Новый термоэлектрический материал
Ученые из Университета Рединга разработали новый материал, который может повысить энергоэффективность и иметь значительное влияние на борьбу с изменением климата. Их открытие в области сбора термоэлектрической энергии открывает новые возможности использования неиспользованных ранее источников отработанного тепла и преобразования его в электричество.
Термоэлектрические материалы имеют уникальное свойство преобразовывать разницу в температуре в электричество. Однако, ранее использованные материалы с движущимися ионами быстро разрушались при производстве электричества. Но новый материал, описанный в исследовании, опубликованном в журнале Advanced Materials, обладает особыми свойствами, которые позволяют ему не только не разлагаться, но и значительно повышать эффективность преобразования отходящего тепла в электричество.
Доктор Пас Вакейро, возглавляющая исследование, отмечает, что это открытие имеет огромный потенциал для решения глобального энергетического кризиса и борьбы с изменением климата. Около двух третей всей энергии, производимой в мире, тратится в виде тепла. Преобразование даже части этого отходящего тепла в полезную электроэнергию может обеспечить устойчивое энергоснабжение и снизить выбросы углекислого газа.
Прогнозы указывают на то, что к 2050 году Великобритании потребуется вдвое больше электроэнергии, чем в 2020 году. Термоэлектрическая технология уже известна несколько лет, но существующие генераторы являются дорогостоящими и недостаточно эффективными. Однако, использование нового термоэлектрического материала, который дешевле в эксплуатации и более эффективен, может помочь преодолеть эти проблемы.
Источник:
Shriparna Mukherjee et al, Beyond Rattling: Tetrahedrites as Incipient Ionic Conductors, Advanced Materials (2023). DOI: 10.1002/adma.202306088
Ученые из Университета Рединга разработали новый материал, который может повысить энергоэффективность и иметь значительное влияние на борьбу с изменением климата. Их открытие в области сбора термоэлектрической энергии открывает новые возможности использования неиспользованных ранее источников отработанного тепла и преобразования его в электричество.
Термоэлектрические материалы имеют уникальное свойство преобразовывать разницу в температуре в электричество. Однако, ранее использованные материалы с движущимися ионами быстро разрушались при производстве электричества. Но новый материал, описанный в исследовании, опубликованном в журнале Advanced Materials, обладает особыми свойствами, которые позволяют ему не только не разлагаться, но и значительно повышать эффективность преобразования отходящего тепла в электричество.
Доктор Пас Вакейро, возглавляющая исследование, отмечает, что это открытие имеет огромный потенциал для решения глобального энергетического кризиса и борьбы с изменением климата. Около двух третей всей энергии, производимой в мире, тратится в виде тепла. Преобразование даже части этого отходящего тепла в полезную электроэнергию может обеспечить устойчивое энергоснабжение и снизить выбросы углекислого газа.
Прогнозы указывают на то, что к 2050 году Великобритании потребуется вдвое больше электроэнергии, чем в 2020 году. Термоэлектрическая технология уже известна несколько лет, но существующие генераторы являются дорогостоящими и недостаточно эффективными. Однако, использование нового термоэлектрического материала, который дешевле в эксплуатации и более эффективен, может помочь преодолеть эти проблемы.
Источник:
Shriparna Mukherjee et al, Beyond Rattling: Tetrahedrites as Incipient Ionic Conductors, Advanced Materials (2023). DOI: 10.1002/adma.202306088
👍2
Перспективная стеклянная антенна
Новые атомные радиочастотные датчики, разработанные физиками из Университета Отаго, представляют собой потенциальный прорыв в области антенных технологий. Используя стеклянную колбу с атомным паром, ученые создали портативный датчик, способный обеспечивать превосходную производительность и широкие возможности настройки.
Одной из ключевых особенностей этих датчиков является их способность работать в ридберговском состоянии атомов. Это состояние делает их не только высокочувствительными, но и точными в обнаружении различных радиосигналов. Такие датчики могут охватывать весь спектр радиочастот, что делает их идеальными для использования в сфере обороны и связи. Например, они могут значительно упростить связь для солдат на поле боя, заменяя несколько антенн для разных диапазонов частот одним компактным датчиком.
Кроме того, эти датчики не требуют использования металлических частей, что исключает рассеивание радиочастотного поля. Вместо этого, доступ к атомному датчику осуществляется через лазерный свет, что позволяет избежать использования электрических кабелей. Это делает новую конструкцию группы Отаго более гибкой и портативной, позволяя использовать ее вне лабораторных условий.
В ходе первой внелабораторной демонстрации датчик успешно измерял поля на расстоянии до 30 метров с помощью лазерной связи в свободном пространстве. Это открывает новые возможности для сенсорных технологий на основе ридберговских атомов и делает их более гибкими и удобными в использовании.
Ученые с Университета Отаго ожидают, что эти разработки сделают квантовые датчики более надежными и экономически эффективными. Их потенциал применения в сфере обороны, связи и спутниковых технологий делает их весьма перспективными для будущих исследований и разработок.
Источник:
Дж. Сюзанна Отто и др., Дистанционное зондирование радиочастотного поля с помощью пассивного атомного преобразователя Ридберга (J. Susanne Otto et al, Distant RF field sensing with a passive Rydberg-atomic transducer), Applied Physics Letters (2023). DOI: 10.1063/5.0169993
Новые атомные радиочастотные датчики, разработанные физиками из Университета Отаго, представляют собой потенциальный прорыв в области антенных технологий. Используя стеклянную колбу с атомным паром, ученые создали портативный датчик, способный обеспечивать превосходную производительность и широкие возможности настройки.
Одной из ключевых особенностей этих датчиков является их способность работать в ридберговском состоянии атомов. Это состояние делает их не только высокочувствительными, но и точными в обнаружении различных радиосигналов. Такие датчики могут охватывать весь спектр радиочастот, что делает их идеальными для использования в сфере обороны и связи. Например, они могут значительно упростить связь для солдат на поле боя, заменяя несколько антенн для разных диапазонов частот одним компактным датчиком.
Кроме того, эти датчики не требуют использования металлических частей, что исключает рассеивание радиочастотного поля. Вместо этого, доступ к атомному датчику осуществляется через лазерный свет, что позволяет избежать использования электрических кабелей. Это делает новую конструкцию группы Отаго более гибкой и портативной, позволяя использовать ее вне лабораторных условий.
В ходе первой внелабораторной демонстрации датчик успешно измерял поля на расстоянии до 30 метров с помощью лазерной связи в свободном пространстве. Это открывает новые возможности для сенсорных технологий на основе ридберговских атомов и делает их более гибкими и удобными в использовании.
Ученые с Университета Отаго ожидают, что эти разработки сделают квантовые датчики более надежными и экономически эффективными. Их потенциал применения в сфере обороны, связи и спутниковых технологий делает их весьма перспективными для будущих исследований и разработок.
Источник:
Дж. Сюзанна Отто и др., Дистанционное зондирование радиочастотного поля с помощью пассивного атомного преобразователя Ридберга (J. Susanne Otto et al, Distant RF field sensing with a passive Rydberg-atomic transducer), Applied Physics Letters (2023). DOI: 10.1063/5.0169993
👍1
Новый способ получения графена: без графита, серной кислоты, перекиси и даже без скотча.
С момента открытия самого первого 2D-материала, без преувеличения - "Философского Камня" современной науки (или "священного Грааля", кому как больше нравится) в 2004 году, графен вызвал настоящий фурор в научном сообществе. Неудивительно, что его первооткрыватели, профессоры Манчестерского университета, были удостоены Нобелевской премии в 2010 году за свои открытия. Напомню, что получили его тогда при помощи скотча и графита, однако по понятным причинам тогда речь шла о обнаружении самой возможности существования такого материала, там были микроскопические чешуйки. Но действительно полезный образец графена с помощью клейкой ленты, конечно, не получить.
С тех пор началась настоящая гонка за поиск способов получения и применения графена. Однако, производство этого материала оказалось сложным и требующим значительного объема обработки. До сих пор наиболее распространенным методом является модифицированная версия подхода, известного как метод Хаммера. В этом методе используются опасные химикаты, такие как серная кислота, перманганат калия и нитрат натрия, что создает проблемы с безопасностью и управлением отходами.
Однако, команда ученых во главе с профессором Рупом Махаджаном из Технологического института Вирджинии предложила более экологичный метод получения графена. Вместо использования графита, они предложили использовать уголь в качестве основного источника материала. В качестве реактива - только азотная кислота. Этот подход имеет свои преимущества, как с экологической, так и с экономической точек зрения.
Во-первых, замена графита углем снижает воздействие на окружающую среду. Благодаря использованию только одного химического вещества - азотной кислоты, количество опасных химикатов сокращается, а количество отходов снижается. Это значительно уменьшает риск для исследователей и облегчает управление процессом производства.
Во-вторых, использование угля вместо графита имеет экономические преимущества. Большая часть графита поставляется из Китая, что делает его цепочку поставок нестабильной. Кроме того, графит является важным компонентом аккумуляторов, и резкий рост спроса на аккумуляторы привел к сокращению его предложения. Уголь, хотя и содержит меньший процент углерода, представляет собой более доступный и широко распространенный ресурс.
В процессе Махаджана путь синтеза графена начинается с тщательного процесса измельчения кусков сырого угля до получения грубого порошка. После этого грубый порошок ещё больше измельчают в цилиндре с шариками до состояния пыли. Затем измельченный в шаровой мельнице порошок химически очищается от примесей, таких как сульфиты металлов и зола.
Измельченный и очищенный уголь затем помещают в ванну с азотной кислотой, которая превращает уголь в оксид графена . Кислоту сливают, а непрореагировавший углерод удаляют, в результате чего образуется порошок оксида графена, который затем можно дополнительно превратить в графен путем термической обработки.
Источник:
Анушка Гарг и др., Упрощенный однореакторный синтез оксида графена из различных углей и его потенциальное применение для улучшения механических характеристик нанокомпозитов из стеклопластика (Anushka Garg et al, Simplified One-Pot Synthesis of Graphene Oxide from Different Coals and its Potential Application in Enhancing the Mechanical Performance of GFRP Nanocomposites), ACS Applied Nano Materials (2023). DOI: 10.1021/acsanm.3c03197
С момента открытия самого первого 2D-материала, без преувеличения - "Философского Камня" современной науки (или "священного Грааля", кому как больше нравится) в 2004 году, графен вызвал настоящий фурор в научном сообществе. Неудивительно, что его первооткрыватели, профессоры Манчестерского университета, были удостоены Нобелевской премии в 2010 году за свои открытия. Напомню, что получили его тогда при помощи скотча и графита, однако по понятным причинам тогда речь шла о обнаружении самой возможности существования такого материала, там были микроскопические чешуйки. Но действительно полезный образец графена с помощью клейкой ленты, конечно, не получить.
С тех пор началась настоящая гонка за поиск способов получения и применения графена. Однако, производство этого материала оказалось сложным и требующим значительного объема обработки. До сих пор наиболее распространенным методом является модифицированная версия подхода, известного как метод Хаммера. В этом методе используются опасные химикаты, такие как серная кислота, перманганат калия и нитрат натрия, что создает проблемы с безопасностью и управлением отходами.
Однако, команда ученых во главе с профессором Рупом Махаджаном из Технологического института Вирджинии предложила более экологичный метод получения графена. Вместо использования графита, они предложили использовать уголь в качестве основного источника материала. В качестве реактива - только азотная кислота. Этот подход имеет свои преимущества, как с экологической, так и с экономической точек зрения.
Во-первых, замена графита углем снижает воздействие на окружающую среду. Благодаря использованию только одного химического вещества - азотной кислоты, количество опасных химикатов сокращается, а количество отходов снижается. Это значительно уменьшает риск для исследователей и облегчает управление процессом производства.
Во-вторых, использование угля вместо графита имеет экономические преимущества. Большая часть графита поставляется из Китая, что делает его цепочку поставок нестабильной. Кроме того, графит является важным компонентом аккумуляторов, и резкий рост спроса на аккумуляторы привел к сокращению его предложения. Уголь, хотя и содержит меньший процент углерода, представляет собой более доступный и широко распространенный ресурс.
В процессе Махаджана путь синтеза графена начинается с тщательного процесса измельчения кусков сырого угля до получения грубого порошка. После этого грубый порошок ещё больше измельчают в цилиндре с шариками до состояния пыли. Затем измельченный в шаровой мельнице порошок химически очищается от примесей, таких как сульфиты металлов и зола.
Измельченный и очищенный уголь затем помещают в ванну с азотной кислотой, которая превращает уголь в оксид графена . Кислоту сливают, а непрореагировавший углерод удаляют, в результате чего образуется порошок оксида графена, который затем можно дополнительно превратить в графен путем термической обработки.
Источник:
Анушка Гарг и др., Упрощенный однореакторный синтез оксида графена из различных углей и его потенциальное применение для улучшения механических характеристик нанокомпозитов из стеклопластика (Anushka Garg et al, Simplified One-Pot Synthesis of Graphene Oxide from Different Coals and its Potential Application in Enhancing the Mechanical Performance of GFRP Nanocomposites), ACS Applied Nano Materials (2023). DOI: 10.1021/acsanm.3c03197
👍4
Создание голограмм при помощи ИИ
Недавно группа исследователей из Высшей инженерной школы Университета Тиба предложила новый подход к созданию голограмм, основанный на глубоком обучении. Этот подход значительно упрощает процесс генерации голограмм путем создания 3D-изображений из обычных цветных 2D-изображений, снятых с помощью обычных камер. Это означает, что теперь голограммы могут быть созданы с использованием доступного оборудования, что делает их более доступными и широко применимыми.
Исследователи использовали глубокое обучение для обработки 2D-изображений и преобразования их в трехмерные модели. Этот метод позволяет обойти сложности, связанные с традиционными методами создания голограмм, такими как использование специальных камер и сложные вычисления. Вместо этого, с помощью глубокого обучения можно получить трехмерные данные из обычных 2D-изображений.
Профессор Томоёси Симобаба, руководитель исследовательской группы, отмечает, что этот новый подход решает несколько проблем, связанных с голографическими дисплеями. В частности, он устраняет необходимость в сложном процессе получения трехмерных данных и значительно снижает вычислительные затраты. Также этот подход позволяет легко преобразовывать изображения голограмм для соответствия требованиям конкретного голографического устройства отображения.
Источник:
Ёсиюки Исии и др., Генерация многоглубинных голограмм из двумерных изображений с помощью глубокого обучения (Yoshiyuki Ishii et al, Multi-depth hologram generation from two-dimensional images by deep learning), Optics and Lasers in Engineering (2023). DOI: 10.1016/j.optlaseng.2023.107758
Недавно группа исследователей из Высшей инженерной школы Университета Тиба предложила новый подход к созданию голограмм, основанный на глубоком обучении. Этот подход значительно упрощает процесс генерации голограмм путем создания 3D-изображений из обычных цветных 2D-изображений, снятых с помощью обычных камер. Это означает, что теперь голограммы могут быть созданы с использованием доступного оборудования, что делает их более доступными и широко применимыми.
Исследователи использовали глубокое обучение для обработки 2D-изображений и преобразования их в трехмерные модели. Этот метод позволяет обойти сложности, связанные с традиционными методами создания голограмм, такими как использование специальных камер и сложные вычисления. Вместо этого, с помощью глубокого обучения можно получить трехмерные данные из обычных 2D-изображений.
Профессор Томоёси Симобаба, руководитель исследовательской группы, отмечает, что этот новый подход решает несколько проблем, связанных с голографическими дисплеями. В частности, он устраняет необходимость в сложном процессе получения трехмерных данных и значительно снижает вычислительные затраты. Также этот подход позволяет легко преобразовывать изображения голограмм для соответствия требованиям конкретного голографического устройства отображения.
Источник:
Ёсиюки Исии и др., Генерация многоглубинных голограмм из двумерных изображений с помощью глубокого обучения (Yoshiyuki Ishii et al, Multi-depth hologram generation from two-dimensional images by deep learning), Optics and Lasers in Engineering (2023). DOI: 10.1016/j.optlaseng.2023.107758
👍3
Новый миниатюрный алмазный квантовый датчик для МРТ повышенного разрешения
Магнитно-резонансная томография большинству известна как метод визуализации, применяемый в медицине. Но его применяют также и в других областях, в частности в качестве метода неразрушаемого контроля или наблюдения за различными процессами. У метода большой потенциал, позволяющий наблюдать чуть ли не за отельными молекулами, однако существующие датчики пока не позволяют его реализовать.
Высокое разрешение визуализации при МРТ может позволить наблюдать за развитием злокачественной опухоли на клеточном уровне, или исследовать процессы диффузии ионов лития в литий-ионных аккумуляторах.
На днях, тем не менее, наметился прогресс в разработке датчиков высокого разрешения. Исследователи из Мюнхенского технического университета (TUM) разработали инновационные алмазные квантовые датчики, которые могут значительно улучшить разрешение магнитных изображений. Им удалось создать квантовый датчик из синтетического алмаза путём обогащения слоя алмаза атомами азота во время его роста.
Учёные использовали электронное облучение для удаления отдельных атомов углерода из кристаллической решётки алмаза и создания азотно-вакансионных центров, то есть искусственных дефектов кристаллической решётки алмаза, содержащие азот. Такие вакансии обладают особыми квантово-механическими свойствами, которые необходимы для проведения тонких измерений магнитных полей при МРТ.
Одним из преимуществ этого нового метода является его способность проводить измерения в течение длительного времени благодаря оптимизации длительности квантовых состояний. Это открывает новые возможности для исследования и объяснения происходящих процессов в клетках.
Источник:
Флеминг Брукмайер и др., Визуализация локальной диффузии в микроструктурах с использованием ЯМР импульсного градиента поля на основе азотных вакансий (Fleming Bruckmaier et al, Imaging local diffusion in microstructures using NV-based pulsed field gradient NMR), Science Advances (2023). DOI: 10.1126/sciadv.adh3484
Магнитно-резонансная томография большинству известна как метод визуализации, применяемый в медицине. Но его применяют также и в других областях, в частности в качестве метода неразрушаемого контроля или наблюдения за различными процессами. У метода большой потенциал, позволяющий наблюдать чуть ли не за отельными молекулами, однако существующие датчики пока не позволяют его реализовать.
Высокое разрешение визуализации при МРТ может позволить наблюдать за развитием злокачественной опухоли на клеточном уровне, или исследовать процессы диффузии ионов лития в литий-ионных аккумуляторах.
На днях, тем не менее, наметился прогресс в разработке датчиков высокого разрешения. Исследователи из Мюнхенского технического университета (TUM) разработали инновационные алмазные квантовые датчики, которые могут значительно улучшить разрешение магнитных изображений. Им удалось создать квантовый датчик из синтетического алмаза путём обогащения слоя алмаза атомами азота во время его роста.
Учёные использовали электронное облучение для удаления отдельных атомов углерода из кристаллической решётки алмаза и создания азотно-вакансионных центров, то есть искусственных дефектов кристаллической решётки алмаза, содержащие азот. Такие вакансии обладают особыми квантово-механическими свойствами, которые необходимы для проведения тонких измерений магнитных полей при МРТ.
Одним из преимуществ этого нового метода является его способность проводить измерения в течение длительного времени благодаря оптимизации длительности квантовых состояний. Это открывает новые возможности для исследования и объяснения происходящих процессов в клетках.
Источник:
Флеминг Брукмайер и др., Визуализация локальной диффузии в микроструктурах с использованием ЯМР импульсного градиента поля на основе азотных вакансий (Fleming Bruckmaier et al, Imaging local diffusion in microstructures using NV-based pulsed field gradient NMR), Science Advances (2023). DOI: 10.1126/sciadv.adh3484
👍2
Мощный полупроводниковый УФ-лазер
Лазерные источники с излучением в УФ-диапазоне имеют широкий спектр применений, включая биотехнологию, лечение кожных заболеваний, УФ-отверждение полимеров и лазерную обработку. Однако, существующие лазеры в этом диапазоне имеют свои ограничения, такие как большие размеры, высокое энергопотребление, ограниченный диапазон длин волн и низкую эффективность. Это связано с тем, что достаточно мощные УФ-лазеры относятся либо к газоразрядным, либо к твердотельным типам конструкции лазеров.
В последние годы были достигнуты значительные достижения в разработке полупроводниковых лазеров, которые генерируют свет путем инжекции тока. Особый интерес представляют устройства на основе нитрида алюминия-галлия (AlGaN), которые способны генерировать УФ-излучение. Однако, их выходная оптическая мощность в глубокой УФ-области обычно ограничена до 150 мВт, что недостаточно для медицинских и промышленных приложений.
Группа исследователей из Японии, во главе с профессором Мотоаки Ивая, разработала новые высокопроизводительные вертикальные полупроводниковые лазерные диоды ультрафиолетового диапазона с увеличенным инжекционным током на основе AlGaN. Их исследование, проведенное при сотрудничестве с другими университетами и компаниями, было опубликовано в журнале Applied Physics Express.
Профессор Ивая объясняет мотивы разработки этих устройств: "Существующие глубокие УФ-лазеры на основе AlGaN используют изолирующие материалы, такие как сапфир и нитрид алюминия, для получения высококачественных кристаллов. Мы же исследовали вертикальные устройства с p- и n-электродами, обращенными друг к другу в ap-n-переходе, чтобы обеспечить более равномерное прохождение тока в устройстве".
Это достижение открывает новые перспективы для развития более эффективных и мощных УФ-лазеров на основе AlGaN. Увеличение инжекционного тока в устройстве может значительно повысить выходную мощность, что делает их более привлекательными для медицинских и промышленных приложений.
Источник:
Тома Нишибаяши и др., Изготовление вертикальных ультрафиолетовых лазерных диодов B на основе AlGaN с использованием метода лазерного отрыва (Toma Nishibayashi et al, Fabrication of vertical AlGaN-based ultraviolet-B laser diodes using a laser lift-off method), Applied Physics Express (2023). DOI: 10.35848/1882-0786/ad03ac
Лазерные источники с излучением в УФ-диапазоне имеют широкий спектр применений, включая биотехнологию, лечение кожных заболеваний, УФ-отверждение полимеров и лазерную обработку. Однако, существующие лазеры в этом диапазоне имеют свои ограничения, такие как большие размеры, высокое энергопотребление, ограниченный диапазон длин волн и низкую эффективность. Это связано с тем, что достаточно мощные УФ-лазеры относятся либо к газоразрядным, либо к твердотельным типам конструкции лазеров.
В последние годы были достигнуты значительные достижения в разработке полупроводниковых лазеров, которые генерируют свет путем инжекции тока. Особый интерес представляют устройства на основе нитрида алюминия-галлия (AlGaN), которые способны генерировать УФ-излучение. Однако, их выходная оптическая мощность в глубокой УФ-области обычно ограничена до 150 мВт, что недостаточно для медицинских и промышленных приложений.
Группа исследователей из Японии, во главе с профессором Мотоаки Ивая, разработала новые высокопроизводительные вертикальные полупроводниковые лазерные диоды ультрафиолетового диапазона с увеличенным инжекционным током на основе AlGaN. Их исследование, проведенное при сотрудничестве с другими университетами и компаниями, было опубликовано в журнале Applied Physics Express.
Профессор Ивая объясняет мотивы разработки этих устройств: "Существующие глубокие УФ-лазеры на основе AlGaN используют изолирующие материалы, такие как сапфир и нитрид алюминия, для получения высококачественных кристаллов. Мы же исследовали вертикальные устройства с p- и n-электродами, обращенными друг к другу в ap-n-переходе, чтобы обеспечить более равномерное прохождение тока в устройстве".
Это достижение открывает новые перспективы для развития более эффективных и мощных УФ-лазеров на основе AlGaN. Увеличение инжекционного тока в устройстве может значительно повысить выходную мощность, что делает их более привлекательными для медицинских и промышленных приложений.
Источник:
Тома Нишибаяши и др., Изготовление вертикальных ультрафиолетовых лазерных диодов B на основе AlGaN с использованием метода лазерного отрыва (Toma Nishibayashi et al, Fabrication of vertical AlGaN-based ultraviolet-B laser diodes using a laser lift-off method), Applied Physics Express (2023). DOI: 10.35848/1882-0786/ad03ac
👍4
Краска для джинсов решит проблему пластика в океанах
Пластиковые отходы представляют серьезную проблему для окружающей среды, особенно когда они распадаются на нанопластики, которые трудно удалять из воды. Однако, доктор Джэ-Ву Чой из Корейского института науки и технологий (KIST) предложил инновационное решение в виде экологически чистого твердого флокулянта на основе металлорганического скелета.
Этот новый флокулянт, разработанный исследователями, обладает способностью агрегировать нанопластики при воздействии видимого света. Они использовали берлинскую лазурь, которая изначально была синтезирована для окрашивания джинсов в темно-синий цвет. Берлинская лазурь также была применена для адсорбции радиоактивного цезия из сточных вод японской атомной электростанции.
В ходе экспериментов исследователи обнаружили, что берлинская лазурь эффективно агрегирует нанопластики диаметром около 0,15 мкм, которые традиционные методы фильтрации не могут удалить. Под воздействием видимого света, нанопластики агломерируются и образуют крупные частицы, что значительно облегчает их удаление из воды.
Важно отметить, что в ходе экспериментов исследователи смогли удалить до 99% нанопластиков из воды, что является весьма впечатляющим результатом. Это открытие может иметь значительное значение для разработки более эффективных методов очистки воды от микропластика.
Дальнейшее развитие этого материала может потенциально привести к созданию новых технологий очистки воды, которые будут более эффективными и экологически безопасными. Однако, необходимо провести дальнейшие исследования и испытания, прежде чем этот материал сможет быть широко применен в промышленности.
Источник:
Ёнгюн Юнг и др., Самоходные наноботы, индуцированные видимым светом, против нанопластиков (oungkyun Jung et al, Visible-light-induced self-propelled nanobots against nanoplastics), Water Research (2023). DOI: 10.1016/j.watres.2023.120543
Пластиковые отходы представляют серьезную проблему для окружающей среды, особенно когда они распадаются на нанопластики, которые трудно удалять из воды. Однако, доктор Джэ-Ву Чой из Корейского института науки и технологий (KIST) предложил инновационное решение в виде экологически чистого твердого флокулянта на основе металлорганического скелета.
Этот новый флокулянт, разработанный исследователями, обладает способностью агрегировать нанопластики при воздействии видимого света. Они использовали берлинскую лазурь, которая изначально была синтезирована для окрашивания джинсов в темно-синий цвет. Берлинская лазурь также была применена для адсорбции радиоактивного цезия из сточных вод японской атомной электростанции.
В ходе экспериментов исследователи обнаружили, что берлинская лазурь эффективно агрегирует нанопластики диаметром около 0,15 мкм, которые традиционные методы фильтрации не могут удалить. Под воздействием видимого света, нанопластики агломерируются и образуют крупные частицы, что значительно облегчает их удаление из воды.
Важно отметить, что в ходе экспериментов исследователи смогли удалить до 99% нанопластиков из воды, что является весьма впечатляющим результатом. Это открытие может иметь значительное значение для разработки более эффективных методов очистки воды от микропластика.
Дальнейшее развитие этого материала может потенциально привести к созданию новых технологий очистки воды, которые будут более эффективными и экологически безопасными. Однако, необходимо провести дальнейшие исследования и испытания, прежде чем этот материал сможет быть широко применен в промышленности.
Источник:
Ёнгюн Юнг и др., Самоходные наноботы, индуцированные видимым светом, против нанопластиков (oungkyun Jung et al, Visible-light-induced self-propelled nanobots against nanoplastics), Water Research (2023). DOI: 10.1016/j.watres.2023.120543
👍2🔥1
Новая радарная технология для обнаружения вращающихся объектов
Современные радиолокационные системы сталкиваются с ограничениями при обнаружении объектов, движущихся под прямым углом к радиолокационным сигналам. Исследователи из Шанхайского университета науки и технологий представили новый подход, использующий спиральные электромагнитные волны с орбитальным угловым моментом.
Эти "вихревые" волны имеют спиральную закрутку и создают характерный вращательный эффект Доплера при взаимодействии с вращающимися объектами. Чтобы улучшить обнаружение и идентификацию этих вращательных эффектов, исследователи разработали интегрированный излучатель вихревого луча терагерцовых волн (ТГц).
ТГц волны находятся между микроволнами и инфракрасными волнами по частоте и обладают уникальной способностью проникать в различные материалы с минимальным риском повреждения. Они идеально подходят для радиолокационной визуализации с высоким разрешением. Однако, несмотря на перспективы использования ТГц волн, они сталкиваются с проблемами низкой эффективности и нестабильности.
Исследовательская группа сосредоточилась на разработке практичных и настраиваемых ТГц вихревых излучателей, а также соответствующих схем обнаружения. Их работа представляет собой первую демонстрацию интегрированного излучателя вихревого луча терагерцового диапазона, специально разработанного для обнаружения вращающихся целей.
Этот новый подход может иметь значительное влияние на развитие радиолокационных систем. Он позволит более точно обнаруживать и идентифицировать объекты, движущиеся под различными углами к радиолокационным сигналам. Благодаря использованию ТГц волн, системы смогут достичь высокого разрешения и минимизировать риск повреждения материалов.
Источник:
Jingya Xie et al., Интегрированный излучатель терагерцового вихревого луча для обнаружения вращающихся целей (Jingya Xie et al, Integrated terahertz vortex beam emitter for rotating target detection), Advanced Photonics (2023). DOI: 10.1117/1.AP.5.6.066002
Современные радиолокационные системы сталкиваются с ограничениями при обнаружении объектов, движущихся под прямым углом к радиолокационным сигналам. Исследователи из Шанхайского университета науки и технологий представили новый подход, использующий спиральные электромагнитные волны с орбитальным угловым моментом.
Эти "вихревые" волны имеют спиральную закрутку и создают характерный вращательный эффект Доплера при взаимодействии с вращающимися объектами. Чтобы улучшить обнаружение и идентификацию этих вращательных эффектов, исследователи разработали интегрированный излучатель вихревого луча терагерцовых волн (ТГц).
ТГц волны находятся между микроволнами и инфракрасными волнами по частоте и обладают уникальной способностью проникать в различные материалы с минимальным риском повреждения. Они идеально подходят для радиолокационной визуализации с высоким разрешением. Однако, несмотря на перспективы использования ТГц волн, они сталкиваются с проблемами низкой эффективности и нестабильности.
Исследовательская группа сосредоточилась на разработке практичных и настраиваемых ТГц вихревых излучателей, а также соответствующих схем обнаружения. Их работа представляет собой первую демонстрацию интегрированного излучателя вихревого луча терагерцового диапазона, специально разработанного для обнаружения вращающихся целей.
Этот новый подход может иметь значительное влияние на развитие радиолокационных систем. Он позволит более точно обнаруживать и идентифицировать объекты, движущиеся под различными углами к радиолокационным сигналам. Благодаря использованию ТГц волн, системы смогут достичь высокого разрешения и минимизировать риск повреждения материалов.
Источник:
Jingya Xie et al., Интегрированный излучатель терагерцового вихревого луча для обнаружения вращающихся целей (Jingya Xie et al, Integrated terahertz vortex beam emitter for rotating target detection), Advanced Photonics (2023). DOI: 10.1117/1.AP.5.6.066002
👍1
Новые мультиметаллические водородные топливные элементы
Топливные элементы – перспективный источник зеленой энергии, который может изменить различные отрасли, включая транспорт и производство электроэнергии. Они работают на основе химической реакции, в результате которой производится электричество, а побочными продуктами являются только вода и тепло. Но сегодня большинство исследований в этой области сосредоточено на клетках, использующих платину в качестве катализатора для запуска реакции. Однако платина является дорогим и не особенно стабильным материалом для этой цели, поэтому создание коммерчески жизнеспособного продукта было сложной задачей.
Однако исследователи из Западного университета обнаружили новый подход, который может изменить ситуацию. Они интегрировали палладий и кобальт с платиной, что позволило снизить количество необходимой платины для производства энергии и создать более стабильный катализатор для топливных элементов. Это открытие было опубликовано в Журнале физической химии C. Исследователи использовали канадский источник света (CLS) в Университете Саскачевана для разработки и тестирования своего нового подхода.
Их исследование позволило провести анализ новых наноматериалов в режиме реального времени, что дало понимание процесса связывания кислорода с платиной и влияния переноса электронов между платиной и другими металлами на эффективность и производительность катализатора. Повышение каталитических характеристик платины и увеличение долговечности катализатора позволит не только снизить зависимость от дефицитных и дорогих материалов, но и увеличить общую эффективность и срок службы топливных элементов с протонообменной мембраной (PEMFC).
Результаты этого исследования могут позволить сделать топливные элементы более экономически жизнеспособными и экологически чистыми, что способствует их более широкому внедрению в различные отрасли. Например, в транспортной сфере топливные элементы могут заменить традиционные источники энергии и снизить выбросы вредных веществ. Кроме того, они могут быть использованы в производстве электроэнергии, что поможет уменьшить зависимость от ископаемых источников и снизить негативное воздействие на окружающую среду.
Источник:
Ali Feizabadi et al, Cobalt-Doped Pd@Pt Core–Shell Nanoparticles: A Correlative Study of Electronic Structure and Catalytic Activity in ORR, The Journal of Physical Chemistry C (2023). DOI: 10.1021/acs.jpcc.3c04274
Топливные элементы – перспективный источник зеленой энергии, который может изменить различные отрасли, включая транспорт и производство электроэнергии. Они работают на основе химической реакции, в результате которой производится электричество, а побочными продуктами являются только вода и тепло. Но сегодня большинство исследований в этой области сосредоточено на клетках, использующих платину в качестве катализатора для запуска реакции. Однако платина является дорогим и не особенно стабильным материалом для этой цели, поэтому создание коммерчески жизнеспособного продукта было сложной задачей.
Однако исследователи из Западного университета обнаружили новый подход, который может изменить ситуацию. Они интегрировали палладий и кобальт с платиной, что позволило снизить количество необходимой платины для производства энергии и создать более стабильный катализатор для топливных элементов. Это открытие было опубликовано в Журнале физической химии C. Исследователи использовали канадский источник света (CLS) в Университете Саскачевана для разработки и тестирования своего нового подхода.
Их исследование позволило провести анализ новых наноматериалов в режиме реального времени, что дало понимание процесса связывания кислорода с платиной и влияния переноса электронов между платиной и другими металлами на эффективность и производительность катализатора. Повышение каталитических характеристик платины и увеличение долговечности катализатора позволит не только снизить зависимость от дефицитных и дорогих материалов, но и увеличить общую эффективность и срок службы топливных элементов с протонообменной мембраной (PEMFC).
Результаты этого исследования могут позволить сделать топливные элементы более экономически жизнеспособными и экологически чистыми, что способствует их более широкому внедрению в различные отрасли. Например, в транспортной сфере топливные элементы могут заменить традиционные источники энергии и снизить выбросы вредных веществ. Кроме того, они могут быть использованы в производстве электроэнергии, что поможет уменьшить зависимость от ископаемых источников и снизить негативное воздействие на окружающую среду.
Источник:
Ali Feizabadi et al, Cobalt-Doped Pd@Pt Core–Shell Nanoparticles: A Correlative Study of Electronic Structure and Catalytic Activity in ORR, The Journal of Physical Chemistry C (2023). DOI: 10.1021/acs.jpcc.3c04274
👍1
Роботы из гидрогеля для транспортировки лёгких грузов
Команда исследователей из Университета Ватерлоо продолжает вести передовые исследования в области разработки медицинских микророботов.
Они разработали микророботов, которые позволяют проводить различные медицинские процедуры, такие как биопсия и транспортировка клеток и тканей, с минимальным воздействием на организм. Их размеры не превышают одного сантиметра, и они созданы из биосовместимых и нетоксичных материалов.
Одной из ключевых особенностей этих роботов является их способность перемещаться внутри замкнутых и затопленных сред, таких как человеческое тело, и доставлять деликатные грузы, такие как клетки или ткани, в нужное место. Это открывает новые возможности в области медицинской диагностики и лечения.
Основой для создания этих мягких роботов являются современные гидрогелевые композиты, содержащие устойчивые наночастицы целлюлозы, полученные из растений. Гидрогель, используемый в исследовании, обладает способностью изменять свою форму под внешним химическим воздействием. Это позволяет исследователям программировать изменение формы роботов, что является ключевым фактором для создания функциональных медицинских устройств.
Другой удивительной особенностью этого интеллектуального материала является его способность самовосстанавливаться. Это означает, что исследователи могут разрезать материал и склеивать его вместе, не используя клей или другие вещества, чтобы придать разные формы для различных медицинских процедур. Это открывает новые возможности для создания микророботов с разнообразными функциями.
Профессор Хамед Шахсаван, директор лаборатории "Умные материалы для передовых робототехнических технологий" (SMART-Lab), отмечает, что их исследование объединяет старые и новые методы. Они используют традиционные мягкие материалы, такие как гидрогели, жидкие кристаллы и коллоиды, для создания новых микророботов.
Источник:
Расул Нассери и др., Программируемые нанокомпозиты целлюлозных нанокристаллов и цвиттер-ионных гидрогелей для мягкой робототехники (Rasool Nasseri et al, Programmable nanocomposites of cellulose nanocrystals and zwitterionic hydrogels for soft robotics), Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-41874-7
Команда исследователей из Университета Ватерлоо продолжает вести передовые исследования в области разработки медицинских микророботов.
Они разработали микророботов, которые позволяют проводить различные медицинские процедуры, такие как биопсия и транспортировка клеток и тканей, с минимальным воздействием на организм. Их размеры не превышают одного сантиметра, и они созданы из биосовместимых и нетоксичных материалов.
Одной из ключевых особенностей этих роботов является их способность перемещаться внутри замкнутых и затопленных сред, таких как человеческое тело, и доставлять деликатные грузы, такие как клетки или ткани, в нужное место. Это открывает новые возможности в области медицинской диагностики и лечения.
Основой для создания этих мягких роботов являются современные гидрогелевые композиты, содержащие устойчивые наночастицы целлюлозы, полученные из растений. Гидрогель, используемый в исследовании, обладает способностью изменять свою форму под внешним химическим воздействием. Это позволяет исследователям программировать изменение формы роботов, что является ключевым фактором для создания функциональных медицинских устройств.
Другой удивительной особенностью этого интеллектуального материала является его способность самовосстанавливаться. Это означает, что исследователи могут разрезать материал и склеивать его вместе, не используя клей или другие вещества, чтобы придать разные формы для различных медицинских процедур. Это открывает новые возможности для создания микророботов с разнообразными функциями.
Профессор Хамед Шахсаван, директор лаборатории "Умные материалы для передовых робототехнических технологий" (SMART-Lab), отмечает, что их исследование объединяет старые и новые методы. Они используют традиционные мягкие материалы, такие как гидрогели, жидкие кристаллы и коллоиды, для создания новых микророботов.
Источник:
Расул Нассери и др., Программируемые нанокомпозиты целлюлозных нанокристаллов и цвиттер-ионных гидрогелей для мягкой робототехники (Rasool Nasseri et al, Programmable nanocomposites of cellulose nanocrystals and zwitterionic hydrogels for soft robotics), Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-41874-7
👍2
Очередная оптическая нейросеть
Группа исследователей из Мюнстерского университета, в сотрудничестве с учеными из университетов Эксетера и Оксфорда в Великобритании, провела исследование, в котором использовала сеть из почти 8400 оптических нейронов. Эти нейроны состояли из материала с фазовым переходом, соединенного с волноводом.
В отличие от других подобных исследований, синапсы не были аппаратными элементами, а были закодированы в результате свойств оптических импульсов, другими словами, в результате соответствующей длины волны и интенсивности оптического импульса. Это позволило объединить несколько тысяч нейронов на одном чипе и соединить их оптически.
Результаты исследования показали, что связи между нейронами действительно могут усиливаться или ослабевать, а также могут образовываться новые связи или разрушаться существующие. Это демонстрирует синаптическую и структурную пластичность, которая является важной характеристикой нейронных сетей.
Основное отличие этого исследования заключается в том, что синапсы не были аппаратными элементами, а были закодированы в результате свойств оптических импульсов. Это открывает новые возможности для создания более эффективных и энергоэффективных компьютерных моделей, основанных на принципах биологических нейронных сетей.
Использование фотонных процессоров и оптических импульсов позволяет значительно увеличить скорость обработки данных и снизить энергопотребление. Это особенно важно для сложных задач искусственного интеллекта, которые требуют больших вычислительных мощностей. Новая архитектура, основанная на оптической обработке данных, может стать прорывом в развитии компьютерных систем и открыть новые возможности для применения искусственного интеллекта в различных областях, включая медицину, автономные транспортные средства, робототехнику и многое другое.
Источник:
Франк Брюкерхофф-Плюкельманн и др., Адаптивная оптическая нейронная сеть, управляемая событиями (Frank Brückerhoff-Plückelmann et al, Event-driven adaptive optical neural network), Science Advances (2023). DOI: 10.1126/sciadv.adi9127
Группа исследователей из Мюнстерского университета, в сотрудничестве с учеными из университетов Эксетера и Оксфорда в Великобритании, провела исследование, в котором использовала сеть из почти 8400 оптических нейронов. Эти нейроны состояли из материала с фазовым переходом, соединенного с волноводом.
В отличие от других подобных исследований, синапсы не были аппаратными элементами, а были закодированы в результате свойств оптических импульсов, другими словами, в результате соответствующей длины волны и интенсивности оптического импульса. Это позволило объединить несколько тысяч нейронов на одном чипе и соединить их оптически.
Результаты исследования показали, что связи между нейронами действительно могут усиливаться или ослабевать, а также могут образовываться новые связи или разрушаться существующие. Это демонстрирует синаптическую и структурную пластичность, которая является важной характеристикой нейронных сетей.
Основное отличие этого исследования заключается в том, что синапсы не были аппаратными элементами, а были закодированы в результате свойств оптических импульсов. Это открывает новые возможности для создания более эффективных и энергоэффективных компьютерных моделей, основанных на принципах биологических нейронных сетей.
Использование фотонных процессоров и оптических импульсов позволяет значительно увеличить скорость обработки данных и снизить энергопотребление. Это особенно важно для сложных задач искусственного интеллекта, которые требуют больших вычислительных мощностей. Новая архитектура, основанная на оптической обработке данных, может стать прорывом в развитии компьютерных систем и открыть новые возможности для применения искусственного интеллекта в различных областях, включая медицину, автономные транспортные средства, робототехнику и многое другое.
Источник:
Франк Брюкерхофф-Плюкельманн и др., Адаптивная оптическая нейронная сеть, управляемая событиями (Frank Brückerhoff-Plückelmann et al, Event-driven adaptive optical neural network), Science Advances (2023). DOI: 10.1126/sciadv.adi9127
👍3
Искусственный интеллект предсказывает будущее искусственного интеллекта
В последние годы исследования в области искусственного интеллекта (ИИ) и машинного обучения (МО) стремительно развиваются, и количество научных публикаций по этой теме растет в геометрической прогрессии. Однако для исследователей становится все сложнее отслеживать и быть в курсе всех достижений в этой области.
Решение этой проблемы нашло международная группа ученых под руководством Марио Кренна из Института науки о свете Макса Планка. Они разработали инновационный алгоритм искусственного интеллекта, который помогает исследователям систематически ориентироваться в огромном объеме научных публикаций и прогнозировать развитие их собственной области исследований.
Этот алгоритм, названный Science4Cast, представляет собой графический инструмент, позволяющий исследователям задавать вопросы о будущем развитии исследований в области ИИ. Он был создан на основе более 50 статей, поданных на конкурс, объявленный международной исследовательской группой. Целью конкурса было уловить и спрогнозировать развитие научных концепций в области ИИ и определить, какие темы будут в центре внимания будущих исследований.
Марио Кренн и его команда изучили различные методы, используемые в конкурсных работах, и пришли к интересным выводам. Оказалось, что наиболее эффективные методы основаны на тщательно подобранном наборе сетевых функций, а не на непрерывном подходе ИИ. Это открывает значительный потенциал для применения чистых методов машинного обучения без участия человека.
Science4Cast представляет собой графическое представление знаний, которое становится все более сложным по мере публикации большего количества научных статей. Благодаря этому инструменту исследователи могут легко ориентироваться в множестве публикаций и прогнозировать будущее развитие исследований ИИ в своей области.
Источник:
Марио Кренн и др., Прогнозирование будущего искусственного интеллекта с помощью прогнозирования ссылок на основе машинного обучения в экспоненциально растущей сети знаний (Mario Krenn et al, Forecasting the future of artificial intelligence with machine learning-based link prediction in an exponentially growing knowledge network), Nature Machine Intelligence (2023). DOI: 10.1038/s42256-023-00735-0
В последние годы исследования в области искусственного интеллекта (ИИ) и машинного обучения (МО) стремительно развиваются, и количество научных публикаций по этой теме растет в геометрической прогрессии. Однако для исследователей становится все сложнее отслеживать и быть в курсе всех достижений в этой области.
Решение этой проблемы нашло международная группа ученых под руководством Марио Кренна из Института науки о свете Макса Планка. Они разработали инновационный алгоритм искусственного интеллекта, который помогает исследователям систематически ориентироваться в огромном объеме научных публикаций и прогнозировать развитие их собственной области исследований.
Этот алгоритм, названный Science4Cast, представляет собой графический инструмент, позволяющий исследователям задавать вопросы о будущем развитии исследований в области ИИ. Он был создан на основе более 50 статей, поданных на конкурс, объявленный международной исследовательской группой. Целью конкурса было уловить и спрогнозировать развитие научных концепций в области ИИ и определить, какие темы будут в центре внимания будущих исследований.
Марио Кренн и его команда изучили различные методы, используемые в конкурсных работах, и пришли к интересным выводам. Оказалось, что наиболее эффективные методы основаны на тщательно подобранном наборе сетевых функций, а не на непрерывном подходе ИИ. Это открывает значительный потенциал для применения чистых методов машинного обучения без участия человека.
Science4Cast представляет собой графическое представление знаний, которое становится все более сложным по мере публикации большего количества научных статей. Благодаря этому инструменту исследователи могут легко ориентироваться в множестве публикаций и прогнозировать будущее развитие исследований ИИ в своей области.
Источник:
Марио Кренн и др., Прогнозирование будущего искусственного интеллекта с помощью прогнозирования ссылок на основе машинного обучения в экспоненциально растущей сети знаний (Mario Krenn et al, Forecasting the future of artificial intelligence with machine learning-based link prediction in an exponentially growing knowledge network), Nature Machine Intelligence (2023). DOI: 10.1038/s42256-023-00735-0
👍2
На пути к программируемой материи: исследования анизотропных активных частиц
Исследование систем, состоящих из самодвижущихся частиц, представляет собой увлекательную область исследований, которая быстро развивается. Обычно в теоретических моделях активных частиц предполагается, что их скорость плавания всегда одинакова. Однако недавние эксперименты показали, что это не всегда так. Например, частицы, приводимые в движение ультразвуком для медицинских целей, имеют скорость, зависящую от их ориентации.
Группа физиков из Мюнстерского университета и Кембриджского университета провела совместное исследование, используя компьютерное моделирование и теоретические выводы. Они изучили поведение систем, состоящих из множества активных частиц, скорость которых зависит от ориентации. В ходе исследования они обнаружили несколько новых эффектов, что делает это исследование особенно интересным с точки зрения физики.
Одним из удивительных результатов исследования является способность систем, состоящих из многих активных частиц, спонтанно образовывать кластеры, даже если отдельные частицы не притягивают друг друга. В ходе моделирования движения частиц исследователи обнаружили неожиданный феномен. Вместо того, чтобы частицы оставались в кластерах, они постоянно выходят из них с одной стороны и возвращаются с другой, создавая постоянный поток частиц. Это отличает такие системы от "нормальных" случаев.
Эти новые результаты позволяют лучше понять поведение систем активных частиц и их взаимодействие. Понимание этих процессов может иметь важные практические применения, особенно в медицинских науках. Например, это может помочь в разработке новых методов доставки лекарств или улучшении процессов фильтрации в микросистемах.
Источник:
Стефан Брокер и др., Зависимое от ориентации движение активных броуновских сфер: от самодвижения к программируемым формам кластеров (Stephan Bröker et al, Orientation-Dependent Propulsion of Active Brownian Spheres: From Self-Advection to Programmable Cluster Shapes), Physical Review Letters (2023). DOI: 10.1103/PhysRevLett.131.168203
Исследование систем, состоящих из самодвижущихся частиц, представляет собой увлекательную область исследований, которая быстро развивается. Обычно в теоретических моделях активных частиц предполагается, что их скорость плавания всегда одинакова. Однако недавние эксперименты показали, что это не всегда так. Например, частицы, приводимые в движение ультразвуком для медицинских целей, имеют скорость, зависящую от их ориентации.
Группа физиков из Мюнстерского университета и Кембриджского университета провела совместное исследование, используя компьютерное моделирование и теоретические выводы. Они изучили поведение систем, состоящих из множества активных частиц, скорость которых зависит от ориентации. В ходе исследования они обнаружили несколько новых эффектов, что делает это исследование особенно интересным с точки зрения физики.
Одним из удивительных результатов исследования является способность систем, состоящих из многих активных частиц, спонтанно образовывать кластеры, даже если отдельные частицы не притягивают друг друга. В ходе моделирования движения частиц исследователи обнаружили неожиданный феномен. Вместо того, чтобы частицы оставались в кластерах, они постоянно выходят из них с одной стороны и возвращаются с другой, создавая постоянный поток частиц. Это отличает такие системы от "нормальных" случаев.
Эти новые результаты позволяют лучше понять поведение систем активных частиц и их взаимодействие. Понимание этих процессов может иметь важные практические применения, особенно в медицинских науках. Например, это может помочь в разработке новых методов доставки лекарств или улучшении процессов фильтрации в микросистемах.
Источник:
Стефан Брокер и др., Зависимое от ориентации движение активных броуновских сфер: от самодвижения к программируемым формам кластеров (Stephan Bröker et al, Orientation-Dependent Propulsion of Active Brownian Spheres: From Self-Advection to Programmable Cluster Shapes), Physical Review Letters (2023). DOI: 10.1103/PhysRevLett.131.168203
👍1
Студенческий проект: самый большой квадрокоптер из картона
Инженеры Манчестерского университета создали нечто поистине уникальное - самый большой в мире квадрокоптер, изготовленный из пенокартона. Этот материал, оказался идеальным для создания легких и прочных конструкций. Новый дрон получил название Giant Foamboard Quadcopter (GFQ) и имеет размеры 6,4 метра от угла до угла. Его вес составляет 24,5 кг, что на полкилограмма меньше предельного веса, установленного Управлением гражданской авиации.
Уникальность GFQ заключается не только в его размерах, но и в инновационном дизайне. Четыре рычага дрона представляют собой полые коробчатые конструкции, которые могут быть легко сняты для транспортировки. Это позволяет удобно перемещать дрон и использовать его в различных условиях.
Проект создания GFQ начался как любопытное предприятие, призванное вдохновить студентов на творческий подход к дизайну. Основная идея заключалась в использовании недорогого и экологически чистого материала для создания легких аэрокосмических конструкций. Пенопласт, в отличие от углеродного волокна, может быть легко переработан или даже компостирован, что делает его более устойчивым с точки зрения экологии.
Исследователи надеются, что создание самого большого дрона-квадрокоптера в мире из пенопласта станет важным шагом в направлении устойчивого развития. Эта демонстрация показывает, что можно создавать сложные аэрокосмические конструкции, используя альтернативные материалы, которые не только экологичны, но и обладают достаточной прочностью.
Дэн Конинг, инженер-исследователь из Манчестерского университета, выразил свое восхищение пенопластом как материалом для работы. Он отмечает, что благодаря правильному использованию этого материала можно создавать индивидуально спроектированные компоненты аэрокосмических конструкций. Главной целью было создание дрона, достаточно прочного для выполнения своих функций, но при этом без чрезмерной инженерии.
Инженеры Манчестерского университета создали нечто поистине уникальное - самый большой в мире квадрокоптер, изготовленный из пенокартона. Этот материал, оказался идеальным для создания легких и прочных конструкций. Новый дрон получил название Giant Foamboard Quadcopter (GFQ) и имеет размеры 6,4 метра от угла до угла. Его вес составляет 24,5 кг, что на полкилограмма меньше предельного веса, установленного Управлением гражданской авиации.
Уникальность GFQ заключается не только в его размерах, но и в инновационном дизайне. Четыре рычага дрона представляют собой полые коробчатые конструкции, которые могут быть легко сняты для транспортировки. Это позволяет удобно перемещать дрон и использовать его в различных условиях.
Проект создания GFQ начался как любопытное предприятие, призванное вдохновить студентов на творческий подход к дизайну. Основная идея заключалась в использовании недорогого и экологически чистого материала для создания легких аэрокосмических конструкций. Пенопласт, в отличие от углеродного волокна, может быть легко переработан или даже компостирован, что делает его более устойчивым с точки зрения экологии.
Исследователи надеются, что создание самого большого дрона-квадрокоптера в мире из пенопласта станет важным шагом в направлении устойчивого развития. Эта демонстрация показывает, что можно создавать сложные аэрокосмические конструкции, используя альтернативные материалы, которые не только экологичны, но и обладают достаточной прочностью.
Дэн Конинг, инженер-исследователь из Манчестерского университета, выразил свое восхищение пенопластом как материалом для работы. Он отмечает, что благодаря правильному использованию этого материала можно создавать индивидуально спроектированные компоненты аэрокосмических конструкций. Главной целью было создание дрона, достаточно прочного для выполнения своих функций, но при этом без чрезмерной инженерии.
👍3
Магнитные микророботы для хирургических манипуляций
Микророботы, созданные исследователями из Лаборатории хирургической робототехники Университета Твенте, представляют собой объекты размером всего 1 миллиметр и могут работать совместно, чтобы выполнять сложные задачи в трехмерной среде.
Одним из главных достижений исследователей является способность микророботов поднимать, перемещать и собирать пассивные объекты. Это открывает возможности для проведения операций внутри человеческого тела, где хирургам сложно достичь нужной области. В будущем, эти микророботы смогут проникать внутрь организма и выполнить операцию, что сделает хирургические вмешательства более точными и безопасными.
Интересно отметить, что поведение микророботов напоминает взаимодействие обычных магнитов. Когда они подходят слишком близко, они начинают слипаться. Однако исследователи нашли способ использовать это естественное влечение в своих интересах. С помощью специального контроллера команда может перемещать отдельных роботов и заставлять их взаимодействовать друг с другом. Это позволяет достичь трехмерной манипуляции объектами внутри организма.
Кроме того, эти микророботы биосовместимы и могут быть управляемыми в труднодоступных и закрытых помещениях. Это открывает перспективы для биомедицинских исследований и приложений. Удаленное манипулирование биомедицинскими образцами без их загрязнения может улучшить существующие процедуры и создать новые возможности.
Источник:
Франко Н. Пиньян Басуальдо и др., Совместные магнитные агенты для захвата трехмерных микророботов (Franco N. Piñan Basualdo et al, Collaborative Magnetic Agents for 3D Microrobotic Grasping), Advanced Intelligent Systems (2023). DOI: 10.1002/aisy.202300365
Микророботы, созданные исследователями из Лаборатории хирургической робототехники Университета Твенте, представляют собой объекты размером всего 1 миллиметр и могут работать совместно, чтобы выполнять сложные задачи в трехмерной среде.
Одним из главных достижений исследователей является способность микророботов поднимать, перемещать и собирать пассивные объекты. Это открывает возможности для проведения операций внутри человеческого тела, где хирургам сложно достичь нужной области. В будущем, эти микророботы смогут проникать внутрь организма и выполнить операцию, что сделает хирургические вмешательства более точными и безопасными.
Интересно отметить, что поведение микророботов напоминает взаимодействие обычных магнитов. Когда они подходят слишком близко, они начинают слипаться. Однако исследователи нашли способ использовать это естественное влечение в своих интересах. С помощью специального контроллера команда может перемещать отдельных роботов и заставлять их взаимодействовать друг с другом. Это позволяет достичь трехмерной манипуляции объектами внутри организма.
Кроме того, эти микророботы биосовместимы и могут быть управляемыми в труднодоступных и закрытых помещениях. Это открывает перспективы для биомедицинских исследований и приложений. Удаленное манипулирование биомедицинскими образцами без их загрязнения может улучшить существующие процедуры и создать новые возможности.
Источник:
Франко Н. Пиньян Басуальдо и др., Совместные магнитные агенты для захвата трехмерных микророботов (Franco N. Piñan Basualdo et al, Collaborative Magnetic Agents for 3D Microrobotic Grasping), Advanced Intelligent Systems (2023). DOI: 10.1002/aisy.202300365
👍3
Новый алюминиевый сплав для 3D-печати с невероятной усталостной прочностью
Усталостные разрушения материалов являются одной из главных проблем, с которыми сталкиваются в самых различных отраслях промышленности, включая авиацию, автомобилестроение и системы производства энергии. Однако, недавние исследования, проведенные Городским университетом Гонконга и Шанхайским университетом Цзяо Тун, привели к созданию алюминиевого сплава, обладающего уникальной стойкостью к усталости, с использованием передовых технологий 3D-печати.
Профессор Лу Цзянь, декан инженерного колледжа и директор Гонконгского филиала Национального исследовательского центра материаловедения драгоценных металлов, руководил этим исследованием. Он отметил, что усталостное разрушение является одной из главных проблем, влияющих на срок службы и надежность динамических механических систем. Обычные металлы, как правило, демонстрируют усталостную прочность на уровне менее половины их предела прочности на растяжение.
Недостаточная усталостная прочность обусловлена наличием масштабных дефектов в материалах, которые продолжают развиваться при циклическом нагружении, образуя трещины, которые со временем становятся все больше и приводят к разрушению структуры материала. Эта проблема особенно присуща сплавам, полученным с помощью 3D-печати, что ограничивает их применение.
Однако благодаря новому подходу, разработанному в результате совместных исследований учёных, удалось улучшить усталостную стойкость сплавов, полученных с помощью 3D-печати. Этот подход может быть применен не только к алюминиевым сплавам, но и к другим материалам, используемым в различных отраслях промышленности.
Подход заключается в использовании лазерного напыления в порошковом слое (LPBF) — одной из наиболее широко используемой технологий аддитивного производства металлов — для успешного изготовления нового алюминиевого сплава из порошков AlSi10Mg, легированного наночастицами TiB2. Усталостная стойкость этого сплава (сплав NTD-Al) более чем в два раза выше, чем у других алюминиевых сплавов, изготовленных 3D-печатью, и превосходит показатели высокопрочных деформируемых алюминиевых сплавов.
Команда использовала микрокомпьютерную томографию для исследования сплава NTD-Al и обнаружила по всему образцу непрерывную 3D-двухфазную ячеистую наноструктуру, которая состояла из сетки затвердевающих ячеистых структур со средним диаметром около 500 нанометров. 3D-двухфазная ячеистая наноструктура действует как прочный каркас, предотвращающий локальное накопление повреждений, препятствуя возникновению усталостных трещин.
В ходе серии испытаний на усталость исследовательская группа обнаружила, что напечатанный объемный сплав NTD-Al достиг усталостной прочности в 260 МПа, что более чем вдвое превышает показатели других алюминиевых сплавов аддитивного производства. Высокий предел усталостной прочности объемного сплава NTD-Al превзошел предел усталостной прочности всех других алюминиевых сплавов, включая обычные высокопрочные деформируемые алюминиевые сплавы с ограниченными металлургическими дефектами.
Использование передовых технологий 3D-печати позволяет создавать легкие компоненты с повышенной эффективностью нагружения, что имеет огромное значение для различных отраслей промышленности. Благодаря этой новой стратегии, разработчики смогут создавать более прочные и долговечные металлические компоненты, что приведет к улучшению надежности и срока службы механических систем.
Источник:
Чэньи Дан и др., Достижение сверхвысокой усталостной стойкости сплава AlSi10Mg с помощью аддитивного производства (Chengyi Dan et al, Achieving ultrahigh fatigue resistance in AlSi10Mg alloy by additive manufacturing), Nature Materials (2023). DOI: 10.1038 /s41563-023-01651-9
Усталостные разрушения материалов являются одной из главных проблем, с которыми сталкиваются в самых различных отраслях промышленности, включая авиацию, автомобилестроение и системы производства энергии. Однако, недавние исследования, проведенные Городским университетом Гонконга и Шанхайским университетом Цзяо Тун, привели к созданию алюминиевого сплава, обладающего уникальной стойкостью к усталости, с использованием передовых технологий 3D-печати.
Профессор Лу Цзянь, декан инженерного колледжа и директор Гонконгского филиала Национального исследовательского центра материаловедения драгоценных металлов, руководил этим исследованием. Он отметил, что усталостное разрушение является одной из главных проблем, влияющих на срок службы и надежность динамических механических систем. Обычные металлы, как правило, демонстрируют усталостную прочность на уровне менее половины их предела прочности на растяжение.
Недостаточная усталостная прочность обусловлена наличием масштабных дефектов в материалах, которые продолжают развиваться при циклическом нагружении, образуя трещины, которые со временем становятся все больше и приводят к разрушению структуры материала. Эта проблема особенно присуща сплавам, полученным с помощью 3D-печати, что ограничивает их применение.
Однако благодаря новому подходу, разработанному в результате совместных исследований учёных, удалось улучшить усталостную стойкость сплавов, полученных с помощью 3D-печати. Этот подход может быть применен не только к алюминиевым сплавам, но и к другим материалам, используемым в различных отраслях промышленности.
Подход заключается в использовании лазерного напыления в порошковом слое (LPBF) — одной из наиболее широко используемой технологий аддитивного производства металлов — для успешного изготовления нового алюминиевого сплава из порошков AlSi10Mg, легированного наночастицами TiB2. Усталостная стойкость этого сплава (сплав NTD-Al) более чем в два раза выше, чем у других алюминиевых сплавов, изготовленных 3D-печатью, и превосходит показатели высокопрочных деформируемых алюминиевых сплавов.
Команда использовала микрокомпьютерную томографию для исследования сплава NTD-Al и обнаружила по всему образцу непрерывную 3D-двухфазную ячеистую наноструктуру, которая состояла из сетки затвердевающих ячеистых структур со средним диаметром около 500 нанометров. 3D-двухфазная ячеистая наноструктура действует как прочный каркас, предотвращающий локальное накопление повреждений, препятствуя возникновению усталостных трещин.
В ходе серии испытаний на усталость исследовательская группа обнаружила, что напечатанный объемный сплав NTD-Al достиг усталостной прочности в 260 МПа, что более чем вдвое превышает показатели других алюминиевых сплавов аддитивного производства. Высокий предел усталостной прочности объемного сплава NTD-Al превзошел предел усталостной прочности всех других алюминиевых сплавов, включая обычные высокопрочные деформируемые алюминиевые сплавы с ограниченными металлургическими дефектами.
Использование передовых технологий 3D-печати позволяет создавать легкие компоненты с повышенной эффективностью нагружения, что имеет огромное значение для различных отраслей промышленности. Благодаря этой новой стратегии, разработчики смогут создавать более прочные и долговечные металлические компоненты, что приведет к улучшению надежности и срока службы механических систем.
Источник:
Чэньи Дан и др., Достижение сверхвысокой усталостной стойкости сплава AlSi10Mg с помощью аддитивного производства (Chengyi Dan et al, Achieving ultrahigh fatigue resistance in AlSi10Mg alloy by additive manufacturing), Nature Materials (2023). DOI: 10.1038 /s41563-023-01651-9
👍2
Лазерная цветная металлургия на примере выплавки цинка в Китае
Цветная металлургия в Китае имеет значительную долю в общем загрязнении окружающей среды, особенно из-за выбросов углекислого газа. Тем не менее, даже в Китае всё же задумываются над экологичностью, и с целью достижения углеродной нейтральности до 2060 года, учёные предлагают новый подход к производству цинка, который может снизить выбросы парниковых газов.
В недавно опубликованной статье в Frontiers of Environmental Science & Engineering, исследователи предлагают использовать лазерно-индуцированную фоторедукцию для выплавки цинка вместо традиционных методов, таких как высокотемпературный обжиг и электролиз. Цинковая промышленность в Китае является одной из основных причин выбросов углекислого газа и образования опасных твердых отходов.
Новый метод оптической металлургии, предложенный исследователями, позволяет разложить сфалерит - основной исходный материал для производства электролитического цинка - с использованием лазеров. Этот метод не только обеспечивает получение металла высокой чистоты, но и снижает выбросы парниковых газов и загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами, которые обычно возникают при традиционном электролизе цинка.
Для проверки эффективности лазерно-индуцированного разложения сфалерита, исследователи разработали экспериментальное устройство, включающее лазер, линзу, вакуумную камеру и фотоаппарат. Вакуумная камера играет важную роль в предотвращении вмешательства кислорода, что повышает эффективность процесса.
Этот новый метод переработки цинка может иметь значительные положительные последствия для окружающей среды и здоровья людей. Кроме того, использование лазеров вместо высокотемпературного обжига и электролиза может сэкономить энергию и ресурсы, что важно для достижения целей Китая по углеродной нейтральности.
Источник:
Ин Чен и др., Прямое получение металлического цинка с использованием лазерно-индуцированного цинка для устранения выбросов углерода при электролизном производстве цинка (Ying Chen et al, Direct generation of Zn metal using laser-induced ZnS to eradicate carbon emissions from electrolysis Zn production), Frontiers of Environmental Science & Engineering (2023). DOI: 10.1007/s11783-024-1767-8
Цветная металлургия в Китае имеет значительную долю в общем загрязнении окружающей среды, особенно из-за выбросов углекислого газа. Тем не менее, даже в Китае всё же задумываются над экологичностью, и с целью достижения углеродной нейтральности до 2060 года, учёные предлагают новый подход к производству цинка, который может снизить выбросы парниковых газов.
В недавно опубликованной статье в Frontiers of Environmental Science & Engineering, исследователи предлагают использовать лазерно-индуцированную фоторедукцию для выплавки цинка вместо традиционных методов, таких как высокотемпературный обжиг и электролиз. Цинковая промышленность в Китае является одной из основных причин выбросов углекислого газа и образования опасных твердых отходов.
Новый метод оптической металлургии, предложенный исследователями, позволяет разложить сфалерит - основной исходный материал для производства электролитического цинка - с использованием лазеров. Этот метод не только обеспечивает получение металла высокой чистоты, но и снижает выбросы парниковых газов и загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами, которые обычно возникают при традиционном электролизе цинка.
Для проверки эффективности лазерно-индуцированного разложения сфалерита, исследователи разработали экспериментальное устройство, включающее лазер, линзу, вакуумную камеру и фотоаппарат. Вакуумная камера играет важную роль в предотвращении вмешательства кислорода, что повышает эффективность процесса.
Этот новый метод переработки цинка может иметь значительные положительные последствия для окружающей среды и здоровья людей. Кроме того, использование лазеров вместо высокотемпературного обжига и электролиза может сэкономить энергию и ресурсы, что важно для достижения целей Китая по углеродной нейтральности.
Источник:
Ин Чен и др., Прямое получение металлического цинка с использованием лазерно-индуцированного цинка для устранения выбросов углерода при электролизном производстве цинка (Ying Chen et al, Direct generation of Zn metal using laser-induced ZnS to eradicate carbon emissions from electrolysis Zn production), Frontiers of Environmental Science & Engineering (2023). DOI: 10.1007/s11783-024-1767-8
👍2
Роботы-слухачи, определяющие местоположение людей по звукам
Роботы, способные безопасно сосуществовать с людьми, должны иметь возможность обнаруживать и определять их местоположение, чтобы избежать возможных столкновений и несчастных случаев. Ученые из Технологического института Джорджии предложили новый подход к определению местоположения людей с помощью едва различимых звуков, которые они издают при передвижении. Этот метод основан на алгоритмах машинного обучения и может быть применен к различным роботизированным системам.
Исследователи создали набор данных под названием "Robot Kidnapper", который содержит 14 часов высококачественных аудиозаписей и видеозаписей, полученных с помощью камеры 360 RGB. Эти записи были сделаны во время экспериментов, в которых участникам предлагалось передвигаться вокруг робота различными способами. Этот набор данных позволил ученым эффективно обучить свои алгоритмы машинного обучения.
Метод акустической локализации, разработанный исследователями, предлагает новый подход к определению местоположения людей без необходимости издавать посторонние звуки, такие как разговоры или хлопки. Вместо этого использовались незаметные и случайные звуки, которые люди непреднамеренно издают при движении, в качестве "свободного" сигнала для определения их местоположения.
Роботы, оснащенные этой технологией, смогут безопасно передвигаться в общественных местах, таких как торговые центры или аэропорты, избегая столкновений с людьми. Они смогут также адаптироваться к изменяющейся среде и обнаруживать людей, даже если они находятся в движении или скрыты от визуального обнаружения.
Источник:
Mengyu Yang et al., Робот, которого нельзя похитить: акустическая локализация крадущихся людей (Mengyu Yang et al, The Un-Kidnappable Robot: Acoustic Localization of Sneaking People), arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2310.03743
Роботы, способные безопасно сосуществовать с людьми, должны иметь возможность обнаруживать и определять их местоположение, чтобы избежать возможных столкновений и несчастных случаев. Ученые из Технологического института Джорджии предложили новый подход к определению местоположения людей с помощью едва различимых звуков, которые они издают при передвижении. Этот метод основан на алгоритмах машинного обучения и может быть применен к различным роботизированным системам.
Исследователи создали набор данных под названием "Robot Kidnapper", который содержит 14 часов высококачественных аудиозаписей и видеозаписей, полученных с помощью камеры 360 RGB. Эти записи были сделаны во время экспериментов, в которых участникам предлагалось передвигаться вокруг робота различными способами. Этот набор данных позволил ученым эффективно обучить свои алгоритмы машинного обучения.
Метод акустической локализации, разработанный исследователями, предлагает новый подход к определению местоположения людей без необходимости издавать посторонние звуки, такие как разговоры или хлопки. Вместо этого использовались незаметные и случайные звуки, которые люди непреднамеренно издают при движении, в качестве "свободного" сигнала для определения их местоположения.
Роботы, оснащенные этой технологией, смогут безопасно передвигаться в общественных местах, таких как торговые центры или аэропорты, избегая столкновений с людьми. Они смогут также адаптироваться к изменяющейся среде и обнаруживать людей, даже если они находятся в движении или скрыты от визуального обнаружения.
Источник:
Mengyu Yang et al., Робот, которого нельзя похитить: акустическая локализация крадущихся людей (Mengyu Yang et al, The Un-Kidnappable Robot: Acoustic Localization of Sneaking People), arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2310.03743
👍1
Поиски сверхпроводимости в углеродных материалах
Исследование, проведенное учеными из Шэньчжэньского института передовых технологий, открывает новые перспективы в области высокотемпературной сверхпроводимости. Они сфокусировались на углеродных материалах и рассмотрели новые структуры сетчатых клеток, которые демонстрируют потенциал для высокотемпературной сверхпроводимости.
Используя вычислительные модели, исследователи разработали две новые углеродные структуры, названные C24 и C32, которые обладают особыми свойствами. Эти структуры имеют сетчатую форму и образуют кристаллические структуры, соединенные общими поверхностями.
Было обнаружено, что кристаллы сетчатой структуры C24, легированные металлами Na, Mg, Al, In и Tl, проявляют сверхпроводимость при температурах, превышающих 100 Кельвин. Это значительно превосходит температуры сверхпроводящего перехода обычных углеродных материалов, таких как алмаз, графен, углеродные нанотрубки и фуллерены.
Эти результаты открывают новые перспективы в области разработки высокотемпературных сверхпроводников на основе углерода. Углеродные материалы уже считаются материалами будущего, и сейчас исследования ведутся с целью улучшения их сверхпроводящих свойств.
Если ученым удастся дальше развить эти сетчатые структуры и найти способы стабилизировать высокотемпературную сверхпроводимость, это может привести к революционным изменениям в области энергетики и магнитных материалов. Высокотемпературные сверхпроводники могут быть использованы в создании более эффективных энергетических систем и передаче электроэнергии без потерь.
Источник:
Ю-Лонг Хай и др., Сверхпроводимость выше 100 К, предсказанная в сети углеродных клеток (Yu‐Long Hai et al, Superconductivity Above 100 K Predicted in Carbon‐Cage Network), Advanced Science (2023)). DOI: 10.1002/advs.202303639
Исследование, проведенное учеными из Шэньчжэньского института передовых технологий, открывает новые перспективы в области высокотемпературной сверхпроводимости. Они сфокусировались на углеродных материалах и рассмотрели новые структуры сетчатых клеток, которые демонстрируют потенциал для высокотемпературной сверхпроводимости.
Используя вычислительные модели, исследователи разработали две новые углеродные структуры, названные C24 и C32, которые обладают особыми свойствами. Эти структуры имеют сетчатую форму и образуют кристаллические структуры, соединенные общими поверхностями.
Было обнаружено, что кристаллы сетчатой структуры C24, легированные металлами Na, Mg, Al, In и Tl, проявляют сверхпроводимость при температурах, превышающих 100 Кельвин. Это значительно превосходит температуры сверхпроводящего перехода обычных углеродных материалов, таких как алмаз, графен, углеродные нанотрубки и фуллерены.
Эти результаты открывают новые перспективы в области разработки высокотемпературных сверхпроводников на основе углерода. Углеродные материалы уже считаются материалами будущего, и сейчас исследования ведутся с целью улучшения их сверхпроводящих свойств.
Если ученым удастся дальше развить эти сетчатые структуры и найти способы стабилизировать высокотемпературную сверхпроводимость, это может привести к революционным изменениям в области энергетики и магнитных материалов. Высокотемпературные сверхпроводники могут быть использованы в создании более эффективных энергетических систем и передаче электроэнергии без потерь.
Источник:
Ю-Лонг Хай и др., Сверхпроводимость выше 100 К, предсказанная в сети углеродных клеток (Yu‐Long Hai et al, Superconductivity Above 100 K Predicted in Carbon‐Cage Network), Advanced Science (2023)). DOI: 10.1002/advs.202303639
👍3
Акустическое зрение для слабовидящих
Австралийские учёные разработали передовую технологию для людей с ограниченными возможностями - очки, которые позволяют слепым и слабовидящим людям "видеть" с помощью звуков. Инновационное изобретение получило название "акустическое прикосновение", и оно имеет потенциал изменить жизнь миллионов людей с инвалидностью по зрению по всему миру.
Согласно данным Всемирной организации здравоохранения, около 39 миллионов людей страдают от полной слепоты, а еще 246 миллионов имеют проблемы со зрением, что существенно ограничивает их возможности в повседневной жизни. Умные очки нового поколения, разработанные исследователями из Сиднейского технологического университета и Сиднейского университета совместно с стартапом ARIA Research, представляют собой инновационное решение этой проблемы.
Традиционные умные очки используют компьютерное зрение и другую сенсорную информацию для преобразования окружающей среды пользователя в компьютерно-синтезированную речь. Однако технология акустического прикосновения идет дальше, создавая уникальные звуковые представления объектов, когда они попадают в поле зрения устройства. Например, звук шелеста листьев может указывать на растение, а жужжание - на мобильный телефон. Это позволяет слепым и слабовидящим людям получать более детальную и точную информацию о своей окружающей среде.
Доктор Хоу Чжу из Сиднейского технологического университета провел исследование эффективности и удобства использования технологии акустического прикосновения для помощи слепым людям. В исследовании приняли участие 14 человек, включая семь слепых или слабовидящих и семь зрячих людей с завязанными глазами в качестве контрольной группы. Результаты показали, что носимое устройство с технологией акустического прикосновения существенно улучшило способность слепых и слабовидящих людей распознавать объекты и дотягиваться до них, не требуя при этом излишних усилий.
Источник:
Хоу Юань Чжу и др., Исследование эффективности использования акустического прикосновения для помощи слепым людям (Howe Yuan Zhu et al, An investigation into the effectiveness of using acoustic touch to assist people who are blind), PLOS ONE (2023). DOI: 10.1371/journal.pone.0290431
Австралийские учёные разработали передовую технологию для людей с ограниченными возможностями - очки, которые позволяют слепым и слабовидящим людям "видеть" с помощью звуков. Инновационное изобретение получило название "акустическое прикосновение", и оно имеет потенциал изменить жизнь миллионов людей с инвалидностью по зрению по всему миру.
Согласно данным Всемирной организации здравоохранения, около 39 миллионов людей страдают от полной слепоты, а еще 246 миллионов имеют проблемы со зрением, что существенно ограничивает их возможности в повседневной жизни. Умные очки нового поколения, разработанные исследователями из Сиднейского технологического университета и Сиднейского университета совместно с стартапом ARIA Research, представляют собой инновационное решение этой проблемы.
Традиционные умные очки используют компьютерное зрение и другую сенсорную информацию для преобразования окружающей среды пользователя в компьютерно-синтезированную речь. Однако технология акустического прикосновения идет дальше, создавая уникальные звуковые представления объектов, когда они попадают в поле зрения устройства. Например, звук шелеста листьев может указывать на растение, а жужжание - на мобильный телефон. Это позволяет слепым и слабовидящим людям получать более детальную и точную информацию о своей окружающей среде.
Доктор Хоу Чжу из Сиднейского технологического университета провел исследование эффективности и удобства использования технологии акустического прикосновения для помощи слепым людям. В исследовании приняли участие 14 человек, включая семь слепых или слабовидящих и семь зрячих людей с завязанными глазами в качестве контрольной группы. Результаты показали, что носимое устройство с технологией акустического прикосновения существенно улучшило способность слепых и слабовидящих людей распознавать объекты и дотягиваться до них, не требуя при этом излишних усилий.
Источник:
Хоу Юань Чжу и др., Исследование эффективности использования акустического прикосновения для помощи слепым людям (Howe Yuan Zhu et al, An investigation into the effectiveness of using acoustic touch to assist people who are blind), PLOS ONE (2023). DOI: 10.1371/journal.pone.0290431
👍3