Вы знаете, что такое когнитивное радио? А дисплей IGZO? А сокристаллизованные взрывчатые вещества? Теперь узнаете!

Следующее поколение роботов будет трудиться рука об руку с людьми

1. Когнитивное радио

В эфире становится тесновато. За это мы можем благодарить смартфоны и планшетники, чье число удваивается каждый год. Но вот и решение этой проблемы: устройства, использующие когнитивную радиосвязь (cognitive radio). Они способны обнаруживать не используемые в данный момент полосы частот (в очень широком диапазоне) и переключаться между ними без обрыва передачи данных. Прототип такого устройства, разработанный в Университете Рутгерса, переключается на другой частотный канал менее чем за 50 мкс, используя свободный эфир в радиодиапазонах средних волн и УКВ, в телевизионном диапазоне и диапазонах мобильной связи. Флоридская компания xG Technology уже запустила такую демонстрационную сеть в городе Форт-Лодердейл (штат Флорида). Там когнитивное радио применяется для мобильной широкополосной связи и для VoIP. Что особенно важно, FCC (Федеральная комиссия по средствам связи) в сентябре объявила о грядущем изменении правил, которое откроет зеленую улицу для того, чтобы аппаратура с совмещением частот (и, в частности, «когнитивное радио») смогла пользоваться диапазонами, ранее закрытыми для частных передач.

2. Расшифровка генома с использованием нанопор

В 2008 году для того, чтобы секвенировать весь геном одного из открывателей ДНК Джеймса Уотсона, понадобилось четыре месяца работы и примерно $1,5 млн. Скоро этот процесс будет занимать всего 15 минут. Для расшифровки генома потребуется совместная работа нескольких секвенаторов производства Oxford Nanopore Technologies (по $30000). Каждый из этих аппаратов протягивает цепочку ДНК через отверстие диаметром около 1 нм и отслеживает изменения электрического тока, по которым можно судить, какое из четырех оснований ДНК проходит в данный момент через отверстие. Oxford Nanopore Technologies выпускает также более простые секвенаторы ценой менее $900, которые можно подключить к компьютеру через USB.-

3. Сотрудничество с роботами

Промышленные роботы старой школы предпочитают работать в одиночку. Попробуйте только предложить свою помощь роботу-сварщику, стоящему на сборочном конвейере, — того и гляди, сами попадете под сварочную дугу. Но вот роботы следующего поколения будут тесно сотрудничать с людьми, расширяя наши возможности и компенсируя наши слабости. По этой причине National Robotics Initiative каждый год вливает в это направление по $50 млн. В этом деле ей помогает множество других учреждений от NASA (роботы для помощи астронавтам и для исследования местности там, где не пройти человеку) и Национального института здравоохранения (роботизированная хирургия для всех слоев населения и роботы-сиделки для престарелых) вплоть до министерства сельского хозяйства (роботы для дегельминтизации животных и оценки степени зрелости фруктов). Первый и решающий шаг к сотрудничеству между роботом и человеком — полноразмерный робот-гуманоид. Такой, как SAFFIR (разработан при содружестве Университета штата Пенсильвания и Технологического университета штата Виргиния). Этот человекообразный механизм будет помогать в борьбе с пожарами.

4. Твиты для узкоцелевой аудитории

Почти все, что вы публикуете в интернете, будет использовано рекламщиками для выяснения ваших потребительских вкусов. Орудуя в твиттере, крупные фирмы хотели бы, чтобы их рекламные твиты доходили только до той аудитории, которая подобрана ими заранее. Для этого они анализируют наши посты, рассортировывая публику на определенные демографические категории по месту жительства, используемой платформе и времени общения. В будущем они будут разбираться и в темах нашей переписки. Благодаря таким ухищрениям продавцы смогут вывешивать рекламу только для тех, кто обратит на нее внимание.

5. Спутники типа «плаг-энд-плей»

CubeSats — это крошечные спутники размером всего 10 см, а весом чуть больше килограмма. Их так легко построить, что с этим справляются любители-старшеклассники. Благодаря таким энтузиастам изменился взгляд на спутники и на то, чего стоит их запуск в космос. В Исследовательской лаборатории ВВС США и в некоторых других работают над этим новым упрощенным подходом к конструированию спутников весом до полутонны. Проведя стандартизацию основных спутниковых компонентов и разработав общий язык (протокол) для связи между этими элементами, конструкторы избавляются от таких рутинных задач, как, скажем, конструирование гироскопов для каждого нового проекта. В результате для создания нового спутника сейчас требуется шесть дней, а не шесть лет. Компания Northrop Grumman использовала этот подход как базу для разработки своих модульных космических аппаратов MSV (Modular Space Vehicles). Благодаря этой концепции военное командование сможет заказывать специализированные тактические спутники, которые будут выданы заказчику за считанные недели. Ожидается, что первый MSV будет запущен в 2013 году.

6. Дисплей IGZO

Борьба за первенство в качестве выпускаемых дисплеев своим накалом напоминает давнюю гонку вооружений. Для того чтобы добиться все более и более четкой картинки, производители компьютеров и мобильных устройств уже не удовлетворяются кремниевой технологией. Заменив кремниевую подложку ЖК-дисплеев таким полупроводником, как оксид индия, галлия, цинка (IGZO), производители получают возможность уменьшить размер пикселя и разместить на той же площади больше пикселей, что и позволяет повысить четкость изображения на экране. Замена полупроводниковой основы дает также и экономию энергии по сравнению с нынешними экранами на базе аморфного кремния. Разработанный в компании Sharp прототип представляет собой дисплей на подложке из кристаллического IGZO с диагональю 153 мм. Его разрешение — 498 пикселей на дюйм. Это существенно превосходит показатели iPhone 5, где разрешение дисплея Retina всего 326 пикселей на дюйм (и что бы ни говорили в компании Apple, но такую разницу вы увидите). Технологию IGZO можно применить и в дисплеях с органическими светодиодами, что сулит повышение и разрешения, и экономичности. Компания Sharp уже производит дисплеи IGZO первого поколения, и в текущем году собирается резко наращивать объемы их выпуска.

7. Сокристаллизованные взрывчатые вещества

Военные использовали процесс сокристаллизации для создания нового поколения взрывчатых веществ. Два сложных вещества, кристаллизующихся при различных условиях, совмещают в одном кристалле, который демонстрирует лучшие качества обоих компонентов. Так, на средства военного агентства DTRA удалось объединить в общую кристаллическую структуру стандартную военную взрывчатку HMX (октоген) с CL-20 — мощным, но нестабильным взрывчатым веществом из семейства нитрозаминов. У полученного продукта скорость детонации на 400 км/ч выше, чем у HMX, из-за чего создается более мощная ударная волна. Но главное — при испытаниях на удар новая взрывчатка показала себя столь же безопасной, как и HMX.

8. Одноплатный компьютер

Когда компьютеры становятся размером с кредитку, естественно, что их начинка делается на одной-единственной монтажной плате. Фонд Raspberry Pi Foundation предполагает новые достижения науки и техники направить на помощь школьникам всего мира. Компьютер, выпускаемый этим фондом (его принято называть «одноплатный компьютер»), стоит всего $25, использует операционную систему Linux и может подключаться прямо к телевизору и клавиатуре, воспроизводить видео в формате HD и запускать игровые программы и текстовый редактор. В аппарате нет ни жесткого диска, ни флеш-памяти — вся системная информация и пользовательские данные хранятся на карточках памяти типа SD.

9. Индуктивная зарядка электромобиля

Все это совсем не сложно. Электрический ток, протекающий через одну обмотку, порождает электромагнитное поле, которое наводит электродвижущую силу в другой расположенной поблизости обмотке. Короче, мы заряжаем свой аккумулятор, не пользуясь никакими проводами! Это не только просто, но и старо, как мир. (Помните предложенный в 2009 году компанией Palm Pre индуктивный зарядник? Здесь то же самое.) Но сейчас дело идет к тому, что идея беспроводной индуктивной зарядки в этом году наконец-то достигнет критической массы. Компания Infiniti планирует в 2014 году выпустить модель, которая будет подзаряжаться от контура, уложенного под землей на месте вашей парковки. Этот же принцип начинает реализовываться и в бытовой электронике — посмотрите хотя бы на новые телефоны Lumia компании Nokia. Но главный вопрос состоит в том, займется ли Wireless Power Consortium стандартизацией парковок и электромобилей, чтобы добиться полной совместимости компонентов.

10.

Космическая ограда

Тесно даже на границе нашего мира. Это хорошо видно на иллюстрации 2009 года, где показаны американские и российские спутники связи. Сейчас США заняты отслеживанием устаревших космических объектов, запущенных еще в 1961 году. В сентябре на севере Тихого океана на острове Кваджалейн начнется строительство первой радарной установки в новой сети Space Fence. Эта система с помощью высокочастотного радара сможет выявлять даже объекты величиной с теннисный мяч на расстоянии в 2000 км, причем она будет отслеживать и сопровождать даже незарегистрированные объекты. С 2017 года система начнет полноценно функционировать и будет каталогизировать и отслеживать более 200 000 объектов на нижних и средних околоземных орбитах.

Статья «10 технических понятий, о которых будут говорить в 2013 году» опубликована в журнале «Популярная механика» (№2, Февраль 2013).