XCOD.INFO

Группа ученых из Национального института стандартов и технологий (США) показала, что свойства поверхности электрода, используемого при изготовлении органических фотогальванических элементов, оказывают значительное влияние на их характеристики.

Органический солнечный элемент в разрезе. Желто-коричневым выделен полимер, синим — фуллерен. (Иллюстрация NIST.)

Идея использования органических молекул для выработки тока под воздействием света привлекает специалистов тем, что солнечные элементы такого типа оказываются значительно дешевле и проще в применении, чем традиционные полупроводниковые. Распространение этой технологии сдерживают два важных фактора: невысокая — менее шести процентов — эффективность преобразования и малый (несколько тысяч часов) срок службы. «Считается, что коммерческие перспективы органических солнечных элементов зависят от того, сумеют ли они достичь десятипроцентной эффективности при одновременном увеличении расчетного ресурса до 10 тысяч часов, — говорит один из участников исследования Дэвид Гермак (David Germack). — А для того чтобы выполнить эти условия, необходимо разобраться, какие внутренние процессы влияют на свойства материала».

Авторы сосредоточили свое внимание на наиболее часто встречающемся типе элементов (см. рис.), действующим веществом которых является смесь полимера, поглощающего излучение с выделением электронов, и фуллерена, эти электроны «собирающего». При нанесении такой смеси на поверхность она твердеет и образует пленку, в толще которой формируются полимерные и фуллереновые «каналы». В идеале эти токопроводящие структуры должны достигать краев пленки; если же между нижним краем и полимерами образуется преграда из молекул фуллерена, эффективность устройства падает.

Воспользовавшись методами исследования околокраевой тонкой структуры рентгеновского поглощения (так называемой NEXAFS-спектроскопии), ученые выяснили, что при определенных условиях поверхность электрода начинает отталкивать молекулы фуллерена вглубь пленки, что сразу повышает эффективность; электрические свойства контакта при этом также изменяются в лучшую сторону. «Мы выделили основные параметры, на оптимизацию которых необходимо обращать особое внимание изготовителям солнечных элементов, — заключает г-н Гермак. — Теперь мы знаем, что происходит на краях; осталось изучить процессы в объеме пленки».

Полная версия отчета исследователей опубликована в журнале Applied Physics Letters.

Подготовлено по материалам Национального института стандартов и технологий.

Группа исследователей из Технического университета Эйндховена (Нидерланды) и Университета штата Аризона (США) продемонстрировала самый тонкий в мире полупроводниковый лазер.

Спектр излучения нанолазера с толщиной полупроводникового слоя в (90 ± 20) нм при температуре 10 К и токе накачки 200 мкА. На врезке показаны спектры излучения в тех же температурных условиях при токе 55 (синяя линия), 65 (зеленая) и 75 (красная) мкА.

Минимальные линейные размеры лазеров, как считается, определяются длиной волны излучения (см. дифракционный предел); если принять ее за 1500 нм и учесть показатель преломления, который в случае полупроводникового материала можно считать равным трем, окажется, что ширина (длина, высота) активного элемента должна превышать 250 нм.

Авторы рассматриваемой работы показали, что это ограничение можно обойти, используя в конструкции лазера сочетание полупроводников, диэлектриков и металлов. Ученые создали двойную гетероструктуру (см. рисунок ниже) на основе фосфида индия InP и арсенида индия-галлия InGaAs толщиной около 80 нм, по бокам которой были расположены слои диэлектрика — нитрида кремния — толщиной 20 нм. Затем на подготовленные таким образом поверхности активного элемента было нанесено серебряное покрытие.

Сформированная структура исправно функционировала при температурах около 10 К; теперь исследователи пытаются найти способ получить лазерное излучение при комнатной температуре. «Мы первыми преодолели ограничение на размеры нанолазеров, — с гордостью говорит один из авторов работы Цунь-Чжэн Нин (Cun-Zheng Ning). — Это важное достижение; перед нанолазерами открываются серьезные перспективы в электронике и медицине».

Изображение полупроводникового слоя нанолазера, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа; масштабная полоска — 1 мкм (иллюстрация из журнала Optics Express).

Полная версия отчета исследователей опубликована в журнале Optics Express.

Подготовлено по материалам Университета штата Аризона.

Физики из Оксфорда говорят о создании новой формы алюминия, которая практически полностью прозрачна и без проблем пропускает солнечный свет. По словам ученых, фактически созданный материал - это новое состояние вещества, в данном случае алюминия.

Обывателю известно, что все вещества могут пребывать в трех состояниях: твердом, жидком и газообразно. Чуть более осведомленные читатели могут добавить к этому и четвертое состояние - плазму, представляющей собой суперразогретый ионизированный газ. Впрочем, последнее состояние вещества представляет собой экзотику, которую можно увидеть в космосе и в научных лабораториях. Кроме этого, физики работают и над другими экзотическими состояниями веществ,.

Одно из таких состояний и было создано в Оксфорде. При помощи небольших, но достаточно мощных пучков лазера ученые буквально выбивали электроны из ядра атомов алюминия, что с одной стороны позволило изменить форму, но сохранить строение кристаллической решетки.

“То, что мы создали - это новое состояние вещества, которое ранее никто не видел. Прозрачный алюминий - это только начало. То, что нам удалось воспроизвести, напоминает условия внутри звезд, где наблюдаются реакции ядерного нуклеосинтеза. Фактически, в лаборатории мы как бы создали звезду в миниатюре”, - объясняет Джастин Ворк, работник факультета физики Оксфордского Университета.

В Оксфорде говорят, что “ручное” создание новых элементов - это мечта многих ученых. В качестве побочного продукта такой реакции у специалистов появится масса дешевой и мощной энергии, которую можно использовать и в промышленных целях. Ворк рассказывает, что для производства прозрачного алюминия они использовали синхротронно-радиационный генератор FLASH, расположенный в немецком Гамбурге. Он способен производить очень краткие и мягкие рентгеновские импульсы, каждый из которых достаточен для единовременного обеспечения электричеством небольшого города.

Группа оксфордских специалистов попыталась сконцентрировать всю эту мощность на прошечном кусочке алюминия, толщина которого менее толщины человеческого волоса. После подобного воздействия произошло “выбивание” электронов и алюминий стал прозрачным.

Группа специалистов из Северокаролинского университета в Чапел-Хилл и Университета штата Северная Каролина в Роли сконструировала действующий образец установки для проведения рентгеновской микротомографии, в основе работы которой лежат углеродные нанотрубки.

Источник рентгеновского излучения современного микротомографа (фото Science Photo Library).

Разрабатывать концепцию установки авторы начали в тот момент, когда в их лаборатории сломался рентгеновский аппарат. «Мы довольно быстро поняли, что нанотрубки обладают всеми необходимыми свойствами, — рассказывает один из участников исследования Отто Чжоу (Otto Zhou). — А вот реализовать идею на практике оказалось гораздо сложнее».

В традиционных рентгеновских установках для генерации излучения, напомним, используется поток испускаемых нагретой вольфрамовой нитью электронов, которые ускоряются и направляются на металлическую мишень; если возникает необходимость получить трехмерные изображения (к примеру, в компьютерной томографии), этот единственный источник излучения приходится постепенно перемещать.

В предложенной авторами системе источниками электронов служат нанотрубки, которые при пропускании напряжения испускают частицы в процессе автоэлектронной эмиссии. Отдельные нанотрубки из массива можно «включать» и «выключать» за несколько микросекунд, поэтому сканирование изучаемого объекта проходит без механических перемещений.

По словам другого участника работ Ша Чана (Sha Chang), продемонстрированная технология позволяет получать трехмерные изображения в реальном времени, что должно снизить вероятность поражения тканей при проведении радиотерапии (дело в том, что во время процедуры пациент может изменить положение тела, и если направление пучка не скорректировать, под действие излучения попадут здоровые клетки). Авторы уже протестировали свою установку на мышах (см. статью в журнале Proceedings of SPIE) и показали, что использование нанотрубок — при должном согласовании импульсов излучения по времени — снижает эффект размывания изображения, вызываемый дыханием и биением сердца.

По мнению Питера Шардта (Peter Schardt), специалиста по рентгенографии из компании Siemens, новая технология должна снизить радиационную нагрузку на пациентов за счет того, что получаемые изображения в большинстве случаев оказываются четкими. «Конечно, такие источники излучения будут стоить дороже, чем обычные рентгеновские трубки, — заключает эксперт. — Зато при изготовлении установки можно сэкономить на движущихся деталях; через два-три года компьютерные томографы на основе нанотрубок практически сравняются по цене с традиционными, причем их обслуживание будет обходиться дешевле, а разрешение изображений окажется выше».

Полная версия отчета исследователей опубликована в журнале Physics in Medicine and Biology.

Подготовлено по материалам Nature News.

Разработчики из Массачусетского технологического института разработали и в ближайшие дни представят новую систему, способную однажды полностью заменить черно-белые штрих-коды, применяемые сегодня для кодирования товаров в магазинах. Новые небольшие датчики, получившие название Бокоды, способны содержать в 1000 раз больше информации, чем обыкновенные системы штрих-кодирования, а кроме того данные с них можно считывать не только специальными сканерами, но и обычными камерами сотовых телефонов.

Новые датчики имеют размер всего порядка 3 мм в диаметре, а в их основе находятся специальные тэги, которые кодируют не только данные о самом товаре, но и о его цене, составе, производителе, месте закупки и продажи и прочую информацию. Производители и продавцы сами смогут решать какие данные кодировать в бокодах.

Тестовая версия новой системы должна быть презентована на будущей неделе на тематической конференции в американском Новом Орлеане. “Мы думаем, что наша технология вполне способна изменить принципы разметки товаров и продуктов”, - говорит Анкит Мохан, один из разработчиков.

Нынешние версии бокодов состоят из органического светоизлучающего диода, покрытого небольшой маской и столь же небольшой линзы. Информация определенным образом кодируется прямо в бокод, а когда по нему проводится обычное световое излучение, то он передает зашифрованные в нем данные. Далее светоприемник (подойдет и обычная фотокамера) принимает эти сведения и передает их специальному декодирующему программному обеспечению.

Исследователи говорят, что здесь все просто и в то же время перспективно и удобно. В отличие от традиционных двухмерных штрих-кодов, новая система трехмерна и в зависимости от того, под каким углом светить на бокод, можно получить какие-то конкретные данные. Кроме того, при использовании специального оборудования данные с бокодов можно получать с расстояния до 20 метров.

В Массачусетсе говорят, что вначале их систему было бы неплохо испробовать на каком-нибудь крупном объекте, например заводе или фабрике, которым необходимо для себя маркировать продукцию или сырье. Позже бокоды вполне могут прийти и на потребительский рынок, например в те же супермаркеты или в счета на оплату тех или иных услуг.

Анкит Мохан говорит, что с их системой из магазинов вообще могут исчезнуть ценники - пользователь подходит к интересующему товару, наводит на имеющийся на товаре бокод фотокамеру и на экране мобильника получает всю информацию о продукте: цена, производитель, возможные скидки, гарантия и так далее. Кроме того, использовать бокоды можно было бы в библиотеках или видеопрокатах, рестораны могли бы кодировать меню в подобных системах. Иными словами, пространство для применения достаточно велико.

На сегодня существенным недостатком бокодов является их цена, а она составляет 5 долларов за каждый датчик. По такой цене ни один супермаркет не будет внедрять такую систему. Поэтому в Массачусетском технологическом институте работают над удешевлением разработки для приемлемого уровня. По словам создателей системы, наиболее дорогим компонентом бокода является LED-диод.

“У нас есть прототипы продукции, сделанные по пассивной технологии, они не столь эффективны, но стоят в 100 раз дешевле - всего 5 центов за бокод”, - говорит Мохан.

Необычную систему, способную подавать электричество из обыкновенной розетки без каких-либо проводов представила сегодня небольшая компания Witricity на выставке TED Global в британском Оксфорде. Разработчики уникальной системы говорят, что она полагается в работе на базовые законы физики и может быть использована для беспроводной подачи электроэнергии на самые разнообразные домашние устройства.

Эрик Гилер, руководитель Witricity говорит, что их разработка поможет избавить миллионы домов и офисов от сотен тысяч километров проводов и миллионов аккумуляторов.

“Сейчас в мире работает где-то 40 млрд аккумуляторных батарей в различных устройствах, которые удалены от электророзеток на пару десятков сантиметров. Это триллионы долларов, которые мы предлагаем сэкономить. Нам нравится экспериментировать с электричеством и пока у нас это неплохо получается”, - говорит он.

На выставке представители Witricity показали тестовые образцы смартфонов Google G1 и Apple iPhone, которые заряжались при помощи новой системы без каких-либо проводов. Гилер говорит, что встроить беспроводной зарядник в G1 оказалось совершенно несложно, с iPhone пришлось покопаться, но и тут проблема была решена.

“Они (Apple) не любят, когда залезают внутрь их устройств, поэтому в случае с iPhone нам пришлось на тыльную сторону устройства вынести небольшой блок”, - говорит он.

В Witricity рассказывают, что их устройство базируется на теоретических разработках физиков из Массачусетского технологического института. В основе гаджета лежит физическое свойство электромагнитного резонанса, которое позволяет передавать электричество на определенной несущей частоте буквально по воздуху.

Физики из Массачусетса поясняют, что в основе принципа действия установки лежит механизм резонанса, то есть явления, которое вызывает вибрации в объекте, когда на него воздействуют энергией определенной частоты. Однако когда два объекта имеют равные показатели резонанса, то они могут обмениваться энергией, причем абсолютно никак не воздействуя на окружающие предметы.

В природе существует масса примеров резонанса. Самый известный пример резонанса - когда несколько одинаковых стеклянных стаканов наполняются разным количеством воды, если по каждому стакану постучать металлической ложкой, то каждый стакан будет издавать уникальный звук.

Вместо акустического резонанса физики использовали частотный резонанс электромагнитных волн. В заряжающей установке есть две небольшие электрокатушки, которые резонируют в диапазоне частоты 10 МГц и обмениваются электроэнергией и чем дольше взаимодействие между элементами, тем больше тока прибывает приемнику. Причем, чем ниже диапазон резонирования, тем более длинноволновой диапазон в итоге получается и тем больше расстояние между приемником и передатчиком может быть.

Еще один важный фактор заключается в том, что вреда для здоровья людей данная установка не приносит, так как она работает на низких частота преимущественно в магнитном спектре.

“На магнитное взаимодействие организмы людей, насколько нам известно, не реагируют. Вот если бы частота была заметно ваше, например 2ГГц, то получился бы эффект микроволновой печи и это было бы уже совсем другое воздействие” - говорит один из разработчиков установки Марин Соладжич.

Международная группа исследователей под руководством биологов из Университета штата Айова разработали новый метод создания генетических изменений и манипуляций в растениях, при помощи которого конкретному растению можно придать те или иные четко заданные биологические свойства. Ранее те или иные свойства и характеристики у растений выводили методом проб и ошибок, в результате чего те или иные характеристики создавались на протяжении десятилетий.

Новый метод позволяет создавать генетически-модифицированные растения буквально за одно поколение, причем весь необходимый набор характеристик можно задать полностью заранее. Ученые говорят, что данная технология в принципе способна оказать огромное влияние на развитие генетического сельского хозяйства уже в ближайшем будущем.

Как говорит Девид Райт из Университета Айовы, ранее биологам приходилось экспериментировать с растениями путем инъекции тех или иных цепочек ДНК в структуру растений. Гарантированного эффекта никто и никогда не гарантировал. Новая техника, получившая название генной гомологической рекомбинации, позволяет ученым получить конкретный набор фрагментов цепочки ДНК, отвечающий за те или иные характеристики растений, например за потребность во влаге или пристрастие растений к теплу.

“Эффективность нашего метода составляет 1 к 50. В случае традиционных методов эффективность оценивается как 1 к 10 миллионам”, - рассказывает Райт.

По его словам, секрет нового метода кроется в отслеживании изотопов цинка, которые внедряются в ДНК исходного растения. Влияя на те или иные свойства растений, биологи могут отслеживать реакции генных материалов по изотопам цинка, которые в данном случае выступают как своего рода биомаркеры.

В Айове говорят, что начали работать над подобной технологией около 30 лет назад, когда начались первые опыты по модификации генов в растениях для придания тех или иных качеств. “Наш метод исходит из того, что исследователь определяет какой-то конкретный ген или набор генов в живых клетках, затем определяет конкретный сегмент ДНК, отвечающий за работу гена или генов. Для деактивации гена мы, к примеру, может уничтожить тот или иной сегмент ДНК”, - говорит Райт.

“Это как хирургия, только на микроуровне”, - сравнивает биолог.

Разработчики говорят, что в качестве биомаркеров они использовали разные химические элементы, однако пришли к заключению, что именно изотопы цинка подходят здесь лучше всего.

Девид Райт говорит, что их исследования затрагивает ряд законодательных ограничений на генные исследования и генные манипуляции, поэтому не во всех странах оно будет находиться в правовом поле. Это может послужить своего рода тормозом в развитии данной методики. Если бы подобных ограничений не было, то исследователи признаются, что в их распоряжении уже могли бы быть новые сорта рапса, используемого для создания биотоплива, либо новое поколение соевых продуктов, используемых в питании.

Группа физиков-ядерщиков из японского физического ядерного центра Рикен-Нисина, где находится мощнейший в стране ускоритель элементарных частиц, сегодня сообщила о создании самого мощного из всех ранее cозданных нейтронных потоков. При помощи такого потока ученые намерены на практике изучить основные законы, которые управляют распространением материи во Вселенной.

В основе потока находятся пучки изотопов неона-32, которые за восемь часов работы на ускорителе японским ученым удалось разогнать до скорости почти в 190 000 км/сек, что составляет около 60% от скорости света.

В течение ближайших шести месяцев исследователи намерены неоднократно повторить эксперимент, чтобы лучше понять, что именно происходит с материей, когда та приближается к скорости света. По словам ученых, стандартные физические законы здесь уже не работают, многие элементы ведут себя нестабильно, другие проявляют какие-то ранее неизвестные свойства, третьи вообще способны изменить представление о сущности материи во Вселенной.

Для исследования поведения вещества на супер-скоростях физики будут использовать разные инструменты: звуковые волны, лазерное излучение всевозможных длин волн и поляризаций, просвечивающая электронная и нейтронная микроскопия.

Парализованные пациенты с нетерпением ждут массовой системы управления предметами силой мысли. Учёные и инженеры вроде уже не раз и не два показывали такие опытные установки в действии. Вот только с их серийностью, не говоря уже о массовости, – проблема. Три новые технологии, появившиеся недавно, должны существенно продвинуть работы на данном фронте.

Ранние опыты в области управления инвалидной коляской силой мысли учёные и инженеры ставили ещё в 2003 году. Базировались они на съёмке электроэнцефалограммы (ЭЭГ).

Как уже неоднократно говорилось, главная трудность тут не в получении сигналов активности клеток, а в том, чтобы понять – что именно означают эти сигналы? Несмотря на обилие знаний о мозге, учёные тут всё ещё напоминают слепых мудрецов из древней притчи, взявшихся на ощупь определить, что же такое слон? Один нащупал хобот, другой хвост, третий уши, но целой картины, понятно, не получилось.

По другой версии три слепых слона ощупывали человека, но это не так уж важно. В общем, впечатляющие результаты в области мысленных интерфейсов, пока ещё, по большей мере представляют собой результат эмпирических находок, позволяющих применить пойманные закономерности в узких областях.

Так появилось немало прообразов систем помощи инвалидам: от интерфейса с коляской до мысленного письма. Более того, накопленные знания привели к тому, что эта же, по сути, технология вышла в области совсем уж далёкие от медицины, вроде экзотического шоу мозгового оркестра или даже серийной настольной игрушки — мысленного баскетбола.
Но парализованные больные своего “слона” так и не получили. И всё, что осталось исследователям – продолжить поиски лучшего решения.

Недавно очередной крупный шаг сделала компания Toyota, совместно с институтами японского исследовательского фонда RIKEN. Партнёры представили инвалидное кресло, вполне живо и оперативно управляемое силой мысли. В основе – всё та же шапочка с электродами для снятия ЭЭГ. Новшества – в деталях.

Одна из трудностей подобной технологии – электрический шум. Сигналы от клеток мозга измеряются микровольтами и легко перекрываются помехами. Другая проблема – точность размещения электродов в ключевых точках. В случае с применением “мозговой шапки” в движении неизбежно возникают небольшие сдвиги этой самой шапки, приводящие к искажению картины.

Это всё складывается с трудностью расшифровки сигналов и умножается на время, необходимо компьютеру, чтобы верно интерпретировать данные. Помнится, в мысленном письме одна буква ставилась 15 секунд. Для движения коляски в реальной обстановке такое промедление непозволительно.

И вот теперь, как гласит пресс-релиз Toyota, японские учёные добились существенного ускорения декодирования сигналов с шапки с электродами.

В новом кресле пациент просто представляет себе желаемое направление движения, а система расшифровывает его мозговые сигналы всего за 125 миллисекунд.

То есть кресло принимает новую команду каждые 1/8 секунды. При этом перед глазами человека на экране ноутбука отражается принятое решение – обратная связь помогает настроиться на нужный лад. А в результате на новом кресле можно хоть слалом между стульев выполнять.
При этом после тренировки и смотреть на экран не нужно – человек ощущает такое кресло как продолжение себя.

Не так давно Honda усовершенствовала мысленный интерфейс “человек – робот”, добавив к ЭЭГ ещё и портативную систему инфракрасной спектроскопии. Так, совместив два источника данных, удалось повысить точность понимания мысленных команд человека – она составила 90%.

А вот у кресла “Тойоты”, с одним дешифратором ЭЭГ, но зато скоростным, точность распознавания команд инвалида составила 95%. Секрет, как поясняет компания, заключается в новых алгоритмах разделения полезного сигнала и шума, а также – в некой пространственно-временной фильтрации сигналов мозга.

Японцы намерены довести свою технологию до практического применения, а также собираются продолжить опыты с расшифровкой мозговых волн, в том числе, отражающих не только желание человека передвинуться правее или левее, но и сообщающих о его эмоциях.

Но о сроках внедрения этой разработки её авторы пока ничего не сообщают. Очевидно, это долгий путь тестов и усовершенствований. Может в клиниках быстрее появится другая технология управления инвалидным креслом?

Tongue Drive – управление языком. Оно, конечно, не имеет никакого отношения к чтению мыслей (даже такому поверхностному, как в предыдущем примере), но для внешнего наблюдателя выглядит точно также. А для пациента куда важнее, что новый способ проще и дешевле ЭЭГ.

Построили языковой интерфейс в технологическом институте Джорджии (Georgia Institute of Technology). А недавно этот аппарат прошёл клинические испытания с реальными пациентами в медицинском центре Shepherd. И пострадавшие от травмы спинного мозга отметили, что система Tongue Drive – проста в понимании и освоении.

Работает система так. На кончик языка приклеивается крошечный магнит (размером с зёрнышко риса). Пациенту надевают наушники, снабжённые беспроводным каналом связи с ноутбуком (последний управляет креслом), и главное – целым набором сенсоров магнитного поля, с высокой точностью определяющих перемещение языка во рту.

Так смещение кончика языка правее или левее, а также – выше или ниже, интерпретируется компьютером как перемещение курсора по экрану (например, для навигации по меню), либо, как команды креслу.

Так что языковой интерфейс одним выстрелом убивает двух зайцев. Один и тот же набор электроника-софт позволяет инвалиду управлять компьютером или своей электрической повозкой.

Maysam Ghovanloo) (фото Georgia Tech/Gary Meek).

Для тренировки языка пользователям предлагали даже играть им в компьютерные игры – смещением “языкового курсора” инвалид должен был как можно быстрее провести точку через лабиринт на экране, или отбить летящий мячик.

Эти тренировки помогали не только освоить интерфейс, но и выявить личные предпочтения человека, особенности его анатомии, а значит – лучше настроить дешифратор движений.

статье в IEEE Transactions on Biomedical Engineering (фото Georgia Tech/Gary Meek).

Далее пациентам предложили пройти настоящий лабиринт – трассу, выложенную на баскетбольной площадке. Сначала парализованные испытатели объезжали все препятствия в дискретном режиме. То есть “поворот влево – стоп — немного вперёд – стоп — поворот вправо – стоп — ещё вперёд — стоп” и так далее. Но после освоения техники “языкового пилотирования” инвалиды ухитрялись проезжать всю трассу без остановок, хотя и с некоторыми ошибками.

После ряда испытаний с несколькими людьми, учёные из политеха Джорджии установили, что средняя скорость при дискретном режиме движения составила 5,2 метра в минуту при среднем числе столкновений 1,8. В непрерывном режиме скорость поднялась до 7,7 метров в минуту при среднем числе столкновений 2,5 на один заезд, сообщается в пресс-релизе института.

Специалисты отмечают, что новая система более лояльна к ошибкам, нежели прежний вариант управления, в котором инвалид должен касаться кончиком языка крошечной клавиатуры, закреплённой перед ртом. И новинка более легка в использовании.

Авторы Tongue Drive добавляют, что их система позволяет машине различать гораздо больше разных движений языка, нежели использованные пока шесть фиксированных положений. Так что по идее в программу можно заложить выполнение куда большего числа команд.

В будущем сенсоры магнита можно будет уменьшить, так что они тоже незаметно впишутся в ротовую полость, сообщают учёные. С учётом беспроводной связи с инвалидной коляской, такой интерфейс может оказаться ничем не хуже мозгового.

Но всё же, так хочется научиться считывать с мозга большое количество команд. Ведь подобное продвижение к киборгизации для многих людей – единственный путь к более активному общению с миром.

А помните, что мы говорили о недостатках систем ЭЭГ? Слабые сигналы и погрешности в позиционировании не позволяют значительно нарастить тонкость распознавания сложных мыслей.

Есть альтернатива – помещение электродов непосредственно в мозг. Но, во-первых, это сложная и опасная операция, во-вторых – существует риск травмы, которая нарушит важные нейронные цепи пациента, в-третьих, любое вторжение в мозг – это риск инфекции.

И вот теперь учёные из университета Юты (University of Utah) создали технологию, способную совместить тонкость считывания как у погружённых электродов с безопасностью почти такой же, как у электродов ЭЭГ, сидящих на простой шапочке.

Как сообщает команда разработчиков в пресс-релизе университета, новинка представляет собой массив легчайших и почти незаметных простым глазом микроэлектродов, предназначенных для снятия электрокортикограммы. И главное – помещаются они на поверхность мозга (под черепную коробку), но при этом ни на йоту не погружаются в мозг как таковой.

Такие микроэлектроды учёные поместили в определённые зоны на поверхности мозга эпилептиков, чтобы выявить участки, неправильная работа которых провоцирует приступы.

Новые электроды столь малы, что могут фиксировать сигналы от очень небольших групп клеток, что в будущем позволит, к примеру, провести операцию по удалению крошечного участка мозгового вещества. А чем меньше будет такой удаляемый участок, тем лучше.

В испытаниях на добровольцах авторы технологии варьировали расстояние между соседними микроэлектродами в группе, выявляя наиболее оптимальную дистанцию для считывания различных сигналов без перекрёстных помех. Она оказалась равна 2-3 миллиметра.

Для того, чтобы выявить, насколько массив микроэлектродов способен вычленять тонике мозговые сигналы из общего потока, учёные просили пациентов поработать с компьютерной мышью, а сами в это время записывали показания сенсоров, размещённых на поверхности мозга, в зоне, ответственной за моторику рук.

Компьютерные вычисления показали, что точность снятия сигналов достаточно высока, чтобы машина могла определять движение руки по одним только показаниям микроэлектродов.

А это значит, что в будущем данная технология вполне может вылиться в кибер-интерфейс, позволяющий парализованным пациентам управлять техникой (или протезами), немым – разговаривать с помощью синтезатора голоса и так далее.

Причём микроэлектроды позволяют снимать сигналы с мозга в реальном времени, что и необходимо для такого рода приложений.

Пусть пройдёт ещё немало лет, прежде чем подобная операция станет обычной. Но если хотя бы нескольким несчастным такая имплантация облегчит жизнь, можно сказать, что исследователи не зря старались.