Новости из мира науки и технологий: невероятно мощный лазер, робопес-огнемет и камень-навигатор

Небольшой – с микроволновку – спутник стартовал на борту ракеты Electron новозеландской компании Rocket Lab и благополучно поднялся до солнечно-синхронной орбиты высотой около 1000 км. Вскоре ему предстоит вытянуть по бокам телескопические мачты из углеволокна, на которых раскроются полотна солнечного паруса общей площадью 80 кв. м.

Такая идея возникла еще сотню лет назад и несколько раз тестировалась в космосе, однако до сих пор не стала по-настоящему практичной. А ведь парус использует давление непрерывно летящих от Солнца фотонов и мог бы обеспечить полеты без какого-либо топлива, поэтому попытки создать надежный и эффективный солнечный парус продолжаются.

Ожидается, что результаты последнего эксперимента позволят наконец перейти к испытаниям полноразмерного паруса площадью 2000 кв. м, которого должно хватить для будущих дальних миссий.

Стартап из Словении OZ-IT представил линейку новых домашних видеокамер PaintCam Eve, которые дополнены оружием, стреляющим пейнтбольной краской.

Встроенный искусственный интеллект способен распознавать животных, хозяев дома и знакомых гостей; если кто-то не соответствует нужным признакам, система выдаст голосовое предупреждение, а затем перейдет к действиям. В зависимости от предустановленных настроек PaintCam может включить сирену, «расстрелять» нарушителя красящими шариками или даже обдать слезоточивым газом.

Проект уже собрал под 80 тыс. долл. на краудфандинговой платформе Kickstarter – в разы больше, чем ожидали разработчики. Похоже, идея оказалась интересной – невзирая на массу этических вопросов, которые вызывает использование подобного средства защиты, и потенциальных угроз, которые оно несет. Первые поставки должны начаться в январе 2025 года, так что мы скоро увидим, во что все это выльется.

Ученые из Гарвардского университета в коллаборации с Google создали полноценную цифровую модель одного кубического миллиметра человеческого мозга. Они сумели воспроизвести систему из 57 тыс. отдельных нейронов и 150 млн синапсов, контактов между ними, плюс 230 мм капилляров, которые снабжают клетки кровью.

Вся эта информация занимает порядка 1400 Тб и получена на основе электронных микрофотографий срезов мозга реального пациента, скончавшегося от эпилепсии. Созданные в Google алгоритмы позволяют работать с моделью, выделяя нужные участки и рассматривая их в мельчайших деталях.

Исследования уже помогли обнаружить один весьма любопытный паттерн, который объединяет с полсотни синапсов и влияет на активность огромного числа нейронов. Возможно, он как-то связан с эпилептическими приступами, и его открытие поможет найти эффективные способы их лечения.

Многие существа, населяющие самые темные уголки планеты, будь то чаща леса или глубины океанской абиссали, способны к биолюминесценции: в их организме идут определенные химические реакции, в ходе которых выделяются световые фотоны. Очевидно, что такая особенность крайне полезна – эволюционисты подсчитали, что она возникла независимо почти у сотни разных существ. А недавно палеонтологи проследили происхождение биолюминесценции более чем на полмиллиарда лет в прошлое.

Прежде древнейшими животными с такой способностью считались морские рачки, жившие 267 млн лет назад. Теперь же выяснилось, что кораллы Octocorallia стали освещать морские глубины намного раньше – около 540 млн лет назад. Анализ геномов 185 современных октокораллов показал, что люминесцировал уже их далекий предок, живший в кембрийском периоде, когда только-только начала развиваться полноценная многоклеточная жизнь.

Уникальную обновку получила строящаяся в Чили Обсерватория им. Веры Рубин. Инструмент LSST – самую большую цифровую камеру в истории – доставляли на место в два этапа: сначала на грузовом лайнере Boeing 747, а затем на тяжелой пятиосной фуре.

Камера станет ценным дополнением к телескопу, 8,4-метровое зеркало которого уже готово. Широкоугольные линзы (они обошлись в 30 млн долл., а вся камера – в 168 млн) позволяют видеть участок площадью примерно с полсотни дисков полной Луны и отсматривать все южное небо целиком всего за три ночи наблюдений. Астрономы предполагают, что телескоп с LSST позволит открыть порядка 5 млн новых астероидов, 20 млн звезд Млечного Пути и столько же далеких галактик.

Возьмите недорогого и доступного робопса Unitree Go2, смонтируйте на нем огнемет – и вы получите ужасающий Thermonator. Огнемет ARC можно заряжать бензином или напалмом, а струя пламени от него достигает 10 м. Система оснащена бортовыми лидарами и искусственным интеллектом, который помогает ей ориентироваться на местности и преодолевать препятствия.

Разработчики считают, что Thermonator пригодится для «управления природными ресурсами», сельского хозяйства, удаления снега и льда. Но нам кажется, что он станет просто игрушкой для взрослых, пусть и весьма эффектной.

Космический телескоп James Webb исследовал экзопланету Янссен (55 Рака е), находящуюся в 41 световом годе от нас, и обнаружил явные признаки наличия атмосферы. Это уникальная находка для каменистой планеты размером всего лишь вдвое больше Земли. Впрочем, надежды на наличие здесь жизни нет, да и слово «каменистая» – некоторое преувеличение.

Янссен в 25 раз ближе к своей материнской звезде, чем Меркурий к Солнцу, и его поверхность, скорее всего, покрыта расплавленной лавой. Прежние наблюдения уже указывали на то, что планета обладает атмосферой, а новые данные James Webb подтвердили предположение. Однако на наш любимый воздух все это совершенно не походит: страшный жар звезды наполняет атмосферу испарившимися минералами, богатыми кремнием, железом, алюминием и кальцием.

Невесомость не самое комфортное для человека состояние. Даже если забыть о физиологических трудностях, которые возникают из-за отсутствия гравитации, работать в таких условиях намного сложнее: любое неосторожное движение грозит унести в сторону, и придется постараться, чтобы вернуть тело в удобное положение.

Крайне необычное решение этой проблемы предложил студент лондонского Королевского колледжа искусств Чэн Чан. Он уверен: чтобы двигаться в космос, человеку стоит вернуть давно утерянный хвост. В моменты, когда от ног мало пользы, а руки заняты, пятая конечность позволит зацепиться и удерживаться на одном месте столько, сколько потребуется. Разработанная Чаном гибкая структура напоминает кости и связки настоящего хвоста: это цепочка из почти одинаковых позвонков, которая выпрямляется или изгибается за счет упругих жгутов и натяжных тросиков.

На состоявшейся в Марселе презентации европейский концерн Airbus представил новый демонстратор перспективного конвертоплана Racer, который уже совершил первые полеты. Гибридный летательный аппарат способен взлетать и садиться «по-вертолетному», используя большой несущий винт, а пару боковых держа вертикально. При этом, набрав высоту, он разворачивает боковые роторы и переходит в режим самолета, чтобы лететь к цели быстрее и экономичнее.

Предыдущий демонстратор Х3, испытанный в 2013 году, развивал скорость более 470 км/ч, а Racer должен преодолеть планку в 500 км/ч. Подъемную силу создает отчасти корпус воздушного судна, отчасти – пара двойных крыльев, на концах которых и закреплены малые винты. По схожей схеме устроен боевой V-22 Osprey, который выпускает американский гигант Boeing. Но Racer должен стать первым таким судном, которое займется совершенно мирными делами, включая перевозку грузов и пассажиров.

Шмели, живущие в умеренном климате, образуют семьи, которые сохраняются лишь один сезон. Осенью рабочие особи погибают, а молодые матки прячутся в почву, где зимуют, чтобы с потеплением основать новую семью.

Изучая способности насекомых к «спячке», канадские энтомологи держали маток Bombus impatiens в холодильнике и слишком поздно заметили, что некоторые пробирки залил конденсат и шмели оказались под водой. К удивлению ученых, насекомым утопление ничуть не повредило. Чтобы убедиться в этом, энтомологи провели дополнительные опыты со 143 молодыми матками, имитируя наводнения разной силы, а после оценивая жизнеспособность особей.

Оказалось, что выживаемость шмелей достигает 90%, и даже из тех, что целую неделю были полностью погружены в воду, в живых осталось 80%. Очевидно, что такая способность самок позволяет им переносить периодические затопления в своих подземных убежищах.

Британский инженер и видеоблогер Джеймс Братон сам себе конструкторское бюро. Он изобретает, проектирует, изготавливает и испытывает необычные виды личного транспорта, выкладывая видеоотчеты на YouTube.

Любимая «фишка» Джеймса – нестандартные байки, скутеры и самокаты с многонаправленными колесами. Вдоль обода такого колеса расположены колесики поменьше, которые вращаются вокруг него: контролируя те или иные колеса, можно двигаться в любую нужную сторону. В прошлом году Братон продемонстрировал езду на велосипеде, переднее колесо которого и вовсе было закреплено поперек движения. А недавно инженер спроектировал многонаправленное колесо со свободно вращающимися валиками, идущими под углом к ободу (см. фото). Если использовать четыре таких колеса и независимо контролировать скорости их вращения, байк сможет ехать в любом направлении, не поворачивая колеса вообще.

Водный велосипед» Seabike, разработанный одноименным французским стартапом, позволяет быстро плыть, крутя педали, которые приводят в движение легкий 38-сантиметровый ротор. По сути, это монобайк с винтом вместо колеса – разве только пассажир устраивается горизонтально и прикрепляется к седлу ремешками. При этом руки и верхняя часть тела служат рулем, помогая маневрировать.

По словам попробовавших, эффект очень необычный: «словно идешь по ступенькам траволатора в аэропорту». А совсем невысокая цена – чуть более 300 долл. – позволяет надеяться, что со временем таких отчетов будет больше. Система полностью совместима с аквалангистским оборудованием, так что заплыв может быть долгим.

Благодаря глобальной навигации смартфон превратился в ультрасовременный «компас». Он помогает сориентироваться, проложить маршрут и двигаться, следуя простым указаниям. А новое карманное устройство Terra фокусируется на этой функции целиком, позволяя гулять и не теряться, не следя при этом за экраном смартфона или даже оставив мобильник дома.

Корпус в форме небольшого камня удобно лежит в ладони и не мешает в кармане. Стрелка, светящаяся из-под полупрозрачной оболочки, указывает направление движения; также устройство вибрирует. Голосовой запрос пользователя Terra адресует искусственному интеллекту, который выстраивает путь, привязывает его к GPS-координатам и ведет путешественника до самого конца маршрута.

Лазеры могут генерировать излучение разными способами, в твердом или газообразном рабочем теле, растворе, оптоволокне или полупроводниках. Последний вариант особенно прост, дешев и компактен, хотя не достигает большой мощности и не подходит для применения в промышленности – при резки, сверлении, сварке...

Однако ученые из японского Университета Киото недавно совершили значительный прорыв в этой области, представив PCSEL – полупроводниковый лазер, способный сравниться с самыми яркими конкурентами: он может даже резать сталь!

В устройстве используются поверхности с фотонными кристаллами, которые позволяют направлять, фокусировать и усиливать луч, достигая прежде недоступной мощности.

Математики называют фракталами самоподобные множества, но, даже не зная этого, многие люди наслаждаются фрактальными геометрическими фигурами, которые бесконечно повторяют сами себя, подобно снежинкам.

Кстати, такие структуры не просто абстракция: они встречаются и в природе, и в технике. А недавно германские химики обнаружили первую молекулу, построенную схожим образом: фермент цитратсинтаза, выделенный из цианобактерий. Этот белок сложен из трех треугольников, которые могут спонтанно складываться по трое и – на следующем шаге – еще раз по трое, сохраняя треугольную форму.

Сама по себе способность некоторых ферментов то образовывать крупные молекулярные ансамбли, то снова распадаться, не новость. Считается, что это позволяет клетке гибко регулировать их активность. Однако эксперименты с микробами показали, что никаких преимуществ «фрактальность» цитратсинтазы не несет – скорее всего, это просто случайность.