Сферические колеса на магнитной подвеске обеспечат маневренностью автомобили-роботы будущих поколений


Компания Goodyear, которая является производителем автомобильных покрышек с мировым именем, разработала дизайн сферической автомобильной покрышки, которая позволит автоматическим транспортным средствам перемещаться боком так же легко, как нынешние автомобили могут перемешаться вперед или назад. Применение подвески со сферическими колесами позволит избавиться от ограничений возможного направления движения, накладываемых традиционной конструкцией ось-колесо, которая остается практически неизменной уже почти 4 тысячи лет.

Концепт сферической подвески, получившей название Eagle-360, был продемонстрирован компанией Goodyear Tire & Rubber Company в рамках 86-го Международного Автосалона, который проходил в Женеве, Швейцария. К сожалению, представители компании Goodyear не предоставили никаких технических деталей, касательно конструкции подвески и трансмиссии автомобиля со сферическими колесами. Единственной доступной информацией является то, что для этого используется бесконтактная подвеска, использующая эффект магнитной левитации. И, судя по приведенным изображениям, сферические колеса полностью скрыты под элементами кузова автомобиля.


Датчики, установленные на автомобиле, являются источником информации об дорожном покрытии и погодных условиях. Эта информации передается системе управления автомобиля, которая осуществляет контроль давления воздуха в шинах, скорость и направление их вращения. Кроме этого, в конструкции шин Eagle-360 использовано несколько идей, позаимствованных в живой природе. К этому можно отнести рисунок их протектора,, который напоминает поверхность сферического мозгового коралла семейства Faviidae, которая действует как своего органическая "губка", обеспечивающая максимальное сцепление с поверхностью дороги при любых условиях.

Следует отметить, что высокая маневренность, способность двигаться боком и разворачиваться на месте являются весьма привлекательными способностями для автомобилей, предназначенных для езды в городских условиях. Поэтому, несмотря на отсутствие необходимых работоспособных технологий магнитной левитации, можно надеяться, что в будущем такие технологии все же появятся, и автомобили станут способны творить чудеса, какие вытворял на свое автомобиле главный герой Уилла Смитта в научно-фантастическом фильме "Я, робот".


Источник

Крошечные "голодные" бактерии помогут решить глобальную проблему с пластиковым мусором


В мире ежегодно производятся сотни миллионов тонн пластика PET (polyethylene terephthalate, терефталат полиэтилена), из которого изготавливаются бутылки для газированной воды, упаковка для бытовой химии и многое другое. Лишь незначительная часть этого пластика попадает на вторичную переработку, основная же масса закапывается на свалках, загрязняет окружающую среду или попадает в воды мирового океана. Несмотря на некоторые усилия, предпринимаемые в направлении очистки окружающей среды от пластикового мусора, эта проблема не решается, а становится со временем все остей и острей. Однако, благодаря усилиям группы японских ученых, в этой "борьбе с ветряными мельницами" скоро может наступить переломный момент, этой группе ученых удалось обнаружить новый вид бактерий, способных питаться PET-пластиком и способных расщеплять пластиковый мусор за достаточно короткое время.

Группа из Технологического университета Киото (Kyoto Institute of Technology), возглавляемая доктором Шосуки Йошида (Dr Shosuke Yoshida) в буквальном смысле выкопала эти бактерии из залежей пластикового мусора на одном из заводов по утилизации. Из почвы, грязи, жидкости ученые взяли более 250 образцов, в которых была обнаружена бактерия, питающаяся PET-пластиком. Во время экспериментов эта бактерия была запущена в емкость, наполненную мусором, и через несколько недель от этого пластика не осталось даже и следа.

Основой "неуемного аппетита" бактерий по отношению к пластику являются два фермента, которые возникли в микроорганизмах в ответ на пребывание в богатой PET-пластиком окружающей среде. Именно эти ферменты позволяют бактериям вида Ideonella sakaiensis, черпая необходимую им энергию и углеводороды, расщеплять пластик до экологически безопасных примитивных органических соединений, этиленгликоля и терефталатовой кислоты.

Следует отметить, что в прошлом уже были обнаружены некоторые виды грибов, способных "поедать" пластмассу, однако, выращивание и использование таких грибов сопряжено со многими трудностями. А теперь японские ученые планируют внедрить таким грибам гены, которые отвечают за производства соответствующих ферментов у поедающих пластик бактерий, и все это должно дать толчок появлению новых биотехнологических решений, которые позволят избавиться островов пластика в океане, от куч пустых бутылок в лесах, зеленых насаждениях и других местах.

Источник

Ученым впервые удалось получить высококачественные трехмерные снимки биологических двигателей естественного происхождения


Ученым уже очень давно известно, что некоторые виды бактерий и других микроорганизмов имеют хвосты, называемые жгутиками, движение которых позволяет им перемещаться вперед. Но до последнего времени никому не удавалось выяснить во всех подробностях то, что же именно приводит в движение эти части тел бактерий. И только недавно исследователи из Имперского колледжа в Лондоне, возглавляемые Морганом Биби (Morgan Beeby), при помощи технологии электронной криотомографии (electron cryotomography) получили первые в истории высококачественные снимки биологических двигателей естественного происхождения, которые чем-то напоминают современные двигательные установки и состоят из множества различных движущихся "деталей".

Суть технологии электронной криотомографии заключается в размещении образцов, охлажденных до криогенной температуры, под раструб электронного микроскопа. Неподвижность молекулярной структуры при такой температуре позволяет получить снимки под различными углами и создать на их основе трехмерную модель даже самого сложного молекулярного образования.


В своих исследованиях ученые использовали в качестве образцов бактерии различных типов и, как оказалось, каждый тип бактерии обладает уникальным биологическим двигателем, обличающимся от двигателей других бактерий формой, величиной, сложностью структуры, мощностью, величиной вращающего момента, скоростью вращения и другими параметрами.

Единственной общей чертой всех биологических двигателей является система неподвижных молекулярных колец, своего рода эквивалент статора обычного электрического двигателя. Этот молекулярный "статор" и позволяет двигателю вырабатывать вращающий момент, который передается на крутящиеся органы бактерий - своего рода пропеллеры, толкающие их вперед.


Некоторые из бактерий имеют "статоры" достаточно больших размеров, что позволяет им вырабатывать большую мощность и крутящий момент. Самый большой "статор" можно увидеть у бактерии Campylobacter, он в два раза больше, чем "статор" бактерии вида Salmonella, а вырабатываемой этим двигателем мощности достаточно для того, чтобы бактерия могла двигаться внутри кишечника живого организма.

Полученные учеными снимки служат разоблачением ошибочного представления о том, что подобные биологические машины невероятно сложны. Теперь же, имея информацию о строении биологических двигателей естественного происхождения, ученые, работающие в области нано-робототехники, могут создавать свои собственные биодвигатели, обладающие необходимыми им размерами, скоростью вращения, мощностью и другими характеристиками.

Источник

Эластичная электролюминесцентная "кожа" снабдит роботов способностью к мимикрии


Кальмары, осьминоги, каракатицы и прочие представители семейства цефалоподов известны своей удивительной способностью к мимикрии, которая обеспечивается их кожным покрытием, способным изменять свой цвет. И в будущем подобные способности могут обрести и роботы, а ключом к этому станет эластичная электролюминесцентная "кожа", разработанная исследователями из Корнуэльского университета, возглавляемыми профессором Робом Шепэрдом (Rob Shepherd). Новое "резиновое" покрытие способно не только излучать свет различных цветов, оно еще продолжает это делать с максимальной эффективностью, будучи растянутым в четыре раза по отношению к его первоначальному размеру.

Основой новой "кожи" является элемент, называемые гиперупругим светоизлучающим конденсатором (hyper-elastic light-emitting capacitor, HLEC). Структура этого элемента состоит из трех слоев, двух прозрачных ионных электродов из гидрогеля, пропитанного раствором определенных солей, разделенных несущей силиконовой прослойкой.

На трехслойное основание нанесены "пиксели", состоящие и слоя сульфида цинка, в который введены добавки некоторых металлов. Электрический ток, подаваемый от внешнего источника, проходит по электродам и "пикселам", которые излучают свет различного цвета, который зависит от типа металлической примеси. К примеру, примесь меди позволяет получить синий свет а примесь магния - желтый.


Кроме этого, емкость конденсатора матрицы изменяется при механической деформации. Этот факт достаточно легко обнаружить при помощи достаточно традиционных измерительных технологий, и это позволяет производить коррекцию значения протекающего через устройство тока для того, чтобы "пикселы" продолжали излучать свет одной и той же длины волны. А обратная функция, позволяющая сильнее изменить цвет областей, подвергшихся деформации, может превратить такое покрытие в своего рода индикатор механических напряжений и деформации.

У данной технологии имеется множество областей практического применения. К примеру, на основе HLEC-материала можно создать чувствительные датчики температуры, кровяного давления и пульса человека. Кроме этого, на базе HLEC-материала можно будет создать гибкие и эластичные дисплеи, качество изображения на которых не зависит от степени их деформации и растяжения.

"В недалеком будущем роботы станут неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. И очень важное значение будет иметь наличие обратной эмоциональной связи с людьми" - рассказывает Роб Шепэрд, - "Благодаря технологиям, подобным нашей разработке, роботы смогут изменять свой цвет, реагируя на настроение людей и на другие особенности окружающей его обстановки".

Источник

Ученые обнаружили новый тип стволовых клеток


Наши читатели наверняка не раз слышали о плюрипотентных стволовых клетках (pluripotent stem cells), клетках живых организмов, обладающих уникальной способности превращаться в клетки тканей любых других типов. Ученые достаточно сильно интересуются этими клетками не только из-за изучения их роли в развитии живых организмов, использование стволовых клеток является ключом для новых методов лечения множества заболеваний, при которых требуется регенерация пораженных болезнью тканей. Достаточно долгое время выбор ученых был ограничен двумя типами стволовых клеток, эмбриональными, которые, как не трудно догадаться, извлекаются из живых эмбрионов, и соматическими, которые присутствуют в организмах взрослых живых существ и которые заменяют собой поврежденные клетки тканей органов.

Еще в 2007 году исследователи обнаружили, что клетки некоторых тканей, к примеру, клетки кожи, можно превратить в плюрипотентные стволовые клетки, называемые индуцированными стволовыми клетками (induced pluripotent stem cells). Это открытие сделало новые технологии лечения заболеваний более доступными, однако, во время получения индуцированных клеток было замечено образование большого количества странных клеток, напоминающих злокачественные клетки раковых опухолей, которые ученые сначала приняли за нежелательный побочный продукт образования стволовых клеток.

Однако, приглядевшись более внимательно к этим странным клеткам, ученые пришли к выводу, что они также являются стволовыми клетками, но абсолютно нового типа и со своим весьма специфическим набором функций. И этот тип стволовых клеток стал третьим типом, получившим название induced XEN или iXEN.

После этого исследователи из Мичиганского университета (Michigan State University) занялись детальным изучением стволовых XEN-клеток, которые получаются в большом количестве во время производства плюрипотентных стволовых клеток. Шесть месяцев испытаний на подопытных животных показали, что эти клетки и изменения их генотипа не имеют ничего общего с раком и другой онкологией. "Нестандартный" генотип XEN-клеток существенно сужает круг типов тканей, в клетки которых могут превратиться XEN-клетки, тем не менее, определение причин их образования позволит в будущем значительно снизить их количество и увеличить количество производимых нормальных плюрипотентных стволовых клеток.

В настоящее время ученые пытаются выяснить роль, которую играют XEN-клетки в организме человека и других живых существ. И если эта роль будет определена, то существует вероятность того, что и этот тип стволовых клеток также может быть использован в лечении определенных заболеваний или для увеличения эффективности применения стволовых клеток других типов.

Источник