Десять инноваций недели, которые вы могли пропустить
Люди смогут командовать генами
Ученые из Швейцарской высшей технической школы Цюриха провели эксперимент, в процессе которого мозговые волны человека активировали светодиод, имплантированный в тела лабораторных мышей. Имплантат, размер которого составил менее 2 см, "разбудил" гены, предварительно запрограммированные реагировать на инфракрасный свет. Использовался именно этот источник света, поскольку инфракрасное излучение не представляет опасности для живых клеток. В то же время оно может достаточно глубоко проникать в ткани, что позволяет визуально проследить за функционированием имплантата. Новая методика, по словам разработчиков, поможет людям, потерявшим связь с внешним миром.
Исследователи разместили электроэнцефалографические устройства на лбах добровольцев, чтобы записать их мозговые волны. Участников попросили сымитировать различные психические состояния (в том числе концентрацию и расслабление). Данные анализировались и передавались по Bluetooth к контроллеру. Полученные электрические сигналы использовались для включения инфракрасного светодиода, имплантированого в тела мышей. Обнаружилось, что со всеми тремя различными психическими состояниями была связана какая-то конкретная деятельность мозга, и она транслировалась через светодиод. В ответ на это гены производили белки, которые затем циркулировали по организму грызуна. В ходе исследования использовался достаточно простой компьютерный интерфейс, обрабатывающий сигналы мозга.
Новая технология поможет контролировать судороги и эпилептические припадки, а возможно, даже лечить некоторые патологии мозга и неврологические заболевания, включая хронические головные боли и боли в позвониочнике. Имплантат будет регистрировать характерные для этих расстройств длины волн и реагировать на них запуском работы генов, отвечающих за выработку нужных веществ. Кроме того, в перспективе люди смогут заставлять свой организм вырабатывать определенные гормоны и другие химические вещества, положительным образом влияющие на настроение или позволяющие успокоиться в стрессовой ситуации.
DARPA построит воздушные авианосцы
В рамках нового проекта агентство DARPA превратит обычные самолеты в воздушные авианосцы, способные нести и запускать множество беспилотных дронов. Это радикально расширит дальность действия беспилотников, которые собирают разведданные и выполняют другие экстремальные миссии, сократит финансовые расходы и сохранит жизнь пилотам.
До 26 ноября DARPA проводит тендер: компании, университеты и другие организации, заинтересованные в участии и разработке этого проекта, должны подать свои концепты-заявки, включая анализ их выполнимости.
Американцы пытались создать воздушные авианосцы и раньше. К примеру, в 30-х годах ВМС США запускали бипланы Sparrowhawk с наполненных гелием дирижаблей. Тогда оба воздушных судна, которые запускали такие самолеты, потерпели крушения, а дирижабли затонули. Недавно также исследовалась возможность использования в качестве воздушного носителя Boeing 747: часть внутреннего пространства самолета освобождалась, куда помещались специальные микро-истребители.
Бактерии убивают вирусные инфекций
Ученые из университета Джорджии выяснили, что иммунная реакция на бактериальную инфекцию помогает организму справляться с вирусными атаками. Результаты исследования станут основой нового подхода к лечению вирусных инфекций, в частности, вызываемых ротавирусами, которые поражают клетки тонкого кишечника и вызывают тяжелую диарею.
Клетки человеческого организма по-разному реагируют на вторжение патогенных вирусов и бактерий путем включения различных генов и выработки специфических защитных молекул. После того как ученые сделали мышам инъекции белка флагеллина, входящего в состав жгутиков бактерий, возник противомикробный ответ организма, благодаря которому животные смогли выжить.
Когда клетки обнаруживают молекулу флагеллина, они стимулируют другие клетки выделять интерлейкин-22 (ИЛ-22) и интерлейкин-18 (ИЛ-18) - молекулы, помогающие создать защитную иммунную реакцию. ИЛ-22 повышает устойчивость клеток кишечника к вирусной инфекции, а ИЛ-18 стимулирует самоуничтожение (апоптоз) зараженных клеток, поэтому они способствуют борьбе как с бактериями, так и с вирусами. Как показали дальнейшие исследования, введение животным ИЛ-22 и ИЛ-18 вызывает тот же противовирусный эффект, что и инъекции флагеллина. Таким образом, организму можно помочь бороться с вирусами путем активации антибактериального ответа.
Wi-Fi поможет ловить террористов
Исследователи из Университетского колледжа в Лондоне разработали систему, которая при помощи Wi-Fi может отслеживать движущиеся объекты, находящиеся по ту сторону стен или других препятствий. Принцип действия такой же, как и у излучающего радиоволны радара, но в отличие от него, новая система абсолютно пассивна. В устройстве используется два независимых канала: один принимает сигнал, излучаемый точкой доступа или маршрутизатором, а второй получает отраженный от движущегося объекта сигнал.
Сравнивая два принятых сигнала при помощи специализированного программного обеспечения, система вычисляет местоположение, скорость и направление движения контролируемого объекта. Для обнаружения движущегося человека и некоторых его жестов в помещении, отделенном стеной в 25 сантиметров, устройству достаточно сигнала Wi-Fi от обычного устройства потребительского класса.
Полное отсутствие собственного излучения в любой части электромагнитного спектра гарантирует полную анонимность работы устройства, что делает технологию особо привлекательной для использования в системах наблюдения. Она может использоваться для обеспечения безопасности и при проведении операций по ликвидации террористических угроз, наблюдения за захватившими заложников преступниками, создания систем распознавания жестов, а также в клиниках для контроля больных.
Дрон из гриба и слюны осы
Инженеры исследовательского центра Эймса космического агентства NASA создали биоразлагаемый квадрокоптер из живых материалов. Такие дроны планируется использовать для изучения географически удаленных мест без нанесения вреда окружающей среде. Они также могут стать хорошими разведчиками, поскольку в случае опасности тут же разрушаются.
Корпус квадрокоптера изготовлен из мицелия - вегетативного тела гриба, состоящего из тонких нитей - этому материалу можно придавать любую форму. На корпус также нанесен защитный слой из целлюлозы, выращенной бактериями в лабораторных условиях. Его покрыли белками, полученными из слюны осы, которую насекомое использует для гидроизоляции своих гнезд. Микросхемы напечатаны чернилами с наночастицами серебра, что еще больше усилило биоразлагаемые свойства дрона.
Неразлагаемыми остались лишь пропеллеры, батарея и управляющий механизм. В настоящий момент изобретатели изучают возможность создания датчиков с помощью бактерий E. Coli.
А был ли бозон Хиггса?
В прошлом году Европейская организация по ядерным исследованиям (CERN) объявила об обнаружении новой элементарной частицы, бозона Хиггса. Международная команда ученых во главе с исследователями из Центра космологии и феноменологии физики частиц в Университете Южной Дании предположила, что CERN обнаружил на бозон Хиггса, а так называемую частицу технихиггса, похожую по определенным характеристикам на частицу Хиггса.
Но хотя эти частицы легко спутать в ходе эксперимента, они принадлежат к двум принципиально разным теориям о происхождении вселенной. Частица Хиггса - недостающее звено Стандартной модели. Эта теория описывает три из четырех сил природы. Но она не объясняет, чем является темная материя - вещество, которое составляет большую часть материи во вселенной. Частица технихиггса состоит из так называемых техникварков, которые, объединяясь разными способами, образуют разные частицы, в том числе, технихиггса и темной материи.
Если техникварки существуют, должна быть сила, которая удерживает их вместе так, что они образуют частицы. Ни одна из четырех известных сил природы - гравитация, электромагнитная сила, слабое и сильное ядерные взаимодействия, этого сделать не способны. Таким образом, существует еще необнаруженная фундаментальная сила природы.
Умное крыло от NASA
Космическое агентство NASA разработало новую, более эффективную конструкцию крыла самолета FlexFoil. Ее суть в интеграции необходимых компонентов в заднюю кромку крыла. Во время полета FlexFoil полностью адаптируется к условиям полета и оптимизирует аэродинамические показатели самолета.
Система уже на практике доказала свою перспективность. Во время испытания агентство NASA использовало самолет Gulfstream III, крылья которого были заменены на компоненты FlexFoil. В будущем тесты проведутся и на других лайнерах. Таким образом можно будет точно определить необходимые параметры для всевозможных условий полета. По данным NASA, технология поможет снизить расходы на авиатопливо как минимум втрое - за счет лучшей аэродинамики крыла. Кроме того, FlexFoil уменьшит уровень шума во время взлета и посадки самолета.
Космический интернет
Глава Tesla Motors и генеральный директор компании SpaceX Элон Маск подтвердил планы по выводу на орбиту микроспутников для раздачи интернета по всему миру. SpaceX готовит к запуску около 700 телекоммуникационных спутников. Вес аппаратов не будет превышать 115 килограммов, а их производство обойдется примерно в миллиард долларов. Партнером компании, предположительно, выступит WorldVu Satellites.
О деталях проекта Маск расскажет в официальном заявлении, которое он намеревается сделать через 2-3 месяца. Предварительно он сообщил, что интернет-услуги будут стоить "очень дешево", без тарифицирования трафика. Аналогичный проект запускает и Google. Летом интернет-поисковик заявил о намерении вывести на орбиту свыше 180 спутников, на разработку из запуск которых планируется потратить свыше миллиарда долларов.
Соцсеть для корабелов
Компания BAE Systems, главный проектировщик и кораблестроитель для Королевского флота Великобритании, начала создание единой сети виртуальной реальности. Строительство судов, особенно военных, - очень сложный процесс, в который вовлекаются множество организаций различной специализации, разбросанных по всей стране и даже по всему миру.
Новая сеть позволит разработчикам из различных уголков земного шара встречаться в виртуальной среде, чтобы совместно заниматься проектными работами и даже проводить полномасштабные виртуальные испытания кораблей, прежде чем эти модели будут воплощаться в реальности.
Основу разработки составляет система лазерного отслеживания движений человека и положения интерактивной "волшебной палочки", которая позволяет инженерам и конструкторам перемещаться по виртуальному пространству и взаимодействовать с ним в режиме реального времени. Так можно проверять компоновку различных узлов и прочих агрегатов с разных сторон, оперативно вносить изменения в конструкцию, что ранее требовало создания макетов в уменьшенном масштабе или в натуральную величину. Такой виртуальный подход делает процесс проектирования судов более легким и быстрым, обеспечивает лучшее взаимодействие между заказчиком и компаниями-подрядчиками.
Космическая база за неделю
Представители Европейского космического агентства представили проект надувной космической базы, которая может обеспечить все условия, необходимые для комфортного проживания и работы четырех человек. Специалисты исходили их того, что не менее 90% материалов для сооружения базы должны быть добыты на месте, то есть в космосе.
Строительство будет проводиться роботами в автоматическом режиме. Сначала они накачают воздухом надувные компоненты и установят модули шлюзовых камер. После этого трехмерные принтеры, используя измельченную в порошок лунную породу, возведут купола, имеющие легкую ячеистую структуру. Такие конструкции защитят обитателей базы от мелких метеоритов, космического излучения и значительных колебаний температуры.
Опытный образец космического трехмерного принтера позволяет печатать со скоростью около двух метров стены в час. Но уже ведется разработка очередной модели, которая обеспечит производительность в 3.5 метра в час. С помощью такой технологии космическую базу можно будет соорудить всего за неделю.
