магнитная память основана на технологии STT (Spin-Transfer Torque), которая предусматривает хранение информации с помощью «поляризованных» электронов с заданным состоянием спина. В отличие от предыдущих технологий, STT позволяет снизить ток записи, но он всё равно остаётся довольно высоким для использования в мобильных устройствах. Кроме того, память STT MRAM проигрывает конкурентам по себестоимости.

В MeRAM учёные предлагают использовать для записи данных в ячейки электрическое напряжение вместо электрического тока. Вместо перемещения большого количества электронов по проводникам разработчики используют разницу потенциалов для переключения магнитных битов и записи информации в память. Такая память по энергоэффективности в десятки и сотни раз превосходит конкурентов. Кроме того, по плотности записи информации она в пять раз опережает STT MRAM.

MeRAM использует наноструктуры, известные как «управляемые напряжением связи магнит-изолятор», которые включают несколько слоёв, в том числе два из магнитных материалов. Когда магнитное направление одного из слоёв зафиксировано, с помощью электрического поля можно управлять магнитным направлением второго слоя. Напряжение между двумя магнитными слоями увеличивает или, наоборот, истощает концентрацию электронов на их поверхности — именно таким образом в память записываются биты информации.

Рис. 3. Ячейки памяти MeRAM

Как отмечают разработчики, MeRAM может выпускаться на том же или немного модифицированном оборудовании, что и STT MRAM. Это говорит о перспективе её скорого возможного коммерческого производства. Подробнее технология MeRAM описана в докладе Voltage-Induced Switching of Nanoscale Magnetic Tunnel Junctions, с которым учёные выступили на конференции 2012 IEEE International Electron Devices Meeting in San Francisco.

⇡#4. IGZO-полупроводники найдут применение в магазинах

Несмотря на прогресс технологий, большинство супермаркетов до сих пор используют обычные считыватели штрихкодов. RFID-метки позволяют ускорить работу кассирши, обеспечить более высокий уровень защиты (их можно считывать на расстоянии 5-10 метров), но их внедрение тормозится высокой ценой оборудования. Возможно, ситуация изменится с открытием первого в мире высокочастотного диода Шоттки, использующего аморфный полупроводник IGZO (алюминий, галлий, оксид цинка) вместо кремния. Разработка была представлена в рамках конференции IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM 2012).

Себестоимость RFID-оборудования может существенно снизиться с использованием нового диода, так как он позволяет создавать тонкоплёночные устройства на основе сравнительно дешевого низкотемпературного производственного процесса. Также тонкоплёночные RFID-метки можно размещать непосредственно на упаковке изделия.

Диод является ключевым блоком в подсистеме питания пассивных меток. Он детектирует несущую волну, захватываемую антенной, и подпитывает модуль питания метки. По своим характеристикам IGZO отличается от кремния, поэтому для создания высокопроизводительного диода на основе IGZO требуется новый подход. Для создания стабильного барьера Шоттки учёные из исследовательского центра IMEC (Interuniversity Microelectronics Centre) разработали специфическую плазму и использовали метод обжигания, который вносит изменения в химическую структуру интерфейса Шоттки. Получившийся диод характеризуется коэффициентом выпрямления до 10 9 при напряжении -1 и +1 В, плотностью тока до 800 А/см 2 , предельной частотой 1,8 ГГц.

Если новую разработку возьмут на вооружение, то уже скоро во многих магазинах могут появиться RFID-метки.

Научный дайджест №21

Анонс: IBM говорит о будущем на пять лет вперёд; японские роботы с мускулатурой; новая магнитоэлектрическая память MeRAM; а также о первом сверхвысокочастотном диоде Шоттки на основе IGZO-полупроводников и его применении в магазинах

1. Будущее глазами IBM

Первые электронные программируемые компьютеры, появившиеся в 40-х годах прошлого столетия, были, по сути, всего лишь очень быстрыми калькуляторами. И как же быстро всё изменилось с тех пор в IT-отрасли! Всего за 60 с небольшим хвостиком лет громоздким и неэффективным вычислительным машинам пришли на смену лёгкие и тоненькие мобильные компьютеры, умещающиеся на ладони. Более того, погоня за вычислительной производительностью постепенно сменяется технологиями, которые открывают перед компьютерами новые виды деятельности, раньше доступные только человеку. Мы входим в так называемую эру когнитивных компьютеров, когда электронные системы смогут не только заниматься подсчётами и чётким выполнением программ, но и реализовывать некоторые функции живых организмов.

Начиная с 2006 года компания IBM ежегодно составляет список IT-технологий будущего под названием IBM 5 in 5, которые в ближайшие пять лет могут ощутимо повлиять на жизнь людей. В преддверии Нового года была опубликована седьмая по счёту редакция этого списка. Именно на когнитивные технологии делает ставку «голубой гигант». По мнению компании, за пятилетку в этом направлении человечество может сделать существенный рывок. Человек обладает основными органами чувств — зрения, слуха, обоняния, осязания, вкуса. Добавление функций любого из них в компьютер открывает новые интересные возможности.

1.1. Коснуться виртуального

Помощник директора подразделения IBM Research Retail Analytics Робин Шварц (Robyn Schwartz), архитектор решений Дандапани Шанмугам (Dhandapani Shanmugam) и архитектор программного обеспечения IBM Software Group Industry Solutions Сиддик Мухаммед (Siddique A. Mohammed) считают, что сенсорные технологии ещё глубже проникнут в нашу жизнь. Cовременные сенсорные дисплеи уже обеспечивают высокий уровень удобства при управлении смартфонами и планшетами. Но в будущем с помощью касания дисплея пользователи смогут, например, виртуально пощупать товары в интернет-магазинах. Сенсорные технологии позволят различать ткани, оценивать их текстуру. Реализацию этой технологии IBM видит в создании вибрационного поля, ощутимого тактильно на расстоянии нескольких миллиметров от дисплея.

Впрочем, сфера применения подобных технологий не ограничивается покупками — лишь фантазией инженеров. IBM предлагает, например, проводить удалённый предварительный медицинский осмотр по фотографиям, которые врач может прощупать. Также интересно использование данной технологии в коммуникациях. Представьте себе, как вы, разговаривая по «Скайпу», можете погладить по лицу любимого человека, находящегося в тысячах километров от вас. Но это уже скорее работа на более далёкую перспективу. Если стандартные образцы тканей и материалов можно без проблем добавить в базу данных, то для передачи текстуры кожи человека, её температуры, гладкости и так далее надо будет каким-то образом считывать все эти параметры в режиме реального времени.

1.2. Компьютеры со зрением

Большинство технологий поиска по изображениям используют так называемые теги или описания к картинкам, благодаря чему компьютер может определить, что там нарисовано. Человек же воспринимает изображения совсем на другом уровне. Он способен проанализировать картинку, определить, что делает субъект или какая ситуация изображена.

Несмотря на впечатляющий рост вычислительной мощности, компьютеры до сих пор не научились «видеть» как человек. Это и не удивительно, ведь зрение является довольно сложным механизмом, и традиционным программированием его не воссоздашь. Но, по мнению старшего руководителя IBM Intelligent Information Management Джона Смита (John Smith), использование когнитивного подхода позволит компьютерам в будущем анализировать изображения на основе тысяч образцов изображений в базе данных. Например, мы хотим научить компьютер тому, как выглядит песчаный пляж. Для этого необходимо показать ему достаточно большое количество фотографий с разными пляжами в разных ракурсах. По этим образцам компьютер выделит такие специфические особенности, как распределение цветов, текстура, контуры. Далее процесс обучения можно усложнять. Когда компьютер уже будет узнавать пляж, можно будет научить его распознавать, что люди делают на пляже — загорают, строят песочные замки или играют в волейбол.

Эту технологию можно использовать в медицине, особенно в дерматологии для своевременного определения рака кожи на ранних стадиях, когда симптомы внешне практически не видимы для человеческого глаза. Также с помощью «компьютерного зрения» в городах можно будет развернуть системы быстрого реагирования на различные ситуации, включая стихийные бедствия.

1.3. Слушающий компьютер

С помощью когнитивных технологий компьютер можно научить слушать. Приложения здесь могут быть самыми разнообразными. Компьютер может помочь человеку расшифровать плач ребёнка или лай собаки. В разных эмоциональных состояниях они звучат по-разному. Хотя человек не может провести между ними четких различий, компьютер способен с помощью специальных алгоритмов распознать их и «понять» звук. Ещё в 2006 году исследователь IBM Дмитрий Каневский (Dimitri Kanevsky) совместно с коллегами запатентовал систему и метод распознавания издаваемых детьми звуков, собранных в разных возрастных категориях с помощью мониторинга мозговой деятельности, сердца и лёгких. Такая система позволит мамам правильно реагировать на крики своих малышей и точно знать, чего они хотят.

1.4. Компьютер-гурман

Сложно разобраться в тысячах рецептов, предлагаемых в Интернете? В таком случае также может помочь когнитивный компьютер. Система анализирует блюда по взаимодействию химических соединений, количеству атомов в каждом соединении, структуре связей. Основываясь на этих данных и психофизиологических моделях, учитывающих влияние химикалий на вкусовые ощущения, компьютер вырабатывает уникальный рецепт с использованием комбинаций ингредиентов, которые являются наиболее сочетаемыми с научной точки зрения. Таким образом, в отличие от традиционных компьютеров, здесь подключается также и творческий элемент. Система синтезирует кое-что новое. Вместо человека-повара, который методом предположений, проб и ошибок придумывает новое блюдо, компьютер-гурман высчитывает наиболее выгодную комбинацию ингредиентов из имеющихся в наличии продуктов, заботясь не только о вкусе пищи, но и об её полезности для здоровья.

1.5. Идеальное обоняние

Как отмечает один из руководителей по исследованиям IBM Research Хендрик Хаманн (Hendrik F. Hamann), уже скоро компьютеры будут обладать отличным нюхом, превосходя в этом человека. С каждым выдохом мы выбрасываем в воздух миллионы различных молекул. Некоторые из них играют роль биомаркеров, которые содержат множество информации о физическом состоянии человека в конкретный момент времени. С помощью захвата информации, которую носят биомаркеры, можно организовать систему мониторинга здоровья, способную оказать неоценимую помощь в установке диагноза, а также раннем выявлении заболеваний.

Миниатюрные сенсоры обоняния могут быть встроены в мобильные телефоны или другие портативные устройства. Полученные с биомаркеров данные пересылаются для дальнейшего анализа компьютерной системе. Сейчас по дыханию в трубочку можно определить степень опьянения человека, но сенсоры могут собирать и другие специфические данные. Среди потенциальных приложений учёные отмечают идентификацию болезней печени, почек, а также диагностику диабета, туберкулёза. В своей лаборатории IBM уже проводила несколько экспериментов, связанных со снятием информации с биомаркеров.

Читать еще:  Sleeping Dogs — мертвец пришел с триумфом

Главным отличием когнитивных компьютеров является непрерывный процесс обучения и совершенствование. Чем больше диагнозов поставит компьютер, тем точнее будут его последующие выводы.

По мнению главного руководителя по инновациям Бернарда Мейерсона (Bernard Meyerson), когнитивные компьютеры помогут человеку расширить границы своих чувств. Они не заменят человека, а лишь предложат ему свою точку зрения. В определённых ситуациях компьютеры будут лучше справляться с очень сложными проблемами, смогут более остро чувствовать (в одном из выпусков мы рассказывали о датчике, который превосходит по остроте нюха даже служебных собак). Также компьютеры хладнокровны в принятии решений, тогда как объективность человека часто зависит от его текущего эмоционального состояния, интуиции, собственного опыта, который может не совсем правильно отражать действительность.

Рис. 1. Искусственный интеллект

2. Японские роботы с мускулатурой

Пока учёные IBM будут работать над совершенствованием интеллектуальной части компьютерных систем, японские исследователи создают робота с точной копией человеческого скелета и мускулатурой. Робот по имени Kenshiro был продемонстрирован на недавней конференции Humanoids 2012 в Осаке.

Рис. 2. Мускулистый робот Kenshiro

Ранее учёные уже пытались создать мускулистого робота в рамках проекта Kenzoh. Из него исследователи вынесли важный урок — простое добавление искусственных мышц и костей приводит к существенному увеличению веса робота. Весь одной только верхней части тела составил 45 кг. Поэтому при создании Kenshiro разработчики ограничились имитацией мышц, при этом каждая часть была сконструирована таким образом, чтобы её вес не превышал веса соответствующих частей тела человека.

Результатом работы стал робот, по размерам и весу соответствующий среднестатистическому японскому парню в возрасте 12 лет. Кости были сделаны из алюминия и соединены между собой почти точно так же, как и в человеческом скелете. Искусственные мускулы имитируют работу настоящих. К сожалению, подробности этой имитации разработчики пока не раскрывают. Kenshiro включает 160 мускулов. На данный момент по количеству мускулов он опережает любых других роботов.

Несмотря на довольно точное воспроизведение отдельных конечностей и других частей тела человека, пока что Kenshiro довольно неуклюж, так как все эти части работают асинхронно. Конечная же цель проекта — показать, что скелет и мускулатуру человека можно с высокой точностью воспроизвести и что такой робот сможет передвигаться почти как мы.

3. Новая магнитоэлектрическая память

Роботы в перспективе нам, конечно, пригодятся, но современные компьютеры уже сегодня нуждаются в памяти, которая бы отличалась высокими ёмкостью и производительностью. У исследователей из Школы инженерии и прикладных наук имени Генри Самуэля при Калифорнийском университете есть свой рецепт, как этого достичь. Разработанная ими магнитоэлектрическая память, которую они назвали MeRAM, сможет использоваться практически в любых электронных устройствах, включая смартфоны, планшеты, компьютеры, SSD-диски.

Чем же отличается MeRAM от магнитоэлектрической памяти, уже используемой сегодня? Современная магнитная память основана на технологии STT (Spin-Transfer Torque), которая предусматривает хранение информации с помощью «поляризованных» электронов с заданным состоянием спина. В отличие от предыдущих технологий, STT позволяет снизить ток записи, но он всё равно остаётся довольно высоким для использования в мобильных устройствах. Кроме того, память STT MRAM проигрывает конкурентам по себестоимости.

В MeRAM учёные предлагают использовать для записи данных в ячейки электрическое напряжение вместо электрического тока. Вместо перемещения большого количества электронов по проводникам разработчики используют разницу потенциалов для переключения магнитных битов и записи информации в память. Такая память по энергоэффективности в десятки и сотни раз превосходит конкурентов. Кроме того, по плотности записи информации она в пять раз опережает STT MRAM.

MeRAM использует наноструктуры, известные как «управляемые напряжением связи магнит-изолятор», которые включают несколько слоёв, в том числе два из магнитных материалов. Когда магнитное направление одного из слоёв зафиксировано, с помощью электрического поля можно управлять магнитным направлением второго слоя. Напряжение между двумя магнитными слоями увеличивает или, наоборот, истощает концентрацию электронов на их поверхности — именно таким образом в память записываются биты информации.

Рис. 3. Ячейки памяти MeRAM

Как отмечают разработчики, MeRAM может выпускаться на том же или немного модифицированном оборудовании, что и STT MRAM. Это говорит о перспективе её скорого возможного коммерческого производства. Подробнее технология MeRAM описана в докладе Voltage-Induced Switching of Nanoscale Magnetic Tunnel Junctions, с которым учёные выступили на конференции 2012 IEEE International Electron Devices Meeting in San Francisco.

4. IGZO-полупроводники найдут применение в магазинах

Несмотря на прогресс технологий, большинство супермаркетов до сих пор используют обычные считыватели штрихкодов. RFID-метки позволяют ускорить работу кассирши, обеспечить более высокий уровень защиты (их можно считывать на расстоянии 5-10 метров), но их внедрение тормозится высокой ценой оборудования. Возможно, ситуация изменится с открытием первого в мире высокочастотного диода Шоттки, использующего аморфный полупроводник IGZO (алюминий, галлий, оксид цинка) вместо кремния. Разработка была представлена в рамках конференции IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM 2012).

Себестоимость RFID-оборудования может существенно снизиться с использованием нового диода, так как он позволяет создавать тонкоплёночные устройства на основе сравнительно дешевого низкотемпературного производственного процесса. Также тонкоплёночные RFID-метки можно размещать непосредственно на упаковке изделия.

Диод является ключевым блоком в подсистеме питания пассивных меток. Он детектирует несущую волну, захватываемую антенной, и подпитывает модуль питания метки. По своим характеристикам IGZO отличается от кремния, поэтому для создания высокопроизводительного диода на основе IGZO требуется новый подход. Для создания стабильного барьера Шоттки учёные из исследовательского центра IMEC (Interuniversity Microelectronics Centre) разработали специфическую плазму и использовали метод обжигания, который вносит изменения в химическую структуру интерфейса Шоттки. Получившийся диод характеризуется коэффициентом выпрямления до 10 9 при напряжении -1 и +1 В, плотностью тока до 800 А/см 2 , предельной частотой 1,8 ГГц.

Если новую разработку возьмут на вооружение, то уже скоро во многих магазинах могут появиться RFID-метки.

Космоddrом. Научный дайджест #21

Вот уже 21 выпуск я рассказываю вам о самых интересных новостях мира науки, техники и космоса на станицах нашего сайта, и сегодняшний день не будет являться исключением. Пройдя в «подкат», вы сможете узнать о киборгах-футболистах, легендарной игре-юбиляре, успешном эксперименте по телепортации и карманных голограммах. Скорее же читать!

Киборг на ЧМ

Чемпионат мира по футболу в Бразилии стартует уже совсем скоро, а начнет его не совсем обычный футболист. Дело в том, что первый символический удар по мячу, который и откроет одно из крупнейших спортивных событий года, нанесет парализованный мальчик, который будет управлять специальным экзоскелетом с помощью нейро-интерфейса, т.е. с помощью одной только силы мысли.

Все это звучит как строчка из какой-нибудь научной фантастики, но, тем не менее, это реальность. И в этой реальности мы все ближе и ближе подходим к эре кибргов. Эре, когда человек сможет расширять собственные способности за счет механических приспособлений. При этом не обязательно быть инвалидом, нуждающимся в протезе или помощи в движении, я уверен, что мы с вами на нашем веку сможем увидеть вполне здоровых людей в экзоскелетах или специальных робо-костюмах.

Открытие ЧМ в Бразилии — лишь демонстрация того, что робо-будущее уже очень близко. И, если честно, это одновременно вдохновляет, но и немного пугает.

Тетрису 30 лет

На прошедшей неделе большой юбилей отметила игра, рожденная в СССР программистом Алексеем Пажитновым. Знаменитому, великому и могучему Тетрису исполнилось целых 30 лет!

Данная игрушка пережила множество инкарнаций и до сих пор является очень популярной. Стоит только вбить ее название в поиск любого магазина приложений, и вы получите множество вариаций на любой вкус и цвет. Также тетрис можно найти в ряде так называемых «пасхалок», например, попробуйте в клиенте uTorrent зайти в раздел «о программе» и нажать «t».

Давайте же все вместе поздравим Тетрис с такой датой!

Успешная квантовая телепортация на 3 метра

В Голландии ученые из Делфтского университета смогли успешно провести передачу информации между двумя объектами, разнесенными на расстояние 3 метра с нулевой ошибкой, о чем и рассказывается в их статье в журнале Science. В основе данного метода лежит принцип квантового препутывания, но до недавнего времени доля ошибок при его использовании была очень высока.

В качестве кубитов выступали алмазы, помещенные в условия очень низкой температуры. С помощью лазера кубит выводился в нужное спиновое состояние, после чего измерялся спин во втором кубите, подтверждая факт передачи информации.

После подтверждения результатов независимыми экспертами, ученые планируют увеличить расстояние с 3 метров до километра.

Голограммы в смартфонах к 2015

Если верить заявлениям компании Ostendo, на которую ссылается издание Wall Streer Journal, то уже к концу следующего года в наших смартфонах может появиться возможность создавать голографические изображения.

По словам основателя Ostendo, компания надеется выпустить свой чип, способный создавать трехмерные голограммы, во второй половине 2015 года, после чего они планируют начать внедрять его в консьюмерские аппараты, в том числе и смартфоны с планшетами. Только представьте себе, как это сможет повлиять на развитие видеозвонков!

Или же вы сможете организовать свой собственный концерт Майкла Джексона или Тупака Шакура прямо с мобильного устройства. Хотя, если технологии зайдут настолько далеко, я думаю, что можно будет смотреть в 3D выступления и живых артистов.

На данный момент чипы Ostendo могут проецировать только 2D-голограммы и то, не в лучшем качестве. Однако, планы у компании большие и у них есть все, чтобы воплотить их в жизнь.

Эпилог

В рамках рубрики «Космоддром» вы можете прочитать о различных интересностях вроде проекта Mars One, компании Boston Dynamics, соревнованиях роботов от DARPA, космических телескопах Gaia, Hubble и James Webb, марсоходах и многом другом. В комментариях предлагайте темы, которые вы бы хотели видеть в познавательном «Космоддроме».

Также можете подписаться на меня в твиттере, где я периодически рассказываю о роботах, технологиях и прочих ништяках.

На этом всё. О самых интересных новостях в научном и прилегающих к нему мирах читайте через неделю в новом выпуске. Не забываем твитить и фейсбучить, а также оставлять отзывы в комментариях. До новых встреч!

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector