Оказывается, у NASA есть публичная база с разбором проблем и сделанных выводов. Материалы в ней касаются науки, инженерии, производства, управления проектами и поставками.

Я посмотрел несколько отчетов с разбором отдельных инцидентов. Советы из них требуют осмысления, но они явно применимы не только в проектировании космических систем. Например, ознакомьтесь с MSL Actuator Design Process Escape. А еще наглядно видно, какие разные мелочи создают риски провала космических миссий. Нам нужно больше примеров подобной открытости.

Вот уже несколько дней, как я каждую ночь наблюдаю странное незнакомое звездное небо Сахары и стараюсь увидеть его глазами арабского купца, японского самурая или мореплавателя маори.

Figures in the sky - сайт, где показаны способы, которыми разные цивилизации в истории человечества наносили на карту звезды.

Этот проект Нади Бремер лучше изучать на большом экране, как и программу-планетарий stellarium, откуда взяты эти звездные карты. Но у нее есть мобильная версия с режимом дополненной реальности (Android iOS). Так что, когда окажетесь вдали от городских огней, не забудьте взглянуть на ночное небо с новой точки зрения.

​​Секрет стойкости татуировок

Уже как минимум 5 тысяч лет, как люди делают татуировки. Этци не даст соврать — рисунки на его коже сохранились до наших дней. Но до 2018 года никто толком не знал, почему чернила остаются в дерме на всю жизнь, хотя наша кожа непрерывно обновляется. Некоторое время считалось, что чернила впитываются долгоживущими клетками кожи или фибробластами, но все куда интереснее.

Чернильные пигменты накапливаются в макрофагах, иммунных клетках, которые вообще-то захватывают и перерабатывают патогены и всякий "мусор".

В процессе нанесения рисунка на коже образуются ранки, которые привлекают макрофагов. Они «съедают» чернила, которые там находят. Однако пигменты для татуировок состоят из неорганических солей металлов, которые не перевариваются макрофагами, поэтому чернила остаются внутри этих клеток. При этом когда макрофаги умирают, чернильные пигменты высвобождаются, но их тут же поглощает новое поколение макрофагов. Получается, что иммунная система невольно поддерживает стойкость татуировок в результате замкнутого цикла захвата-высвобождения-повторного захвата пигментов.

Эта модель объясняет, почему тату теряют резкость со временем — пигменты дрейфуют через последовательные циклы съедения макрофагами. Также становится ясно, почему татуировки сложно удалить. Как только лазер разрывает клетки и частично дробит сами пигменты, многие фрагменты снова захватывают макрофаги, не дожидаясь, пока они покинут организм вместе с эпидермисом в течение нескольких недель. Поэтому требуется несколько сеансов, чтобы татуировка исчезла.

Мое внимание на это исследование обратила иммунолог Николь Кэмпбелл. Она считает, что если найти способ задержать или подавить обратный захват пигмента макрофагами, то можно повысить эффективность удаления татуировок. Но это дело будущего, а пока она сама набила тату.

​​До наших дней там сохранился исторический центр и кольцевая крепостная стена, выстроенные из местного камня. Камень считался вулканической породой, а 25 км впадина, где расположен город - единственным напоминанием о давно потухшем вулкане. Но в 1961 году геолог Юджин Шумейкер, с матерью и женой Кэролин приехали туда на отдых.
Во время прогулки Юджин, которому всегда все было любопытно, поцарапал стену городской церкви святого Георгия, чтобы посмотреть, из чего она сделана. Он нашел коэсит, минерал, который уже видел годом ранее в 1200-метровом метеоритном кратере в Аризоне, недалеко от дома. Так стало ясно, что впадина, где в конце концов поселились люди, образовалась 15 миллионов лет назад при падении километрового метеорита.

Понадобится еще несколько десятков лет, прежде чем ученые проанализируют камень, из которого построено почти все старинное в городе, - суевит - и найдут в его составе алмазы. Микроскопические - до 200-300 микрометров в поперечнике, зато в огромных количествах. В стенах одной только городской церкви - около 5 тыс. каратов. Все они образовались из графита из-за колоссальной температуры и сверхвысокого давления в момент падения того самого метеорита. Поняв эти процессы, мы научились делать синтетические алмазы.

Что до жителей Нёрдлингена, то микроскопические драгоценности не принесли им денег. Даже наоборот, - доставляют неприятности. Мне не удалось найти исследований, но местные жалуются, что сложная техника в пределах кратера изнашивается заметно быстрее. Немудрено, мелкие алмазы - отличный абразив. Исторические здания, в стенах которых их нашли - другое дело. Благодаря им Нёрдлинген стал кандидатом на включение в число объектов всемирного культурного наследия ЮНЕСКО и крутым туристическим центром.

Хотите потрогать виртуальную реальность?

Видел десятки разных перчаток виртуальной реальности, а некоторые и трогал. Ни одна модель не пошла в серию, а создатели Oculus Quest и вовсе сделали ход конем и реализовали трекинг рук при помощи камер. Казалось, такие контроллеры устарели, но исследователи из Future Interfaces Group показывают перчатки с тактильной обратной связью и разрешением 20 тактильных пикселей на квадратный сантиметр.

Это интересно потому, что с помощью прикосновений легко создать стойкое ощущение перемещения сознания в другое тело. Иллюзия, которую уже используют при лечении фантомных болей в ампутированных конечностях и для психотерапии в будущем поможет нам переместиться в металлическую шкуру роботов-аватаров.

Маленький, но дерзкий стартап собрал фотокамеру, которая раздевает снятых на нее людей. Сбываются фантазии советских мальчишек! Смотрите ролик без регистрации и смс.

NUCA - напечатанный на 3D-принтере корпус, 37 мм широкоугольный объектив и нейросети, которые сперва анализируют снимок по 45 идентификаторам: пол, возраст, этническая принадлежность, выражение лица, прическа, очки, форма тела и т. д. Затем создают базовое изображение обнаженного тела путем формулирования подсказки для Stable Diffusion и на последнем этапе индивидуализируют изображение с учетом лица и позы реального человека.

Что думаете?

Есть над чем поразмыслить, ведь NUCA - замаскированный под стартап арт-проект Матиаса Вефа и Бенедикта Гросса, цель которого - критика текущей траектории развития генеративных нейросетей. А заодно, десятков сервисов для раздевания фотографий, которые расплодились за последний год и в моменте порождают, мягко говоря, неприятные истории. Еще один маленький штрих к картине неминуемого будущего, где защитникам общественной морали и традиционных ценностей придется очень непросто. O tempora, o mores!

Вот только афоризму Цицерона 2086 лет. С тех пор многое пережили и к этому тоже привыкнем. Куда интереснее смотреть на NUCA, как на метафору цифровой прозрачности, которую обеспечивает обработка больших данных и нейросети: от определения политических предпочтений по фотографии до чтения мыслей при помощи МРТ. Вот здесь становится неуютно.

Интересно, слышали ли Веф и Гросс городскую легенду про красную пленку? И о том, что она могла родиться из взрослых представлений о способностях государства вторгаться в личное пространство?

Этот отрывок из старой британской экранизации "Автостопом по галактике" рассказывает о вавилонской рыбке - симбионте, с помощью которого главные герои понимают любой язык, как родной.

Видео переведено и озвучено нейросетью меньше чем за минуту. Не идеально, зато по одному клику в браузере. Засовывать в ухо фантастическую тварину не нужно.

Это заслуга Яндекс, но устанавливать фирменный браузер тоже не обязательно. Умельцы выдрали нужный скрипт из программы и выложили на github в виде аддона для Tampermonkey. 10 минут, потраченных на установку по инструкции, и перевод роликов запустится хоть в chrome, хоть в firefox, хоть в safari. Скрипт работает на YouTube, Twitch, Coursera, TikTok, PornHub и так далее.

И это лишь первая ласточка.

Следом по сети прокатилась волна мемов, переозвученных при помощи HeyGen, а затем Meta, которая признана в РФ экстремистской и запрещена (обязательная пометка, больше говорящая о законодателе, чем о компании) опубликовала SeamlessM4T - набор мультимодальных моделей машинного обучения для перевода с поддержкой сотни языков.

Seamless умеет переводить:

- речь на одном языке в текст на другом;
- текст на одном языке в речь на другом;
- текст на одном языке в текст на другом;
- И синхронно переводить из аудио на одном языке в аудио на другом с двухсекундной задержкой.

Пока что это релиз для питонистов, но человеческие сервисы на базе нового поколения нейропереводчиков не за горами. Интрига лишь том, кто быстрее внедрит их в продукты. Так, на днях Samsung пообещал встроенный перевод звонков в будущих поколениях смартфонов.

Языковые барьеры падут. Причем быстрее, кто-либо мог предположить еще два года назад.

​​Может быть, у нас уже есть сбежавшие ИИ

В Задаче трех тел Лю Цысиня описан компьютер, состоящий из миллионов живых существ. Они выстроены в строгом порядке фоннеймановской архитектуры на необъятной площади и по командам поднимают флажки, выполняя роль логических элементов. Вроде бы фантастическая идея, но я сразу вспомнил о ней, открыв книгу: "Передача: как мы отдали контроль над нашими жизнями корпорациям, государствам и ИИ". Ее автор - Дэвид Ренсимен - английский академик и преподаватель в Кембриджском университете утверждает, что "изобретение государств и корпораций может чему-то научить нас об ИИ и наоборот" (рекомендую рецензию The New Yorker).

В основе его рассуждений идея о том, что достаточно сложные социальные структуры, например, государства и большие компании приобретают долю агентности, фактически действуют сами по себе. Вы можете единожды задать такой системе некую цель, например, выпуск продукции, но не можете до конца предсказать, как именно она в итоге будет выполнена, и к каким побочным эффектам это приведет. Поведение корпораций напоминает искусственный интеллект в представлении обеспокоенных ученых, только вместо графических процессоров, обработку данных здесь выполняют отдельные люди. Впрочем, они не могут повлиять на работу системы в целом и часто даже не знают, какие цели она преследует.

Возможно, бостромовский ИИ-максимизатор скрепок, перерабатывающий планету на канцелярию, уже существует. Только он, например, заваливает все вокруг пластиковым мусором в погоне за прибылью.

"Давайте не будем обманывать себя, что эпоха ИИ с проблемой черного ящика и алгоритмами, результаты работы которых загадкой для их создателей, представляет собой уникальную проблему. Просто посмотрите на свою жизнь. Вы полностью понимаете, откуда берутся групповые решения и как формируют то, кем вы являетесь?", - пишет Ренсимен. "Тот факт, что группы состоят из людей, не делает их более простыми для понимания, чем другие виды машин. Черные ящики уже повсюду вокруг нас. В каком-то смысле, они и есть мы".

Никак не пойму, обнадеживающая это мысль или нет.

#футурология

Скоро покажу и расскажу, как я проектировал и печатал на 3D-принтере головоломку собственной конструкции. Осталось только заснять на фото, а пока воспользуюсь поводом, чтобы показать всевозможные DIY-проекты.
Начнем с Lego.

Возможно вы слышали, что каждый может опубликовать свою работу, и, возможно, компания сделает из нее новый набор конструктора (мой личный фаворит — печатная машинка).

При этом выбор во многом зависит от производственных соображений. То, как компания выбирает наборы для производства, может многому научить. The Verge рассказывает об этом на примере Lego-версии камеры Polaroid. В Lego разработали методику учета деталей и систему для анализа компромиссов, связанных с новыми наборами и деталями:

"И эти команды придумали одну простую идею, чтобы остановить волну сложности: frames. Хотите деталь в другом цвете? Это стоит дизайнерам один фрейм. Новая деталь? Потратьте несколько фреймов. Верните старую, вышедшую из печати деталь? Это тоже фрейм".

Каждый год ведущие дизайнеры получают ограниченное число этих баллов, которые можно потратить на заказ деталей, которых сейчас нет в производстве. Так Lego ограничивает количество новых деталей, которые дизайнеры могут создавать ежегодно.

Только не думайте, что все наборы создаются вручную. Конечно, их неоднократно собирают (серьезно, загляните в статью), но, вообще-то, этот конструктор настолько крут, что для него разработали специализированный CAD - mecabricks.

С его помощью можно создавать вещи, выходящие за рамки детских игр. Из Lego собирают программируемые станки — вот, например, трех осевая установка для резки пенопласта. Но самое впечатляющее — дешевое лабораторное оборудование: микроскоп с открытым исходным кодом, робот-дозатор для работы с пипеткой, градиентный смеситель и даже клеточный принтер.

P.S. Бонусные ссылки в комментариях.

Мое главное музыкально-инженерное открытие прошлого года - шведская группа Wintergatan. Ее основатель Мартин Молин - композитор, продюсер, а еще изобретатель и инженер-самоучка.

С 2016 года он совершенствует Marble Machine - устройство для извлечения музыки при помощи падающих металлических шариков. В этом видео Мартин играет на первой версии своего музыкального инструмента. Настоящий человек эпохи Возрождения.

В основе Marble Machine большой барабан со штифтами, как в музыкальной шкатулке. Штифты активируют рычаги, которые сбрасывают шарикоподшипники на различные устройства, производящие звук. Мелодия воспроизводится вибрафоном. В конце пути шарики снова подаются в бункер ковшовым конвейером. В этом устройстве 3 тыс. деталей, не считая 2 тыс. шарикоподшипников.

Конечно, этакая музыкальная машина Голдберга регулярно ломается, но Мартин не оставляет надежд сделать ее достаточно простой и надежной, чтобы ездить на гастроли. На YouTube-канале он проектирует уже третью версию. Например, в видео, на которое обратили внимание авторы Hacakday, вы можете узнать, как разработать сверхточный механизм сброса шариков.

​​Есть еще как минимум один швед, который изготавливает странные музыкальные штуки - Лав Хультен (Love Hultén). В числе его работ много безумного и эстетичного. К последней категории относится линейка синтезаторов, где в такт музыке в колбе плещется черная клякса ферромагнитной жидкости — ferrofluid. Такой артефакт можно сварганить у себя на кухне, пускай это задачка не для слабых духом.

Энтузиасты используют такие растворы для визуализации звука, но с ними делают куда больше. Знаю как минимум о трех проектах ферромагнитных часов: Ferrolic, Rhei и Fetch — их создатели нашли способ контролировать магнитное поле так, чтобы чувствительная к нему жижа плавно меняла форму и складывалась в цифры (а в последнем случае еще и в буквы). Жаль, прототипы не пошли в серию. В них есть что-то символичное, ведь та же технология помогает заглянуть в прошлое нашей галактики.

Ferrofluid примеряют в качестве полировальной жидкости при сверхточной обработке линз и зеркал оптических приборов. Магнитные поля позволяют тонко менять свойства жидкости, например, плотность и вязкость в процессе обработки детали и полировать заготовки произвольной формы. А в перспективе ферромагнитная жидкость может потеснить традиционную астрономическую оптику, став основой для нового поколения жидких зеркал.

В 1850 году Эрнесто Капоцци (Ernesto Capocci) предложил вращать жидкую ртуть для фокусировки света. С тех пор было построено несколько телескопов, в основе которых чаша с ртутью, и эксперименты продолжаются. У этого решения есть недостаток (помимо токсичности) — любые вибрации нарушают зеркальную поверхность. Но, если использовать в качестве опоры для отражающей ртутной пленки ферромагнитную жидкость, поверхность будет формироваться уже не вращением, а магнитным полем. Это открывает возможность установки таких зеркал на космических аппаратах и перспективы развития адаптивной оптики, где форма зеркала определяется магнитным полем.

Звучит сложно, но только на стадии разработки, а на практике такие зеркала, вероятно, будут проще в производстве и рентабельнее, чем обычные. Крупные зеркальные телескопы астрономически дороги — 6-метровое зеркало стоит примерно 10 миллионов долларов, а зеркала James Webb — миллиарды. Так что ferrofluid это не только красиво, но еще и перспективно.

На фото 6-метровое ртутное зеркало большого зенитного телескопа, которое стоило около 1 миллиона долларов.

Раньше мы боялись и не понимали природу, которая нас окружает, а сегодня не знаем, как работают технологии, поддерживающие нашу жизнь. Я сходил в гости к Александру Головину в подкаст КритМышь, чтобы поговорить о том, стоит ли нам беспокоиться на этот счет.

https://podcast.ru/e/4-zri3B8iHO

Подробнее о некоторых темах, которые мы затронули, можно почитать по ссылкам:
The Science of Cycology, Rebecca Lawson — или почему так сложно нарисовать велосипед.
Тот самый трюк с телепатией в исполнении Артема Тихевича на шоу Феномен.
The story of the fake bomb detectors — статья про аферу с ADE-651.
How NASA brought the monstrous F-1 “moon rocket” engine back to life — про реверс-инжиниринг ракетных двигателей и что из него получилось (фотографии сварных швов и форсунок просто прекрасны).
London hospital cuts waiting lists with innovative system — свежая заметка про хирургические операции по модели пит-стоп.