Владимир Петров - Структурный анализ систем

EXPLORER имеет ряд преимуществ перед другими системами визуализации.

1. Получение изображений занимает в 40 раз меньше времени, чем в случае использования технологии ПЭТ. На сканирование всего человеческого тела уходит порядка 20—30 секунд.

2. Чувствительность устройства в 40 раз превышает показатели современных коммерчески доступных систем сканирования.

Это позволяет сканеру создавать максимально подробные изображения, используя гораздо более низкие дозы радиации, чем требовалось до сих пор. Это очень важно как минимум по двум причинам.

1. Диагностические и клинические исследования можно будет проводить многократно без угрозы для здоровья пациента.

2. Снижение дозы облучения открывает новые возможности для педиатрии, ведь при обследовании юных пациентов медики тщательно контролируют дозу облучения, и ограничения для детей более существенные, чем для взрослых.

5.24. Пример 9.36. Гибкие солнечные батареи

Органические солнечные элементы (ОСЭ), которые можно нанести на поверхность, как краску, или напечатать. Ими решили снабдить одежду, для чего необходимо сделать их гибкими.

Лаборатория Рафаэля Вердузко, специалиста в области химической и биомолекулярной инженерии в Университете Райса, разработала гибкие ОСЭ, которые будут полезны в приложениях, требующих постоянного притока электроэнергии малой мощности.

Они использовали сетку из внедрённых эластичных волокон, делающих активный материал менее хрупким почти без потерь в силе тока (рис. 9.8).

В ОСЭ превращение солнечного света в электрический ток производится углеродистыми материалами и полимерами, в противоположность твёрдым неорганическим материалам, таким как кремний. ОСЭ имеют малую толщину и вес, они полупрозрачны и недороги. Их КПД (15 процентов) не сильно уступает КПД обычных солнечных элементов (22 процента) 53.

Рис. 9.8. Гибкие солнечные батареи

5.25. Пример 9.37. Квантовый компас

Ученые из Имперского колледжа Лондона создали совместно со своими коллегами из компании M Squared Lasers (Шотландия) крайне точный квантовый компас. Основной принцип работы заключается в фиксировании субатомного эффекта магнитного поля Земли. Компас улавливает его изменения, что позволяет крайне точно выявить его месторасположение в пространстве. Компас использует лазеры для того, чтобы охладить атомы водорода внутри до крайне низких температур, после чего датчики фиксируют их перемещение, ускорение и то, как на них воздействует магнитное поле Земли. По факту мы имеем сверхточный акселерометр.

Он может стать не столько альтернативой GPS из-за своих больших размеров, сколько вспомогательной технологией, которая будет работать в случае, если связь со спутниками будет потеряна 54.

5.26. Пример 9.38. Робот из жидкого металла

Группа ученых из КНР и Австралии спроектировала робота на основе жидкого металла. Он может менять свою форму.

Робот состоит всего из трех частей: пластикового колеса, маленькой литиевой батарейки и капель сплава жидкого металла на основе галлия. Напряжение батарейки изменяется центром тяжести жидкого металла, что способствует перетеканию робота в одну сторону или другую

Дальше развивать мягких роботов с использованием жидкого металла. Их можно будет задействовать в специальных миссиях вроде поиска и спасения жертв землетрясений, так как роботы могут изменять форму, чтобы проникать под двери или пролезать через пространства, в которые не может поместиться человек 55.

5.27. Пример 9.39. Суперкомпьютер, имитирующий мозг человека

В Школе компьютерных наук университета Манчестера (Великобритания) заработал крупнейший в мире нейроморфный суперкомпьютер SpiNNaker, имитирующий работу человеческого мозга.

Компьютер оснащен процессором в 1 миллион ядер и способен выполнять более 200 триллионов действий в секунду, причем каждый из его чипов имеет 100 миллионов движущихся частей.

В отличие от традиционных компьютеров SpiNNaker уникален тем, что не отправляет большие объемы информации из пункта A в пункт B. Вместо этого он имитирует работу человеческого мозга, одновременно отправляя миллиарды небольших объемов информации в тысячи разных мест.

На создание суперкомпьютера ушло 20 лет разработки, более 10 лет строительства, а также 15 миллионов фунтов стерлингов.

«SpiNNaker полностью пересматривает способ работы обычных компьютеров. Машина больше похожа на мозг, чем на традиционный компьютер.

В конечном итоге создатели компьютера хотят увеличить процессор до 1 миллиарда ядер, что составляет лишь один 1% от объема человеческого мозга, который состоит из чуть менее 100 миллиардов нейронов, которые связаны между собой примерно 1 квадриллионом (это 1 с 15 нулями) синапсов. Для сравнения: мозг мыши состоит из почти 100 миллионов нейронов.