И как нам без науки век прожить?

Опубликовано 16.09.2015
Олег Фиговский   |   просмотров - 1117,   комментариев - 1
И как нам без науки век прожить?

Академик Олег Фиговский

«Не сообразуйтесь с веком сим,

но преобразуйтесь обновлением ума».

(Апостол Павел).

Почему в России и Украине падают рейтинги научных учреждений? Ответ на это можно найти в 49 письмах академика Петра Капицы к Иосифу Сталину. Он прямо указывает Сталину, что поскольку вдохновлять ученого деньгами нам не под силу, не то, что в капиталистической Америке, надо хотя бы отдавать ему должное, как отдают Патриарху. «Это еще Бэкон заметил в своей «Новой Атлантиде». Поэтому пора товарищам типа Берии начинать учиться уважению к ученым». Писателям, полководцам воздаем, а вот ученым – до этого дорасти никак не можем. Памятники в России ставит власть. Может, все дело в том, что у нас она малограмотна – даже получив высшее образование, не хочет считаться интеллигентной, стыдится этого сословия.

Различные рейтинги дают ведущим университетам разные места. В России недовольны западными рейтингами, считая их недостаточно объективными. Но вот опубликован Шанхайский рейтинг университетов за 2015 год. В топ-500 попали шесть израильских вузов. Лидерами традиционно остаются американские и британские университеты:

1. Гарвардский университет (США)

2. Стэнфордский университет (США)

3. Массачусетский технологический институт (США)

4. Калифорнийский университет – Беркли (США)

5. Кэмбриджский университет (Великобритания)

6. Принстонский университет (США)

7. Калифорнийский технологический институт (США)

8. Колумбийский университет (США)

9. Чикагский университет (США)

10. Оксфордский университет (Великобритания)

11. Йельский университет (США)

12. Калифорнийский университет – Лос-Анджелес (США)

13. Университет Корнель (США)

14. Калифорнийский университет – Сан-Диего (США)

15. Университет Вашингтона (США)

16. Университет Джон Хопкинс (США)

17. Университет Пенсильвании (США)

18. Лондонский университетский колледж (Великобритания)

19. Калифорнийский университет – Сан-Франциско (США)

20. Швейцарский федеральный технологический институт – Цюрих (Швейцария).

21. Токийский университет.

Среди израильских вузов лучшим оказался Еврейский университет Иерусалима – 67 место (улучшение на три позиции по сравнению с прошлым годом). Он же оказался лучшим университетом Ближнего Востока и Азии, кроме Токийского университета (21-е место). Ближневосточных университетов, кроме израильских, в Топ-100 нет. Хайфский «Технион» занимает 77 место. Московский государственный университет занимает 86 место.

По моему мнению, передовые позиции американской науки обеспечивают американским инженерам возможность успешно создавать прорывные технологии. Именно американская корпорация оформила патент на двигатель нового поколения. Используя лазеры и радиоактивные материалы, этот инновационный силовой агрегат значительно увеличит скорость реактивных снарядов и ракет, а в перспективе – самолетов и космических кораблей. Возможно, это даст толчок для создания двигателя искривлений Warp Drive, который позволит космическим кораблям перемещаться быстрее скорости света. Возможно, это поможет создать принципиально новые виды вооружения. В NASA возлагают большие надежды на технологию Warp Drive, которая позволит космическим аппаратам разгоняться до гиперскоростей.

Речь идет о гипотетическом гиперпространственном двигателе искривлений, который, согласно гипотезе разработчиков, позволит преодолевать космические расстояния со скоростями, превышающими скорость света. Принцип работы этой технологии весьма замысловат: специальные устройства генерируют поле искривления, которое деформирует пространство вокруг звездолета. Пространство «сжимается» перед кораблем и «разбухает» позади него. Это позволяет превысить скорость света, хотя, согласно современным законам физики, информация или энергия не могут передаваться в пространстве быстрее, чем скорость света. Механизм действия привода основан на идее мексиканского физика Мигеля Алькубьерре, которую ученый предложил еще в 1994 году. Это, наверное, самый невероятный проект NASA в области создания двигателей. Эксперты однозначно говорят, что принципы его работы строятся вопреки законам природы и физики. Несмотря на все это, NASA продолжает поддерживать эту разработку. Возможно, главная причина в том, что сегодня это единственная предложенная и обоснованная идея, которая способна дать толчок пилотируемой космонавтике, долгое время находящейся в стагнации. Несмотря на миллиарды долларов, прорыва здесь не наблюдается уже почти 30 лет, а технологии находятся на уровне 1960-х годов. Так считает журналист Александр Круглов.

Первый и пока единственный прорыв в технологии Warp Drive произошел в 2000 году, когда британский инженер Роджер Шоер создал силовую установку EmDrive. Это двигатель, который с помощью микроволнового излучения, лазеров и специального резонатора, создает тягу без расхода топлива. Это изобретение заинтересовало ученых, хотя и вызвало большие сомнения, поскольку оно нарушает третий закон Ньютона (действию всегда есть равное и противоположное противодействие). Но независимые эксперименты, проведенные в Китае, показали, что этот двигатель действительно создает тягу, природа которой оставалась неясной. Летом 2014 года повторные эксперименты с EmDrive были проведены в центре NASA по разработке пилотируемых космических кораблей. По результатам исследования был выпущен официальный документ, который поверг в шок мировую общественность. В нем утверждалось: с помощью опытного резонансного устройства было обнаружено, что прибор создает аномальную тягу. Однако скептики поставили под сомнение результаты исследования, заявив, что могли возникнуть ошибки в постановке эксперимента. Поскольку испытания проводились не в вакууме, специалисты предположили, что дело в воздействии конвекции нагретого воздуха. В апреле этого года инженеры NASA начали новые тестовые испытания этого двигателя.

Идеи создателей Warp Drive включены в проект «100-year Starship», цель которого – проектирование космического корабля, способного выполнять межзвездные путешествия. Эту программу курирует NASA и агентство по перспективным оборонным научно-исследовательским разработкам DARPA. Таким образом, объединяются усилия ученых, которым предстоит разработать сумму технологий, необходимых для того, чтобы межзвездные путешествия стали реальностью. Проект призван аккумулировать и анализировать все достижения физики, которые, так или иначе, могли бы способствовать реализации этой давней мечты человечества. Кроме того, это способ побудить новое поколение ученых к открытиям прорывных технологий и инноваций во множестве дисциплин. Специалисты DARPA считают, что даже если идея не будет реализована, результаты, полученные при исполнении проекта, могут быть использованы министерством обороны в различных областях, таких как энергетика, системы жизнеобеспечения, вычислительная техника. Нужно отметить, что возможностью быстрого перемещения заинтересовались и непосредственно в Пентагоне. Генералы убеждены, что изобретения принципиально новых принципов перемещения – дело не столь уж далекого будущего. Военные уверены: для достижения результата может потребоваться около 30 лет.

Вышеописанный пример показывает, что США разрабатывают проекты с длительными периодами их технической реализации. Это не характерно для России и стран СНГ.

На круглом столе на тему «Импортозамещение: новые возможности для российской промышленности», который прошел в рамках Международной промышленной выставки Иннопром – 2014, заместитель министра промышленности и торговли РФ Сергей Цыб привел тревожные данные. Ныне в российском станкостроении доля импорта составляет более 90%, в тяжелом машиностроении – от 60 до 80%, в радиоэлектронной промышленности – от 80 до 90%. По оценке Минпромторга, в случае реализации политики импортозамещения к 2020 г. можно рассчитывать на снижение импортозависимости по наиболее «критичным» отраслям промышленности лишь с 70-90% до уровня 50-60%.

В справочнике «Наука, технологии и инновации России», выпущенном в 2013 г., отмечается, что внутренние затраты на исследования и разработки в процентах к ВВП в России составляли в 2012 г. лишь 1,12%, тогда как в Китае они достигали 1,84%, в среднем по странам Евросоюза – 2,38%, в США – 2,77%, в Японии – 3,39%, в Финляндии – 3,78%, в Республике Корея – 4,03%, в Израиле – 4,38%.

Я уже писал о состоянии фундаментальных и прикладных исследований в России и Казахстане. Сегодня мне хочется дополнить свои заметки обзором состояния науки в Украине.

Национальная Академия Наук Украины была организована еще во время правительства Павла Скоропадского в 1918 году 27 ноября. На сегодняшний день Академия Наук насчитывает более 165 научных учреждений, в которых трудится около 36 тысяч человек. Кстати, общее количество человек, учитывая сферы обслуживания и опытно-промышленные базы, составляет свыше 40 тыс. человек. В Украине работает больше 330-ти ВУЗов и около 1400 научно-исследовательских центров.

Украинская наука, в частности, главная научная организация страны – Национальная Академия Наук Украины, переживает едва ли не самый трудный период. Существенное урезание бюджетных расходов, по словам руководителей научных учреждений, не ограничится затягиванием поясов. «Резать все равно придется» – эта дальновидная фраза, прозвучавшая с трибуны Всеукраинского совещания по вопросам реформирования науки (1996 г.) из уст хирурга, сегодня уже не кажется метафорой. В НАН Украины разработали своего рода программу выживания в 2015 г. Документ, утвержденный президиумом академии, содержит 12 пунктов, отдельные из них предусматривают довольно реформаторские шаги. Речь идет, в частности, об оптимизации сети научных организаций, «проведении аттестации научных учреждений с целью усовершенствования структуры академии, реорганизации и сокращения количества учреждений». Но когда это произойдет, да и произойдет ли вообще?

Вице-президент НАН Украины, академик Анатолий Загородний считает, что достижения НАНУ имеются на ряде направлений, таких как теория электронных свойств графена, работы по нанофотокатализу, новые методы получения графеновидных структур на поверхности. «Наши материаловеды получили пионерские результаты в создании новых композитных материалов с заранее заданными свойствами, новых методов сварки материалов, в том числе живых тканей, в исследовании микроскопической структуры титановых сплавов». Далее академик Загородний отмечает, что «в нынешних сложных для нашего государства обстоятельствах мы должны сделать все, чтобы интеллектуальный и научно-технический потенциал академии – а он довольно мощный – служил на пользу обществу. С этой целью президиум НАНУ утвердил план первоочередных мер, реализация которых уже началась.

Во-первых, академия сконцентрировала усилия на выполнении оборонной тематики. Формируется соответствующая целевая программа с перечнем проектов.

Во-вторых, в ближайшее время планируем провести инвентаризацию всех организаций и предприятий опытно-конструкторской и экспериментально-производственной базы. Некоторые из них утратили фактическую связь с академией и потому подлежат реорганизации, выводу из структуры НАН или ликвидации с возвратом недвижимого имущества и земельных участков, на которых они расположены, государству.

В-третьих, аттестация научных учреждений. По результатам этой аттестации будет проведена реорганизация и сокращение количества учреждений.

Но кто бы и что там ни хотел и ни говорил, сегодня НАН фактически единственная структура, сохранившая мощный научный потенциал. Это более 170 научных учреждений, которые проводят исследования в разных отраслях естественных, технических и социогуманитарных наук. В учреждениях нашей академии работают более 40 тысяч сотрудников, из них – около 20 тысяч ученых, из которых более 2,5 тысяч – доктора наук и почти 8 тысяч – кандидаты наук. Мы сохранились, выстояли и, надеюсь, выстоим и сейчас», – заканчивает академик Анатолий Загородний.

На фоне данного мнения вице-президента НАН Украины хочется привести заметки профессора Игоря Зазуленко, украинского ученого, более 20 лет работающего в Швеции.

«Я уехал из Украины в 1993 году, когда Советский Союз только-только перестал существовать, и в стране после постперестроечной разрухи зарождался дикий капитализм. Пришли новые времена, где науке уже не было места, и с тех пор, из прекрасного далека, я мог отслеживать медленную и унылую агонию Национальной Академии Наук Украины (НАНУ) и ее многочисленных институтов. Должен признаться, что особого интереса к состоянию дел в НАНУ я не испытывал: во-первых, в начале 90-х практически все мои бывшие университетские товарищи и институтские коллеги моего возраста и круга общения либо уехали за границу, либо ушли в бизнес. А главное, со стороны, мне было отчетливо видно, что Украина пошла по латиноамериканскому пути, медленно, но верно превращаясь в банановую республику. В стране, где экономика построена на дерибане бюджета и распродаже ресурсов, наука перспективы не имеет. Майдан поменял все. Он дал стране шанс выбрать новый путь развития. Если страна воспользуется этим шансом, то огромную роль в реформировании Украины будет играть развитие науки, технологий и образования. Поэтому, важно поставить правильный диагноз нынешнему положению вещей, и понять, как и куда двигаться дальше. Именно это я и попытался сделать в этих записках».

«К сожалению, следует признать, что Украина исчезла с карты мира как некогда научная страна. Говоря о состоянии науки, я часто провожу параллель с состоянием армии и оккупацией Крыма Россией в прошлом году. На бумаге, у Украины была одна из самых больших по численности в Европе армий, а по факту воевать оказалось некому. Также дело обстоит и с наукой. Украина все еще обладает вторичными признаками научной страны, как-то: Академией Наук с бессменным президентом, академиками, сотнями институтов и десятками тысяч сотрудников. К сожалению, практически отсутствует самое главное: наука. Аргументы? Пожалуйста: пролистайте первый попавшийся авторитетный научный журнал и посмотрите на адрес авторов. И вы увидите, что статьи в журнале написаны научными коллективами, представляющими Америку, Европу, Канаду, Японию, Корею, Китай. Украинских статей вы там не найдете. Те редкие статьи, где вы увидите украинских соавторов, обычно написаны в сотрудничестве с западными группами, поддерживающими украинских коллег научными грантами. Естественно, еще остались в Украине выдающиеся ученые и сильные группы, но это уже единицы, а я говорю о среднем уровне, который и определяет уровень развития науки в целом по стране», – продолжает профессор Игорь Зозуленко.

Далее он отвечает на вопрос: Что делать? «На самом деле, вопрос о том, как реанимировать науку в Украине, не такой сложный, как может показаться. Главное, не изобретать велосипед и не повторять мантры о национальных особенностях и особом пути развития. Достаточно просто начать строить науку по западной схеме, которая доказала свое превосходство. Это подразумевает ликвидацию НАНУ в ее нынешней функции, перевод науки в университеты, и изменения принципов ее финансирования.

Ликвидация НАНУ не есть самоцель, даже если и отвлечься от очевидного факта, что пациент уже фактически мертв. Часто приходится слышать мнение, что важная роль НАНУ состояла в том, что она сумела отстоять собственность в виде институтов, лабораторий, помещений. На самом деле эти аргументы исходят из постсовкового мышления, где деньги делались и делаются на дерибане бюджета и продаже ресурсов, а главная ценность НАНУ – это не интеллектуальный потенциал, а недвижимость в Киеве. Этим летом я побывал в нескольких институтах НАНУ, и все эти посещения оставили у меня исключительно тягостное и депрессивное впечатление. Я увидел пустые безжизненные коридоры и бездействующее оборудование 30-50 летней давности. Контраст с западными университетами, где кипит жизнь и коридоры и лаборатории наполнены студентами, был просто разительный! Кстати, университеты в Швеции не владеют зданиями и землей, и все помещения арендуются у государства. Очевидно, что этот факт никак не сказывается на качестве науки и образования.

Естественно, что те сокращения, которые надо будет пережить Академии Наук, ни у кого не вызывают энтузиазма. С другой стороны, следует помнить, что научный мир видел еще и не такие изменения. Один из наиболее впечатляющих примеров – это закрытие из-за финансовых трудностей лабораторий Bell Lab в США, которые по количеству ученых были сопоставимы со всей НАНУ, ну а интеллектуальный потенциал был просто несравним (достаточно упомянуть 8 (!) Нобелевских премий, полученных в разное время ее сотрудниками). Еще интересный факт: основная исследовательская лаборатория, Bell Labs Holmdel Complex, общей площадью 200000 кв. м., представлявшая собой один из самых больших исследовательских комплексов в мире, уже много лет как просто законсервирована и покинута».

Основные выводы профессора Игоря Зозуленко следующие:

– В Украине существует абсурдное разделение науки на первый и второй сорт. Наука первого сорта сосредоточена в академических институтах в Киеве (и немного в Харькове), в то время как наука второго сорта рассредоточена по вузам страны. Концентрация практически всей науки в одном городе в 45-миллионной стране, a также наличие Академии Наук отражает реальности 18 или 19 века, но никак не может быть приемлемой в цивилизованной стране в 21 веке.

– Для того, чтобы вывести украинскую науку и академическое образование из той пропасти, в которой они находятся сейчас, необходимо провести масштабные реформы, взяв за образец организацию науки на западе (которая доказала свою жизнеспособность). Основополагающий шаг в этой реформе, это отказ от организации и финансирования науки через Академию Наук вместе с полной ликвидацией Академии Наук в ее нынешней роли; переход к проектному финансированию и перевод жизнеспособных остатков науки из академических институтов в университеты по всей Украине.

– На основе объединения некоторых наиболее успешных и все еще жизнеспособных академических институтов, возможно создание нескольких элитных университетов в разных частях Украины, которые смогут стать настоящим двигателем регионального развития (Северо-Восток – Юг – Запад).

– Академия Наук сопротивляется и будет сопротивляться переменам. При этом необходимо четко отдавать отчет, что большинство академиков - это голые короли, которые с их научными заслугами не получили бы даже должность доцента в западных университетах.

– Начало реформирования науки можно ожидать через 2-3 года с приходом нового поколения политиков. Союзниками этих изменений будут: (а) все то живое, что все еще осталось в академических институтах; (b) высшие учебные заведения, которые наконец осознают всю абсурдность разделения науки на два сорта и ущербность своего положения как второсортного придатка академической науки, (c) региональные политики, которые поймут, что появление сильных университетов с фундаментальной научной базой будет являться одним из главных двигателей регионального развития.

Но вернемся к новым разработкам, создаваемым в мире. Так, проведенные в США первые полевые испытания книги, чьи страницы помогают делать воду пригодной для питья, оказались весьма успешными. Страницы «питьевой книги» – таков буквальный перевод названия этого образца современной технологии – содержат наночастицы серебра или меди, которые убивают бактерии, когда эта бумага используется в качестве фильтра. С другой стороны, на этих же страницах напечатана информация о том, почему и как нужно очищать воду. Как показали результаты испытаний, проведенных в 25 населенных пунктах в Южной Африке, Гане и Бангладеш, страницы отфильтровали более 99% бактерий. Пить эту воду можно было так же смело, как и воду из-под крана в США, утверждают исследователи. И хотя через фильтр просочилось и крохотное количество наночастиц серебра или меди, уровень их содержания оказался намного ниже допустимого. Разработала технологию доктор Тери Данкович из университета Карнеги-Меллона в штате Питтсбург. В течение нескольких лет она испытывала возможности «питьевой книги» в лабораториях университета Макгилла в Канаде и университета Вирджинии. «Наша работа была нацелена на нужды населения развивающихся стран, – говорит она, отмечая, что 663 миллиона человек в мире не имеют доступа к чистой питьевой воде. - Все, что нужно сделать, это вырвать одну из страниц, поместить ее в устройство для фильтра и налить туда воду из любого источника, будь то река, колодец, родник и т.д. В результате получаются чистая вода и мертвые бактерии», – объясняет Тери Данкович. По ее словам, бактерии, проходя через поры бумажного фильтра, поглощают ионы серебра или меди, в зависимости от того, какой из этих металлов использован. Источником ионов служат наночастицы. Согласно результатам испытаний, проведенных доктором Данкович, одна страница может очистить до 100 литров воды. Таким образом, книги может хватить одному человеку на четыре года. Доктор Кайл Дудрик изучает способы очищения воды в Университете Нотр-Дам в штате Индиана. Он согласен с тем, что «питьевая книга» была бы еще более эффективной, если бы смогла отфильтровывать и небактериальные инфекции, вызываемые, например, такими паразитами как крошечные криптоспоридии, ставшие недавно источником заражения в британском графстве Ланкашир. По словам доктора Дудрика, очень важно также добиться того, чтобы люди четко представляли себе, как правильно использовать фильтры, как часто их менять и т.д. В целом, результаты испытаний весьма обнадеживающие, говорит он.

Победное шествие продолжают 3D-печатные технологии. Группа ученых из университета Дьюка напечатала на 3D-принтере сложный сенсор из акустических метаматериалов и написала для него специальный алгоритм. Созданная система позволяет техническим устройствам преодолеть проблему так называемого «эффекта вечеринки». Предварительные эксперименты показали, что благодаря новому сенсору компьютер оказался способен различить три независимых, но накладывающихся друг на друга источника звука с точностью 96,67 процентов. Человеческая слуховая сенсорная система обладает способностью вычленять среди множества одновременно звучащих голосов и посторонних звуков один единственный голос прямого собеседника и долгое время концентрировать внимание только на нем. До недавнего времени никаким системам искусственного интеллекта не удавалось реализовать это свойство, получившее название «эффект вечеринки». Известно, что только люди, обладающие бинауральным нормальным слухом способны вычленять один голос из множества других (глухие на одно ухо или пользующиеся слуховым аппаратом в значительной степени его утрачивают). Основываясь на этих сведениях, ученые предположили, что ключ к проблеме лежит в сортировке звуков в соответствии с положением их источника по отношению к сенсору. Ученые напечатали из специальных акустических метаматериалов сложно устроенный сенсор. Внешне он напоминает пиццу или пирог, порезанный на 36 кусков. Внутри каждой из долек «пирога» находится разное количество шестиугольных трубочек. Разнится не только их число в каждом куске, но и высота и положение. Звуковые волны, проходя вдоль каждой дольки от границ диска к установленному в центре «пирога» микрофону, резонируют внутри шестиугольных трубочек. В результате звук внутри каждого из кусков пирога неуловимо изменяется (человеческое ухо не способно их различить), а особый алгоритм в компьютере анализирует эти отличия и на их основе вычисляет источник звука, что позволяет селективно выбирать принимаемый звук от конкретного источника, то есть «концентрировать внимание». «Эффект вечеринки» был открыт когнитивным психологом, специалистом по вниманию, и, по совместительству, инженером-электронщиком Эдвардом Колином Черри в 1953 году в ходе решения проблемы сенсорной перегрузки авиадиспетчеров.

Компания Made in Space сообщила о значительном достижении в разработке принтера Zero-G, который ранее уже прошел успешные испытания на Международной космической станции в условиях микрогравитации. Теперь же принтер научился печатать вещи не только на борту МКС, но и за бортом. То есть, он может работать в открытом космосе. В июле компания Made In Space провела серию тестов и убедилась, что Zero-G действительно нормально функционирует в вакууме. Тестирование в вакуум-камере продолжалось в течение недели. Были изготовлены различные детали из термополимеров аэрокосмического уровня. Инженеры тщательно изучили особенности работы экструзионных головок принтера в вакууме. Сейчас напечатанные детали изучат и сравнят с такими же, напечатанными в обычных атмосферных условиях. Во время прошлогоднего тестирования на МКС принтер изготовил 24 запчасти, их позже вернули на Землю для анализа. Это была подготовительная миссия перед финальным испытанием коммерческого прибора Additive Manufacturing Facility (AMF), которое состоится до конца текущего года опять же на МКС. «Мы полагаем, что уже через полтора года будем готовы к тестированию принтера нынешней конструкции на орбите, – сказал Майк Снайдер (Mike Snyder), ведущий инженер Made In Space, – Эти предварительные тесты, вместе с нашим опытом работы в условиях микрогравитации, демонстрируют, что прямое производство структур в космосе возможно с помощью технологий Made In Space. Вскоре в космосе будут производить структуры, которые гораздо больше по размеру, чем можно вместить в грузовой корабль для подъема с Земли. Они будут спроектированы для микрогравитации, а не для того, чтобы выдержать перегрузки при запуске. Сейчас возможна полная структурная оптимизация прямо в космосе».

Я писал о достижениях Израиля в области 3D-печати. И вот очередная новость. Команда врачей из сектора Газа во главе с доктором Тареком Любани создала 3-D печатный стетоскоп, сообщает The Washington Times. Теперь Тарек Любани просит помощи экспертов в дизайне других медизделий. По его словам, пластмассовый стетоскоп работает не хуже, чем обычный, и это доказано.

Доктор Кристофер Уильямс, доцент факультета машиностроения Политехнического университета Вирджинии, сейчас работает над 3D-принтером, который печатает медью. Хотя в 3D-печати металлом нет ничего нового (некоторые компании уже вовсю применяют технологии прямого лазерного спекания металлов и электронно-лучевой плавки), Уильямсу и его команде удалось собрать абсолютно новый тип 3D-принтера, ведь до них с медью мало кто отваживался работать. «Нам удалось собрать совершенно уникальный 3D-принтер, – объясняет Уильямс. – С медью крайне сложно работать. Однако мы открыли метод разбрызгивания связующего вещества, при котором печатающая головка выборочно вводит клей в медный порошок, и так слой за слоем. Потом мы помещаем изделие в печь, чтобы частицы порошка сплавились и спеклись между собой. Таким образом можно изготовить медное изделие даже самой сложной формы». Хотя этот процесс кажется достаточно перспективным, есть еще пара задач, которые Уильямсу и его команде предстоит решить. Главная сложность заключается в том, что после сплавления медных частиц в печи между ними остаются крошечные воздушные пространства. В результате детали получаются гораздо более хрупкими, чем изготовленные традиционными методами, например, путем обработки и шлифовки медных слитков. Сейчас исследователи подбирают состав наносуспензии, которая заполнит промежутки между частицами порошка, свяжет их между собой и повысит плотность изделия. Для изготовления такой наносуспензии исследователи решили добавить в клей наночастицы, которые и заполнят промежутки в медном порошке во время спекания. Если все пойдет по плану, открытие ученых станет доступным общественности в течение пяти лет. И от этого выиграют практически все отрасли производства.

Продолжаются интенсивные работы по созданию дронов различного применения. Буквально наступая на пятки проекту Project Loon компании Google, компания Facebook также стремится предоставить людям возможность подключения к Интернету, невзирая на то, в какой из самых труднодоступных точек земного шара находятся эти люди. В рамках проекта Internet.org лаборатория Connectivity Lab компании Facebook занимается разработкой ряда технологий, позволяющих обеспечить доступ к Интернету там, куда невозможно проложить коммуникационный канал любого типа. И сейчас две из самых основных технологий готовы к началу практических испытаний. Беспилотник «Aquila» компании Facebook коренным образом отличается от беспилотников, которые нам доводилось видеть или о которых нам доводилось слышать ранее. Один размах этого огромного летающего крыла немного недотягивает до размаха крыльев авиалайнера Boeing 737, в то время как весь летательный аппарат весит меньше среднего легкового автомобиля. Беспилотник «Aquila» разработан для условий полностью автономного полета на протяжении минимум трех месяцев, в течение которых он будет кружить над областью покрытия на высоте от 20 до 30 километров, выше всех авиатранспортных трасс, питаясь исключительно солнечной энергией. Для создания сети интернет-покрытия нужна целая группа идентичных летательных аппаратов. Один из аппаратов группы держит связь с землей при помощи высокоскоростного радиоканала, а связь с другими аппаратами поддерживается при помощи лазерной коммуникационной системы. Такая же лазерная система связывает каждый беспилотник с одной или несколькими наземными станциями, которые установлены в труднодоступных местах и которые обеспечивают широкополосный доступ в Интернет при помощи нескольких технологий, в частности, через Wi-Fi.

Лазерная коммуникационная технология является второй важной частью будущей системы Internet.org. Эта технология также разрабатывается специалистами лаборатории Connectivity Lab, которые сотрудничают со множеством других организаций, работающих в направлении лазерной передачи данных на высоких скоростях и с высоким уровнем надежности. В настоящее время лазерные технологии компании Facebook способны обеспечивать скорость передачи информации на уровне десятков гигабайт в секунду. И с учетом того, что для реализации этого требуется держать в прицеле лазера беспилотника цель, размером с монету, с расстояния в десятки километров, это является крайне сложной задачей. Крошечные беспилотные летательные аппараты, размеры которых соответствуют размерам летающих насекомых различных видов, могут оказать неоценимую помощь в деле проведения операций по разведке, наблюдению, при ликвидации последствий стихийных бедствий и техногенных катастроф. Однако область создания таких летательных аппаратов пока еще относительно молода и применение таких беспилотников ограничено лишь испытательными полетами в стенах лабораторий и других помещений. И в первую очередь, что препятствует выходу таких беспилотников на белый свет, это отсутствие малогабаритной системы видения, позволяющей миниатюрным летательным аппаратам ориентировать в окружающем пространстве.

Не так давно исследователи из Швейцарского федерального политехнического университета Лозанны (Swiss Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, EPFL) закончили разработку «искусственного глаза», основанного на строении глаз насекомых и навигационной системы, которые позволят миниатюрным беспилотникам воспринимать окружающий мир и ориентироваться в нем, выполняя поставленные перед ними задачи. Следует отметить, что это далеко не первая попытка создания датчиков, прототипами которых являются элементы тела насекомых, предназначенных для беспилотных летательных аппаратов. Однако, это первый раз когда это было сделано по отношению к миниатюрным аппаратам. Все предыдущие попытки оснастить системой видения такие беспилотники сводились к попыткам максимальной миниатюризации камер обычного типа, которые заканчивались с разной степенью удачи. Система видения в стиле «глаз насекомых» подходит для использования в беспилотных летательных аппаратах как нельзя лучше. Во-первых, такие системы не обладают большой разрешающей способностью, поэтому для обработки потока данных от них требуются весьма скромные вычислительные мощности. Во-вторых, такие системы имеют достаточно высокую чувствительность по отношению к регистрации движущихся объектов и света, отраженного от различных предметов. Все эти параметры системы видения позволят вести крошечный летательный аппарат даже в условиях ограниченного пространства с большим количеством препятствий. Искусственный «глаз», созданный швейцарскими исследователями, весит всего 2 миллиграмма. Он состоит из трех фотодатчиков, оснащенный каждый своей линзой. Комбинация данных от этих фотодатчиков, которые расположены треугольником, позволяет системе видения определить скорость и направление движения, как в условиях плохой освещенности внутри закрытых помещений, так и на открытом пространстве при ярком солнечном свете. А быстродействие системы в целом превышает в три раза скорость реакции реальных насекомых. Разработав конструкцию фотодатчика и сопутствующие программные алгоритмы, исследователи планируют установить несколько таких «глаз» на один экспериментальный летательный аппарат, создав достаточно сложную визуальную систему. Возможностей такой системы, по мнению исследователей, будет достаточно для осуществления самостоятельного взлета, посадки и для его стабилизации во время полета.

Южнокорейские инженеры, сотрудники корейского ведущего научно-технического института (KAIST), научились сбивать беспилотники с помощью звука, выводя из строя их бортовые гироскопы. Электронный гироскоп, постоянно собирающий данные об ориентации, наклоне, направлении движения дрона, позволяет аппарату автоматически выравниваться во время полета и тем самым сохранять равновесие. Даже самый опытный оператор не удержит в полете беспилотник, лишенный гироскопа. Электронные приборы высокого качества сконструированы таким образом, чтобы резонировать только на высоких частотах (за пределами звуков, слышных человеку) – чтобы звуки природы и цивилизации не мешали их работе. Однако, как обнаружили корейские исследователи, во многих беспилотниках применяются дешевые гироскопы, которые легко начинают резонировать, реагируя на некоторые обычные звуки. Затем, когда гироскоп начинает резонировать и вибрировать, он теряет способность следить за своим равновесием. Прибор начинает постоянно корректировать скорость несущих винтов, что очень скоро заставляет беспилотник рухнуть на землю. При этом остается нерешенной проблема дальности действия. Для индуцирования резонанса звуковые волны должны быть достаточно мощными: сбить дрон у сотрудников KAIST удалось только тогда, когда они прикрепили динамик непосредственно к корпусу летательного аппарата. Однако исследователи предполагают, что в будущем полиция и военные смогут сбивать дроны и на расстоянии. Для этого будет достаточно 140 децибел (на расстоянии до 40 метров). Кроме того, силовики уже обладают акустическим оружием нелетального действия, поражающим цель в радиусе до 9 километров. Если настроить такие звуковые пушки на нужную волну, они смогут заглушить гироскопы беспилотников, обрекая их на свободное падение.

В заключение мне хочется привести стихотворение Роберта Рождественского, которое хорошо описывает состояние общества, в том числе научного, как в России, так и в Украине:

В государстве, где честные наперечёт,
всё куда-то уходит,
куда-то течёт:
силы,
деньги,
двадцатый троллейбус,
искорёженных судеб нелепость…
Всё куда-то уходит,
течёт не спеша:
воспалённое лето,
за летом – душа.
Облака в оглушительной сини.
Кран на кухне.
Умы из России.



Комментарии:

Цитировать Имя
Станислав Ордин, 18.09.2015 05:59:13
Дорогой Олег,

По-моему более правильно, когда корреспонденты ссылаются на аргументацию учёных, а не наоборот. А в России и так корреспондент Рогозин «определяет» военно-технический прогресс, пропагандист из дома научно-технической информации Чубайс «определяет» перспективы НАНО и т.д. и т.п. И вы туда же – на корреспондентов ссылаетесь на научном сайте. То, что микроволновка с открытой дверцей будет немного двигаться, следует ещё из экспериментов Петра Лебедева по давлению света. Но насколько это неэффективно легко понять из одного эпизода, который пришлось пронаблюдать. При пуске (неправильно выбранной) ракеты по низколетящей цели её выхлоп попал в антенный пост, и он стал на дыбы. Но при максимальной мощности СВЧ-излучения будка «П» никогда на дыбы не становится. Т. ч. фотонные корабли малоперспективны, а вот за что «цепляются» вращающиеся диски в вакууме, «цепляются» настолько, что и мы и ДАРПА их уже используем для коррекции вместо плазменных, до конца непонятно было, пока опять же мы американцам не рассказали об эффекте Джанибекова.

Это касается и рейтингов научных вузов – далеко не всё они определяют. Конечно, стараниями перестройщиков российские ВУЗЫ опущены тем, что зачёты и дипломы стали продаваться, а зарубежные, в том числе и в США, и в Израиле подняты за счёт массового бегства советских учёных от голодной смерти, когда по приказу Горбачёва продукты вывозили не в магазины, а сразу на помойку, а крематории непрерывно сжигали свежее мясо животных. И переименованием, как например Политехнического Института им. Калинина в Технический Университет им. Петра Великого рейтинг этого древнейшего института никак не повысишь. А уничтожение Академии Наук России уровень ВУЗов не поднимет. Но гордиться ворованным среди учёных не принято. А та же ДАРПА через Сороса получила в тот голодный период огромное количество научной информации и разработок из СССР за столь смешные деньги, что только за перевод её на английский пришлось бы им платить больше.

Олег, Вы похоже не поняли мой намёк в статье «Да кто он такой….сукин сын». Прийдётся сказать прямо. После получения премии президента США ваша позиция, на мой взгляд, стала откровенно зависимая. Насчёт расцвета науки на Украине после погромов на майдане вы явно загнули. Даже невъездной Миша Ходорковский выглядит в своих комментариях более независимым (по крайней мере, старается). И мне гораздо симпатичнее независимая позиция профессора Гарвардского Университета, который выступил с критикой американской системы и выдвинул свою кандидатуру на пост президента США. Вот такие люди и единомышленники российских учёных. С такими людьми, которые как Эйнштейн, смеют сказать правду и дяде Сэму, можно сотрудничать в плане построения Коллективного Разума. И во многом ориентируясь на мнение таких американских учёных, я готовлю статью «Чего на самом деле хочет Америка и надо ли России ей помогать в этом».