Новый шаг к реалистичной голографической 3D-визуализации
Голографические дисплеи давно манили нас своей потрясающей способностью создавать реалистичные 3D-изображения с ощущением непрерывной глубины. Представьте, как вы смотрите фильм, где персонажи буквально оживают перед вами, или как врач изучает детальную 3D-модель органа пациента. Звучит фантастически, не правда ли?
Но есть одна загвоздка - генерация компьютерных голограмм (CGH) традиционно требовала огромных вычислительных ресурсов, что делало ее непрактичной для применения в реальном времени. Однако группа исследователей из Шанхайского университета науки и технологий (Китай) нашла элегантное решение этой проблемы.
Их новаторский метод использует дифракционную модель на основе разделённой линзы Ломана, позволяющую молниеносно синтезировать 3D-голограммы всего за один шаг вычислений! Благодаря хитроумной виртуальной цифровой фазовой модуляции, встроенной в линзу, они добились высокоточной реконструкции 3D-сцен с безупречным восприятием глубины.
Почему это так важно? Представьте себе будущее, где голографические дисплеи повсеместны - от развлечений до медицины и виртуальной реальности. Этот прорыв приближает нас к тому дню, когда мы сможем наслаждаться захватывающей 3D-визуализацией без каких-либо вычислительных ограничений. Да-да, прямо как в звёздных войнах, только ещё и без мерцания!
Исследователи уже провели симуляции и эксперименты, подтверждающие эффективность их метода. Это многообещающий шаг вперед в области компьютерной голографии, открывающий двери для широкого внедрения голографических дисплеев в различных отраслях.
Источник:
DOI: 10.1117/1.APN.3.3.036001
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Голографические дисплеи давно манили нас своей потрясающей способностью создавать реалистичные 3D-изображения с ощущением непрерывной глубины. Представьте, как вы смотрите фильм, где персонажи буквально оживают перед вами, или как врач изучает детальную 3D-модель органа пациента. Звучит фантастически, не правда ли?
Но есть одна загвоздка - генерация компьютерных голограмм (CGH) традиционно требовала огромных вычислительных ресурсов, что делало ее непрактичной для применения в реальном времени. Однако группа исследователей из Шанхайского университета науки и технологий (Китай) нашла элегантное решение этой проблемы.
Их новаторский метод использует дифракционную модель на основе разделённой линзы Ломана, позволяющую молниеносно синтезировать 3D-голограммы всего за один шаг вычислений! Благодаря хитроумной виртуальной цифровой фазовой модуляции, встроенной в линзу, они добились высокоточной реконструкции 3D-сцен с безупречным восприятием глубины.
Почему это так важно? Представьте себе будущее, где голографические дисплеи повсеместны - от развлечений до медицины и виртуальной реальности. Этот прорыв приближает нас к тому дню, когда мы сможем наслаждаться захватывающей 3D-визуализацией без каких-либо вычислительных ограничений. Да-да, прямо как в звёздных войнах, только ещё и без мерцания!
Исследователи уже провели симуляции и эксперименты, подтверждающие эффективность их метода. Это многообещающий шаг вперед в области компьютерной голографии, открывающий двери для широкого внедрения голографических дисплеев в различных отраслях.
Источник:
DOI: 10.1117/1.APN.3.3.036001
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍1
Новый прорыв в 3D-печати: скорость и точность на микроуровне
Представьте себе мир, где миллионы микроскопических деталей, таких как сложные медицинские устройства или крошечные персонализированные дроны для доставки лекарств, могут быть напечатаны всего за считанные минуты. Именно такое будущее становится возможным благодаря инновационному подходу, разработанному группой исследователей.
Их прорыв, представленный в новом исследовании, использует множество сфокусированных лазерных лучей вместо одного, что позволяет увеличить скорость печати в десять раз, сохраняя при этом потрясающую детализацию. Стратегически расположив эти лучи с помощью специально разработанных оптических компонентов, ученые добились не только более быстрой печати, но и возможности работы с более широким спектром материалов.
В своей работе, опубликованной в журнале "Light: Advanced Manufacturing", исследователи продемонстрировали впечатляющие результаты. Они напечатали миллионы специально разработанных микрочастиц, прокладывая путь к персонализированной медицине и революционным решениям для доставки лекарств. А создание огромного сложного метаматериала, содержащего более 1,7 триллиона вокселей, стало рекордным достижением в области микропечати.
Но этот прорыв не только о скорости и сложности. Он расширяет границы доступности и демократизации технологий. Ключевые оптические компоненты для этой высокотехнологичной системы сами были напечатаны с помощью обычного лазерного принтера, демонстрируя потенциал для более широкого внедрения.
Это исследование рисует яркую картину будущего, где сложные микромашины, персонализированные медицинские импланты и инновационные материалы могут быть напечатаны быстро и легко. Раздвигая границы скорости и точности, ученые прокладывают путь в мир, где микропечать формирует реальность - один крошечный, тщательно созданный воксель за другим.
Источник:
DOI: 10.37188/lam.2024.003
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Представьте себе мир, где миллионы микроскопических деталей, таких как сложные медицинские устройства или крошечные персонализированные дроны для доставки лекарств, могут быть напечатаны всего за считанные минуты. Именно такое будущее становится возможным благодаря инновационному подходу, разработанному группой исследователей.
Их прорыв, представленный в новом исследовании, использует множество сфокусированных лазерных лучей вместо одного, что позволяет увеличить скорость печати в десять раз, сохраняя при этом потрясающую детализацию. Стратегически расположив эти лучи с помощью специально разработанных оптических компонентов, ученые добились не только более быстрой печати, но и возможности работы с более широким спектром материалов.
В своей работе, опубликованной в журнале "Light: Advanced Manufacturing", исследователи продемонстрировали впечатляющие результаты. Они напечатали миллионы специально разработанных микрочастиц, прокладывая путь к персонализированной медицине и революционным решениям для доставки лекарств. А создание огромного сложного метаматериала, содержащего более 1,7 триллиона вокселей, стало рекордным достижением в области микропечати.
Но этот прорыв не только о скорости и сложности. Он расширяет границы доступности и демократизации технологий. Ключевые оптические компоненты для этой высокотехнологичной системы сами были напечатаны с помощью обычного лазерного принтера, демонстрируя потенциал для более широкого внедрения.
Это исследование рисует яркую картину будущего, где сложные микромашины, персонализированные медицинские импланты и инновационные материалы могут быть напечатаны быстро и легко. Раздвигая границы скорости и точности, ученые прокладывают путь в мир, где микропечать формирует реальность - один крошечный, тщательно созданный воксель за другим.
Источник:
DOI: 10.37188/lam.2024.003
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍1
Миниатюрный тактильный сенсор открывает новые горизонты в медицине и робототехнике
Представьте себе крошечный сенсор размером с подушечку пальца, способный с высокой точностью определять тактильную информацию. Именно такое устройство, получившее название DIGIT Pinki, недавно разработала международная группа исследователей из Meta AI, Стэнфордского университета, Дрезденского технического университета и Немецкого центра исследований рака (DFKZ).
В основе DIGIT Pinki лежит инновационная технология, сочетающая оптически прозрачный гелевый наконечник и миниатюрную камеру. Когда гелевый наконечник касается объекта, камера фиксирует результирующие деформации геля. Затем эти визуальные данные интерпретируются с помощью специально обученного алгоритма машинного обучения, который точно определяет такие параметры, как сила контакта.
Ключевой инновацией ученых стало использование волоконно-оптических жгутов для передачи изображения на удаленную камеру. Это позволило радикально уменьшить размеры сенсора, избавившись от чувствительной электроники в самом наконечнике. Получившийся прототип имеет диаметр всего 15 мм - примерно с подушечку женского указательного пальца.
Помимо миниатюрности, важным преимуществом DIGIT Pinki является отсутствие в наконечнике электронных и магнитных компонентов, что открывает перспективы для медицинского применения, в том числе внутри человеческого тела. Ученые уже продемонстрировали возможность использования сенсора для обнаружения уплотнений, характерных для раковых опухолей, на тканевых фантомах и образцах простаты.
В будущем подобные высокочувствительные сенсоры могут найти применение в диагностических инструментах для выявления онкологии на ранних стадиях, в протезах и роботизированных манипуляторах, требующих точного контроля силы захвата. Миниатюрные "осязающие пальчики" позволят машинам деликатно манипулировать предметами и даже пользоваться ножницами.
Как отмечают авторы разработки, в дальнейшем они планируют адаптировать свою технологию для еще более широкого спектра медицинских приложений, а также продолжить исследования в области ИИ-алгоритмов для интерпретации тактильных сигналов в робототехнических системах. DIGIT Pinki открывает новые горизонты на стыке искусственного интеллекта, биомедицины и робототехники.
Источник:
DOI: 10.48550/arxiv.2403.05500
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Представьте себе крошечный сенсор размером с подушечку пальца, способный с высокой точностью определять тактильную информацию. Именно такое устройство, получившее название DIGIT Pinki, недавно разработала международная группа исследователей из Meta AI, Стэнфордского университета, Дрезденского технического университета и Немецкого центра исследований рака (DFKZ).
В основе DIGIT Pinki лежит инновационная технология, сочетающая оптически прозрачный гелевый наконечник и миниатюрную камеру. Когда гелевый наконечник касается объекта, камера фиксирует результирующие деформации геля. Затем эти визуальные данные интерпретируются с помощью специально обученного алгоритма машинного обучения, который точно определяет такие параметры, как сила контакта.
Ключевой инновацией ученых стало использование волоконно-оптических жгутов для передачи изображения на удаленную камеру. Это позволило радикально уменьшить размеры сенсора, избавившись от чувствительной электроники в самом наконечнике. Получившийся прототип имеет диаметр всего 15 мм - примерно с подушечку женского указательного пальца.
Помимо миниатюрности, важным преимуществом DIGIT Pinki является отсутствие в наконечнике электронных и магнитных компонентов, что открывает перспективы для медицинского применения, в том числе внутри человеческого тела. Ученые уже продемонстрировали возможность использования сенсора для обнаружения уплотнений, характерных для раковых опухолей, на тканевых фантомах и образцах простаты.
В будущем подобные высокочувствительные сенсоры могут найти применение в диагностических инструментах для выявления онкологии на ранних стадиях, в протезах и роботизированных манипуляторах, требующих точного контроля силы захвата. Миниатюрные "осязающие пальчики" позволят машинам деликатно манипулировать предметами и даже пользоваться ножницами.
Как отмечают авторы разработки, в дальнейшем они планируют адаптировать свою технологию для еще более широкого спектра медицинских приложений, а также продолжить исследования в области ИИ-алгоритмов для интерпретации тактильных сигналов в робототехнических системах. DIGIT Pinki открывает новые горизонты на стыке искусственного интеллекта, биомедицины и робототехники.
Источник:
DOI: 10.48550/arxiv.2403.05500
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍1
Новый подход к обнаружению турбулентности повысит безопасность гражданской авиации
Турбулентность представляет серьезную угрозу безопасности полетов, особенно на фоне растущего влияния изменения климата и расширения авиационной отрасли. В этих условиях эффективный мониторинг и стратегии по снижению рисков, связанных с турбулентностью, становятся как никогда актуальными.
Традиционно для оценки турбулентности в авиации используется показатель скорости диссипации энергии вихрей (EDR). Однако новое исследование, опубликованное в журнале Advances in Atmospheric Sciences, предлагает инновационный подход с применением символьной классификации на основе генетического программирования. Цель этого метода - обнаруживать аномалии турбулентности напрямую по данным бортовых устройств быстрого доступа (QAR).
QAR - это бортовые регистраторы полетных данных, фиксирующие параметры окружающей среды, оборудования и операций на протяжении всего полета. Эти данные дают ценную информацию об условиях полета.
По словам Хунъин Чжан из Университета гражданской авиации Китая, автора исследования, поскольку QAR являются стандартным оборудованием современных самолетов, предлагаемый метод устраняет необходимость в прямом расчете EDR. Это делает подход универсальным и легко реализуемым в масштабах всей авиационной отрасли.
Интеграция символьных классификаторов в системы мониторинга турбулентности имеет большой потенциал для повышения безопасности гражданской авиации в условиях растущих экологических и эксплуатационных вызовов. Пак-Вай Чан из Гонконгской обсерватории, соавтор исследования, отмечает, что такой подход упрощает процесс обнаружения и повышает точность идентификации аномалий турбулентности.
Полученные результаты дают авиакомпаниям и авиационным властям надежный и эффективный инструмент для выявления турбулентности с использованием существующих источников данных и передовых методов классификации. Это позволит повысить комфорт пассажиров и предотвратить потенциальные убытки, связанные с инцидентами из-за турбулентности.
Хотя текущий метод фокусируется на обнаружении наличия или отсутствия аномалий турбулентности, дальнейшие исследования будут направлены на разработку мультиклассификаторов для определения уровней турбулентности и регрессионных моделей для оценки ее интенсивности. Это еще больше повысит безопасность и эффективность воздушных перевозок в будущем.
Источник:
DOI: 10.1007/s00376-024-3195-x
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Турбулентность представляет серьезную угрозу безопасности полетов, особенно на фоне растущего влияния изменения климата и расширения авиационной отрасли. В этих условиях эффективный мониторинг и стратегии по снижению рисков, связанных с турбулентностью, становятся как никогда актуальными.
Традиционно для оценки турбулентности в авиации используется показатель скорости диссипации энергии вихрей (EDR). Однако новое исследование, опубликованное в журнале Advances in Atmospheric Sciences, предлагает инновационный подход с применением символьной классификации на основе генетического программирования. Цель этого метода - обнаруживать аномалии турбулентности напрямую по данным бортовых устройств быстрого доступа (QAR).
QAR - это бортовые регистраторы полетных данных, фиксирующие параметры окружающей среды, оборудования и операций на протяжении всего полета. Эти данные дают ценную информацию об условиях полета.
По словам Хунъин Чжан из Университета гражданской авиации Китая, автора исследования, поскольку QAR являются стандартным оборудованием современных самолетов, предлагаемый метод устраняет необходимость в прямом расчете EDR. Это делает подход универсальным и легко реализуемым в масштабах всей авиационной отрасли.
Интеграция символьных классификаторов в системы мониторинга турбулентности имеет большой потенциал для повышения безопасности гражданской авиации в условиях растущих экологических и эксплуатационных вызовов. Пак-Вай Чан из Гонконгской обсерватории, соавтор исследования, отмечает, что такой подход упрощает процесс обнаружения и повышает точность идентификации аномалий турбулентности.
Полученные результаты дают авиакомпаниям и авиационным властям надежный и эффективный инструмент для выявления турбулентности с использованием существующих источников данных и передовых методов классификации. Это позволит повысить комфорт пассажиров и предотвратить потенциальные убытки, связанные с инцидентами из-за турбулентности.
Хотя текущий метод фокусируется на обнаружении наличия или отсутствия аномалий турбулентности, дальнейшие исследования будут направлены на разработку мультиклассификаторов для определения уровней турбулентности и регрессионных моделей для оценки ее интенсивности. Это еще больше повысит безопасность и эффективность воздушных перевозок в будущем.
Источник:
DOI: 10.1007/s00376-024-3195-x
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍1
Новый четырехтерминальный органический тандемный солнечный элемент с рекордной эффективностью
Исследователи из Института фотонных наук (ICFO) разработали новый четырехтерминальный органический солнечный элемент (ОСЭ) с тандемной конфигурацией, достигнув эффективности преобразования энергии (PCE) в 16.94%. Ключевым элементом нового устройства является высокопрозрачный передний слой включающий ультратонкий прозрачный серебряный электрод толщиной всего 7 нм.
Двухтерминальные тандемные ОСЭ считаются перспективным подходом для решения проблемы потерь в однопереходных солнечных элементах. Они состоят из субэлементов с разными ширинами запрещенной зоны, что позволяет более широко поглощать солнечный спектр. Однако для оптимальной производительности требуется достаточный баланс токов между субэлементами и надежный соединительный слой.
Четырехтерминальная тандемная конфигурация стала эффективной альтернативой. Она имеет отдельные электрические соединения для прозрачного переднего и непрозрачного заднего элементов, что обеспечивает гибкость при выборе ширины запрещенной зоны каждого элемента.
Ученые из ICFO разработали и описали процесс создания четырехтерминального тандемного ОСЭ с эффективностью 16.94%. Ключевую роль сыграло изготовление ультратонкого прозрачного серебряного электрода толщиной 7 нм. Исследователи использовали численный подход для проектирования структуры ОСЭ, применив матричный формализм и методологию решения обратных задач.
Для производства электрода потребовался тщательный контроль условий. Затем электрод был совмещен с диэлектрическими слоями, чередующими триоксид вольфрама и фторид лития, играющими решающую роль в распределении света.
Устройство достигло PCE 16.94%, что является самым высоким показателем для четырехтерминальных органических тандемных элементов. Текущий официальный рекорд эффективности для органических тандемных устройств составляет 14.2%.
Исследование имеет потенциальное применение в фотоэлектрохимических элементах. Методология проектирования может быть применена для разработки новых систем, где распределение света имеет решающее значение.
Исследователи сосредоточены на совершенствовании методологии и дизайна для применений в отрасли солнечной энергетики. Оптимизируя стратегии проектирования, они стремятся раскрыть потенциал устройств в использовании солнечной энергии для устойчивых процессов преобразования энергии, таких как конверсия CO2.
Источник:
DOI: 10.1002/solr.202300728
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Исследователи из Института фотонных наук (ICFO) разработали новый четырехтерминальный органический солнечный элемент (ОСЭ) с тандемной конфигурацией, достигнув эффективности преобразования энергии (PCE) в 16.94%. Ключевым элементом нового устройства является высокопрозрачный передний слой включающий ультратонкий прозрачный серебряный электрод толщиной всего 7 нм.
Двухтерминальные тандемные ОСЭ считаются перспективным подходом для решения проблемы потерь в однопереходных солнечных элементах. Они состоят из субэлементов с разными ширинами запрещенной зоны, что позволяет более широко поглощать солнечный спектр. Однако для оптимальной производительности требуется достаточный баланс токов между субэлементами и надежный соединительный слой.
Четырехтерминальная тандемная конфигурация стала эффективной альтернативой. Она имеет отдельные электрические соединения для прозрачного переднего и непрозрачного заднего элементов, что обеспечивает гибкость при выборе ширины запрещенной зоны каждого элемента.
Ученые из ICFO разработали и описали процесс создания четырехтерминального тандемного ОСЭ с эффективностью 16.94%. Ключевую роль сыграло изготовление ультратонкого прозрачного серебряного электрода толщиной 7 нм. Исследователи использовали численный подход для проектирования структуры ОСЭ, применив матричный формализм и методологию решения обратных задач.
Для производства электрода потребовался тщательный контроль условий. Затем электрод был совмещен с диэлектрическими слоями, чередующими триоксид вольфрама и фторид лития, играющими решающую роль в распределении света.
Устройство достигло PCE 16.94%, что является самым высоким показателем для четырехтерминальных органических тандемных элементов. Текущий официальный рекорд эффективности для органических тандемных устройств составляет 14.2%.
Исследование имеет потенциальное применение в фотоэлектрохимических элементах. Методология проектирования может быть применена для разработки новых систем, где распределение света имеет решающее значение.
Исследователи сосредоточены на совершенствовании методологии и дизайна для применений в отрасли солнечной энергетики. Оптимизируя стратегии проектирования, они стремятся раскрыть потенциал устройств в использовании солнечной энергии для устойчивых процессов преобразования энергии, таких как конверсия CO2.
Источник:
DOI: 10.1002/solr.202300728
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍1
Мышцы для роботов: инженеры создали универсальный "скелет"
Инженеры из Массачусетского технологического института озадачились уникальной задачей - заставить роботов двигаться с помощью живых мышц! Их новое изобретение - это искусственный "скелет", который максимизирует силу сокращения мышц, что может радикально изменить будущее робототехники.
Мышцы человека - чудо природы со способностью самовосстановления и увеличения силы. Теперь представьте, что с такой же эффективностью работает робот. Да, да, инженеры разрабатывают роботов, которые используют живые мышцы вместо традиционных моторов. Пока что успехи есть, но каждый робот - это отдельная головная боль, потому что нет универсальной "формулы" по встраиванию мышц в любой дизайн робота.
Но вот появилось решение: учёные из MIT разработали пружину, напоминающую скелет, которая может стать основой для буквально любого робота на мышечной тяге. Эта конструкция усиливает естественные движения мышцы, как идеально отрегулированный тренажёр в спортзале.
Если обмотать эту пружину мышечной тканью (представьте резинку, натянутую на два столбика), то она начнёт работать как актуатор - при сокращении мышцы пружина вытягивается.
Дальше больше: используя разные конфигурации таких "скелетов", можно создать сложные искусственные структуры и заставить роботов двигаться более точно и мощно.
"Эти устройства как бы создают скелет для роботов, позволяя мышцам двигать их в разные стороны предсказуемым образом," говорит Риту Раман, профессор MIT. "Это новые правила игры для создания мощных и точных роботов на мышечной тяге."
Когда мышца не прикреплена к чему-то твёрдому, она бесполезно сокращается во всех направлениях. Именно поэтому инженеры обычно присоединяют её между гибкими стойками, чтобы получить контролируемое движение. Но и тут не без загвоздок - вся фишка в том, как именно мышца коснётся стоек. Результат может быть непредсказуемым.
Раман и её команда решили, что нужно создать "скелет", который будет фокусировать сокращение мышцы для получения максимально предсказуемого движения. И они смастерили пружину, упругую в одном направлении и жёсткую во всех остальных, чтобы эффективно преобразовывать мышечную силу в движение.
Этот "скелет" в виде аккордеона позволил мышцам сдвигать столбики намного лучше, чем раньше. Такой метод также позволяет точно измерять их производительность и выносливость, а учёные уже мечтают о создании невероятных роботов, таких как хирургические, которые могут работать внутри тела человека.
Источник:
DOI: 10.1002/aisy.202300834
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Инженеры из Массачусетского технологического института озадачились уникальной задачей - заставить роботов двигаться с помощью живых мышц! Их новое изобретение - это искусственный "скелет", который максимизирует силу сокращения мышц, что может радикально изменить будущее робототехники.
Мышцы человека - чудо природы со способностью самовосстановления и увеличения силы. Теперь представьте, что с такой же эффективностью работает робот. Да, да, инженеры разрабатывают роботов, которые используют живые мышцы вместо традиционных моторов. Пока что успехи есть, но каждый робот - это отдельная головная боль, потому что нет универсальной "формулы" по встраиванию мышц в любой дизайн робота.
Но вот появилось решение: учёные из MIT разработали пружину, напоминающую скелет, которая может стать основой для буквально любого робота на мышечной тяге. Эта конструкция усиливает естественные движения мышцы, как идеально отрегулированный тренажёр в спортзале.
Если обмотать эту пружину мышечной тканью (представьте резинку, натянутую на два столбика), то она начнёт работать как актуатор - при сокращении мышцы пружина вытягивается.
Дальше больше: используя разные конфигурации таких "скелетов", можно создать сложные искусственные структуры и заставить роботов двигаться более точно и мощно.
"Эти устройства как бы создают скелет для роботов, позволяя мышцам двигать их в разные стороны предсказуемым образом," говорит Риту Раман, профессор MIT. "Это новые правила игры для создания мощных и точных роботов на мышечной тяге."
Когда мышца не прикреплена к чему-то твёрдому, она бесполезно сокращается во всех направлениях. Именно поэтому инженеры обычно присоединяют её между гибкими стойками, чтобы получить контролируемое движение. Но и тут не без загвоздок - вся фишка в том, как именно мышца коснётся стоек. Результат может быть непредсказуемым.
Раман и её команда решили, что нужно создать "скелет", который будет фокусировать сокращение мышцы для получения максимально предсказуемого движения. И они смастерили пружину, упругую в одном направлении и жёсткую во всех остальных, чтобы эффективно преобразовывать мышечную силу в движение.
Этот "скелет" в виде аккордеона позволил мышцам сдвигать столбики намного лучше, чем раньше. Такой метод также позволяет точно измерять их производительность и выносливость, а учёные уже мечтают о создании невероятных роботов, таких как хирургические, которые могут работать внутри тела человека.
Источник:
DOI: 10.1002/aisy.202300834
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍1
Лазерный свет превращает немагнитные материалы в магниты при комнатной температуре
Учёные из Стокгольмского университета, Нордического института теоретической физики и Университета Ка-Фоскари в Венеции впервые продемонстрировали, как лазерный свет может вызывать квантовое поведение при комнатной температуре и превращать немагнитные материалы в магнитные. Этот прорыв открывает путь к более быстрым и энергоэффективным компьютерам, новым технологиям передачи информации и хранения данных.
До недавнего времени исследователям удавалось индуцировать квантовые явления, такие как магнетизм и сверхпроводимость, только при экстремально низких температурах. Однако команда учёных из Швеции, США, Японии и Италии впервые в мире показала в эксперименте, как лазерный свет может вызывать магнетизм в немагнитном материале при комнатной температуре.
В исследовании, опубликованном в журнале Nature, ученые подвергли квантовый материал титанат стронция коротким, но интенсивным лазерным лучам специфической длины волны и поляризации, чтобы индуцировать магнетизм. Инновационность этого метода заключается в идее заставить свет двигать атомы и электроны в материале по круговой траектории, генерируя токи, которые делают его магнитным, как магнит на холодильнике.
Этот метод основан на теории "динамической мультиферроики", которая предсказывает, что когда атомы титана "взбалтываются" циркулярно поляризованным светом в оксиде на основе титана и стронция, образуется магнитное поле. Но только сейчас эту теорию удалось подтвердить на практике.
Ожидается, что этот прорыв найдет широкое применение в нескольких информационных технологиях. Он открывает возможности для сверхбыстрых магнитных переключателей, которые можно использовать для более быстрой передачи информации и значительно лучшего хранения данных, а также для компьютеров, которые намного быстрее и энергоэффективнее.
Результаты команды уже воспроизведены в нескольких других лабораториях, и публикация в том же выпуске Nature демонстрирует, что этот подход может быть использован для записи, а значит, и хранения магнитной информации. Открыта новая глава в разработке новых материалов с помощью света, которая обещает революционизировать многие важнейшие сферы общества и проложить путь к совершенно новым технологическим возможностям в коммуникациях и энергетике. Квантовое будущее уже не за горами!
Источник:
DOI: 10.1038/s41586-024-07175-9
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Учёные из Стокгольмского университета, Нордического института теоретической физики и Университета Ка-Фоскари в Венеции впервые продемонстрировали, как лазерный свет может вызывать квантовое поведение при комнатной температуре и превращать немагнитные материалы в магнитные. Этот прорыв открывает путь к более быстрым и энергоэффективным компьютерам, новым технологиям передачи информации и хранения данных.
До недавнего времени исследователям удавалось индуцировать квантовые явления, такие как магнетизм и сверхпроводимость, только при экстремально низких температурах. Однако команда учёных из Швеции, США, Японии и Италии впервые в мире показала в эксперименте, как лазерный свет может вызывать магнетизм в немагнитном материале при комнатной температуре.
В исследовании, опубликованном в журнале Nature, ученые подвергли квантовый материал титанат стронция коротким, но интенсивным лазерным лучам специфической длины волны и поляризации, чтобы индуцировать магнетизм. Инновационность этого метода заключается в идее заставить свет двигать атомы и электроны в материале по круговой траектории, генерируя токи, которые делают его магнитным, как магнит на холодильнике.
Этот метод основан на теории "динамической мультиферроики", которая предсказывает, что когда атомы титана "взбалтываются" циркулярно поляризованным светом в оксиде на основе титана и стронция, образуется магнитное поле. Но только сейчас эту теорию удалось подтвердить на практике.
Ожидается, что этот прорыв найдет широкое применение в нескольких информационных технологиях. Он открывает возможности для сверхбыстрых магнитных переключателей, которые можно использовать для более быстрой передачи информации и значительно лучшего хранения данных, а также для компьютеров, которые намного быстрее и энергоэффективнее.
Результаты команды уже воспроизведены в нескольких других лабораториях, и публикация в том же выпуске Nature демонстрирует, что этот подход может быть использован для записи, а значит, и хранения магнитной информации. Открыта новая глава в разработке новых материалов с помощью света, которая обещает революционизировать многие важнейшие сферы общества и проложить путь к совершенно новым технологическим возможностям в коммуникациях и энергетике. Квантовое будущее уже не за горами!
Источник:
DOI: 10.1038/s41586-024-07175-9
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Учёные создали молекулярное устройство, управляющее высвобождением веществ
Учёные из Университета Манчестера разработали первую в своём роде молекулярную систему, которая контролирует высвобождение нескольких небольших молекул с помощью силы. Это открытие может значительно продвинуть медицинское лечение и создание "умных" самовосстанавливающихся материалов.
Исследователи использовали новую методику с применением сцепленных молекул, известных как ротаксаны. Под действием механической силы, например, в месте повреждения или травмы, этот компонент запускает высвобождение функциональных молекул, таких как лекарства или агенты для заживления, точечно воздействуя на нуждающуюся область. Например, в месте опухоли.
Это открытие также перспективно для самовосстанавливающихся материалов, которые могут самостоятельно ремонтироваться при повреждении, продлевая срок их службы. Скажем, царапина на экране телефона.
Традиционно контролируемое силой высвобождение молекул сталкивалось с проблемами одновременного выпуска более одной молекулы. Новый подход включает две полимерные цепи, прикреплённые к центральной кольцевой структуре, которые скользят вдоль оси, поддерживающей груз, эффективно высвобождая несколько грузовых молекул в ответ на приложение силы. Учёные продемонстрировали одновременное высвобождение до пяти молекул с возможностью выпуска большего количества, преодолев предыдущие ограничения.
Исследователи также показали универсальность модели, используя различные типы молекул, включая лекарственные соединения, флуоресцентные маркеры, катализаторы и мономеры, раскрыв потенциал для множества будущих применений.
Этот прорыв знаменует первый случай, когда учёным удалось продемонстрировать способность высвобождать более одного компонента, что делает систему одной из самых эффективных на сегодняшний день. В будущем исследователи планируют углубиться в применение для самовосстановления и расширить спектр молекул, которые можно высвобождать.
Источник:
DOI: 10.1038/s41586-024-07154-0
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Учёные из Университета Манчестера разработали первую в своём роде молекулярную систему, которая контролирует высвобождение нескольких небольших молекул с помощью силы. Это открытие может значительно продвинуть медицинское лечение и создание "умных" самовосстанавливающихся материалов.
Исследователи использовали новую методику с применением сцепленных молекул, известных как ротаксаны. Под действием механической силы, например, в месте повреждения или травмы, этот компонент запускает высвобождение функциональных молекул, таких как лекарства или агенты для заживления, точечно воздействуя на нуждающуюся область. Например, в месте опухоли.
Это открытие также перспективно для самовосстанавливающихся материалов, которые могут самостоятельно ремонтироваться при повреждении, продлевая срок их службы. Скажем, царапина на экране телефона.
Традиционно контролируемое силой высвобождение молекул сталкивалось с проблемами одновременного выпуска более одной молекулы. Новый подход включает две полимерные цепи, прикреплённые к центральной кольцевой структуре, которые скользят вдоль оси, поддерживающей груз, эффективно высвобождая несколько грузовых молекул в ответ на приложение силы. Учёные продемонстрировали одновременное высвобождение до пяти молекул с возможностью выпуска большего количества, преодолев предыдущие ограничения.
Исследователи также показали универсальность модели, используя различные типы молекул, включая лекарственные соединения, флуоресцентные маркеры, катализаторы и мономеры, раскрыв потенциал для множества будущих применений.
Этот прорыв знаменует первый случай, когда учёным удалось продемонстрировать способность высвобождать более одного компонента, что делает систему одной из самых эффективных на сегодняшний день. В будущем исследователи планируют углубиться в применение для самовосстановления и расширить спектр молекул, которые можно высвобождать.
Источник:
DOI: 10.1038/s41586-024-07154-0
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍3
Отслеживание взгляда и мимики человека при помощи сонара
Исследователи из Корнелльского университета разработали две компактные технологии, GazeTrak и EyeEcho, которые отслеживают направление взгляда и выражения лица человека с помощью звуковых волн, подобно сонару. Устройства достаточно малы, чтобы поместиться на коммерческих умных очках или гарнитурах виртуальной и дополненной реальности, при этом потребляя значительно меньше энергии, чем аналогичные инструменты с камерами.
GazeTrak - это первая система отслеживания взгляда, основанная на акустических сигналах. EyeEcho - первая система на базе очков, которая непрерывно и точно определяет выражения лица и воссоздаёт их через аватар в реальном времени.
Устройства используют динамики и микрофоны, установленные на оправе очков, для отражения неслышимых звуковых волн от лица и улавливания отражённых сигналов, вызванных движениями лица и глаз. Полученные звуковые сигналы подаются в специальный конвейер глубокого обучения, который использует искусственный интеллект для непрерывного вывода направления взгляда человека и интерпретации мимики.
Устройства могут работать несколько часов от батареи умных очков и более суток от гарнитуры виртуальной реальности. Они компактны, дёшевы и сверхмаломощны, поэтому их можно носить на умных очках каждый день, не разряжая аккумулятор.
Эти две разработки имеют приложения помимо улучшения VR-опыта пользователя. GazeTrak может использоваться со скринридерами для озвучивания фрагментов текста людям со слабым зрением при просмотре веб-сайтов. GazeTrak и EyeEcho также потенциально могут помочь в диагностике или мониторинге нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера и Паркинсона, отслеживая аномальные движения глаз и менее выразительную мимику пациентов из комфорта их дома.
Технологии GazeTrak и EyeEcho от учёных Корнелльского университета открывают новые возможности в сферах виртуальной реальности, ассистивных технологий и здравоохранения. Их компактность, энергоэффективность и способность непрерывно отслеживать взгляд и мимику через звуковые волны делают эти разработки по-настоящему революционными. Они могут значительно улучшить взаимодействие пользователей в VR, помочь людям с нарушениями зрения и даже проводить мониторинг нейродегенеративных заболеваний на дому.
Источник:
DOI: 10.48550/arxiv.2402.14634
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Исследователи из Корнелльского университета разработали две компактные технологии, GazeTrak и EyeEcho, которые отслеживают направление взгляда и выражения лица человека с помощью звуковых волн, подобно сонару. Устройства достаточно малы, чтобы поместиться на коммерческих умных очках или гарнитурах виртуальной и дополненной реальности, при этом потребляя значительно меньше энергии, чем аналогичные инструменты с камерами.
GazeTrak - это первая система отслеживания взгляда, основанная на акустических сигналах. EyeEcho - первая система на базе очков, которая непрерывно и точно определяет выражения лица и воссоздаёт их через аватар в реальном времени.
Устройства используют динамики и микрофоны, установленные на оправе очков, для отражения неслышимых звуковых волн от лица и улавливания отражённых сигналов, вызванных движениями лица и глаз. Полученные звуковые сигналы подаются в специальный конвейер глубокого обучения, который использует искусственный интеллект для непрерывного вывода направления взгляда человека и интерпретации мимики.
Устройства могут работать несколько часов от батареи умных очков и более суток от гарнитуры виртуальной реальности. Они компактны, дёшевы и сверхмаломощны, поэтому их можно носить на умных очках каждый день, не разряжая аккумулятор.
Эти две разработки имеют приложения помимо улучшения VR-опыта пользователя. GazeTrak может использоваться со скринридерами для озвучивания фрагментов текста людям со слабым зрением при просмотре веб-сайтов. GazeTrak и EyeEcho также потенциально могут помочь в диагностике или мониторинге нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера и Паркинсона, отслеживая аномальные движения глаз и менее выразительную мимику пациентов из комфорта их дома.
Технологии GazeTrak и EyeEcho от учёных Корнелльского университета открывают новые возможности в сферах виртуальной реальности, ассистивных технологий и здравоохранения. Их компактность, энергоэффективность и способность непрерывно отслеживать взгляд и мимику через звуковые волны делают эти разработки по-настоящему революционными. Они могут значительно улучшить взаимодействие пользователей в VR, помочь людям с нарушениями зрения и даже проводить мониторинг нейродегенеративных заболеваний на дому.
Источник:
DOI: 10.48550/arxiv.2402.14634
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍1
Учёные разработали гидрогель для удаления микропластика из воды
Исследователи из Индийского института науки (IISc) создали устойчивый гидрогель для удаления микропластика из воды. Материал обладает уникальной переплетённой полимерной сетью, которая может связывать загрязнители и разлагать их с помощью УФ-излучения. Гидрогель состоит из трёх различных полимерных слоёв (хитозан, поливиниловый спирт и полианилин), образующих архитектуру взаимопроникающей полимерной сети (IPN), в которую внедрены нанокластеры Cu-POM, выступающие катализаторами для разложения микропластика под действием УФ-света.
Микропластик представляет серьёзную угрозу для здоровья человека и окружающей среды. Эти крошечные пластиковые частицы могут попадать в наш организм через питьевую воду и повышать риск заболеваний, а также загрязнять даже отдалённые районы, такие как полярные ледяные шапки и глубоководные впадины, подвергая опасности водные и наземные формы жизни.
Ранее учёные пытались использовать фильтрующие мембраны для удаления микропластика, но они быстро засорялись мелкими частицами, что делало их неустойчивыми. Вместо этого команда IISc во главе с профессором Сурьясарати Бозе решила обратиться к 3D-гидрогелям.
Разработанный командой гидрогель отличается высокой эффективностью: он может удалять около 95% и 93% двух различных типов микропластика из воды при близком к нейтральному pH (∼6,5). Материал также показал стабильность при различных температурах и мог использоваться до пяти циклов удаления микропластика без значительной потери эффективности. Кроме того, после завершения срока службы гидрогель можно преобразовать в углеродные наноматериалы для удаления тяжёлых металлов из загрязнённой воды.
В дальнейшем исследователи планируют работать с соавторами над созданием устройства, которое можно будет развернуть в больших масштабах для очистки различных источников воды от микропластика.
Устойчивый гидрогель, разработанный учёными из Индийского института науки, представляет собой многообещающее решение для борьбы с загрязнением микропластиком. Благодаря своей уникальной структуре и способности адсорбировать и разлагать микропластик под действием УФ-света, этот материал может значительно уменьшить количество микропластика в воде. Дальнейшие исследования и разработки в этом направлении могут привести к созданию эффективных устройств для очистки воды в больших масштабах, что поможет защитить здоровье людей и окружающую среду от вредного воздействия микропластика.
Источник:
DOI: 10.1039/D3NR06115A
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Исследователи из Индийского института науки (IISc) создали устойчивый гидрогель для удаления микропластика из воды. Материал обладает уникальной переплетённой полимерной сетью, которая может связывать загрязнители и разлагать их с помощью УФ-излучения. Гидрогель состоит из трёх различных полимерных слоёв (хитозан, поливиниловый спирт и полианилин), образующих архитектуру взаимопроникающей полимерной сети (IPN), в которую внедрены нанокластеры Cu-POM, выступающие катализаторами для разложения микропластика под действием УФ-света.
Микропластик представляет серьёзную угрозу для здоровья человека и окружающей среды. Эти крошечные пластиковые частицы могут попадать в наш организм через питьевую воду и повышать риск заболеваний, а также загрязнять даже отдалённые районы, такие как полярные ледяные шапки и глубоководные впадины, подвергая опасности водные и наземные формы жизни.
Ранее учёные пытались использовать фильтрующие мембраны для удаления микропластика, но они быстро засорялись мелкими частицами, что делало их неустойчивыми. Вместо этого команда IISc во главе с профессором Сурьясарати Бозе решила обратиться к 3D-гидрогелям.
Разработанный командой гидрогель отличается высокой эффективностью: он может удалять около 95% и 93% двух различных типов микропластика из воды при близком к нейтральному pH (∼6,5). Материал также показал стабильность при различных температурах и мог использоваться до пяти циклов удаления микропластика без значительной потери эффективности. Кроме того, после завершения срока службы гидрогель можно преобразовать в углеродные наноматериалы для удаления тяжёлых металлов из загрязнённой воды.
В дальнейшем исследователи планируют работать с соавторами над созданием устройства, которое можно будет развернуть в больших масштабах для очистки различных источников воды от микропластика.
Устойчивый гидрогель, разработанный учёными из Индийского института науки, представляет собой многообещающее решение для борьбы с загрязнением микропластиком. Благодаря своей уникальной структуре и способности адсорбировать и разлагать микропластик под действием УФ-света, этот материал может значительно уменьшить количество микропластика в воде. Дальнейшие исследования и разработки в этом направлении могут привести к созданию эффективных устройств для очистки воды в больших масштабах, что поможет защитить здоровье людей и окружающую среду от вредного воздействия микропластика.
Источник:
DOI: 10.1039/D3NR06115A
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Исследователи раскрыли уникальное движение молекул трифенилфосфина на графитовых поверхностях
Используя эксперименты по нейтронной спектроскопии, проведенные в Институте Лауэ-Ланжевена (ILL), а также передовые теоретические модели и компьютерное моделирование, команда во главе с Антоном Тамтёглом из Грацского технического университета раскрыла уникальное движение молекул трифенилфосфина (PPh3) на графитовых поверхностях, напоминающее наноскопический лунный посадочный модуль. Это движение, похожее на лунный посадочный модуль, по-видимому, облегчается их уникальной геометрией и трехточечным связыванием с поверхностью.
На протяжении многих лет ученых интересовало, как молекулы движутся по поверхностям. Этот процесс имеет решающее значение для многочисленных приложений, включая катализ и производство наноразмерных устройств.
Молекулы трифенилфосфина демонстрируют замечательную форму движения, вращаясь и перемещаясь способами, которые бросают вызов предыдущим представлениям. Трифенилфосфин является важной молекулой для синтеза органических соединений и наночастиц с многочисленными промышленными применениями. Молекула обладает своеобразной геометрией: PPh3 имеет пирамидальную форму с пропеллерным расположением трех циклических групп атомов.
Нейтроны предлагают уникальные возможности для изучения структуры и динамики материалов. В типичном эксперименте нейтроны, рассеянные образцом, измеряются как функция изменения их направления и энергии. Благодаря своей низкой энергии нейтроны являются отличным зондом для изучения низкоэнергетических возбуждений, таких как молекулярные вращения и диффузия.
Исследование показывает, что молекулы PPh3 взаимодействуют с графитовой поверхностью таким образом, что позволяет им двигаться с удивительно низкими энергетическими барьерами. Движение характеризуется вращениями и трансляциями (прыжковыми движениями) молекул. В то время как вращения и внутримолекулярное движение доминируют до температуры около 300 К, молекулы следуют дополнительному трансляционному прыжковому движению по поверхности при температуре от 350 до 500 К.
Понимание детальных механизмов молекулярного движения в наномасштабе открывает новые возможности для создания передовых материалов с заданными свойствами. Помимо фундаментального интереса, движение PPh3 и родственных соединений на графитовых поверхностях имеет большое значение для приложений.
Использование передовых методов нейтронной спектроскопии и компьютерного моделирования позволило исследователям раскрыть уникальное движение молекул трифенилфосфина на графитовых поверхностях. Это открытие углубляет наше понимание динамики поверхности и открывает новые горизонты для материаловедения и нанотехнологий. Понимание детальных механизмов молекулярного движения в наномасштабе имеет решающее значение для разработки передовых материалов с заданными свойствами и многочисленных промышленных приложений.
Источник:
DOI: 10.1038/s42004-024-01158-7
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Используя эксперименты по нейтронной спектроскопии, проведенные в Институте Лауэ-Ланжевена (ILL), а также передовые теоретические модели и компьютерное моделирование, команда во главе с Антоном Тамтёглом из Грацского технического университета раскрыла уникальное движение молекул трифенилфосфина (PPh3) на графитовых поверхностях, напоминающее наноскопический лунный посадочный модуль. Это движение, похожее на лунный посадочный модуль, по-видимому, облегчается их уникальной геометрией и трехточечным связыванием с поверхностью.
На протяжении многих лет ученых интересовало, как молекулы движутся по поверхностям. Этот процесс имеет решающее значение для многочисленных приложений, включая катализ и производство наноразмерных устройств.
Молекулы трифенилфосфина демонстрируют замечательную форму движения, вращаясь и перемещаясь способами, которые бросают вызов предыдущим представлениям. Трифенилфосфин является важной молекулой для синтеза органических соединений и наночастиц с многочисленными промышленными применениями. Молекула обладает своеобразной геометрией: PPh3 имеет пирамидальную форму с пропеллерным расположением трех циклических групп атомов.
Нейтроны предлагают уникальные возможности для изучения структуры и динамики материалов. В типичном эксперименте нейтроны, рассеянные образцом, измеряются как функция изменения их направления и энергии. Благодаря своей низкой энергии нейтроны являются отличным зондом для изучения низкоэнергетических возбуждений, таких как молекулярные вращения и диффузия.
Исследование показывает, что молекулы PPh3 взаимодействуют с графитовой поверхностью таким образом, что позволяет им двигаться с удивительно низкими энергетическими барьерами. Движение характеризуется вращениями и трансляциями (прыжковыми движениями) молекул. В то время как вращения и внутримолекулярное движение доминируют до температуры около 300 К, молекулы следуют дополнительному трансляционному прыжковому движению по поверхности при температуре от 350 до 500 К.
Понимание детальных механизмов молекулярного движения в наномасштабе открывает новые возможности для создания передовых материалов с заданными свойствами. Помимо фундаментального интереса, движение PPh3 и родственных соединений на графитовых поверхностях имеет большое значение для приложений.
Использование передовых методов нейтронной спектроскопии и компьютерного моделирования позволило исследователям раскрыть уникальное движение молекул трифенилфосфина на графитовых поверхностях. Это открытие углубляет наше понимание динамики поверхности и открывает новые горизонты для материаловедения и нанотехнологий. Понимание детальных механизмов молекулярного движения в наномасштабе имеет решающее значение для разработки передовых материалов с заданными свойствами и многочисленных промышленных приложений.
Источник:
DOI: 10.1038/s42004-024-01158-7
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Разговор с роботом больше не будет казаться неестественным
Учёные из Университета Ватерлоо совершили прорыв в области естественного взаимодействия людей и человекоподобных роботов. Благодаря новой разработке, роботы теперь смогут определять направление на источник звука человеческой речи, отслеживать говорящего и быстрее реагировать в диалоге, что сделает общение с ними намного более реалистичным и комфортным.
Общение с роботами часто кажется неестественным и замедленным из-за ограничений компьютерного программного обеспечения. Но команда исследователей из Университета Ватерлоо нашла способ значительно улучшить способность человекоподобных роботов поддерживать естественный диалог с людьми.
Учёные разработали для робота слуховую систему, использующую два микрофона в позициях, аналогичных человеческим ушам. Это позволяет определять направление, откуда исходит речь человека. Однако звуки часто отражаются от различных поверхностей, что может сбить робота с толку. Поэтому разработчики создали специальный алгоритм обработки сигналов, учитывающий эти искажения.
Чтобы робот мог реагировать на звук так же быстро, как человек, его компьютер должен молниеносно рассчитывать предполагаемое местоположение источника звука. Фреймворк, созданный командой и университета Ватерлоо, оптимизирует скорость обработки и распознавания различных звуков роботом на основе общей производительности и задержек.
Тестирование на человекоподобном роботе с записями из разных акустических сред подтвердило работоспособность системы. По словам Пранава Барота, одного из авторов исследования, главной сложностью было научить робота верно ориентироваться на говорящих в больших, шумных и многолюдных пространствах.
"Результаты этой работы важны в любых сценариях, где человекоподобные роботы будут сотрудничать с людьми - как в социальных ситуациях, так и в совместной работе", - подчеркнул Барот.
Источник:
DOI: 10.1371/journal.pone.0296452
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Учёные из Университета Ватерлоо совершили прорыв в области естественного взаимодействия людей и человекоподобных роботов. Благодаря новой разработке, роботы теперь смогут определять направление на источник звука человеческой речи, отслеживать говорящего и быстрее реагировать в диалоге, что сделает общение с ними намного более реалистичным и комфортным.
Общение с роботами часто кажется неестественным и замедленным из-за ограничений компьютерного программного обеспечения. Но команда исследователей из Университета Ватерлоо нашла способ значительно улучшить способность человекоподобных роботов поддерживать естественный диалог с людьми.
Учёные разработали для робота слуховую систему, использующую два микрофона в позициях, аналогичных человеческим ушам. Это позволяет определять направление, откуда исходит речь человека. Однако звуки часто отражаются от различных поверхностей, что может сбить робота с толку. Поэтому разработчики создали специальный алгоритм обработки сигналов, учитывающий эти искажения.
Чтобы робот мог реагировать на звук так же быстро, как человек, его компьютер должен молниеносно рассчитывать предполагаемое местоположение источника звука. Фреймворк, созданный командой и университета Ватерлоо, оптимизирует скорость обработки и распознавания различных звуков роботом на основе общей производительности и задержек.
Тестирование на человекоподобном роботе с записями из разных акустических сред подтвердило работоспособность системы. По словам Пранава Барота, одного из авторов исследования, главной сложностью было научить робота верно ориентироваться на говорящих в больших, шумных и многолюдных пространствах.
"Результаты этой работы важны в любых сценариях, где человекоподобные роботы будут сотрудничать с людьми - как в социальных ситуациях, так и в совместной работе", - подчеркнул Барот.
Источник:
DOI: 10.1371/journal.pone.0296452
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Прорыв в беспроводной связи: антенна нового поколения приближает эру 6G
Хотите узнать, как будет выглядеть связь будущего? Команда исследователей из Университета Глазго создала уникальную беспроводную антенну, которая может произвести революцию в мире телекоммуникаций. Сочетая метаматериалы и продвинутую обработку сигналов, их разработка открывает двери в эру сверхскоростного и сверхнадёжного 6G.
Представьте антенну размером со спичечный коробок, которая может мгновенно формировать и переключать множество лучей связи. Звучит фантастически? Но именно такой прототип удалось создать учёным из Университета Глазго. Их динамическая метаповерхностная антенна (DMA) - первая в мире, работающая в миллиметровом диапазоне на частоте 60 ГГц.
Секрет возможностей DMA - в уникальных метаматериалах. Эти искусственно созданные структуры спроектированы так, чтобы взаимодействовать с электромагнитными волнами самым немыслимым для обычных материалов образом. Полностью настраиваемые элементы из метаматериалов позволяют программно управлять волнами, порождая новый класс антенн , способных к высокочастотной реконфигурации.
Крошечный, но мощный прототип использует высокоскоростные соединения и программируемую вентильную матрицу (FPGA) для одновременного независимого управления каждым метаэлементом. DMA может менять форму и количество лучей буквально за наносекунды - представьте, насколько стабильным будет покрытие сети!
Но новая антенна - это не только про сверхскоростную передачу данных. Возможности DMA найдут применение в медицине для непрерывного мониторинга жизненно важных показателей пациентов. А как насчёт автономных автомобилей и дронов, которые смогут безопасно ориентироваться с помощью высокоточных радаров на основе таких антенн? Или передачи голографических 3D-изображений в реальном времени в любую точку мира?
Прорывная разработка команды из Университета Глазго - это шаг в захватывающее будущее беспроводной связи. Их интеллектуальная адаптивная высокочастотная антенна может стать краеугольным камнем для метаповерхностных антенн миллиметрового диапазона следующего поколения. Исследователи не собираются останавливаться на достигнутом и планируют дальше развивать свой многообещающий проект. Так что приготовьтесь - 6G уже на подходе, и он принесёт с собой немало удивительных сюрпризов!
Источник:
DOI: 10.1109/OJAP.2024.3386452
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Хотите узнать, как будет выглядеть связь будущего? Команда исследователей из Университета Глазго создала уникальную беспроводную антенну, которая может произвести революцию в мире телекоммуникаций. Сочетая метаматериалы и продвинутую обработку сигналов, их разработка открывает двери в эру сверхскоростного и сверхнадёжного 6G.
Представьте антенну размером со спичечный коробок, которая может мгновенно формировать и переключать множество лучей связи. Звучит фантастически? Но именно такой прототип удалось создать учёным из Университета Глазго. Их динамическая метаповерхностная антенна (DMA) - первая в мире, работающая в миллиметровом диапазоне на частоте 60 ГГц.
Секрет возможностей DMA - в уникальных метаматериалах. Эти искусственно созданные структуры спроектированы так, чтобы взаимодействовать с электромагнитными волнами самым немыслимым для обычных материалов образом. Полностью настраиваемые элементы из метаматериалов позволяют программно управлять волнами, порождая новый класс антенн , способных к высокочастотной реконфигурации.
Крошечный, но мощный прототип использует высокоскоростные соединения и программируемую вентильную матрицу (FPGA) для одновременного независимого управления каждым метаэлементом. DMA может менять форму и количество лучей буквально за наносекунды - представьте, насколько стабильным будет покрытие сети!
Но новая антенна - это не только про сверхскоростную передачу данных. Возможности DMA найдут применение в медицине для непрерывного мониторинга жизненно важных показателей пациентов. А как насчёт автономных автомобилей и дронов, которые смогут безопасно ориентироваться с помощью высокоточных радаров на основе таких антенн? Или передачи голографических 3D-изображений в реальном времени в любую точку мира?
Прорывная разработка команды из Университета Глазго - это шаг в захватывающее будущее беспроводной связи. Их интеллектуальная адаптивная высокочастотная антенна может стать краеугольным камнем для метаповерхностных антенн миллиметрового диапазона следующего поколения. Исследователи не собираются останавливаться на достигнутом и планируют дальше развивать свой многообещающий проект. Так что приготовьтесь - 6G уже на подходе, и он принесёт с собой немало удивительных сюрпризов!
Источник:
DOI: 10.1109/OJAP.2024.3386452
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Новый способ устранения дефектов в 2D-кристаллах: ловушка для молекул кислорода
Представьте, что вы можете управлять свойствами материалов на атомном уровне. Звучит, как минимум, амбициозно, однако именно это удалось команде исследователей из Южной Кореи и Японии. Они обнаружили новый метод контроля дефектов в двумерных полупроводниковых кристаллах с помощью молекул кислорода. Этот прорыв открывает путь к созданию более совершенных наноэлектронных устройств будущего.
Двумерные материалы, состоящие всего из одного слоя атомов, обладают уникальными полупроводниковыми свойствами. Они позволяют создавать миниатюрные электронные компоненты, такие как транзисторы, на масштабах, недоступных для традиционных технологий. Представьте крошечные и сверхэффективные схемы, гибкую электронику и солнечные элементы нового поколения!
Особенно перспективны двумерные дихалькогениды переходных металлов (ДПМ). Эти соединения состоят из элементов переходных металлов в сочетании с двумя атомами таких элементов, как сера, селен или теллур. Исследователи работали с монослойными кристаллами ДПМ на основе вольфрама и серы (WS2).
Но даже в этих чудо-материалах есть проблема - дефекты кристаллической решетки, например, вакансии серы. Ученые обнаружили, что молекулы кислорода охотно "прилипают" к этим дефектным местам. Применив метод спектроскопии потерь энергии электронов (EELS), они детально изучили взаимодействие дефектов с кислородом.
Оказалось, что если поместить слой WS2 между двумя слоями гексагонального нитрида бора (h-BN), то молекулы кислорода оказываются "запертыми" на дефектах. Такая фиксация, называемая пассивацией, стабилизирует электронные свойства ДПМ. Это открытие - ключ к точному контролю характеристик двумерных кристаллов для различных применений.
"Наша работа дает новое понимание явлений, связанных с дефектами в двумерных ДПМ, и может привести к революционным подходам в управлении этими дефектами", - говорит профессор Чанг-Хи Чо, специалист по полупроводникам и нанофотонике из DGIST.
Источник:
DOI: 10.1002/advs.202310197
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Представьте, что вы можете управлять свойствами материалов на атомном уровне. Звучит, как минимум, амбициозно, однако именно это удалось команде исследователей из Южной Кореи и Японии. Они обнаружили новый метод контроля дефектов в двумерных полупроводниковых кристаллах с помощью молекул кислорода. Этот прорыв открывает путь к созданию более совершенных наноэлектронных устройств будущего.
Двумерные материалы, состоящие всего из одного слоя атомов, обладают уникальными полупроводниковыми свойствами. Они позволяют создавать миниатюрные электронные компоненты, такие как транзисторы, на масштабах, недоступных для традиционных технологий. Представьте крошечные и сверхэффективные схемы, гибкую электронику и солнечные элементы нового поколения!
Особенно перспективны двумерные дихалькогениды переходных металлов (ДПМ). Эти соединения состоят из элементов переходных металлов в сочетании с двумя атомами таких элементов, как сера, селен или теллур. Исследователи работали с монослойными кристаллами ДПМ на основе вольфрама и серы (WS2).
Но даже в этих чудо-материалах есть проблема - дефекты кристаллической решетки, например, вакансии серы. Ученые обнаружили, что молекулы кислорода охотно "прилипают" к этим дефектным местам. Применив метод спектроскопии потерь энергии электронов (EELS), они детально изучили взаимодействие дефектов с кислородом.
Оказалось, что если поместить слой WS2 между двумя слоями гексагонального нитрида бора (h-BN), то молекулы кислорода оказываются "запертыми" на дефектах. Такая фиксация, называемая пассивацией, стабилизирует электронные свойства ДПМ. Это открытие - ключ к точному контролю характеристик двумерных кристаллов для различных применений.
"Наша работа дает новое понимание явлений, связанных с дефектами в двумерных ДПМ, и может привести к революционным подходам в управлении этими дефектами", - говорит профессор Чанг-Хи Чо, специалист по полупроводникам и нанофотонике из DGIST.
Источник:
DOI: 10.1002/advs.202310197
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2🔥1
Цветная пластиковая революция: новые плёнки для универсальных сенсоров и дисплеев
Представьте, что ваш смартфон может отображать цвета, неотличимые от реальности, а химические сенсоры способны улавливать малейшие следы каких-либо веществ? Именно такие возможности открывает новое исследование ученых из Университета Осаки. Они создали молекулу, которая при взаимодействии с ионами фтора излучает свет необычным образом. Эту молекулу легко внедрить в обычный пластик, получая универсальные материалы для электронных дисплеев и химических датчиков будущего.
Триарилбораны (ТАБ) - особый класс молекул, обладающих полезными оптическими свойствами. Обычно при связывании с анионом, например фторидом, они меняют цвет излучаемого света в сторону синего (коротковолнового) диапазона и снижают его интенсивность. Сдвиг в красную область спектра - большая редкость, ведь для этого нужен принципиально новый дизайн молекулы.
Ученым удалось решить эту проблему. "Наш сенсор на основе борана показывает красный сдвиг при связывании с анионом фторида, - объясняет ведущий автор исследования Нае Аота. - Мы уменьшили энергетическую щель между орбиталями молекулы в основном состоянии и усилили перенос заряда в возбужденном, поменяв роль ТАБ с акцептора на донор электронов".
Но главное достижение - простота внедрения ТАБ-фторида в полимерные пленки из полистирола и полиметилметакрилата. Полимерная матрица не мешает красному сдвигу излучения. Более того, одна из пленок испускала теплый белый свет, очень похожий на солнечный - крайне желанное свойство для дисплеев. Цвет излучения можно тонко настраивать, просто меняя количество добавленного фторида.
"Универсальность наших тонких пленок нас очень вдохновляет, - говорит старший автор Юхей Такеда. - Биполярность феназаборида позволяет создавать пластиковые пленки с излучением от синего до ближнего инфракрасного для дисплеев и сверхчувствительного детектирования анионов".
Источник:
DOI: 10.1002/anie.202405158
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Представьте, что ваш смартфон может отображать цвета, неотличимые от реальности, а химические сенсоры способны улавливать малейшие следы каких-либо веществ? Именно такие возможности открывает новое исследование ученых из Университета Осаки. Они создали молекулу, которая при взаимодействии с ионами фтора излучает свет необычным образом. Эту молекулу легко внедрить в обычный пластик, получая универсальные материалы для электронных дисплеев и химических датчиков будущего.
Триарилбораны (ТАБ) - особый класс молекул, обладающих полезными оптическими свойствами. Обычно при связывании с анионом, например фторидом, они меняют цвет излучаемого света в сторону синего (коротковолнового) диапазона и снижают его интенсивность. Сдвиг в красную область спектра - большая редкость, ведь для этого нужен принципиально новый дизайн молекулы.
Ученым удалось решить эту проблему. "Наш сенсор на основе борана показывает красный сдвиг при связывании с анионом фторида, - объясняет ведущий автор исследования Нае Аота. - Мы уменьшили энергетическую щель между орбиталями молекулы в основном состоянии и усилили перенос заряда в возбужденном, поменяв роль ТАБ с акцептора на донор электронов".
Но главное достижение - простота внедрения ТАБ-фторида в полимерные пленки из полистирола и полиметилметакрилата. Полимерная матрица не мешает красному сдвигу излучения. Более того, одна из пленок испускала теплый белый свет, очень похожий на солнечный - крайне желанное свойство для дисплеев. Цвет излучения можно тонко настраивать, просто меняя количество добавленного фторида.
"Универсальность наших тонких пленок нас очень вдохновляет, - говорит старший автор Юхей Такеда. - Биполярность феназаборида позволяет создавать пластиковые пленки с излучением от синего до ближнего инфракрасного для дисплеев и сверхчувствительного детектирования анионов".
Источник:
DOI: 10.1002/anie.202405158
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Сети побеждают шум в передаче квантовых данных
Представьте мир, где сверхзащищенная связь и сверхточные сенсоры - обычное дело. Именно такое будущее приближает новый эксперимент международной группы ученых во главе с исследователями из Университета Гриффита. Они показали, как квантовые сети могут побороть разрушительные "шумы", мешающие квантовой коммуникации. Это первый шаг к большим квантовым сетям, которые могут кардинально изменить наше общение в глобальном масштабе.
Квантовая запутанность - удивительный феномен, при котором частицы сохраняют связь независимо от расстояния между ними. Этот краеугольный камень квантовых технологий давно интригует ученых своим потенциалом для создания сверхчувствительных сенсоров и сверхзащищенных каналов связи.
Однако на пути к практическому применению стоит серьезная проблема - деградация квантовых эффектов из-за шумов. Команда исследователей из Центра квантовой динамики Университета Гриффита решила принять этот вызов.
"По сути, наш эксперимент показывает, как сети могут помочь преодолеть шум в квантовой коммуникации, - объясняет Луис Вильегас-Агилар, аспирант CQC2T. - Имитируя реальные условия в контролируемой среде, мы хотели повысить устойчивость к шуму и "активировать" квантовую нелокальность в структуре сети".
Ученые создали в лаборатории квантовую сеть из трех станций, напоминающую будущий квантовый интернет. "Мы посылали запутанные одиночные фотоны, квантовые частицы света, на разные станции", - рассказывает д-р Нора Тишлер.
Сначала, используя только два запутанных фотона, они доказали, что квантовая нелокальность исчезает после определенного предела шума. Но добавление третьей станции в сеть дало поразительный результат - утраченная квантовая нелокальность восстановилась!
"Мы увидели, что дополнительная связь между станциями позволяет преодолеть эффекты шума и активировать квантовую нелокальность", - говорит д-р Эмануэле Полино, учёный, участвовавший в эксперименте.
Эти результаты не только углубляют наше понимание квантовых явлений, но и прокладывают путь к созданию устойчивых и надежных квантовых технологий. В эпоху квантовых компьютеров и коммуникаций такие исследования - важная веха на пути к полному раскрытию потенциала квантовой механики. Возможно, уже скоро сверхзащищенные квантовые сети, недоступные для шпионажа и взлома, станут нашей новой реальностью. Квантовое будущее все ближе!
Источник:
DOI: 10.1038/s41467-024-47354-w
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Представьте мир, где сверхзащищенная связь и сверхточные сенсоры - обычное дело. Именно такое будущее приближает новый эксперимент международной группы ученых во главе с исследователями из Университета Гриффита. Они показали, как квантовые сети могут побороть разрушительные "шумы", мешающие квантовой коммуникации. Это первый шаг к большим квантовым сетям, которые могут кардинально изменить наше общение в глобальном масштабе.
Квантовая запутанность - удивительный феномен, при котором частицы сохраняют связь независимо от расстояния между ними. Этот краеугольный камень квантовых технологий давно интригует ученых своим потенциалом для создания сверхчувствительных сенсоров и сверхзащищенных каналов связи.
Однако на пути к практическому применению стоит серьезная проблема - деградация квантовых эффектов из-за шумов. Команда исследователей из Центра квантовой динамики Университета Гриффита решила принять этот вызов.
"По сути, наш эксперимент показывает, как сети могут помочь преодолеть шум в квантовой коммуникации, - объясняет Луис Вильегас-Агилар, аспирант CQC2T. - Имитируя реальные условия в контролируемой среде, мы хотели повысить устойчивость к шуму и "активировать" квантовую нелокальность в структуре сети".
Ученые создали в лаборатории квантовую сеть из трех станций, напоминающую будущий квантовый интернет. "Мы посылали запутанные одиночные фотоны, квантовые частицы света, на разные станции", - рассказывает д-р Нора Тишлер.
Сначала, используя только два запутанных фотона, они доказали, что квантовая нелокальность исчезает после определенного предела шума. Но добавление третьей станции в сеть дало поразительный результат - утраченная квантовая нелокальность восстановилась!
"Мы увидели, что дополнительная связь между станциями позволяет преодолеть эффекты шума и активировать квантовую нелокальность", - говорит д-р Эмануэле Полино, учёный, участвовавший в эксперименте.
Эти результаты не только углубляют наше понимание квантовых явлений, но и прокладывают путь к созданию устойчивых и надежных квантовых технологий. В эпоху квантовых компьютеров и коммуникаций такие исследования - важная веха на пути к полному раскрытию потенциала квантовой механики. Возможно, уже скоро сверхзащищенные квантовые сети, недоступные для шпионажа и взлома, станут нашей новой реальностью. Квантовое будущее все ближе!
Источник:
DOI: 10.1038/s41467-024-47354-w
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍1
Учёные напечатали роликовый подшипник для вагонов
Исследователи из Университета Небраски-Линкольна разработали новый метод производства роликовых подшипников для железнодорожных вагонов с использованием 3D-печати и добились впечатляющих результатов. Несмотря на ожидания, что напечатанные ролики будут уступать по характеристикам традиционным, они показали такую же высокую прочность и износостойкость. Это открывает новые возможности для повышения безопасности и надежности железнодорожного транспорта.
Команда под руководством профессора Джозефа Тернера использовала металлические порошки и аддитивные технологии для создания роликов из высокоуглеродистой стали 8620HC. Напечатанные детали успешно выдержали стандартные испытания на усталостную прочность, имитирующие нагрузки до 286 000 фунтов на вагон на дистанции 250 000 миль.
Хотя 3D-печать пока обходится дороже традиционных методов производства, она может найти применение в чрезвычайных ситуациях, когда срочно требуется замена детали. В будущем исследователи планируют изучить возможность нанесения износостойких покрытий из дорогих сталей на более дешевые подложки, чтобы удешевить и улучшить подшипники.
По мере удешевления материалов и оборудования для 3D-печати этот метод может найти широкое применение во многих отраслях промышленности. Инновационный подход обещает сделать железнодорожный транспорт еще более безопасным и надежным.
Источник:
DOI: 10.1520/STP164920220115
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Исследователи из Университета Небраски-Линкольна разработали новый метод производства роликовых подшипников для железнодорожных вагонов с использованием 3D-печати и добились впечатляющих результатов. Несмотря на ожидания, что напечатанные ролики будут уступать по характеристикам традиционным, они показали такую же высокую прочность и износостойкость. Это открывает новые возможности для повышения безопасности и надежности железнодорожного транспорта.
Команда под руководством профессора Джозефа Тернера использовала металлические порошки и аддитивные технологии для создания роликов из высокоуглеродистой стали 8620HC. Напечатанные детали успешно выдержали стандартные испытания на усталостную прочность, имитирующие нагрузки до 286 000 фунтов на вагон на дистанции 250 000 миль.
Хотя 3D-печать пока обходится дороже традиционных методов производства, она может найти применение в чрезвычайных ситуациях, когда срочно требуется замена детали. В будущем исследователи планируют изучить возможность нанесения износостойких покрытий из дорогих сталей на более дешевые подложки, чтобы удешевить и улучшить подшипники.
По мере удешевления материалов и оборудования для 3D-печати этот метод может найти широкое применение во многих отраслях промышленности. Инновационный подход обещает сделать железнодорожный транспорт еще более безопасным и надежным.
Источник:
DOI: 10.1520/STP164920220115
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Прорыв в области растяжимых дисплеев: квантовые точки открывают новые горизонты
Южнокорейские ученые совершили прорыв в области растяжимых дисплеев, разработав первый в мире светодиод на квантовых точках (QLED), способный растягиваться без потери функциональности. Это открытие открывает новые горизонты для создания носимой электроники и адаптивных интерфейсных технологий.
Традиционные дисплеи, ограниченные жесткими и негибкими компонентами, долгое время не могли выйти за рамки гибких экранов. Однако команда ученых под руководством профессора Ким Дэ Хёна из Центра исследований наночастиц Института фундаментальных наук (Южная Корея) разработала новый подход к созданию растяжимых дисплеев.
В отличие от OLED-дисплеев, которые часто страдают от ограниченной яркости и проблем с чистотой цвета, QLED-дисплеи обеспечивают превосходную цветопередачу, яркость и долговечность. Однако квантовые точки (QD), используемые в QLED, сами по себе не обладают растяжимостью.
Исследователи из IBS решили эту проблему, добавив в композит третий материал - полимер p-типа TFB, который улучшает как растяжимость устройства, так и эффективность инжекции дырок. Это привело к созданию уникальной внутренней структуры с фазовым разделением, где "острова", богатые TFB, образуются у основания, а квантовые точки, встроенные в матрицу SEBS-g-MA, лежат поверх этих островов.
В результате ученым удалось создать QLED с высокой яркостью (15 170 кд/м2) и низким пороговым напряжением (3,2 В), который не повреждается даже при значительном растяжении. Например, если из этого устройства сделать 20-дюймовый QLED-телевизор, качество изображения останется неизменным даже при растяжении до 30 дюймов.
Это исследование не только демонстрирует превосходную производительность квантовых точек в растяжимых дисплеях, но и задает новое направление для дальнейшего повышения производительности устройств. Будущие исследования будут сосредоточены на оптимизации эффективности инжекции носителей заряда и растяжимости всех слоев устройства. Это открытие закладывает прочную основу для следующего поколения технологии QLED, обещая будущее, в котором дисплейные технологии будут не просто гибкими, а по-настоящему растяжимыми, открывая новые возможности для носимой электроники и не только.
Источник:
DOI: 10.1038/s41928-024-01152-w
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Южнокорейские ученые совершили прорыв в области растяжимых дисплеев, разработав первый в мире светодиод на квантовых точках (QLED), способный растягиваться без потери функциональности. Это открытие открывает новые горизонты для создания носимой электроники и адаптивных интерфейсных технологий.
Традиционные дисплеи, ограниченные жесткими и негибкими компонентами, долгое время не могли выйти за рамки гибких экранов. Однако команда ученых под руководством профессора Ким Дэ Хёна из Центра исследований наночастиц Института фундаментальных наук (Южная Корея) разработала новый подход к созданию растяжимых дисплеев.
В отличие от OLED-дисплеев, которые часто страдают от ограниченной яркости и проблем с чистотой цвета, QLED-дисплеи обеспечивают превосходную цветопередачу, яркость и долговечность. Однако квантовые точки (QD), используемые в QLED, сами по себе не обладают растяжимостью.
Исследователи из IBS решили эту проблему, добавив в композит третий материал - полимер p-типа TFB, который улучшает как растяжимость устройства, так и эффективность инжекции дырок. Это привело к созданию уникальной внутренней структуры с фазовым разделением, где "острова", богатые TFB, образуются у основания, а квантовые точки, встроенные в матрицу SEBS-g-MA, лежат поверх этих островов.
В результате ученым удалось создать QLED с высокой яркостью (15 170 кд/м2) и низким пороговым напряжением (3,2 В), который не повреждается даже при значительном растяжении. Например, если из этого устройства сделать 20-дюймовый QLED-телевизор, качество изображения останется неизменным даже при растяжении до 30 дюймов.
Это исследование не только демонстрирует превосходную производительность квантовых точек в растяжимых дисплеях, но и задает новое направление для дальнейшего повышения производительности устройств. Будущие исследования будут сосредоточены на оптимизации эффективности инжекции носителей заряда и растяжимости всех слоев устройства. Это открытие закладывает прочную основу для следующего поколения технологии QLED, обещая будущее, в котором дисплейные технологии будут не просто гибкими, а по-настоящему растяжимыми, открывая новые возможности для носимой электроники и не только.
Источник:
DOI: 10.1038/s41928-024-01152-w
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍3
Новый гибкий датчик давления выдерживает экстремальные нагрузки
Представьте себе гибкий сенсор, способный измерять и выдержать давление, в десятки раз превышающее атмосферное. Именно такой прорыв совершили ученые, создав инновационный датчик на основе микрощелей и композита из углеродных нанотрубок. Новая технология открывает широчайшие перспективы для робототехники, медицины и автомобильной индустрии. Как устроен этот суперсенсор и что он умеет? Давайте разбираться!
В последние годы гибкие сенсоры давления совершили настоящий квантовый скачок. Ученые научились имитировать чувствительность человеческой кожи, используя разнообразные микроструктуры - пирамидальные, куполообразные, складчатые. Эти инновации находят применение в интерактивных технологиях, медицинском мониторинге и робототехнике. Но у большинства современных датчиков есть общая проблема - сложность изготовления.
Новое исследование, опубликованное в журнале Microsystems & Nanoengineering, предлагает элегантное решение. Ученые создали гибкий сенсор давления, способный выдерживать колоссальные нагрузки - до 400 кПа в ходе экспериментов, а теоретически и до 2.477 МПа! Секрет этой сверхпрочности - в периодических микрощелях, встроенных в композитную пленку из углеродных нанотрубок и полидиметилсилоксана (PDMS).
"Эта инновационная стратегия не только упрощает процесс производства сенсора, но и значительно расширяет область его применения - от медицинского мониторинга до измерения сверхвысоких давлений, например, при контроле нагрузки на автомобиль", - поясняет ведущий исследователь.
Микрощели позволяют сенсору существенно деформироваться под высоким давлением, расширяя диапазон его работы. При этом удается избежать сложностей традиционных процессов формовки и извлечения из формы. А оптимальное соотношение углеродных нанотрубок и PDMS обеспечивает множественные точки контакта внутри чувствительной пленки и между периодическими ячейками при нагрузке.
Все эти особенности значительно повышают эффективность сенсора. В сочетании с высокой чувствительностью это открывает широчайшие возможности для применения - от определения направления ветра до контроля жизненно важных показателей и даже детектирования нагрузки на транспортные средства.
Представьте: миниатюрные датчики, незаметно встроенные в одежду или наклеенные на кожу, непрерывно отслеживают артериальное давление и работу сердца, заблаговременно предупреждая о малейших отклонениях. Или сенсоры, вмонтированные в кузов и шасси автомобиля, постоянно контролирующие нагрузку на отдельные узлы. Фантастика? Нет, уже почти реальность!
Новый сверхпрочный сенсор давления - это настоящий прорыв на стыке материаловедения, нанотехнологий и инженерной мысли. Он демонстрирует, как оригинальные решения вроде микрощелевой структуры могут расширить границы возможного, открывая новые горизонты в самых разных сферах - от робототехники до персонализированной медицины.
Пожалуй, самое захватывающее - это перспективы новых неинвазивных методов мониторинга здоровья, которые открывает данная разработка. Сенсоры, незаметно отслеживающие малейшие изменения артериального давления или работы сердца, могут позволить выявлять заболевания на ранних стадиях, когда их легче всего вылечить.
И это только один из множества потенциальных сценариев применения нового сенсора. Так что, как знать - может быть, в скором будущем эти крошечные и сверхчувствительные датчики станут такой же неотъемлемой частью нашей жизни, как смартфоны или фитнес-трекеры? Поживем - увидим!
Источник:
DOI: 10.1038/s41378-023-00639-4
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Представьте себе гибкий сенсор, способный измерять и выдержать давление, в десятки раз превышающее атмосферное. Именно такой прорыв совершили ученые, создав инновационный датчик на основе микрощелей и композита из углеродных нанотрубок. Новая технология открывает широчайшие перспективы для робототехники, медицины и автомобильной индустрии. Как устроен этот суперсенсор и что он умеет? Давайте разбираться!
В последние годы гибкие сенсоры давления совершили настоящий квантовый скачок. Ученые научились имитировать чувствительность человеческой кожи, используя разнообразные микроструктуры - пирамидальные, куполообразные, складчатые. Эти инновации находят применение в интерактивных технологиях, медицинском мониторинге и робототехнике. Но у большинства современных датчиков есть общая проблема - сложность изготовления.
Новое исследование, опубликованное в журнале Microsystems & Nanoengineering, предлагает элегантное решение. Ученые создали гибкий сенсор давления, способный выдерживать колоссальные нагрузки - до 400 кПа в ходе экспериментов, а теоретически и до 2.477 МПа! Секрет этой сверхпрочности - в периодических микрощелях, встроенных в композитную пленку из углеродных нанотрубок и полидиметилсилоксана (PDMS).
"Эта инновационная стратегия не только упрощает процесс производства сенсора, но и значительно расширяет область его применения - от медицинского мониторинга до измерения сверхвысоких давлений, например, при контроле нагрузки на автомобиль", - поясняет ведущий исследователь.
Микрощели позволяют сенсору существенно деформироваться под высоким давлением, расширяя диапазон его работы. При этом удается избежать сложностей традиционных процессов формовки и извлечения из формы. А оптимальное соотношение углеродных нанотрубок и PDMS обеспечивает множественные точки контакта внутри чувствительной пленки и между периодическими ячейками при нагрузке.
Все эти особенности значительно повышают эффективность сенсора. В сочетании с высокой чувствительностью это открывает широчайшие возможности для применения - от определения направления ветра до контроля жизненно важных показателей и даже детектирования нагрузки на транспортные средства.
Представьте: миниатюрные датчики, незаметно встроенные в одежду или наклеенные на кожу, непрерывно отслеживают артериальное давление и работу сердца, заблаговременно предупреждая о малейших отклонениях. Или сенсоры, вмонтированные в кузов и шасси автомобиля, постоянно контролирующие нагрузку на отдельные узлы. Фантастика? Нет, уже почти реальность!
Новый сверхпрочный сенсор давления - это настоящий прорыв на стыке материаловедения, нанотехнологий и инженерной мысли. Он демонстрирует, как оригинальные решения вроде микрощелевой структуры могут расширить границы возможного, открывая новые горизонты в самых разных сферах - от робототехники до персонализированной медицины.
Пожалуй, самое захватывающее - это перспективы новых неинвазивных методов мониторинга здоровья, которые открывает данная разработка. Сенсоры, незаметно отслеживающие малейшие изменения артериального давления или работы сердца, могут позволить выявлять заболевания на ранних стадиях, когда их легче всего вылечить.
И это только один из множества потенциальных сценариев применения нового сенсора. Так что, как знать - может быть, в скором будущем эти крошечные и сверхчувствительные датчики станут такой же неотъемлемой частью нашей жизни, как смартфоны или фитнес-трекеры? Поживем - увидим!
Источник:
DOI: 10.1038/s41378-023-00639-4
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2👏1
Китайские инженеры создали фотонный чиплет для ИИ
Представьте себе компьютер, мыслящий со скоростью света - в буквальном смысле. Именно такую задачу поставили перед собой инженеры из Китая, создав революционный фотонный чиплет Taichi. Эта крошечная интегральная схема использует свет вместо электричества и способна масштабироваться до невероятных размеров. Может ли она стать ключом к созданию искусственного суперинтеллекта, сравнимого с человеческим разумом? Давайте разбираться!
В последние годы программные приложения на основе искусственного интеллекта (ИИ) стали мейнстримом. Но пока софт развивается семимильными шагами, инженеры ищут способы создать "железо", оптимизированное под ИИ-задачи. Одни разрабатывают чипы для более эффективной поддержки ИИ-софта, другие - аппаратуру, способную вести ИИ-вычисления напрямую.
Команда инженеров из Университета Цинхуа и Пекинского национального исследовательского центра решила пойти по второму пути. Их цель - найти способы ускорить и повысить эффективность ИИ-вычислений. И, кажется, им это удалось!
Ученые создали Taichi - первый в своем роде чиплет на основе фотоники. Это интегральная схема, выполняющая определенный набор функций и предназначенная для работы в связке с другими чиплетами. Но главная "фишка" Taichi - он использует для вычислений свет, а не электричество.
Конечная цель исследователей - создать модель Artificial General Intelligence (AGI), то есть искусственный интеллект, по возможностям сравнимый с человеческим. Теоретически такая система должна объединять множество специализированных чиплетов вроде Taichi в единую нейросеть.
Главный барьер на пути к AGI - колоссальные требования к вычислительной мощности. Сейчас основа таких систем - графические процессоры, но для достижения человекоуровневого ИИ нужны принципиально новые решения. Китайские инженеры считают, что ответ - в использовании света вместо электричества. Такой компьютер потреблял бы гораздо меньше энергии и выполнял вычисления на порядок быстрее.
Сам по себе оптический чиплет - не новость. Инновация Taichi - в его масштабируемости: этих крошек можно объединить в одной системе очень много, и на их базе построить полноценный AGI.
Испытания показали впечатляющий результат: Taichi способен эмулировать нейросеть из 13,96 млн нейронов. Для сравнения - лучший из альтернативных чиплетов пока "дотянул" только до 1,47 млн.
Чиплет Taichi - это большой шаг на пути к оптическим компьютерам и искусственному интеллекту нового поколения. Конечно, до полноценного AGI еще далеко, но важность этой разработки сложно переоценить.
Оптические вычисления сулят невероятный рост производительности и энергоэффективности. А легкая масштабируемость открывает путь к созданию по-настоящему больших нейросетей, сравнимых по сложности с человеческим мозгом.
Если разработчикам Taichi удастся довести свое детище до ума и преодолеть все технические сложности, мы можем стать свидетелями рождения искусственного интеллекта, который не уступает человеческому. Со всеми вытекающими последствиями - от научных прорывов до этических дилемм.
А пока давайте порадуемся успехам коллег из Китая и будем следить за развитием этой увлекательной истории. Кто знает, может когда-нибудь наш компьютер будет думать со скоростью света - и это будет вовсе не метафора!
Источник:
DOI: 10.1126/science.adl1203
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Представьте себе компьютер, мыслящий со скоростью света - в буквальном смысле. Именно такую задачу поставили перед собой инженеры из Китая, создав революционный фотонный чиплет Taichi. Эта крошечная интегральная схема использует свет вместо электричества и способна масштабироваться до невероятных размеров. Может ли она стать ключом к созданию искусственного суперинтеллекта, сравнимого с человеческим разумом? Давайте разбираться!
В последние годы программные приложения на основе искусственного интеллекта (ИИ) стали мейнстримом. Но пока софт развивается семимильными шагами, инженеры ищут способы создать "железо", оптимизированное под ИИ-задачи. Одни разрабатывают чипы для более эффективной поддержки ИИ-софта, другие - аппаратуру, способную вести ИИ-вычисления напрямую.
Команда инженеров из Университета Цинхуа и Пекинского национального исследовательского центра решила пойти по второму пути. Их цель - найти способы ускорить и повысить эффективность ИИ-вычислений. И, кажется, им это удалось!
Ученые создали Taichi - первый в своем роде чиплет на основе фотоники. Это интегральная схема, выполняющая определенный набор функций и предназначенная для работы в связке с другими чиплетами. Но главная "фишка" Taichi - он использует для вычислений свет, а не электричество.
Конечная цель исследователей - создать модель Artificial General Intelligence (AGI), то есть искусственный интеллект, по возможностям сравнимый с человеческим. Теоретически такая система должна объединять множество специализированных чиплетов вроде Taichi в единую нейросеть.
Главный барьер на пути к AGI - колоссальные требования к вычислительной мощности. Сейчас основа таких систем - графические процессоры, но для достижения человекоуровневого ИИ нужны принципиально новые решения. Китайские инженеры считают, что ответ - в использовании света вместо электричества. Такой компьютер потреблял бы гораздо меньше энергии и выполнял вычисления на порядок быстрее.
Сам по себе оптический чиплет - не новость. Инновация Taichi - в его масштабируемости: этих крошек можно объединить в одной системе очень много, и на их базе построить полноценный AGI.
Испытания показали впечатляющий результат: Taichi способен эмулировать нейросеть из 13,96 млн нейронов. Для сравнения - лучший из альтернативных чиплетов пока "дотянул" только до 1,47 млн.
Чиплет Taichi - это большой шаг на пути к оптическим компьютерам и искусственному интеллекту нового поколения. Конечно, до полноценного AGI еще далеко, но важность этой разработки сложно переоценить.
Оптические вычисления сулят невероятный рост производительности и энергоэффективности. А легкая масштабируемость открывает путь к созданию по-настоящему больших нейросетей, сравнимых по сложности с человеческим мозгом.
Если разработчикам Taichi удастся довести свое детище до ума и преодолеть все технические сложности, мы можем стать свидетелями рождения искусственного интеллекта, который не уступает человеческому. Со всеми вытекающими последствиями - от научных прорывов до этических дилемм.
А пока давайте порадуемся успехам коллег из Китая и будем следить за развитием этой увлекательной истории. Кто знает, может когда-нибудь наш компьютер будет думать со скоростью света - и это будет вовсе не метафора!
Источник:
DOI: 10.1126/science.adl1203
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍1🔥1