XCOD.INFO

Лазер приблизил астрономов к недрам гигантов

До недр далёких планет учёные пока что добраться не могут. Да и что греха таить — никто детально не знает, что и как находится и шевелится в родной Третьей планете. Однако нетерпеливые исследователи взялись за работу по изучению глубин газовых гигантов с помощью лазеров. Какие-такие лазеры внутри планет? Никаких — работа по-прежнему кипит на Земле.
Наши представления о внутреннем строении газовых гигантов ограничены не только с практической стороны — не долететь и не пробурить. Есть и теоретическая проблема. Чтобы знать о “конструкции” таких объектов, необходимо хорошо представлять, как должен вести себя гелий — основной компонент гигантов — в условиях сверхвысоких давлений и температур.

Но и у этой трудности есть практический аспект. Раньше никто никогда не работал с гелием, находящимся в столь экзотическом состоянии: подобные условия не так просто создать на Земле.

В настоящее время провести столь масштабный эксперимент позволяет совместный проект университета Рочестера (University of Rochester) и Ливерморской национальной лаборатории (Lawrence Livermore National Laboratory — LLNL), в котором используется мощная лазерная установка Omega.

Мишень с гелием, предварительно доведённым до повышенного давления. Кварцевый квадратик использовался для регистрации некоторых параметров опыта. После эксперимента от цели останется лишь дырочка диаметром 2 миллиметра (фото с сайта publicaffairs.llnl.gov).

Она была создана в 1995 году и постоянно подвергается модификациям, в результате которых её возможности становятся всё шире. В настоящее время она позволяет концентрировать на изучаемых объектах 60 лазерных пучков с общей энергией 40 тысяч джоулей.

На этот раз с помощью такого страшного излучения учёные попытались исследовать образец жидкого гелия. В результате этого давление в нём достигло огромного значения — 100 гигапаскалей, что в миллион раз больше атмосферного давления. Для сравнения — в ходе некоторых предыдущих исследований давление достигало “всего” 16 гигапаскалей.

В экспериментах с Omega учёные сначала поместили гелий, находящийся под высоким давлением, в крошечный сосуд, который должен быть мишенью. А затем с помощью направленных лазеров вызвали в гелии ударные волны, благодаря которым и удалось довести вещество до необычного состояния.

Наиболее принятая в теории структура планеты типа Юпитера. 1 — область конденсации гелия, 2 — ледяные кристаллы. 3 — жидкость из молекулярного водорода и гелия, 4 — область перехода фаз, 5 — смесь из атомарного водорода и гелия в металлическом состоянии, 6 — лёд, 7 — железно-каменное ядро (иллюстрация с сайта publicaffairs.llnl.gov).

Как утверждает один из организаторов грандиозного испытания, физик доктор Гилберт Коллинз (Gilbert Collins), достигнутое состояние гелия близко состоянию в центре гигантских планет. Так, внутри Юпитера давление примерно равно ста миллионам атмосфер.

Как предсказывает теория, там с гелием должны начинаться чудеса. В частности ожидается, что это вещество, известное нам как газ или как сверхтекучая жидкость при сверхнизких температурах, должно и при громадном давлении проявлять свойства сверхтекучести, а также становиться проводником и, как ни удивительно, кристаллизоваться.

Обнаружить все такие фантастические особенности экспериментаторы не смогли, так как продолжался опыт очень короткое время. Однако наличие электропроводящего состояния всё же было зафиксировано.

Кроме этого, основываясь на полученных данных, физики смогли вывести уравнение состояния гелия в недрах больших газовых планет. Кое-что об этом можно узнать из статьи Коллинза и его коллег, опубликованной в Physical Review Letters. По словам Коллинза, “открытие уравнения состояния гелия под таким давлением — это первый шаг к глубокому пониманию устройства планет-гигантов”.

Установка Omega. Слева: вид сверху. Справа: один из исследователей LLNL готовит к опыту камеру с мишенью (фото с сайта llnl.gov).

Но эксперименты только начинаются. В скором времени учёные планируют поставить новые опыты в лаборатории National Ignition Facility при LLNL. Находящаяся там лазерная установка имеет 192 пучка с общей энергией в 1,8 мегаджоуля! Но сейчас она находится на реконструкции.

Ожидается, что результаты будущих испытаний помогут лучше понять как процессы в газовых гигантах, так и некоторые особенности состояния вещества в центре обычных планет. Планируется также расширить область применения экспериментов, в частности, для того чтобы узнать некоторые особенности протекания процессов при взрывах ядерного оружия (которые, как известно, могут довести до ужасного).

Остаётся ждать свежих новостей.

Компании Intel и Cray объявили о заключении соглашения о сотрудничестве в сфере высокопроизводительных вычислений.

Ожидается, что в рамках заключенного договора Intel и Cray в течение нескольких ближайших лет разработают новые высокопроизводительные серверы и суперкомпьютеры. В таких аппаратных решениях будут применяться многоядерные процессоры Intel, а также собственные технологии Cray, использующиеся для связи компонентов. Первые вычислительные комплексы, созданные в рамках сотрудничества, должны появиться на рынке в 2011 году.

Нужно заметить, что до настоящего времени Cray сотрудничала в области суперкомпьютеров с компанией AMD, главным конкурентом Intel. Так, осенью 2005 года Cray подписала с AMD соглашение, предполагающее расширение взаимодействия в сфере высокопроизводительных вычислений вплоть до 2010 года. Однако с поставками серверных чипов Opteron, которые применяет в своих системах Cray, у компании AMD то и дело возникают проблемы. Например, четырехъядерные процессоры Opteron Barcelona, представленные еще в сентябре прошлого года, производители серверного оборудования начали получать только в марте этого года.

Вполне вероятно, что именно сложности AMD с выпуском процессоров отчасти подтолкнули Cray к сотрудничеству с Intel. Впрочем, как отмечает EETimes со ссылкой на заявления исполнительного директора Cray Питера Унгаро, полностью отказываться от продукции AMD компания пока не собирается. В обозримом будущем, по словам Унгаро, Cray будет разрабатывать высокопроизводительные системы как на базе процессоров Intel, так и на основе чипов AMD.

Стоит также заметить, что Cray совместно с IBM участвует в проекте по созданию суперкомпьютера нового поколения для Агентства передовых проектов оборонных исследований США (DARPA). Планируется, что производительность системы, прототип которой должен появиться в 2010 году, составит от двух до четырех петафлопс (квадриллионов операций с плавающей запятой в секунду).

У марсохода Opportunity вновь начались проблемы с двигателем шарнира его роботизированной руки, сообщает New Scientist.
Это может повлечь за собой завершение его экспедиции. Сейчас аппарат находится на полпути от кратера Виктории до мыса
Верде. Инженеры NASA пытаются выработать решение этой проблемы.

Проблемы с роботизированной рукой начались у марсохода ещё два с половиной года назад. Инженеры решили эту проблему,
повысив мощность подаваемой к ней электроэнергии. 14 апреля этого года неполадки приобрели более серьёзный характер. После того, как рука начала двигаться, её двигатель внезапно заглох, причём намного быстрее, нежели до того.

По словам Брюса Бэнердта из Лаборатории реактивного движения NASA в Пасадене, если этот шарнир не сдвинется с места, то
манипулятор может стать полностью недееспособным. На роботизированной руке Opportunity находятся научные
инструменты, используемые для получения информации о химическом и минералогическом составе марсианского грунта. Джон
Каллас, менеджер проекта, однако, говорит, что надежда пока не потеряна, и Opportunity может продолжать проводить
некоторые виды исследований с помощью своего манипулятора.

Марсоход останется стоять на месте до тех пор, пока инженеры не завершат диагностику его состояния и не решат, позволить ли
аппарату ехать дальше с развёрнутой рукой, или же попытаться её сложить.

Генная терапия впервые вернула зрение человеку

28 апреля 2008

Стивен (справа) рассказывает корреспонденту BBC о сильных изменениях в своём восприятии ночного города (кадр BBC).

18-летний британец Стивен Ховарт (Stephen Howarth), почти потерявший зрение из-за наследственного заболевания, впервые смог самостоятельно пройти поздно вечером от железнодорожной станции к своему дому в Болтоне (Bolton).

Таков наглядный итог первого в мире клинического испытания новой генной терапии, проведённого специалистами глазного госпиталя Мурфилдса (Moorfields Eye Hospital) и института офтальмологии университетского колледжа в Лондоне (Institute of Ophthalmology).

Диагноз Стивена — врождённый амавроз Лебера. Из-за дефектного гена RPE65 в его сетчатке постоянно умирают и не восстанавливаются светочувствительные клетки. Так что сейчас он ещё хоть что-то может воспринимать при ярком освещении, но в полумраке уже теряет всякую возможность ориентироваться в пространстве. И со временем его зрение должно было полностью пропасть. Таковы особенности болезни, для которой до нынешнего момента не существовало никаких эффективных способов лечения.

Лондонские медики при помощи очень тонкой иглы сделали в сетчатки трёх пациентов инъекцию препарата, содержащего вирусы, несущие в себе правильную копию гена RPE65.

Через несколько месяцев врачи проверили зрение своих подопечных. Двое не показали сколь-нибудь заметных улучшений (но и ухудшения не произошло), а вот для Ховарта эффект операции оказался поразительным. Если перед лечением Стивен всё время натыкался на стены в специальном затемнённом лабиринте и проходил метр за минуту, то после инъекции препарата он смог пройти аналогичный лабиринт быстро и без ошибок.

Позже молодой человек отважился и на самостоятельное перемещение по ночному городу. И если ранее в таких условиях он мог лишь видеть самые яркие уличные фонари и зажжённые фары автомобилей, то теперь он стал различать дорожные знаки и разметку, бордюры и даже трещины в асфальте. Авторы опыта говорят, что в дальнейшем зрение Ховарта может ещё улучшиться.

Что до двух других пациентов, то, по мнению медиков, скромные результаты лечения могут быть обусловлены более глубокой стадией болезни. Однако и у них со временем могут произойти благоприятные перемены. Или, по меньшей мере, у тех двоих данная терапия замедлит и даже остановит ухудшение зрения.

Учёные подчёркивают, что испытание показало безопасность нового метода лечения и отсутствие каких-либо побочных эффектов. Да и получить столь явный положительный результат (пусть в одном случае) после “обработки” всего-то трёх человек — дорогого стоит.

В дальнейших опытах команда британских исследователей намерена увеличить дозировку гена, а также проверить данную методику на детях. Поскольку их аналогичное заболевание будет находиться на более ранней стадии (врождённый амавроз Лебера начинает “убивать” сетчатку с самого рождения), следует ожидать гораздо более впечатляющего улучшения зрения.

Кроме того, руководитель эксперимента, профессор Робин Али (Robin Ali) из института офтальмологии, заявил в пресс-релизе госпиталя Мурфилдса, что в дальнейшем его команда намерена проверить аналогичный способ лечения и других заболеваний сетчатки.

Читайте об опытах, в которых собаки “доказали” действенность генной терапии в лечении того же самого амавроза Лебера, а крысы “проверили” работоспособность лечения зрения при помощи стволовых клеток.

Испанцы разработали гуманоидного робота-помощника

21 апреля 2008

Высота REEM-B составляет 1,47 метра, а вес — 60 килограммов (кадр с сайта youtube.com).

Компания Pal Technology Robotics, отделение перспективных разработок которой расположено в Барселоне, показала в действии своего нового робота REEM-B, способного распознавать лица, переносить различные предметы и вообще — всячески взаимодействовать с объектами из повседневного быта.

Робот может ходить со скоростью до 1,5 километра в час. Запаса энергии в его батареях хватает более чем на два часа работы, что является рекордом для ходячего андроида, тем более примечательным с учётом размера машины. Больше, да и то при определённых условиях, могут оставаться подвижными, пожалуй, только маленькие “настольные” андроиды, вроде талантливых i-SOBOT.

Робот может садиться на стул и вставать с него. В своих руках он переносит предметы весом до 12 килограммов, а это составляет целых 20% от его собственной массы. Очень хороший параметр. Немало найдётся более сильных андроидов. Можно вспомнить только вот эту безымянную человекоподобную машину, которая при собственном весе 70 килограммов поднимала с постели манекен, изображающий пациента, весом 66 кг.

REEM-B обладает микрофоном (и распознаёт речь), а также говорит сам. У него есть стереоскопическая камера, лазерный дальномер, ультразвуковой сенсор, различные акселерометры и гироскопы (кадры с сайта youtube.com).

Датчики и камеры позволяют REEM-B распознавать вещи в окружающем мире (скажем, бутылку на столе), а кроме того, он может выделять из “обстановки” лицо человека и поворачивать голову вслед за ним.

Едва ли не главное: создатели REEM-B утверждают, что это — первый гуманоидный робот, который способен “в голове” составлять карту помещений, которые видит. Как он всё это проделывает, можно увидеть в двухминутном видеоролике.

Можно сказать, что по многим параметрам робот, сотворённый командой специалистов из Испании и ОАЭ, приближается к “умному” ASIMO.

REEM-B является очередным шагом к главной цели компании — создании гуманоидного помощника, способного выполнять различные работы по дому. Предшественника под названием REEM-A Pal Technology построила в прошлом году. Однако новая модель отличается большими размерами, увеличенным числом степеней свободы и более “умным” софтом.

Кстати, о степенях свободы. Сейчас их у REEM-B сорок одна, но разработчики андроида намерены вскоре добавить к ним ещё десять. И это не считая подвижных пальцев (по четыре на каждой кисти). Кроме того, в настоящее время Pal Technology Robotics “обучает” REEM-B хождению по лестницам (как вверх, так и вниз).

Свою новинку Pal Technology Robotics представила в Абу-Даби, где расположена штаб-квартира родительской компании — Pal Technology.

Вообще-то, чтобы выполнять разные задания человека в доме, офисе, на заводе или на улице, робот не обязательно должен ходить на двух ногах и обладать гуманоидным обликом (что доказывают уборщик кухни, помощник STAIR ).

Но, как правило, для взаимодействия с человеком инженеры пробуют создавать именно гуманоидов. И получается у них это неплохо. Мы уже видели, как переноске людей на руках были “обучены” роботы BEAR и RI-MAN, и как с бутылками и тарелками управлялись помощник Domo и робот-сиделка Twendy-One.

Может, создатели роботов в некоторой степени оглядываются на фантастические фильмы, но помощники людей им видятся именно человекоподобными аппаратами, причём достаточно универсальными и многосторонними. Вот, к примеру, у компании Toyota даже действует целое направление по разработке роботов-партнёров, которые смогут и в доме прибираться, и на заводе гайки прикручивать, и даже играть на музыкальных инструментах.

И если сбудется прогноз, что в старости о нас, кроме роботов, позаботиться будет некому, сегодня мы уже можем примерно представить, как это будущее может выглядеть.

Сенат США единогласно проголосовал за принятие законопроекта, запрещающего страховым компаниям и работодателям ущемлять права людей на основе их генной информации, сообщает BBC.

Данный законопроект еще будет обсуждаться палатой представителей, однако сенатор-демократ Эдвард Кеннеди уже назвал его первым в новом столетии значительным законом в области прав человека. Согласно его положениям, доступом к генной информации, которая получена посредством анализа ДНК, могут обладать только врач и сам пациент.

Работодателям нельзя будет использовать генную информацию для принятия решений о найме, повышении и увольнении сотрудников. А страховым компаниям запретят взимать завышенную плату за страхование людям, генетически предрасположенным к различным заболеваниям, например, диабету или раку. Однако они по-прежнему смогут брать более высокую плату с тех людей, которые уже больны.

Сторонниками принятия законопроекта являются врачи и ученые, которые говорят, что сейчас многие не хотят делать анализ ДНК, поскольку бояться, что работодатели и страховщики могут использовать полученную информацию против них. После принятия закона большее количество людей сможет спокойно делать анализы, предупреждая и выявляя различные заболевания на их ранней стадии.

Среди противников законопроекта выступают представители Торговой палаты США, которые говорят, что он приведет к убыткам из-за усложнения законодательства в области защиты личных медицинских данных.

Скучная и монотонная работа способствует “атрофированию” человеческого мозга и может приводить к серьезным ошибкам, к такому выводу пришли специалисты из университета города Бергена (Норвегия). Результаты данного исследования были опубликованы в Актах научной академии США (PNAS).

Ошибки, которые совершаются человеком в состоянии “автопилота”, могут быть предсказаны за 30 секунд до их совершения, сообщает BBC. Таким образом, ученые рассчитывают создать церебральный монитор с предупреждающими функциями, который будет полезен при монотонный работах: например, сотрудникам паспортного и иммиграционного контроля.
“Мы хотим создать технический аппарат, который сам сможет принимать простейшие решения. Также мы могли бы соизмерять мозговые сигналы и предупреждать человека, когда его мозг находится не в состоянии принимать правильные решения”, - говорит руководитель исследования Том Эйшел.

Испытуемые должны были выполнить тест, имитирующий монотонную работу. Ученые с помощью магнитно-резонансной томографии следили за активностью мозга участников эксперимента. За 30 секунд до совершения ошибки начинало происходить изменение активности мозга. Совершалось снижение активности задней медиальной фронтальной коры и одновременно повышение активности в “зоне режима по умолчанию” (Default Mode Network).

По предположениям ученых, мозг устает от монотонной работы, начиная экономить усилия. “Автопилот – это лучшая метафора для данного процесса. Когда происходит экономия усилий в области, ответственной за работу, начинают происходить сбои”, - объясняет доктор Дебенер из Королевского госпиталя Хэмпшира.

“Стаи” сравнительно простых роботов способны решать более сложные задачи, нежели один такой аппарат. Такова основная идея проекта “медуз” (фото с сайта gizmodo.com).

Германская компания Festo построила два типа роботов-медуз, которые способны автономно плавать в воде и в воздухе соответственно. Аппараты выглядят как “чистые” арт-проекты, однако инженеры утверждают, что опробованные в них технологии пригодятся в промышленности.

Новинки, названные AquaJelly и AirJelly, дебютировали на Ганноверской промышленной ярмарке (Hannover Messe), проходящей с 21 по 25 апреля.

Подводная “медуза” не тонет благодаря герметичному корпусу, в котором прячется электроника, а “медуза” воздушная — благодаря корпусу-шару с гелием. Однако интерес представляют не эти детали, а упругие “щупальца”, работающие за счёт электропривода и совершающие очень плавные движения, максимально точно подражающие естественным. И AquaJelly и AirJelly оснащены восемью такими щупальцами.

AquaJelly оборудованы специальными маятниками с приводом, позволяющими медузам-роботам менять положение центра тяжести. Это помогает им поворачивать в воде.

Вообще, AquaJelly сделаны более сложными, чем их воздушные “сёстры”. Так, они обладают неким минимальным “интеллектом”, решающим, что делать в следующий момент, исходя из своего состояния. AquaJelly определяют глубину, на которой находятся, с точностью до нескольких миллиметров, во время “голода” могут находить зарядную станцию (у поверхности воды) и подключаться к ней, а также общаться со своими “сородичами”, например, передавая им сообщение, что зарядная станция занята.

И летающие и плавающие роботы от Festo получают питание от встроенных литиевых аккумуляторов (фотографии с сайта gizmodo.com).

В AquaJelly предусмотрено два канала связи: у поверхности бассейна работает маломощное цифровое радио стандарта ZigBee, а под водой — оптическая связь — каждая медуза обладает 11 ИК-светодиодами и набором фотодатчиков.

AquaJelly обнаруживают присутствие друг друга на расстоянии до 80 сантиметров (по инфракрасному излучению) и включают программу уклонения от столкновения.

Специалисты Festo утверждают, что подобные автономные “рои” роботов могут коллективно решать сложные задачи, и “медузы” им интересны в большей степени не как пример бионического привода, а как полигон для проверки технологии “коллективного разума”.

AirJelly устроен проще — эта “медуза” управляется с пульта. Зато, сообщает компания, это первый в мире воздушный шар с перистальтическим приводом. Изменение направления движения тут также обеспечивается за счёт перемещения центра тяжести.

На этой и этой странице вы можете посмотреть ролики, показывающие “медуз” в действии.

Надо отметить, что обе модели “медуз” созданы в рамках многолетнего проекта Bionic Learning Network, лозунг которого — “Учиться у природы”. Ранее этот проект породил весьма любопытные роботы-скаты, также двух вариаций — подводной и воздушной.

ASIMO тренируется перед концертом (фото Honda).

13 мая гуманоидный робот ASIMO компании Honda сыграет роль дирижёра Детройтского симфонического оркестра (Detroit Symphony Orchestra — DSO). Его выступление откроет большой концерт в Детройте, в котором вместе с DSO примет участие всемирно известный виолончелист Ио Ио Ма (Yo-Yo Ma).

Как гласит пресс-релиз компании, оркестр под управлением андроида исполнит произведение “Невозможная мечта” (Impossible Dream).

Цель акции — привлечение внимания к программам музыкального образования, идущим под эгидой DSO, и особенно — к усилиям оркестра по привлечению детей в эту область культуры. Кроме концерта, робот выступит перед учениками и студентами из ряда учебных заведений США и Канады, которые соберутся в одной из детройтских школ. Это произойдёт 14 мая. И там же Ио Ио Ма проведёт мастер-класс.

Недавно Honda передала DSO более $1 миллиона для основания фонда музыкального образования “Сила мечты” (The Power of Dreams Music Education Fund). Вообще же в следующие пять лет японский промышленный гигант намерен тесно сотрудничать с DSO в продвижении музыкального образования, в том числе — в те школы, учащимся которых по финансовым причинам оно пока недоступно, а также — в популяризации и развитии классической музыки.

Гуманоидный робот-дирижёр в данном случае выступит в качестве великолепного “рекламного агента”.

Напомним, ASIMO является одним из самых дорогих, сложных и совершенных роботов-андроидов в мире. Его конструкция и софт фактически непрерывно совершенствуется на протяжении многих лет, так что можно даже говорить о ряде моделей под одним брендом. На заре своей “карьеры” ASIMO открыл торги на нью-йоркской фондовой бирже, позднее он встретился с королевой Дании, научился обслуживать людей, а недавно ещё набрался ума.

И пусть андроида-дирижёра (только от Sony) мы уже видели четыре года назад, выступление ASIMO и DSO обещает быть интересным.

“Скажите сыыыыр!” (иллюстрация BBC).

После 30 тысяч лет молчания неандертальцы снова заговорили в лаборатории антрополога Роберта Маккарти (Robert McCarthy) из Атлантического университета Флориды (Florida Atlantic University).

О своих достижениях Маккарти доложил на ежегодном собрании Американской ассоциации физических антропологов (American Association of Physical Anthropologists). Физическая или биологическая антропология изучает (сравнивает) человека и родственные ему виды приматов с биологической точки зрения.

Маккарти в деле воссоздания речи неандертальцев далеко не первый, рассказывает New Scientist. Попытки исследовать “голос” наших предков, исчезнувших примерно 28 тысяч лет назад, предпринимались различными учёными с 1970-х. И вот теперь Роберт объединил усилия с коллегами из других учреждений, занимавшимися этой темой много лет.

Маккарти исследовал речевой тракт (прежде всего строение гортани) трёх представителей Homo neanderthalensis, возраст которых оценивается в 50 тысяч лет (все были найдены во Франции), и попытался реконструировать на компьютере звуки, которые они издавали.

Сравните произношение латинской буквы E неандертальцем и современным человеком (аудиофайлы WAV). Произношение отличается — дело в том, что неандертальцы не могли произносить гласные так, как мы.

В ближайших планах Маккарти восстановить целое предложение, которое мог бы сказать неандерталец.

Недавно стало известно, что Homo neanderthalensis обладали геном FOXP2 . Доказано, что из-за отсутствия этого “кирпичика” ДНК у некоторых людей появляются проблемы с языком и нарушение речи. В то же время вариант данного гена отличен у других животных и даже у родственных нам приматов – шимпанзе.

Однако ген геном, но необходимо ещё иметь хорошо развитую нервную систему, способную эффективно управлять мышцами рта, языка и губ, отмечает археолог Эрик Тринкаус  из университета Вашингтона в Сент-Луисе (Washington University in St. Louis). На что неандертальцы теоретически были способны, так как их мозг был достаточно большого размера.

Но, возможно, им это было просто не нужно, в силу простоты устройства общества.