Считается, что роботы-хирурги — технология будущего, но они принципиально не менялись вот уже 20 лет. Некоторые врачи считают роботов-хирургов ненужной тратой денег, в то время как другие — в восторге от открывающихся возможностей.

Большинство же даже не представляет, откуда взялись, как устроены и зачем нужны эти системы. Так что, давайте разбираться. Из этой статьи вы узнаете:

- Как вояки из DARPA для разнообразия решили придумать что-то гуманное, профукали все полимеры, но все равно принесли пользу людям.

- Зачем вообще нужны роботы-хирурги (и почему они вовсе не роботы), какие инженерные хитрости используют в их конструкции.

- Почему так сложно сделать «рободока», как в фантастическом фильме, и почему на создание и внедрение мед-роботов уходят десятилетия.

- И наконец, какие технологии уже вот-вот сделают роботов-хирургов на порядок полезнее и эффективнее.

Синтез новейших технологий и многолетнего опыта часто порождает нечто интересное.

Взять одну из фишек японской столярной традиции — замысловатые соединения для которых не нужно ни гвоздей, ни клея. В Токийском университете разработали Tsugite — утилиту для 3D-моделирования таких деревянных "замков". Я немного поигрался и теперь думаю, как лучше применить ее в 3D-печати.

И раз уж зашла речь про Японию — другой занятный инструмент — Origami Simulator. Туда можно загрузить SVG-шаблон и посмотреть его полностью сложенным.
А еще мне нравится этот список ресурсов, связанных с научными и математическими аспектами оригами и разных складных конструкций.

Прошли первые испытания WMC250EV.
Сразу отвечу на вопрос о «космической» внешности: отверстие нужно, чтобы выжать дополнительную скорость за счет аэродинамического эффекта Вентури.
На записи с трека байк не показывает ничего сверхъестественного, но, по расчетам, финальная версия побьет мировой рекорд скорости в 402 км в час.

А теперь о настоящей космической технике:

Обзорная статья о камерах марсохода Perseverance с чертежами и анимированными схемами + сайт, где можно закодировать сообщение шифром с парашюта марсохода.

Компьютеры программы Аполлон использовали «веревочную память». Данные в нее приходилось буквально вплетать вручную, бит за битом. Это делали сотрудницы ткацких фабрик на протяжении 8 недель.

Материал о SuperBIT — телескопе, который планируется подвесить под стратостатом и поднять на 40 километров.
Предполагается, что так можно избавиться от атмосферных искажений и конкурировать с космическими телескопами за малую долю их стоимости. Хаббл оценивали в 400 млн долларов, SuperBIT — в 5 млн.

​​Критики космонавтики часто говорят, что деньги, которые уходят на изучение и освоение космоса, принесут больше пользы на Земле.

Занятно, что ту же самую риторику в прошлом веке использовали противники авиации. Например, разгромная статья из New York Times «Летающие машины, которые не летают» заканчивается словами «кажется, что усилия можно приложить с большей пользой».

Спустя 9 недель после ее публикации состоялся первый полет братьев Райт.

Фотографов по осени считают. Это традиционное время подведения итогов всевозможных профессиональных конкурсов.

Астрофотография — конкурс Royal Museums Greenwich
Дикая природа — конкурс Natural History Museum
Аэрофотосъемка — Drone Photo Awards
Микрофотография — Small World от Nikon

Осторожно, в галереях можно залипнуть. На фото выше мой фаворит — сенсорный нейрон крысы с последнего конкурса в списке. Он отлично смотрелся бы и среди астрофото.

Вы видите 3D-принтер, который печатает производственную линию прямо на своем столе. Как владелец подобной машинки, скажу, что обычно детали хуже держатся на своих местах. Отсутствие поддержек и потеков пластика тоже не придают реалистичности, и все же, это отличная демонстрация потенциала аддитивных технологий и виртуозная работа с G-кодом.
А пока станок нарезает бутерброды — пройдемся по ссылкам:

Вот уж не подумал бы, что посоветую вам потратить полчаса на изучение шрифтов. Точнее, типографики в фильме Чужой. Это пример того, как незначительные детали важны для создания антуража, и какую большую роль они могут сыграть в сюжете. И не важно, что большинство зрителей ее не заметит. Понравится — ищите продолжение на английском на typesetinthefuture.

Кроме того, советую великолепный блог с интерактивными статьями о физике, математике и инженерии. Например, о камерах и линзах и о морской архитектуре — такими должны быть современные учебники.

А на закуску — рассказ о шпионских играх производителей диоксида титана (его используют, чтобы делать вещи по-настоящему белыми) и Manifest — набор инструментов для визуализации и анализа цепочек поставок. Для людей, далеких от логистики, это прежде всего — шанс увидеть, какая чудовищно сложная кооперация необходима для производства высокотехнологичной продукции. Сравните реконструкции цепочек поставок для телефонов Western Electric конца 1920-х годов и Apple 2013-го. Сложность продолжает расти.

​​Чем проще материальная культура общества, тем меньше названий для разных цветов в его языке. По крайней мере в исторической перспективе. Первым намеки на эту корреляцию подметил канцлер британского казначейства, Уильям Гладстон в 1858 году в трехтомнике «Гомер и его время».

Великий поэт называл море «виноцветным» — omops — «выглядит, как вино». Винноцветными в Илиаде были и быки. Chlôros «зеленый» Гомер использовал для описания оливковых прутьев, лиц, бледных от страха, и, внезапно, мёда.

Поэтические вольности, скажете вы. А как насчет того, что в его трудах нет ни одного слова, которое могло значить «синий»? Да и в Ветхом Завете обнаруживается похожая путаница и недостача оттенков.

Гладстон предположил, что «орган цвета и цветовые представления были слабо развиты у греков героической эпохи» и способность различать оттенки появилась у людей позднее. Эта идея еще долго подпитывала гипотезу Сепира — Уорфа.

Антропологи сначала чуть не подтвердили догадки, а затем разбили идею Гладстона в пух и прах.

Нехватка слов повторялась в живых языках. Индейцы дакота-сиу обходились одним словом для синего и зеленого, коренное население Суматры использовало только четыре базовых слова для обозначения цвета: черный, белый, красный и желтый. Иные
племена и вовсе имели только три названия для цветов. Но, аборигены с легкостью проходили тесты на цветовую слепоту.

Бедность цветовой палитры оказалась культурным явлением. Скорее всего разгадка в том, что общество, не знающее разнообразных красителей, не нуждается в отдельных названиях для большинства цветов. Но со временем краски становятся доступнее, цвета приобретают культурный контекст, обретают важность, а с ней и отдельные названия.

Этот процесс достиг апогея с появлением полиграфии и компьютерной графики. Возникла потребность в палитрах типа sRGB, где оттенкам видимого спектра присвоены цифровые коды.

Похоже, аналогичный путь, пусть и медленнее, проходят названия вкусов. Сладкий, соленый, кислый, горький и умами, может быть терпкий и пряный, — преступно мало названий для того разнообразия ощущений, которое предлагает пища. Но дегустаторы уже рисуют палитры. Пускай отдельные оттенки в них все еще передаются через сравнения, с распространением пищевых 3D-принтеров или триумфом молекулярной кухни классификации вкусов наверняка обретут математическую строгость, присущую цветовым таблицам.

На фото вкусовая палитра, составленная Ассоциацией спешиэлти кофе (SCA).

​​Меня занимают футуристические технологии, которые были опробованы и забыты по тем или иным причинам. Одна из последних подобных моих находок — японские Skyscraper Factories — автоматизированные строительные заводы, предназначенные для быстрого возведения небоскребов.

Да, современная стройка — высокотехнологичное история, но в основном это все еще ручной труд.
Поэтому с трудом верится, что с конца 1970-х японские застройщики вкладывали огромные деньги в строительную робототехнику. К 1990-м годам в Японии было разработано более 100 различных типов однозадачных строительных роботов, образующих целый производственный комплекс.

В базовом варианте на строительной площадке сперва возводили четырехэтажный каркас будущего здания. Затем его накрывали коробкой цеха с автоматизированными подъемниками по периметру. Внутреннее пространство заполнялось конвейерами и машинерией.

Все строительные операции проходили внутри фабрики и одновременно на всех этажах. Пока на первом этаже красили стены и занимались отделкой, роботы на четвертом сваривали несущие балки каркаса. Точность размещения элементов проверялась при помощи лазеров, стройматериалы маркировали штрихкодами.

Как только первый этаж был готов, домкраты поднимали фабрику на этаж выше. И так раз за разом. Цех забирался все выше по каркасу здания, которое сам же и строил.

Можно насчитать порядка 60 случаев использования подобных фабрик. Застройщики отмечали многочисленные преимущества: сокращение трудозатрат, ускорение строительства, уменьшение количества строительного мусора и так далее. Но, несмотря на это, к 2000 году идею практически забросили.

Пишут, что причина в растянутом жизненном цикле такой фабрики. Трудно серьезно усовершенствовать производство, когда на проверку гипотезы в лучшем случае уходят месяцы, а до полноценной новой итерации эксперимента приходится ждать окончания строительства. Не говоря уже о том, что на кону миллионы долларов.

Думается, сыграли роль и ограничения, которые фабрики накладывали на выбор технологий строительства и проектов зданий. Как бы там ни было, это тот опыт, на который стоит обратить внимание создателям строительных 3D-принтеров.

Если хотите знать больше, рекомендую англоязычную статью в блоге Брайана Портера и это небольшое исследование.

Немного впечатляющей механики — установка винтового пресса SMS group на одном из китайских авиационных заводов.

Диаметр 1330 мм, вес 2900 т, ударное
усилие 365 МН и энергопотребление 27000 кДж. Компания-производитель пишет, что это самый большой винтовой пресс с муфтовым приводом в мире. Его уже около года используют для ковки лопаток турбин и конструктивных элементов самолетов.

​​Паучий шелк, кровь мечехвостов, CRISPR/Cas9. Дикая природа потрясающе красива, но если вам нужны более рациональные аргументы за сохранение биоразнообразия — вот некоторые из них:

- Паутина мгновенно застывает и образует нити прочнее стали и кевлара. Они — образец для новых строительных и медицинских материалов.
- Кровь мечехвостов — универсальный реактив для проверки стерильности медицинских препаратов, на котором держится современная фармацевтика.
- Иммунные механизмы бактерий дали науке CRISPR/Cas9 — инструментарий для редактирования геномов живых организмов и умопомрачительные перспективы для биотехнологий.

Когда-то мы мечтали летать, как птицы, а теперь учимся ткать, как пауки и резать ДНК, как бактерии. Так что, охрана природы — это еще и сохранение секретов, до которых нам не додуматься самостоятельно. Невозможно предугадать, какие живые существа вдохновят ученых в будущем, но я точно знаю, что это будет происходить снова и снова.

На фото мечехвосты в процессе сдачи крови. После животных отпускают, но никто толком не знает, как процедура сказывается на их здоровье. Как бы там ни было, их популяция стабильно сокращается.

На правах эксперимента включил комментарии к записям в канале. И пользуясь случаем поделюсь впечатлениями от его ведения. Пишу здесь с октября 2019 года и все это время будто вопреки. Складывается впечатление, что телеграм-каналы по своей сути демотивирующий формат. Что я имею в виду?

Внутри платформы нет механизмов рекомендаций, каталога или хотя бы поиска по тематикам. Соответственно — практически нет естественного роста числа читателей. Если ты не медийная личность, чтобы собрать аудиторию необходимо постоянно прикладывать целенаправленные усилия — покупать рекламу, договариваться о взаимном пиаре, участвовать в подборках распихивать ссылки по статьям в большом интернете. Это энергоемкий процесс. К тому же, многие из этих методов убивают интерес читателей.

В то же время, каждый неверный шаг означает потерю подписчиков. Иногда складывается впечатление, что чем больше публикуешь и экспериментируешь, тем меньше людей тебя читает. Если пост получается "удачным", никто не отписывается. В лучшем случае, кто-то делится им у себя в канале (спасибо вам, это по человечески радует), и в канал заглядывает пара внимательных читателей, которые смотрят на заголовки.

В то же время, если пост получается "неудачным" отписывается 5-10 человек. Это разбалансированная система, где негативное подкрепление сильнее положительного. Она отталкивает многих клевых людей, которые просто не знают, как привлечь аудиторию, демотивирует остальных и провоцирует появление скучных подборок каналов и неискренних авторских "рекомендаций".

По крайней мере, такое у меня впечатление. А что думаете вы? Знаю, у некоторых моих читателей есть свои каналы. Буду рад, если вы поделитесь наблюдениями.

Оказывается, есть на свете инженер, в резюме которого написано: "придумал беговую дорожку для крабов". Ее используют в Бристольском университете для исследования поведения, зрения и мозга этих членистоногих.

На записи не видно, но перед крабом ставят экран. Ему показывают всякое и следят за реакцией.

В 2019 году с помощью этой установки выяснили, что крабы-скрипачи воспринимают не только яркость света, но и отдельно различают его поляризацию. Можно сказать, что в ходе эволюции они обзавелись хорошими солнцезащитными очками.

Важную работу только что опубликовали Бонгард с Левиным, которых вы уже знаете как создателей ксеноботов, синтетических живых организмов. Напомню, ксеноботы удивляли тем, что это крошечные сфероиды, вручную собранные из стволовых клеток, все они несли в себе ДНК лягушки, но не развивались ни в лягушку, ни в головастика, а стабильно жили в форме сферы и плавали за счет сокращений клеток сердечной мышцы.

[Звучит и выглядит примитивно, но в реальности это концептуальный прорыв, открывающий путь к созданию живых машин. На еще более глубоком уровне это выход в огромное гипотетическое пространство машин «какими они могут быть». На эту тему еще весной Бонгард с Левиным выпустили статью, где копнули очень глубоко, а я затем постарался пересказать главную идею]

Теперь же создатели ксеноботов показали, что те могут самовоспроизводиться. Не делением или почкованием, как это делают организмы в природе, а путем сборки — что характерно для биомолекул, но никак для многоклеточных. В чашку Петри насыпают тысячи диссоциированных стволовых клеток и несколько ксеноботов: своим движением боты скапливают клетки в комки, те за пять дней развиваются в реснитчатые сфероиды и тоже начинают двигаться. То есть сами становятся ксеноботами.

Их переносят в другую чашку Петри с диссоциированными клетками, и новое поколение ксеноботов делает то же самое, собирая уже «внуков». Каждый раунд репликации занимает неделю. «Это клетки лягушки, которые размножаются совсем не так, как это делают лягушки. Ни одно животное или растение, известное науке, не воспроизводится таким образом» — Сэм Кригман, один из авторов.

Kinematic self-replication in reconfigurable organisms | PNAS, December 7, 2021

Ни прибавить, ни убавить. Разве что вот, хорошее видео: https://youtu.be/aBYtBXaxsOw

Зыбучие пески реальны, но кто бы мог подумать, что они становятся причиной кораблекрушений.

Песок перестает поддерживать лежащие на нем предметы, когда его насыщает газ или поднимающаяся влага. Однако, порой тот же эффект создают вибрации в трюмах на судах, перевозящих сыпучие грузы, например, руду. И проблема не в том, что капитан может спуститься в трюм и утонуть.

В таких случаях груз ведет себя, как неньютоновская жидкость, расплескивается и перемещается по трюму и смещает центр тяжести судна. Это явление заставляет корабли опасно крениться и даже тонуть.

В одной из сцен Гаттаки показан фортепианный концерт, который дает виртуоз с двенадцатью пальцами. В кино это результат генетической модификации. Впрочем, в реальности полидактилия у людей встречается не то чтобы очень редко.

Дополнительные пальцы не всегда оказываются полнофункциональными, но, если повезет, — дают заметные преимущества. С их помощью одной рукой можно выполнять движения, для которых обычно нужны обе конечности. Подробнее об этом на русском читайте на Хабре.

Не знаю, есть ли пианисты с полидактилией в реальности, но на днях Имперский колледж Лондона показал, как играют на клавишных музыканты с протезами, точнее, аугментациями. Я уже пару раз писал о дополнительных механических пальцах и том, что мозг на удивление быстро адаптируется к их появлению.

Во время нового исследования, шесть опытных пианистов и шесть начинающих музыкантов привыкли к дополнительной конечности всего за час практики.

Santry's blog