Робот «качает маятник» с умом
Инженеры, строящие аппараты для подъема на вертикальные стены, использовали ранее самые разнообразные принципы движения, но Уильям Прованчер и его коллеги из университета Юты нашли еще один, и он оказался самым энергетически эффективным.
Новичок назван ROCR (Rocker Oscillating Climbing Robot), то есть «Осциллирующий восходящий робот-балансир». Ширина робота составляет 31 сантиметр, длина — 46, а весит он всего 540 граммов.
В качестве средства зацепления выступают два стальных коготка, расположенные в верхней части корпуса. Это редкий выбор для такого типа машин. Но еще более странным выглядит само передвижение. Раньше с этой целью применялись разнообразные лапы, гусеницы и колеса или их комбинация. ROCR же подтягивает свое тело, раскачивая его из стороны в сторону.
У машины имеется длинный хвост с грузом на конце (это аккумуляторы). Моторчик раскачивает его как маятник, центр тяжести регулярно смещается, и аппарат последовательно переставляет коготки вверх. На стену высотой 2,44 метра, покрытую ковром с коротким ворсом, ROCR поднимается за 15 секунд.
Поделив работу, затраченную на подъем «тушки» ROCR, на электроэнергию, употребленную в ходе этого процесса, Уильям получил КПД машины в 20 %. Ранее, по словам Прованчера, создатели подобных устройств сосредотачивали свое внимание на проблеме удержания машин на стене, на скорости, но не на эффективности. Так что ROCR задает тут новый ориентир.
------------------------------------
Куда пристроить «хитрую» мембрану?
Физики впервые создали мембраны, проницаемость которых для газов может радикально меняться в зависимости от облучения ультрафиолетовым или фиолетовым светом. Новинку придумали умельцы из лаборатории лазерной энергетики университета Рочестера.
Исследователи взяли мембраны из жесткого пластика, пронизанные регулярными микропорами, полученными при нейтронном облучении. Далее физики составили смесь из жидких кристаллов и светочувствительного красителя, молекулы которого обратимо меняют форму при облучении светом с длиной волны 365 и 420 нанометров. Пластинку погрузили в раствор, и он проник в поры.
Полученная мембрана обрела любопытное свойство: когда фиолетовый свет освещает ее поверхность, молекулы красителя выпрямляются, жидкие кристаллы выстраиваются в линии, позволяя газу легко проходить через отверстия. Но если на пластину направлен ультрафиолетовый свет, молекулы красителя изгибаются, а жидкие кристаллы теряют упорядоченность, надежно блокируя микропоры.
Такие мембраны могут работать как газовые переключатели, причем с рядом преимуществ. Свет может быть послан на расстоянии, что упрощает систему. В отличие от управления на основе электричества, поджечь проходящий газ, если тот горюч, свет не может.
Время полного переключения — несколько секунд — у новинки намного меньше, чем в сходных системах, управляемых нагревом и охлаждением. А еще количество энергии, затрачиваемой на облучение, очень малое. Управляемая мембрана пригодится в химической и фармацевтической промышленности, а также в лабораторных экспериментах.
------------------------------------
Рептилии-первопроходцы наследили
Самые старые следы рептилий, их непосредственных предков и «родственников» обнаружила в канадской части залива Фанди объединенная команда британских и канадских ученых. Открытие пополнило копилку знаний о выходе животных на сушу.
В статье, опубликованной в журнале «Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology», ученые пишут, что возраст находки составляет порядка 318 миллионов лет. В те времена эти места были удалены от побережья суперконтинента Пангея примерно на 500 километров. То есть получается, что существа, оставившие сотни следов, были одними из первых, кто начал жить в суровых условиях глубинной части суши.
Нынешнее открытие подтверждает теорию, по которой именно рептилии были первыми животными, ушедшими жить в глубь континента. Их предки амфибии вышли из воды порядка 400 миллионов лет назад, но не смогли распространиться далеко, так как им необходимо было возвращаться к воде, чтобы продолжать род.
Рептилии могли откладывать яйца с их твердой скорлупой где угодно. «Возможно, прибрежные болотистые леса постепенно стали перенаселенными, в то время как континент был пуст и ожидал заселения», — предполагает доктор Ховард Фалькон-Лэнг из Лондонского университета.
------------------------------------
Обошлись без стволовых клеток
Оказывается, суставная поверхность способна удивительно быстро регенерировать. Она восстанавливает поврежденное соединение без необходимости в протезировании сустава, его трансплантации или терапии стволовыми клетками. Только для этого суставу необходимо помочь. Как именно — придумала группа ученых из четырех университетов США, финансируемая Национальным институтом здравоохранения.
Исследователи отсканировали поверхность плечевого сустава кролика, а затем с помощью компьютера точно по ее форме построили пористые «биолеса» из смеси поли-e-капролактона и гидроксиапатита. Далее у группы кроликов хирургическим путем удалили суставную поверхность.
Трех животных оставили без лечения в качестве контрольных, десяти кроликам поставили анатомически точные «леса» с коллагеновым гидрогелем, а еще десяток подопытных получили аналогичную замену, но гель в ней был дополнен белком, называемым трансформирующий фактор роста бета-3 (TGFB3).
Через 3—4 недели все «кролики TGFB3» практически восстановили нормальное передвижение, успехи группы с «пустыми лесами» были более скромными, а в контрольной — животные продолжали хромать. Через 4 месяца суставная поверхность «зверьков TGFB3» оказалась полностью покрыта свежим хрящом, плотным, с приличными толщиной и прочностью. Кролики с «пустыми биолесами» вырастили лишь фрагменты хряща, а в контрольной группе его не образовалось совсем.
«Биолеса» с фактором роста привлекли на 130 % больше эндогенных клеток, чем имплантат без такового белка. А ведь обычно хрящи очень тяжело регенерируют. В статье, опубликованной в журнале «Lancet», авторы работы утверждают, что данную технологию можно будет распространить и на другие виды тканей.
------------------------------------
Спасибо за службу, вредный вирус
Врачи лондонской больницы использовали генетически модифицированный вирус герпеса для борьбы с раковыми опухолями на голове и шее. Экспериментальная терапия показала, что в сочетании с традиционными методами лечения этот вирус эффективно уничтожает злокачественные новообразования.
Вирус был модифицирован так, чтобы он мог размножаться лишь внутри раковых клеток. Герпес-мутант бурно плодится, «взрывая» раковую клетку и заодно стимулируя иммунную систему с помощью синтеза в ней определенного белка.
Как пишет «Clinical Cancer Research», в ходе опыта модифицированный вирус был введен 17 пациентам в пораженные раком лимфоузлы. Затем участники подвергались традиционным радио- и химиотерапии. После того как испытуемым удалили опухоли, у 93 % не было найдено никаких следов рака и лишь у двоих через пару лет произошел рецидив.
Исследователи отмечают, что побочные эффекты от нестандартного вида терапии были очень слабо выражены, а если и возникали, то в основном из-за комбинированного характера лечения.
------------------------------------
Телефон или камера Франкенштейна?
Поколдовав над программным обеспечением вполне обычного смартфона «Nokia N900», Марк Левой и его коллеги из Стэнфорда научили встроенную камеру этого аппарата нескольким необычным трюкам, которые не доступны серийным устройствам.
Данная работа явилась развитием проекта, именуемого «Франкенкамерой». Его идея состоит в создании камер с открытым, гибким и постоянно обновляемым софтом, позволяющим управлять параметрами работы устройства на глубинном уровне, который обычно закрыт для пользователей.
В тот раз авторы проекта собрали действительно «камеру доктора Франкенштейна» — из множества отдельных компонентов от разных производителей, оживив ее оригинальной программой. Теперь же команда Левоя на основе программной платформы от «Франкенкамеры» создала ряд приложений для N900, обратив в «чудовище» и этот аппарат.
Отныне N900 может одним нажатием кнопки выполнять кадр в режиме широкого динамического диапазона. Фактически это три быстрых снимка с разной экспозицией, на лету пересчитываемые софтом в один. Ранее для получения такого изображения нужно было буквально выполнить ряд снимков, переправить их на компьютер и обработать там.
Также «франкенокиа» умеет автоматически захватывать и сшивать вместе части панорамной фотографии. А третье приложение обеспечивает резкие снимки в условиях низкой освещенности. При нажатии спуска аппарат быстро выполняет большое число снимков, которые в силу естественных колебаний фонового шума могут быть более и менее резкими, мгновенно оценивает получившуюся четкость и записывает в память только один лучший кадр.
Это лишь примеры. Прелесть затеи в том, что отныне возможности простых с виду камер могут быть ограничены лишь фантазией программистов. Так, студенты Левоя буквально за считаные дни сочинили немало оригинальных «софтинок» для «Франкенкамеры», позволяющих, к примеру, получать интересные снимки быстродвижущихся объектов.
