Cubimorph - интерактивное модульное устройство, способное изменять свою форму и функции


На Международной конференции по вопросам робототехники и автоматизации ICRA 2016 (International Conference on Robotics and Automation) группа исследователей из университетов Бристоля, Пурду, Ланкастера и Сассекса представила вниманию общественности опытный образец модульного мобильного устройства Cubimorph. Несмотря на не очень презентабельный вид, который можно списать на первый опытный образец, устройство Cubimorph обладает весьма интересными возможностями, оно способно менять свою форму и набор функций в соответствии с действиями, которые выполняет пользователь с его помощью.

В последнее время отмечается повышение интереса к различным модульным интерактивным устройствам, реализующим достаточно нетрадиционные виды реализации взаимодействия человека с компьютером (Human Computer Interaction, HCI). Однако, все, что удалось реализовать до последнего времени, основывается на технологиях гибких дисплеев и, поэтому, значительно ограничено в функциональных возможностях.


Cubimorph - это интерактивное устройство, состоящее из соединенных поворотными сочленениями небольших кубических элементов. Только на лицевой грани каждого из элементов этого "кубика Рубика" установлен собственный небольшой сенсорный дисплей. Поворачивая модули и меняя их относительное расположение, устройству Cubimorph можно придать форму мобильного телефона или игрового контроллера, когда пользователь начинает играть в одну из компьютерных игр.

В рамках конференции ICRA исследовательская группа продемонстрировала три опытных образца устройства Cubimorph, имеющих немного различную конфигурацию и отличающимися друг от друга своими функциональными возможностями. А специально увеличенный макет демонстрирует все тонкости реализации основных аспектов использованных технологий - включая поворотные сочленения, маленькие сенсорные экраны, миниатюризированную электронику и алгоритмические решения, позволяющие устройству работать как единое целое в его любой конфигурации.


"Не стоит нас пока судить строго, ведь Cubimorph является первым шагом на пути реализации реального модульного интерактивного устройства" - рассказывает Анн Рудо (Anne Roudaut), доктор из Бристольского университета, - "Нам предстоит еще проделать массу работы, в том числе и над внешним видом устройства, прежде чем оно сможет попасть в руки конечного пользователя. И мы надеемся, что нечто подобное может стать в будущем связующим звеном между областью взаимодействия человека с компьютером и областью прикладной робототехники".

И в заключении следует отметить, что модульное интерактивное устройство, состоящее из цепи взаимосвязанных элементов, вполне вписывается в понятие так называемой программируемой материи. Стоит добавить в состав такого устройства миниатюрные привода и другие исполнительные элементы, как оно обретет способность самостоятельно изменять форму и подстраивать функциональность в соответствии с текущими потребностями своего пользователя.


Источник

Новая технология позволяет печатать металлические объекты прямо в воздухе


Представьте себе, что вам необходимо изготовить крошечную пружину, антенну или нечто другое, предназначенное для микроэлектронного устройства, к примеру, медицинского имплантата? Теперь это можно сделать достаточно просто благодаря технологии, разработанной исследователями из Гарвардского университета. Эта технология очень напоминает процесс трехмерной печати при помощи миниатюрной ручки-принтера, только в отличие от последней она позволяет создавать не пластиковые, а токопроводящие металлические структуры прямо в воздухе.

Основой новой технологии являются специализированные "чернила", наполненные серебряными наночастицами. Эти чернила выдавливаются наружи через стеклянный носик устройства, которое может перемещаться в пространстве по осям X, Y и Z. Почти сразу после выхода из носика на чернила падает луч лазерного света, который нагревает все это, заставляя наночастицы расплавиться и превратиться в нить металлического серебра.

Очень важную роль в этом процессе играет расстояние, на котором лазерный луч нагревает выходящий из носика поток чернил. Если эта точка будет слишком далеко от носика, то поток чернил успеет провиснуть и потерять свою форму, прежде чем он превратится в металл. Если эта точка будет слишком близко к носику, лазер будет нагревать носик и это приведет к тому, что чернила начнут плавиться, не выйдя наружу.


За дистанцией между соплом носика и лучом лазера следит автоматическая система, которая изменяет его на небольшую величину в зависимости от скорости выдавливания чернил. В результате работы всего этого устройство формирует пространственную структуру произвольной формы, состоящую из серебряных проводников, более тонких, нежели человеческий волос.

Новый трехмерный принтер программируется точно также свободно, как и его "собратья" других типов. Благодаря этому он может создавать не только нечто вроде удивительных и красивых форм в пространстве, его основной областью применения может стать создание микроскопических электронных схем, печатаемых на поверхности пластикового или керамического основания, изготовление различных узлов и деталей для крошечных механических и электромеханических устройств.


Источник

Установлен новый мировой рекорд эффективности преобразования солнечного света в электричество


Группа исследователей из университета Нового Южного Уэльса (University of New South Wales, UNSW), Австралия, разработала новый тип солнечных батарей, которые во время испытаний продемонстрировали рекордный показатель эффективности преобразования прямого несфокусированного солнечного света в электрическую энергию. Рекордное значение эффективности составляет 34.5 процента и это почти вплотную приблизилось к максимальному теоретическому пределу для такого типа солнечных батарей.

Солнечные батареи, разработанные группой доктора Марка Киверса (Mark Keevers) и профессора Мартина Грина (Martin Green), представляют собой модуль, площадью 28 квадратных сантиметров, заключенный в стеклянную призму. Такая не очень обычная конфигурация позволяет расщепить поток падающего солнечного света на четыре группы. Каждый из расщепленных потоков падает на определенный участок поверхности фогогальванического элемента, который с максимальной эффективностью преобразует свет только в определенном диапазоне длин волн. И именно это позволяет извлечь максимально возможное количество электрической энергии из энергии падающих лучей солнечного света.

Несколько лет назад эта же самая группа ученых добилась получения еще больших значений показателя эффективности. Правда, для этого они использовали отражающие концентраторы, сосредотачивающие падающий солнечный свет на поверхности фотогальванической ячейки, и это позволило добиться эффективности преобразования на уровне 40 процентов. Нынешнее достижение имеет более важное значение, ведь в конструкции новой фотогальванической ячейки не используется никаких отражателей и концентраторов, что значительно удорожает конструкцию солнечных батарей.


"Интересно то, что мы ожидали выйти на такой уровень эффективности только через несколько лет" - рассказывает профессор Мартин Грин, имея ввиду результаты недавних исследований, проведенных немецкими учеными, которые предположили, что выход на уровень 35-процентной эффективности произойдет ближе к 2050 году.

Исследователи сами понимают, что фотогальванические ячейки нового типа вряд ли когда-нибудь появятся на крышах домов иди офисных зданий. Наличие призмы из оптического стекла делает их производство достаточно дорогостоящим и это делает их практическое применение экономически необоснованным даже с учетом рекордно высокой эффективности. Сейчас ученые работают над тем, чтобы сделать процесс производства не столь дорогим, параллельно с этим, новая технология преобразования рассматривается в качестве кандидата для использования на верхних частях башен солнечных электростанций, там, куда направляется свет, отраженный сотнями и тысячами зеркал.

По всей видимости, наиболее дешевым и приемлемым для обычных людей вариантом станет использование органических солнечных батарей. Такие батареи, печатаемые на рулонах гибкой полимерной пленки, достаточно дешевы в производстве. Правда их эффективность слегка прихрамывает, рекорд эффективности таких солнечных батарей, установленный в феврале этого года, составил всего 13.2 процента.

Источник