ЦЕНТР НЕЗАВИСИМЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Инженеры MIT разработали пористый материал, который способен пропускать через себя влажный воздух и непрерывно генерировать электричество. 

Учёные пришли к выводу, что эффект воздушного генератора является универсальным для различных пористых материалов. Подходящие материалы должны удовлетворять только одному требованию: их поры должны иметь размер менее 100 нанометров. 
Такой вывод был сделан, так как мелкие поры позволяют молекулам воды проходить из верхней части материала в нижнюю, однако при этом верхняя часть будет бомбардироваться гораздо большим количеством молекул, несущих заряд, в следствие чего поверхность материала электризуется так же, как это происходит в грозовом облаке.
Основными достоинствами изобретения является то, что данный материал способен работать на основе нанопористых пленок круглые сутки и в любую погоду.
 

Исследователи из американского космического агентства сообщили об установлении нового рекорда в скорости передачи данных между спутниками, вращающимися на орбите нашей планеты и Землей. Лазерная система обеспечивает пропускную способность 200 Гбит/с. 
Для передачи данных инженеры использовали систему TeraByte InfraRed Delivery (TBIRВ), установленную на спутнике PTD-3. В июне прошлого года с ее помощью впервые удалось передать данные с орбиты со скоростью свыше 100 Гбит/с. Новый рекорд, достигнутый в конце апреля, в два раза увеличивает объем данных, которые спутник может передать за шестиминутный пролет над наземной станцией.
TBIRВ использует вместо традиционных радиоволн лазерную связь. Поток данных шифруется с помощью колебаний оптических волн в лазерном луче. PTD-3 — тестовый спутник кубсат, а устройство TBIRВ по размеру не больше коробки с салфетками. Такого небольшого и компактного устройства достаточно для обмена данными.
Исследователи продолжат тестировать возможности оптической космической связи во время будущей миссии «Артемида-2» на Луну. С ее помощью астронавты смогут передавать видео в высоком качестве фактически в режиме реального времени.
Сверхскоростные возможности лазерной связи позволят упаковывать больше данных в каждую передачу из космоса: больше сведений о любых объектах исследования — будь то изображения другого мира, данные о космическом излучении или иных событиях. 
 

ESO сообщила о начале работы первых телескопов BlackGEM, которые в оптическом диапазоне будут искать источники гравитационных волн. Детекторы гравитационных волн LIGO и Virgo смогут с помощью BlackGEM указать точку в небе, где произошло слияние чёрных дыр или нейтронных звёзд. Определение направления на источники гравитационных волн станет не единственной задачей комплекса BlackGEM. Массив будет определять другие быстрые переходные процессы, например, искать взрывы сверхновых в Южном полушарии, а также выявлять потенциально опасные для Земли астероиды и кометы.

Ученые Королевского технологического института и Линчепингского университета создали первый в мире транзистор из дерева.

По словам учёных, им удалось спроектировать транзистор, изготовленный из проводящей древесины. Устройство работает немного хуже традиционного полупроводникового оборудования из кремния, однако может быть полезным при создании биоразлагаемой электроники.

За основу учёные взяли пробковое дерево, имеющее беззернистую и ровную структуру, затем они увеличили его проводимость за счет удаления лигнина и добавления полистиролсульфоната полиэтилендиокситиофена.

Учёные заявили, что данная разработка является максимально экологически чистым продуктом и будет очень востребована в большинстве отраслей.

Исследователи из института им. Гельмгольца в Мюнхене разработали новую технологию 3D-визуализации строения тканей и органов под названием «wildDISCO». Она в прямом смысле делает биологические тела прозрачными – можно невооруженным взглядом заглянуть внутрь существа.

wildDISCO является закономерной эволюцией технологий по визуализации строения тела без необходимости препарировать его. Технология построена на применении различных видов синтетических антител, таких как бета-циклодекстрин и иммуноглобулин G. При длительной обработке тела они растворяют холестерин в клеточной мембране. Ткани становятся похожими на желе – мягкие, полупрозрачные, но при этом целые, они не разваливаются на фрагменты при аккуратном обращении. Ученые уже подобрали несколько антител для лучшей визуализации конкретных видов тканей.

Ученые Бингемтонского университета  разработали микробный топливный элемент, активируемый кислотной средой кишечника.

В ходе работы ученым удалось создать микробный топливный элемент размером с монету, запечатанный пленкой из каптона — материала, выдерживающего температуру от -500 до 750 градусов по Фаренгейту. При попадании в желудок батарея активировалась и начинала работу.

Ученые выяснили, что вырабатываемой энергии было достаточно, чтобы питать светодиод, цифровой термометр или небольшие часы. Специалисты рассказали, что после недели хранения элемента при комнатной температуре выработка электроэнергии упала всего на 2 процента. По оценке авторов исследования, теоретически биоаккумулятор можно хранить более 100 лет.

Международной команде ученых из Университета ИТМО (Россия) и Пхоханского университета науки и технологий (Южная Корея) удалось обойти это ограничение, создав «наноэкситонный транзистор» с использованием внутрислойных и межслойных экситонов в гетероструктурных полупроводниках. Он позволит сверхбыстро передавать сигнал при минимуме теплопотерь.

Экситоны, отвечающие за эмиссию света в полупроводниках квазичастицы, необходимы для разработки светоизлучающих элементов следующего поколения, которые будут излучать меньше тепла и станут источниками света для квантовых информационных технологий.

В полупроводниковой двухслойной гетероструктуре, представляющей собой стопку двух разных полупроводниковых монослоев, есть два типа экситонов: внутрислойные экситоны с горизонтальной ориентацией и межслойные экситоны с вертикальной ориентацией.

У оптических сигналов, излучаемых двумя типами экситонов, разные яркость, продолжительность и время когерентности. Это означает, что выборочное управление двумя оптическими сигналами позволит разработать двухбитный экситонный транзистор. Однако управлять внутри- и межслойными экситонами в наноразмерных пространствах оказалось непросто из-за неоднородности полупроводниковых гетероструктур и низкой световой эффективности межслойных экситонов в дополнение к дифракционному пределу света.

Специалисты СПбГУ, смогли осуществить синтез металлоорганических люминофор, в качестве основы которых лежат ациклические диаминокарбены, позволяющие повысить эффективность OLED почти до рекордных 100 %.

Особенность данного синтеза заключается в том, что первым делом формировалось соединение, содержащее металл, а органический фрагмент формировался уже в нем, благодаря чему молекулы в процессе синтеза были стабильны.

Также специалисты СПбГУ показали приличную стабильность — излучение света не изменялось даже при изменении подаваемого напряжения, а само тестовое устройство во время тестов практически не выделяло тепла. Кроме того, экспериментальные образцы показывают в 1,5 раза большую яркость, чем возможные аналоги.

Ученые из Научно-технического института Тэгу Кенбук в Южной Корее (DGIST) создали микроробота для формирования нейронных связей. 

Cпециалисты представили микророботов Mag-Neurobot, которые могут создавать нейросетевое соединение. В процессе эксперимента команда прикрепила магнитные наночастицы оксида железа к основным нервным клеткам гиппокампа лабораторной мыши. Магнитные наночастицы также были прикреплены к внешней стороне робота, чтобы тот мог перемещаться в нужное место по магнитным полям. Предварительно были проведены тесты на биосовместимость магнитных свойств и нервных клеток, которые завершились успешно.

Затем микроробота поместили в участок ткани гиппокампа мыши. Посредством иммунофлюоресцентного анализа удалось увидеть, что клетки в микророботе и клетки в срезе ткани гиппокампа были структурно связаны. Чтобы определить, способны ли новые клетки правильно функционировать ученые применили матрицу микроэлектродов (MEA). Выяснилось, что импульсы клеток распространяются через нервные клетки в пределах участка ткани гиппокампа. Предполагается что разработка может использоваться для точечного лечения неврологических расстройств и в клеточной терапии.

Ученые из МФТИ и Университета Дьюка (США) выяснили, что количество энергии, необходимое для разрыва полимерных сеток, может значительно превышать энергию разрыва ее цепочек. Большая часть этой энергии тратится не на разрыв цепей, а на деформацию древовидной внутренней структуры материала.

Ученые выяснили, что для образования трещины недостаточно разорвать одну полимерную цепочку, требуется повлиять на все «дерево» полимерных цепей в сетках. Обнаруженный механизм позволит создавать более прочные полимерные материалы. Таким образом, чем более разветвленная и многоуровневая структура в полимерном материале, тем он прочнее на разрыв.

Обновленная модель, полученная в результате исследования, дает возможность создания более совершенных полимерных сетей с повышенными прочностными характеристиками.

Инженеры Университета Западной Англии использовали грибы в создании персонального компьютера.  В ходе эксперимента было выявлено, что грибница способна передавать электрические импульсы, которые мало чем отличаются от тех, которые генерирует человеческий мозг. Ученые отметили, что развитая грибница может передавать под землей импульсы на значительные расстояния. Специалисты создали на основе мицелия и кремния материнскую плату для компьютера и смогли передать данные с помощью двоичной системы счисления. 
 

Команда австралийских специалистов из UNSW Sydney изобрела робота для печати биоматериала непосредственно на органах внутри живого человека.

Данная разработка представляет собой маленькую, мягкую и гибкую роботизированную руку, которую можно помещать в тело человека как эндоскоп и напрямую доставлять материалы для биопечати.

Инновационная технология позволит минимально инвазивно наращивать ткани на поврежденных органах. Исследователи считают, что при дальнейшем изучении данной технологии буквально уже через 5-7 лет технология может быть доступна медикам для широкого пользования.

            Qualcomm заявил, что в ее новый флагманский процессор Snapdragon 8 Gen 2 встроена iSIM — плата, на которую может быть записана информация о сотовых тарифах. По словам  Qualcomm, встроенный в процессор чип может сохранить большое количество тарифов и быстро переключаться между ними. iSIM дает производителям и операторам мобильной связи еще большую свободу предлагать своим клиентам беспроводное подключение, а также более интересные и доступные дизайны продуктов», — отметил в компании Thales, которая выступила партнером Qualcomm.

В основу разработки был положен материал из метаарамидных волокон, который после обработки «умной тканью" выдерживает температуру от - 80 до + 540 градусов Цельсия, сохраняя свою прочность и цвет.

По мнению учёных из СПбГУПТД, данная технология будет применяться от производства спецодежды до космических аппаратов. Так же плюсами данной технологии можно отметить то, что "умную ткань" можно производить разных цветов.

Учёным из университета Торонто удалось разработать уникальную технологию «жидкостных» окон. Сутью данной технологии является оптическая система, состоящая из слоев стекла с тонкими каналами для перекачки жидкости. Добавив в нее специальные частицы и пигменты, можно управлять свойствами ее прозрачности. Например, можно добиться того, чтобы внутрь проникал только видимый свет, а инфракрасные волны задерживались. Ученые говорят, что несколько слоев с разными свойствами можно комбинировать в стопки, чтобы добиться большей эффективности.

Специалисты университета Торонто утверждают, что всего один слой, обеспечивающий контроль инфракрасного света, дает 25% экономии энергии на охлаждение помещения. Второй слой, регулирующий интенсивность видимой части света, доводит эффективность до фантастических 50%. Такое решение уменьшит затраты на охлаждение и освещение летом, а для зимы систему можно настроить так, чтобы через окно проникали и тепловые волны.

Учёные из Китая создали уникального робота-трансформера, способного быстро превращаться из твердого в жидкое состояние и обратно.

Уникальный робот0 трансформер может разделиться на несколько частей, которые, затем, могут слиться, и предстать в изначальном виде. Робот состоит из металла галлий — это нетоксичный материал, который плавиться при температуре 29,79 градусов. В металл были внедрены магнитоактивные частицы и благодаря этому робот получил способность реагировать на магнитное поле. Принцип трансформации оказался довольно простым при индукции в нужный момент робота можно нагреть и изменить его физическое состояние из твердого в жидкое и обратно.

Основным направлением использования данного робота является биомедицина, а также специалисты полагают что данный робот станет незаменимы при ремонтных работах, сложном электромонтаже и везде, где затруднен доступ.

Учёные Pacific Northwest National Laboratory, разработали FMC-TENG волновой генератор, основанный на трибоэлектрическом эффекте. Трибоэлектрический эффект заключается в возникновении статического заряда при трении различных материалов.

Основой схемы FMC-TENG является «цилиндр в цилиндре». Внешняя поверхность цилиндра меньшего размера и внутренняя часть большего покрываются искусственным мехом и фторированным этилен-пропиленом. Меньший цилиндр свободно вращается внутри большого под действием морских волн, поверхности соприкасаются и создают статическое электричество, которое может быть собрано электродами. Так же в конструкцию FMC-TENG внедрен механизм магнитного торможения. Он преобразует одно медленное колебание волны в несколько более мелких вращений для достижения большего трибоэлектрического эффекта.

Ученые Северо-Западного университета в Иллинойсе разработали простого мягкого робота, способного самовосстанавливаться после повреждений. Робот имеет X-образную форму имеющий длину около 12 сантиметров.

При повреждениях робот диагностирует проблему и начнет «лечить» себя. По сигналу датчиков на поверхности устройства образуется химические реактивы, которые помогут устранить повреждение. На устранение каждого повреждения робот тратил около минуты. После этого подвижный робот продолжит движение.

Ученые предполагают, что такие роботы могут использоваться в местах особо опасных для человека.

Учёные из национального исследовательского ядерного университета МИФИ создали лазерную установку килоджоульного уровня энергии «ЭЛЬФ», с помощью нее можно будет производить эксперименты по термоядерному синтезу и исследовать вселенную.

Особенностями данной установки, является ее работа в режиме «фабрики фотонов». «ЭЛЬФ»  может вырабатывать лазерные импульсы по «заказам» от самых разных научных групп. Планируется, что у «ЭЛЬФа» будет два канала: один будет генерировать импульс с длительностью 5-20 наносекуд, другой - с  пикосекундной длительностью импульсов.

Ученые их университета Алабамы создала трибоэлектрический генератор, в котором используется самые простые и дешевые компоненты. В состав трибоэлектрического генератора вошли пластиковая пленка, липкая лента и две пластины из алюминия.

Принцип действия генератора основан на превращении энергии трения в электрический ток, для чего нужно просто двигать туда-сюда два соприкасающихся предмета. Преимущество данного генератора — это цена сборки, а также величина заряда, напрямую зависящая от силы давления, поэтому можно собирать генераторы самой разной мощности и размера. Опытный образец достиг мощности в 170 Вт на кв.м.

Международная команда ученых в составе сотрудников Токийского университета электросвязи разработала технологию, преобразующую снег в электричество. Основой данной технологии является в использование разницы температур между снегом и воздухом. 

Теплопередающие датчики помещаются в снег, который является источник холода, а окружающий его воздух тем временем будет подогреваться солнцем. Этот контраст создает конвекционный ток в охлаждающей жидкости внутри турбины, который ее и вращает, а она, в свою очередь, производит электричество. По словам ученых, этот процесс может производить электроэнергию так же эффективно, как и солнечная энергия, а также позволит избавиться от большого количества снега.

Ученые MIT разрабатывают технологию «цифрового бессмертия». В основу проекта был заложен эксперимент «Дополненная вечность». В данном эксперименте в числе 25 добровольцев есть пациенты с неизлечимыми заболеваниями, которые получили разрешение на анализ их публикации в социальных сетях. Это позволит обучить нейросети так, чтобы те имитировали поведение людей.

По мнению ученых из MIT, это позволит цифровым копиям в будущем сохранить наследие оригиналов и общаться с родственниками. Дело в том, что среди участников есть специалисты высокого класса, которые и хотят, чтобы их таким образом «оцифровали». При этом учёные говорят, что нейросеть не сможет продублировать умершего человека полностью, однако она сможет скопировать характер и манеру поведения умершего человека.

Специалистами РКС разработали чип для космической области. Данный чип имеет квадратурные модуляторы, которые формируют сверхмощные сигналы, подготавливаемые спутниками, в различные виды модуляции.

Данный чип повысит в сотни раз скорость передачи сигнала со спутника при значительном увеличении объема отправляемой информации, его качество, а также улучшат качество передаваемых с орбитальных аппаратов изображений. Как заявляют разработчики, данные чипы, размеры которых не превышают 4 х 5 мм, являются уникальными и найдут свое применение в перспективных российских спутниках различного назначения.

Исследователи из Чикагского университета изобрели новое вещество способное проводить электричество подобно металлу. В его структуру вещества были включены молекулы водорода, серы и никеля которые образовывали цепочки, соединенные между собой вкраплениями атомов никеля.

Новый материал оказался невероятно пластичен и устойчив ко всем видам воздействия что дает возможность применять его в различных состояниях. Например, его можно размазать как краску или напылить на любую поверхность, изготовить из него гибкие изделия или нанести на кожу. Во всех случаях его применения проводимость данного вещества сохраняется, что позволяет разработать новый тип электронных устройств.

Китайские ученые создали сверхмощный кубитный квантовый компьютер под названием Zuchongzhi, который справился со своими вычислительными задачами за один час, тогда как у классического квантового компьютера на эти подсчёты ушло бы минимум восемь лет.

Такая скорость обработки данных была достигнута благодаря использованию системы исчисления кубит (Qbit), имеющие значения одновременно и 0, и 1.

Основной характеристикой данного квантового компьютера является то, что он оснащен 10 кубитным процессором, а также то, что этот компьютер совместно интегрирует аппаратную платформу с программным обеспечением своего производства.

Ученые Массачусетского технологического института предложили отслеживать растяжение мышц с помощью магнитных датчиков, вживленных внутрь тела.

Сам датчик размером с кредитную карту, прикрепленный к поверхности тела, отслеживает расстояния между двумя магнитами. Когда мышца сокращается, магниты сближаются, а когда расслабляется — отдаляются друг от друга. Используя сложную систему из магнитов, исследователи MIT продемонстрировали эффективность технологии в экспериментах на животных и теперь планируют использовать этот метод, чтобы помочь людям с ампутациями более точно и естественно управлять протезами конечностей.

Российские ученые ИПУ РАН и ВГУ разработали нейрокаску для управления беспилотными летательными аппаратами силой мысли. Нейрокаска считывает электрические сигналы мозга, для ее работы не требуются гели или дополнительные шапочки с электродами для подключения. Нейрокаска работает со специально разработанным приложением для телефона, которое получает электросигналы, расшифровывает их в команды для управления дроном или любым другим беспилотным устройством».

Данное изобретение позволит управлять беспилотным устройством в полевых и экстремальных условиях, а также данная технология будет востребована у военных, строителей, геологов и станет актуальной для людей с ограниченными возможностями

Исследователи из Технического университета Дании (DTU) и Технологического университета Чалмерса в Гетеборге (Швеция) установили новый рекорд скорости передачи данных с использованием единственного оптического чипа. Им удалось достичь показателя в 1,84 петабит/с, что почти вдвое больше расчетной пропускной способности всего земного Интернета (1 Пбит/с).

Принцип действия чипа основан на подаче луча инфракрасного лазера на частотную гребенку – устройство, которое разделяет базовый луч на множество отдельных волн. Каждую из них при помощи поляризации, модуляций амплитуды и фазы превращают в кодированный сигнал для передачи данных. Затем их вновь объединяют в один луч и передают по оптоволокну, а на приемнике происходит обратный процесс декодирования.

Ученые Корнеллского университета создали микроробота, управляемого с помощью лазера. Робот создан из специальных полупроводников, оснащенных фотогальваническими элементами. Микроробот состоит примерно из 1000 транзисторов и имеет минимальное энергопотребление. Размер микроробота составляет от 100 до 250 микрометров. Полученный микроробот имеет сенсоры, которые позволяют им ориентироваться на свет, определять различные химические элементы, удерживать и выводить вредные вещества. Специалисты полагают, что в будущем микроробот можно будет применять для решения медицинских задач.

Компания Sea Wave Energy Ltd представила свой новый сверхмощный волновые генераторы «Waveline Magnet» который обеспечит человечество самой дешевой энергией в мире. Принцип действия предельно прост: подвижные поплавки соединены между собой рычагами, которые подключены к генераторам. Система анализирует силу волны и автоматически подстраивается под нее, чтобы обеспечивать максимальный КПД при каждом движении. Сверхмощный волновые генераторы «Waveline Magnet» имеющий длину 32 м и весом 1,8 тонны во время испытаний показал пиковую мощность 1,4 кВт.

Учёные MIT изобрели материал, способный к регенерации. Энергию для восстановления материал берет буквально из воздуха.

Основой для создания полимера стал фотосинтез у растений. Исходный материал был получен из гелеобразного полимера с хлоропластами (вещества, которые отвечают за фотосинтез). В итоге при повреждениях полимера хлоропласты поглощали углекислый газ и вырабатывали глюкозу, которая выступала строительным материалом. Благодаря этому полимер способен самостоятельно восстанавливать любые повреждения.

Материал возможно будет использовать для как для промышленности, так и для медицины заявили исследователи.

Суперзащищённый компьютер под названием m-TrusT создали ученые Московского физико-технического института (МФТИ). Он состоит всего из одной платы, но имеет очень большие возможностями.

Отличительной чертой от обычных персональных компьютеров, которые имеют предрасположенность к взлому, новая разработка не только с изменяемой архитектурой имеющая возможность  только считывать информацию. Так как функция записи недоступна, вирусы и любые шпионские программы в принципе не могут проникнуть в память m-TrusT, что делает его неуязвимым устройством.

Инженеры MIT разработали сверхтонкую нанопленку которая способна передавать состояние человека прилегая к коже. Данное изобретение можно будет использовать в медицинских целях для отслеживания состояния больного человека. Сверхтонкая нанопленка создана из нитрида галлия толщиной всего 250 нанометров, который отличается своими пьезоэлектрическими свойствами. Плюсами данной нанопленки является то, что она способна передавать данные состояния человека на расстояние 3-5 метров без использования каких-либо чипов и электричества.

Специалисты MTI разработали новый тип программируемого резистора, электронного компонента аналоговых процессоров. Основными плюсами данной технологии является то, что проводимость таких устройств можно менять, а массив таких резисторов позволяет обрабатывать и передавать информацию, как это делает человеческий мозг. И такой резистор с использованием фосфоросиликатного стекла ломается через миллионы циклов, поскольку малый размер и масса протонов. А раз фосфоросиликатное стекло не проводит электроны, через устройство проходит очень мало электрического тока, поэтому оно остается холодным и снижает расход энергии.

Ученые Ланкастерского университета изобрели новейшую версию Wi-Fi. В качестве сигнала берется радиоактивный изотоп калифорний-252. Данный изотоп создает излучение быстрых нейтронов, которые можно направить из передатчика в приемник вместо радиоволн.

Такой вид связи имеет весомое преимущество – в отличие от радиосигнала, быстрые нейтроны обладают более мощной проходимостью. И поэтому с их помощью можно передать сигнал через мощную преграду, вроде стены бункера или корпуса подводной лодки, не повреждая ее саму.

Специалистами консорциума Центра компетенций НТИ "Фотоника" при Пермском государственном национальном исследовательском университете из Алферовского университета в сотрудничестве с петербургскими исследователями был разработан наночип для сверхбыстрой передачи данных.

Речь идет о источнике оптического излучения. Источник, размеры которого сравнимы с чипами, применяемыми в наноэлектронике, позволяет ускорить передачу данных внутри микросхем в несколько раз.  Как отметил Денис Лебедев, научный сотрудник лаборатории возобновляемых источников энергии Алферовского университета, ученые создали новый метод получения оптических наноантенн с использованием сканирующего туннельного микроскопа. Благодаря полученным результатам ученые могут создавать оптоэлектронику следующего поколения, способную многократно увеличить производительность вычислительных систем.

Учёные из Университета Иллинойса увеличили емкость ДНК путем добавления в нее новых элементов генетического «алфавита». Учёные в новом эксперименте изменили химический состав молекулы ДНК. Они пояснили, что «ДНК — один из лучших, если не самый лучший вариант, особенно для хранения архивных данных. Ежедневно интернет генерирует несколько петабайт данных. Всего одного грамма ДНК достаточно, чтобы сохранить этот объём информации. Кроме того, молекула может сохраняться в окружающей среде тысячи лет, не теряя закодированную в ней информацию.

Чтобы улучшить свойства ДНК, учёные добавили в молекулу новые нуклеотиды. Природная ДНК состоит из четырёх — A, T, C и G. В искусственной к ним добавили ещё семь. «Мы опробовали 77 разных комбинаций этих 11 нуклеотидов и выяснили, что наш метод их превосходно различает», — отметили учёные.

Российские учёные создали компактный сверхинтенсивный источник нейтронов, его эффективность равна работе огромного ускорителя частиц.

Плюсами данной изобретения являются его размеры. Источник нейронов очень нужен в различных исследованиях, благодаря Российской разработки, использования данного источника существенно удешевит исследования.

Ученые использовали высокоэнергетический лазер «PHELIX» с мощностью 1015 Вт и направили его луч на мишень из полимерной пены. Для нее был использован материал триацетат целлюлозы, плотность которого всего 2 мг/см3. Первый импульс лазера длительностью 1 наносекунда производит ионизацию атомов мишени для создания плазменного облака. Следующий импульс длится пикосекунду и ускоряет электроны в плазме, передавая им сотни мегаэлектронвольт энергии. Электроны тормозятся при помощи тонкой пластинки из золота, что позволяет превратить их энергию в гамма-кванты. Это разновидность фотонов с очень маленькой длиной волны, около десятитысячной части нанометра. Получается поток гамма-излучения, в котором триллионы гамма-квантов с высокой энергией летят в заданном направлении. Когда они достигают расположенной рядом танталовой фольги, ядра металла поглощают гамма-кванты, происходит фотоядерная реакция и образуются нейтроны. За одну итерацию источник порождает до 60 млрд нейтронов, КПД лазерной энергии достигло 0,05 %.

Группа учёных из Московского физико-технического института совместно с коллегами из Тель-Авивского университета в ходе проведения исследовательских работ пришли к выводу, что некоторые растения, благодаря высокой концентрации воды, могут выступать в роли элементов диэлектрической резонансной антенны.

Основным направлением исследования стала вода, внутри растения которая вызывает электромагнитные резонансы. Ученые разобрались, как они устроены в стебле кактуса и подключили к нему источник. После этого растение начало генерировать электромагнитное излучение. Используя СВЧ-технологии, исследователи из МФТИ выяснили, что при определенных условиях листья растений могут создавать множественные электромагнитные резонансы. Учёные задействовали кактус нопаль, стебли которого на 75-85 % состоят из воды, благодаря чему его удалось использовать в качестве естественной широкополосной всенаправленной антенны, работающей в диапазонах Wi-Fi от 900 МГц до 7,7 ГГц.

В будущем перед учёными стоит задача объединить несколько растений в систему связи, настроить передачу сигнала и проверить все в реальных условиях.

Учёные из Северо-Западного университета в Иллинойсе изобрели самого маленького в мире робота на дистанционном управлении. Уникальность данного робота в том, что шириной он всего в 0,5 мм.

Визуально робот имеет сходство с крабом. Учёные заверяют что скорость перемещение робота будет в половина длины тела робота в секунду. Так же, робот может изгибаться, поворачиваться и даже прыгать. Отличительной особенностью робота является то, что ему не нужно сложное оборудование, гидравлика или электричество. Для создания робота исследователи использовали специальный сплав, который при нагревании принимает заранее заданную форму — сплав с эффектом памяти формы.

Для быстрого нагрева робота в различных целевых местах по всему телу использовали лазер. При охлаждении тонкое покрытие из стекла возвращает соответствующей части конструкции её деформированную форму. За счёт чередования процессов нагревания и охлаждения определённых частей робота робот способен проникать в абсолютно любые места .

Учёные из Университета Небраски-Линкольна создали термодиод, который использует собственное тепло как основной ресурс для работы. В состав термодиода входят фиксированные пластины охладителя и подвижный нагреватель.

Принцип работы термодиода: при уменьшении расстояния между пластинами увеличивается температура что позволяет добиться максимальной передачи тепла. И наоборот увеличение расстояния между пластинами позволяет отводить лишнее тепло без применения внешних охладителей.

Пока что технология не до конца излучина и коэффициент теплопередачи между пластинами достигает всего 11%, но даже этого хватает для успешной работы при температуре 257 ºC. Расчеты учёных говорят о том, что термодиод может выдержать температуру от 327 ºC до 700 ºC. Основным направлением такой технологии может стать работа космических кораблей для «горячих» планет.

Термодиоды – технология экспериментальная, пока что ученые создали лишь один из элементов, для которых существенный нагрев не является принципиальной помехой в работе. Предстоит еще масса усилий, прежде чем удастся разработать полноценный компьютер, работающий на другом физическом принципе, используя тепло вместо электричества.

Стэнфордские биоинженеры создали новую печатную плату, которая дает большие возможности в робототехнике и медицине. Созданный микрочип в 9000 раз быстрее обычного персонального компьютера и потребляет намного меньше энергии. В основу новинки был заложен принцип работы человеческого мозга.

Особенностью печатной платы Neurogrid состоящую из 16 «NeuroCore» чипов вместе эти 16 чипов могут имитировать 1000000 нейронов и миллиарды синаптических связей. 

Цена печатной платы Neurogrid на данное время составляет 40000 $. В будущим разработчики считают, что при внедрении платы в массовое производство цену можно уменьшить в сотню раз.

Учёными Массачусетского технологического института был разработан обсолютно новый ультратонкий динамик, которым, можно покрывать большие поверхности. При помощи пьезоэлектрических материалов удалось достичь улучшения привычных тонкопленочных динамиков, которые начинают вибрировать после подключения к ним напряжения.

Основные особенности ультратонкого динамика в том, что он формирует звук при помощи электрического тока и электромагнитных полей. Благодаря этому была создана сеть «выпирающих» куполов, вибрирующих вне зависимости друг от друга.

В состав ультратонкого динамика входят три слоя — пьезоэлектрического материала толщина которых составляет восемь микрометров, расположенного между двумя слоями ПЭТ-пластика, на верхнем слое нанесена сеть отверстий, через данные отверстия материал слегка выпирает наружу, а задача нижнего слоя выполять защитную функцию и в это же время является основой, с помощью которого ультратонкий динамик крепится к любым  поверхностям.

Во многих странах на отопление и охлаждение помещений приходится значительная часть расходов за жилищно-коммунальные услуги.

Именно поэтому, специалисты из университетов Нанкина (Китай) и Геттингена (Германия) разработали новый материал -древесную пену, которая способна заменить энергозатратные кондиционеры, сохраняя тепло в доме в зимнее время и прохладу в летнее время.

Материал представляет собой вспененный теплоизолятор из древесины, который отражает солнечный свет. И в летнее время будет отправлять в атмосферу излишки тепла. За основу материала взяли нанокристаллы целлюлозы, позволяющие отражать до 96% солнечного света и излучать до 92% поглощаемого инфракрасного излучения.

Специалисты тестировали новый материал, поместив его в изолированную алюминиевой фольгой коробку и установили его под прямыми солнечными лучами. В результате, температура внутри коробки была ниже, чем снаружи на 9,2°C, а при высокой влажности была ниже на 7,4°C.

По подсчетам, если покрыть древесной пеной все здание (кроме крыши), то потребность в электроэнергии на отопление/охлаждение сократится примерно на 35%.

Также в процессе исследований свойств нового материала специалисты выяснили, что по мере сжатия уменьшаются охлаждающие свойства. Регулируя сжатие возможно настраивать свойства материала на соответствующую погоду. По словам специалистов, благодаря практичным свойствам древесная пена может стать основой новой разновидности экологически чистых терморегулирующих материалов.

Специалисты Массачусетского технологического института (MIT) создали ультратонкий динамик, которым возможно покрывать обширные поверхности, как обоями. Дизайн нового устройство гарантирует высокую энергоэффективность и простоту в серийном производстве.

В отличие от обычных динамиков с вибрирующей мембраной их тонкопленочные аналоги генерируют звук благодаря электрическим токам и электромагнитным полям.

Специалисты с помощью пьезоэлектрических материалов усовершенствовали традиционные тонкопленочные динамики, которые начинают вибрировать после подачи на них напряжения.

Тонкопленочные динамики выдавали качественный звук только на одной поверхности, необходимо было отделять их от других поверхностей, которые создавали помехи. Данная проблема была устранена после усовершенствования динамиков. И, в частности, для того чтобы вибрировала вся поверхность мембраны, на ней была сформирована сеть выпирающих куполов, которые вибрируют независимо друг от друга

Ультратонкий динамик состоит из трех слоев - пьезоэлектрического материала толщиной 8 микрометров, который разместили между двумя слоями ПЭТ-пластика. На верхний слой нанесли сеть отверстий, через который материал выпирает наружу, а нижний слой выполняет защитную функцию и одновременно является основанием, с помощью которого динамик крепится к различным поверхностям.

Толщина динамика получилась всего 120 миронов и вся его поверхность покрыта тысячами микроскопических куполов высотой 15 микронов. Для тестирования, специалисты закрепили динамик на стене и установили в 30 см от него микрофон. В результате, приборы зафиксировали звук мощностью до 66 дБ при напряжении 25 В на частоте 1 кГц и до 86 дБ при 10 кГц. Также динамик продемонстрировал высокую энергоэффективность около 100 миллиВатт потребления на квадратный метр динамика.

Сама идея передачи электроэнергии на расстояние существует уже давно. Но последнее время, ее реализацией с использованием современных технологий активно занимаются специалисты Военно-морской исследовательской лаборатории США, которым удалось передать 1,6 кВт энергии на расстояние километра.

Принцип передачи заключается в преобразовании в микроволны электричества, которые собираются в плотный луч и передаются на приемник, состоящий из элементов – ректен (дипольная антенна X-диапазона с радиочастотным диодом). В момент прохождения электроэнергии через ректену она начинает генерировать постоянный ток.

Новая разработка получила название SCOPE-M. Ее элементы были установлены на исследовательском полигоне в штате Массачусетс и в Массачусетском технологическом институте (MIT). Устройство передавало СВЧ-энергию частотой 10 ГГц, что надежно гарантирует работу даже в дождливую погоду при потере мощности меньше 5%, а также безопасность для находящихся поблизости животных и людей.

SCOPE-M продемонстрировал хорошую эффективность в 60%, и по словам специалистов, это не является ее пределом. В дальнейшем данная технология может использоваться для передачи электроэнергии от мощных солнечных орбитальных электростанций на Землю в круглосуточном режиме.

Специалисты из Японии разработали технологию изготовления сверхчистых пластин из алмазов для хранения информации. Данные диски получили название Kenzan Diamond, у которых диаметр до 50 мм и потенциальный объём памяти достигает 25 экзабайт.

Алмаз является одним из наиболее удобных минералов для организации памяти в квантовых компьютерах. И для записи данных в них используется точечный дефект в виде вкраплений молекул азота, однако избыток азота нарушает целостность структуры алмаза. Решением данной проблемы является выращивание сверхчистых синтетических алмазов, но предыдущие разработки были слишком малы и непригодны для практического использования.

Новые диски Kenzan Diamond обладают площадью почти 2000 кв. мм против всего 4 кв. мм у предшественников и при этом их чистота составляет 3 части азота на миллиард. Данные показатели удалось достичь благодаря новой конструкции подложки для выращивания алмазов, которая имеет не плоскую, а ступенчатую форму. Именно поэтому, напряжение равномерно распространяется по пластине и нейтрализуется риск ее растрескивания, что и позволяет создавать огромные по современным меркам алмазные изделия.

По словам специалистов, выпуск коммерческрй версии новых дисков планируется к 2023 году. На данный момент, ведутся работы над алмазной пластиной диаметром до 100 мм.

До сегодняшнего дня, приходилось использовать тяжелые устройства, такие как гарнитуры или очки, чтобы воспользоваться преимуществами дополненной реальности. Специалисты из Калифорнии создали прототип контактных линз дополненной реальности, позволяющие накладывать реальность и цифровой контент без необходимости использования дополнительного визуального оборудования.

Новое устройство выглядит, как обычная линза, но внутри установлены небольшие электронные компоненты. Основная цель устройства, выводить желаемые изображения непосредственно на глаз, и не использовать при этом громоздкие устройства.

Дополненная реальность - это техника, которая накладывает на реальность ее цифровое представление, обновляемое в реальном времени. Использовав очки, шлем, или новые линзы, возможно добавить информацию в поле зрения, наложив ее на материальную реальность. Данные линзы можно будет использовать для развлечений, в медицине и в промышленности.

В центре линзы расположен экран microLED диаметром всего 0,5 миллиметра. Плотность пикселей составляет 14 000 на квадратный дюйм (1 квадратный дюйм = 6,45 см²). С помощью этого инструмента можно проецировать текст, графику или видео высокого разрешения непосредственно на сетчатку глаза пользователя. На данный момент, это является самым маленьким в мире и самым плотным экраном для динамического контента. На внешнем краю линзы установлены микробатарея, а также чип, принимающий поток информации, который транслируется другим носимым устройством. Еще один чип используется для управления отслеживанием движений глаз. Задача заключается в том, чтобы изображения отображались в нужном месте, когда пользователь поворачивает глаза, а также в том, чтобы позволить ему управлять устройством исключительно с помощью движения глаз.

Тесты нового устройства проводятся с линзой перед глазом, а не на нем, до получения разрешения Управления по контролю за продуктами и лекарствами на проведение клинических испытаний. Но уже возможно воспользоваться несколькими установленными приложениями. Компас, который визуально показывает направление, в котором находится пользователь. Также есть приложение, предназначенное для спортсменов, отображающее частоту сердечных сокращений и другую полезную информацию во время тренировки. Возможно, использовать приложение телесуфлера для прокрутки текста речи перед глазами.

По словам специалистов, возможные области применения данного устройства многообразны, но основной целью является разработка приложений для помощи людям с ослабленным зрением.

Большинство привыкло к врачебным консультациям по видеосвязи, но бывают случаи, когда для поставки диагноза необходимы специализированные устройства. Поэтому специалисты из Канады разработали компактный клинический блок, который получил название H3 Health Cube. Новое устройство способно подключатся к Интернету и создан для установки в аптеках, общественных пространствах, госучреждениях, приютах и других подобных местах. Также его возможно использовать не только в помещениях, но и на открытом воздухе.

Идея заключается в том, что вместо посещения больницы, можно заказать медицинскую аудио/видео консультацию через H3 Health Cube. И в зависимости от жалоб врач попросит пройти определенную диагностику в H3 Health Cube или больному поможет местный обученный персонал. Пользователям гарантируют конфиденциальность на протяжении всего визита. Ультрафиолетовое излучение и легко моющиеся поверхности будут обеспечивать дезинфекцию между сеансами.

H3 Health Cube оснащен качественной видеосвязью и инструментами сбора данных о здоровье — стетоскопом, манжетой для измерения артериального давления, термометром, оборудованием для компьютерной томографии, кольпоскопии, УЗИ брюшной полости, снятия электрокардиограммы и всем необходимым для забора и анализа образцов крови.

По словам специалистов, новое устройство уже проходит испытания в нескольких аптеках, еще примерно 30 будут введены в эксплуатацию в ближайшее время.

Специалисты Швейцарского исследовательского центра Empa продемонстрировали перевязочный материал, который реагирует на обострение инфекции при повышении температуры тела.

Применение антибиотиков чревато побочными эффектами, а чрезмерное употребление приводит к привыканию и к инфекциям. Большинство перевязочных материалов несовершенны и непрозрачны, что затрудняет контроль за состоянием ран и снижает эффективность лечения.

За основу инновационного перевязочного материала взяли тонкую мембрану из нановолокон, которые изготовлены из смеси полимеров PMMA и биосовместимого полимера Eudragit. А за мембраной разместили антисептик октенидина дигидрохлорид. И пока температура тела в районе раны находится в пределах 32-34°C смесь находится в твердом состоянии. Но при повышении температуры до 37°C, происходит размягчение полимеров, и они начинают выделять антисептик в зараженную ткань. После нормализации температуры оставшийся в повязке препарат вновь твердеет. Данный материал рассчитан на пять подобных применений.

На данный момент специалисты работают над снижением температурного порога материала и исследуют возможности использования других медикаментов, включая настоящие антибиотики.

По статистике, до 15% людей сталкиваются с камнями в почках, и часто мелкие песчинки выходят сами, но в большинстве случаев многим необходима операция во избежание сильного повреждения почек. Именно поэтому была разработана новая технология взрывно-волновой литотрипсии (ВВЛ), которая успешно справляется с большей частью камней в почках, что является хорошей новостью для людей с данным распространенным недугом. 19 людей уже испытали на себе новый метод избавления от почечных камней посредством их дробления звуковыми волнами.

Раньше врачи применяли применяли звуковые волны для дробления почечных камней экстракорпоральной ударно-волновой литотрипсией (ЭУВЛ) — методом интенсивных акустических импульсов, требующим седации или даже анестезии. Отличие ВВЛ от ЭУВЛ является то, что его возможно проводить вне госпиталя посредством портативного устройства и без седации. Новый метод представляет собой короткие циклические ультразвуковые импульсы, которые дробят камни на части 2 мм в диаметре или меньше.

К 19 больным, имеющим до трех крупных камней ≤12 мм, применили ВВЛ, по 10 минут на камень. 90 % от объема камней было разрушено, при этом 39 % целевых камней были фрагментированы на части менее 2 мм, у 52 % фрагментация была неполная. По словам врачей, большая часть оставшихся песчинок должна выйти самостоятельно без дополнительного вмешательства.

Метод ВВЛ еще должен пройти дополнительные исследования для того, чтобы начать его широко применять в клиниках. Необходимо вывести оптимальный способ его применения для лечения, который можно быстро реализовывать в домашних условиях, когда недуг проявляется у пациентов впервые.

Группа специалистов из университета Аалто (Финляндия) продемонстрировала простое и недорогое беспроводное зарядное устройство, которое способно формировать электромагнитное поле в форме тора, что позволяет заряжать несколько устройств одновременно.

Основным элементов устройства является силовая катушка в форме цилиндра с проводами, которые намотаны в противоположных направлениях и соединенные между собой Z-образным мостом. Данная конфигурация обеспечивает протекание тока через обмотки в противоположных направлениях и формирование магнитных полей нужной формы.

В результате формируется кольцевое электромагнитное поле, которое охватывает центр зарядного устройства, что обеспечивает эффективную зарядку в любой точке электромагнитного поля.

На данный момент специалисты введут исследования по повышению мощности в пределах сохранения стандартов устройства.

Для записи данных в формате кода ДНК необходимо несколько килограммов данного вещества, потому что 1 грамм ДНК может вместить 215 петабайт информации, специалистам Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне этого стало недостаточно, поэтому решили увеличить емкость ДНК путем добавления в нее элементов генетического алфавита. К четырем базовым буквам, добавили еще семь, что дало увеличение объёма памяти ДНК в два раза.

Так как ДНК сформировалась для передачи сведений только о структуре живого существа, то в качестве универсального накопителя данных она плохо подходит. В связи с чем, специалисты разработали специальные химически модифицированные нуклеотиды, которые можно встроить в код без вреда для базовой структуры ДНК, то есть в физическом пространстве теперь возможно хранить гораздо больше комбинаций букв, что пропорционально увеличивает и количество слов.

Недостатком системы является то, что она перестает быть чисто биологической структурой, потому что стандартные механизмы чтения ДНК уже не работают. Пришлось синтезировать особый белок с нанопорами, через который нужно протягивать нити ДНК, который идеально распознает и биологические и синтетические буквы, а декодер при помощи методов машинного обучения складывает их в слова, распознавая записанную информацию.

Переход к биокибернетическим конструкциям позволяет увеличить емкость ДНК и ускорить запись и считывание данных. В природе это довольно небыстрый процесс, но специалистам удалось улучшить его показатели в два раза, что открывает пути к созданию эффективных носителей данных на базе модифицированных ДНК.

Врачам постоянно необходимо следить за состоянием здоровья своих пациентов с серьезными заболеваниями, и для этого в их организмы устанавливают крошечные датчики для слежения за частотой сердечных сокращений, уровнем сахара в крови и другими показателями. И данные датчики нуждаются в источнике питания, который по размерам можно сравнить с пылинкой.

На сегодняшний день, самая маленькая батарея состоит из полимерных, металлических и диэлектрических материалов. Специалисты не рассказывают, как именно она работает. Но поделились, как нашли способ сделать батарею минимального размера.

Технология получила название Swiss-Roll, за счет компоновки составных частей источника питания. Чтобы минимизировать размер батареи, слои составных веществ накладываются на натянутую пластину. После этого, когда все элементы установлены на место, пластину скручивают, подобно тесту. В результате, получается что-то вроде рулета, размер которого составляет меньше одного квадратного миллиметра.

На данный момент, специалисты проводят тестирования разработанной батареи, так ка не понятно насколько хорошо она работает. У скрученных в рулет компонентов могут быть побочные эффекты вроде небольшого срока службы. Поэтому специалисты продолжают работы над ее улучшением.

Данная технология, как заявляют специалисты, обладает огромным потенциалом, поэтому в будущем возможно будет создавать гораздо более мощные микробатареи. Также новые батареи буду более безопасными для окружающей среды.

Специалисты Корнельского университета разработали умное ожерелье, способное анализировать мимику пользователя и умеет распознавать его речь, и для этого устройству не нужно видеть лица человека.

Основная задача специалистов, сохранение конфиденциальности пользователей. Подразумевается, что устройство будет использоваться для скрытой передачи голосовых команд на смартфон в тех местах, где громкий голос неуместен, например, в библиотеке, в толпе, во время деловых встреч. Новое устройство не видит полностью лица и его губ, оно считывает данные по движению подбородка.

При помощи 20 добровольцев и принципов машинного обучения, устройство обучили распознавать базовые слова и фразы. Одна часть команды разговаривала на английском, вторая на китайском, при это удалось достичь точности распознавания речи у первой группы 90,5%, а у второй 91,6%. Но также обнаружили весомый недостаток в том, что устройство не способно распознавать речь на ходу, так как разная походка заставляет двигаться головы пользователей непредсказуемым образом.

В качестве дополнительных возможностей использования устройства специалисты указывают случаи, когда вокруг шумно, и смартфон не может разобрать речь владельца. Также подобные устройства помогут людям, которые потеряли голос во время болезни или из-за травмы.

Специалисты из Мельбурнского королевского технологического института продемонстрировали новый метод ускоренного выращивания костной ткани для регенерации повреждений. Они взяли стволовые клетки и подвергли их нестандартному воздействию высокочастотным излучением, что дало неплохой результат.

Используются мезенхимальные стволовые клетки, которые возможно извлекать не только из костного мозна, но и из жировых тканей, что является более щадящей процедурой для организма. Данные стволовые клетки легко превращаются в костную ткань, но процесс протекает достаточно медленно. Для стимуляции специалисты подвергли их вибрациями в мегагерцовом диапазоне.

В ходе исследований, было установлено, что оптимальное воздействие достигается на частоте 10 МГц на протяжении 10 минут в сутки. На пятый день появляются маркеры, указывающие на начало формирования костной ткани. После этого остается пересадить клетки в место травмы или на имплант, чтобы ткань начала разрастаться и укрепляться.

По словам специалистов, данный процесс невероятно просто масштабировать, ведь вся техническая часть работы предельно дешевая, что позволяет открывать новые возможности в тканевой биоинженерии.

Специалисты из Массачусетского технологического института продемонстрировали двумерную формулу полимерного материала, которая на первый взгляд обладает сплошными преимуществами без недостатков. Новый материал получил название 2DPA-1 и его характеристики действительно впечатляют.

Все полимеры создаются из мономеров, соединённые в длинные одномерные цепочки. Полученные нити возможно превратить в 3D-структуры при помощи литья под давлением, но специалисты нашли другой вариант. Взяли молекулы меламина, которые в обычных условиях имеют форму колец или дисков из углерода и азота. При росте эти молекулы расширяются только в одном измерении, увеличивая диаметр диска.

Специалисты вырастили в подходящей среде много отдельных дисков меламина, а потом наложили их друг на друга, чтобы водородные связи скрепили молекулы между собой. В результате получилась предельно тонкая пленка, фактически двумерной, именно поэтому и получилась легкой. При этом она в 6 раз прочнее пуленепробиваемого стекла и в 2 раза крепче стали. Также 2DPA-1 оказался непроницаем для жидкостей и газов.

Данная комбинация свойств позволит создавать из 2DPA-1 легкие, прочные и водонепроницаемые покрытия для автомобилей и смартфонов, а также возможно использовать его в качестве строительных материалов.

Многие привычные повседневные предметы становятся умнее, благодаря современным технологиям. Специалистам из Кембриджского университета удалось разработать 46-дюймовый тачскрин из ткани, оснащенной светодиодами.

Предыдущие умные ткани способны были выполнять одну функцию (поглощение солнечного света или реакция на прикосновение). Новая разработка многофункциональна и в ее основе лежат светодиоды на основе волокон, которые активируются несколькими устройствами ввода и включают в себя различные датчики, реагирующие на свет, изменения температуры и прикосновения.

Умный текстиль в зависимости от ввода данных, способен отображать различные изображения, позволяющие использовать его в качестве штор, сенсорных экранов или ковров, которые включаются от энергии проходящих по ним людей.

Благодаря специальному покрытию, которое обеспечивает дополнительное растяжение и продолжительный срок службы, удалось встроить электронную составляющую в волокна, что позволяет сшивать полотно любой формы.

По словам специалистов, они разработали уникальный умный текстиль, который возможно производить в промышленных масштабах для создания самых различных конечных продуктов.

Специалист из Китая продемонстрировал всему миру самый большой Powerbank в мире. Powerbank – устройство с аккумуляторами, которое предназначено для зарядки мобильных телефонов и других электронных устройств. Если емкости батареи стандартного Powerbank хватает на 4 зарядки батареи смартфона, то новая разработка Китайского специалиста способна обеспечить зарядку батарей 5000 смартфонов.

Powerbank собран на сварном металлическом каркасе и закрыт в металлическом корпусе из оцинкованного железа. Суммарная емкость заключенным внутри аккумуляторных батарей составляет 27 миллионов мА/ч. Также устройство снабжено 60 зарядными розетками, но кроме мобильных телефонов оно может также заряжать ноутбуки, электрические самокаты и велосипеды. Размеры данного устройства составляют 180 на 120 и на 30 сантиметров, и снабжено маленькими колесами для перемещения его с места на место.

Специалист в качестве демонстрации всех возможностей нового устройства, подключил к нему стиральную машину, телевизор и электрическую плитку. Мощности установленных в устройстве инверторов достаточно для одновременного питания всего этого.

С таким Powerbank не придется думать о возможном отключении электричества и не будет проблем с энергией при выезде на природу, благодаря чему возможно взять с собой все, чтобы обеспечить на природе максимальный уровень комфорта.

Специалисты Государственного университета Пенсильвании продемонстрировали генератор электричества, использующий тепло существующих трубопроводов. Его возможно установить на печной трубе, дымоходе или выхлопном устройстве. И во всех этих случаях тепло не будет отбираться из системы и не создает дополнительной нагрузки, а с пользой применяется только то тепло, которое просто уходит в атмосферу.

Принцип действия генератора основан на эффекте, если создать в пластине материала разницу температур, то электроны устремятся от нагретой стороны к холодной. При этом создается электрический ток, который становиться сильнее при большей разнице температур. Специалистам удалось добиться выработки 56,6 Вт на пластине 76 мм при разнице температур в 570℃, что является рекордным показателем для подобных устройств.

Идея подобных генераторов не новая, но специалисты изменили конструкцию. Парные элементы расположили полосами по 6 штук на гибкой подложке, которая связывает воедино 12 полос. В результате получается, что-то вроде манжеты, которую возможно обернуть вокруг труб для создания максимального контакта с поверхностью и для наиболее эффективного использования тепла. По словам специалистов, данная конструкция легко масштабируется, что позволит обернуть данными генераторами множество протяженных труб на промышленных объектах для извлечения пользы из тепла, которое сейчас просто уходит в атмосферу.

Специалисты из Швейцарии создали носимое устройство, которое поможет слепым самостоятельно передвигаться в условиях города.

Устройство надевается на плечи и имеет форму ремня безопасности. В устройстве используются несколько инфракрасных 3D-камер в передней части устройства, которые обеспечивают обзор пользователя в секторе 170 градусов, а программное обеспечение на базе искусственного интеллекта обеспечивает идентификацию около 10 разных видов объектов.  Система, отслеживая взаимное расположение объектов и пользователя, предупреждает об опасности столкновения с помощью направленного аудиосигнала в наушниках. В зависимости от места нахождения препятствия (слева или справа относительно пользователя) сигнал раздается в соответствующем наушнике.

Новое устройство способно работать с GPS и другими навигационными устройствами, от которых пользователю будут приходить подсказки. По словам специалистов, одного зарядка литиевой батареи устройства будет хватать на 6 часов работы. А вес устройства составляет всего 900 грамм.

Роговица – самый внешний слой человеческого глаза, который важен для фокусировки зрения. По данным специалистов из университета Ньюкасла, почти 5 миллионов человек ежегодно слепнут из-за рубцов на роговице, которые вызваны разрывами, ожогами, ссадинами или болезнями. И того 10 миллионов человек во всем мире нуждаются в хирургическом вмешательстве.

По словам специалистов, 3D-печать возможно использовать для создания неограниченного количества роговиц. Были разработаны биочернила, которые получаются при смешивании стволовых клеток здоровой донорской роговицы с альгинатом и коллагеном. Данный уникальный гель помогает сохранить жизнь стволовым клеткам роговицы, также он достаточно жесткий, чтобы сохранять свою форму, и в то же время достаточно мягкий, чтобы выдавливаться из сопла принтера.

Данный научный прорыв возможно станет решение проблемы нехватки трансплантатов роговиц и спасение от слепоты миллионов людей. Специалисты отмечают, что напечатанным роговицам необходимо несколько лет тестирования перед использованием для трансплантации.

Специалисты из Гарварда и Сингапура создали биоразлагаемый упаковочный материал для пищевых продуктов, убивающий вредные микроорганизмы, и может продлить срок годности свежих продуктов.

Контейнеры и упаковки составляют основную часть твердых бытовых отходов – примерно 82,2 млн тонн в год.

По словам специалистов, новая упаковка предназначена для сырого мяса, рыбы, фруктов, овощей и готовых к употреблению блюд. А целью новой разработки было предложить материал, который способен заменить обычную пластиковую упаковку и удвоить срок хранения продуктов.

Новая пластиковая пищевая упаковка изготовлена ​​из кукурузного белка, крахмала и других биополимеров природного происхождения, наполненных смесью природных антимикробных соединений, включая масло тимьяна и лимонную кислоту. При воздействии повышенной влажности или ферментов вредных бактерий, волокна упаковки высвобождают естественные противомикробные соединения, убивая распространенные опасные бактерии.

В результате эксперимента, клубника, завернутая в новую упаковку, оставалась свежей в течение семи дней, тогда как в обычных пластиковых коробках для фруктов, она портилась уже через 4 дня.

Специалисты Израильского технологического института Технион продемонстрировали новое свойство кристаллов перовскита, позволяющее разрабатывать самовосстанавливающиеся электронные устройства.

Нанокристаллы- мельчайшие стабильные частицы. С помочью электронного микроскопа специалисты делали в них отверстия, которые появляясь на поверхности наночастиц, быстро перемещались в их внутренние части. Таким образом, спустя некоторое время, поверхность кристалла оказывалась целой.

Разместив органические молекулы на поверхности частиц и убрав их через некоторое время, было обнаружено, что кристалл не затягивал дыры внутрь, а как бы выталкивал их наружу.

По словам специалистов, различные дефекты влияют на функциональность материалов, и в данном случае самый серьезный дефект — это отверстие. Новое свойство кристалла перовскита позволяет вернуть первоначальное состояние. Кроме этого, перовскит обладает высокой эффективностью и достаточно прост в разработке из дешевого раствора, тогда как кремниевые проводники необходимо кристаллизировать при высокой температуре, тратя большое количество энергии.

Перовскиты в будущем станут новой технологией, которая будет использоваться для производства солнечных элементов, электроники и электрооптики, способной самостоятельно восстанавливаться. Также данный материал пригодится в космосе, где возникают трудности с заменой поврежденных деталей.

Группа специалистов Университета Вашингтона создали новое поколение метаповерхностей, которое позволило разработать камеру, у которой размеры сторон всего 0,5 мм, как песчинка, и она способна выдавать изображение такого же качества, как обычные видеокамеры в 500 000 раз крупнее ее.

Основное отличие новой камеры от обычных в том, что нет подвижных механизмов и системы линз. Их заменяет массив из 1,6 млн нанопостов (конструкций специфической формы, которые преобразуют свет по заданному алгоритму). Данная технология появилась несколько лет назад, но специалисты координольно преобразовали структуру нанопостов при помощи методов машинного обучения и деконволюции на основе нейронных функций.

Размеры камеры позволяют встраивать ее прямо в конструкцию какого-либо устройства как его часть. Возможно, сделать одну общую камеру из задней панели смартфона, чтобы снимать видео любой ее частью. Или снабдить поискового робота такими камерами, чтобы он продолжал передавать картинку из опасной зоны даже при получении повреждений или частичной поломке.

Специалисты Северо-Западного университета США разработали технологию, которая решает одну из главных проблем водителей, позволяющую обнаруживать автомобили и пешеходов за углом.

Человек видит объект, когда на него падает свет и часть отраженного от него света фиксирует сетчатка глаза. Но данная схема не работает, если объект скрыт за другими объектами или рассеивающими средами.

Разработанная система излучает свет, который отражается от поверхности объекта, отражение возвращается обратно и фиксируется датчиком. Алгоритмы формируют изображение невидимого объекта. Единственным недостатком новой технологии является низкое разрешение изображение, которое возможно исправить, но для этого необходимо больше времени для обработки.

Принцип работы новой технологии заключается в слиянии световых волн от двух лазеров в одну синтетическую волну, которая генерирует трехмерные голографические изображения. Специалисты заявляют, что система способна в пределах 50 миллисекунд фиксировать скрытые в большом угловом поле зрения мелкие фрагменты предметов. Что достаточно для обнаружения приближающегося автомобиля или пешехода.

Новая технология позволит транспортным средствам реагировать на скрытие опасности, а также с помощью эндоскопов возможно использовать в промышленности и в медицине, где с помощью камер обследуются внутренние органы человека.

Специалисты Шведского Университета Линчепинга продемонстрировали, как из корней растений возможно сделать накопитель энергии. Необходимо поливать растения специальным раствором, чтобы корни стали электропроводящими.

Используется специальный конъюгированный олигомер ETE-S, который образовывает полимеры внутри растений, превращая их в электрические проводники, которые накапливают энергию.

Сначала исследования велись на срезанных растениях, у которых была непродолжительная живучесть. В крайнем эксперименте использовали обычную, выращенную из семян, фасоль, которую поливали раствором с олигомерами. Фасоль полимеризировало конъюгированные олигомеры ETE-S в естественном порядке. Что в результате на корнях начали образовываться проводящие полимерные пленки и вся корневая система превратилась в сеть проводников, которые оставались электрически активными более четырех недель.

Корни работали как электроды во время зарядки и разрядки. При этом растение оказалось способно хранить в 100 раз больше энергии, чем его срезанные предшественники. Также роль электропровода мало влияет на благополучие саженца.

Для возможности обучать и использовать искусственные нейронные сети за приемлемое время, специалисты нуждаются в специализированных электронных и вычислительных устройствах. Множество исследователей создавали подобные устройства, используя совершенно различные подходы. И в настоящее время, существует множество различных типов тензорных процессоров, процессоров, имеющих нейроморфную архитектуру, работа которых аналогична работе головного мозга.

Специалисты из института Макса Планка (Германия) изучали все виды существующих тензорных процессоров. Часть построена на базе цифровой архитектуры, другие представляют собой смешанные аналогово-цифровые устройства, а третьи основаны на использовании мемристоров. Небольшая часть используют в качестве активных элементов мемконденсаторы (электрические конденсаторы с эффектом памяти)

Существующие виды реализации мемконденсаторов далеки до совершенства, потому что имеют узкий динамический диапазон и системы на их основе трудно масштабировать. Но нейроморфные устройства на базе мемконденсаторов более энергосберегающие, чем их аналоги на тех же мемристорах.

Специалисты направили свои исследования на поиски методов, позволяющие сделать мемконденсаторы более практичными и удобными для использования в нейроморфных вычислениях. Данный метод был найден и получил название изоляция электрического заряда. Устройство позволяет управлять уровнем сцепления электрического поля управляющего электрода (затвора) и нижнего электрода емкостной ячейки памяти при помощи еще одного слоя в структуре ячейки, называемого защитным слоем. Данный слой является активным элементом аналоговой ячейки памяти, которая способна запоминать уровень сигнала и хранить различные значения, что широко используется в искусственных нейронных сетях.

Чтобы проверить работу мемконденсаторов, был создан чип, который содержит 156 таких устройств, и обучена примитивная нейронная сеть для распознования трех букв латинского алфавита. Данная архитектура продемонстрировала эффективность в 3 500 тензорных операций на Ватт при 8-битной точности, что в 35 - 300 раз превосходит аналогичный показатель для подобных устройств на базе мемристоров. В ближайшем будущем, новый метод с использованием мемконденсаторов может стать основой систем управления большими и сложными нейронными сетями с миллиардами параметров и крайне низким энергопортеблением.

Противоонкологические препараты обладают негативными побочными эффектами. И для того, чтобы их минимизировать, специалисты Американского химического общества, разработали крошечных роботов-курьеров, которые напечатаны на 3D-принтере и управляются магнитами, чтобы доставлять препараты непосредственно в опухоль.

Данные микроботы изготовлены из гидрогелевых 3D-чернил и по форме напоминают крошечных животных. Основная особенность микроботов — это наличие специальной емкости для наночастиц лекарства.

Специалисты отрегулировали плотность печати так, чтобы края емкости могли открываться/закрываться в ответ на изменение кислотности рядом с опухолью. Микроботов помещают в раствор с наночастицами оксидов железа, чтобы наделить их магнитными свойствами для передвижения. При приближении к опухоли, микроботы автоматически освобождаются от препарата.

Технология была протестирована на специально смоделированных кровеносных сосудах, с помощью управляемого магнитами микробота успешно удалось подобраться к скоплению раковых клеток и выпустить препарат, который уничтожает раковые клетки.

Специалисты намерены создать огромные массивы подобных микроботов с медицинскими препаратами, чтобы они плавали внутри человеческого организма и доставляли лекарства к больному органу.

Специалисты Ланкастерского университета продемонстрировали новую технологию передачи данных Wi-Fi, в котором в качестве источника сигнала используется радиоактивный изотоп калифорний-252. Изотоп порождает излучение в виде быстрых нейронов, которые возможно направить из передатчика в приемник вместо радиоволн. Специалистам удалось воздействовать на излучения, закодировать и передать с его помощью информацию.

Не рассматривается вариант с созданием коммерческой версии ядерного Wi-Fi, потому что данный вид связи сопряжен с постоянным риском. Но в отличие от радиосигнала быстрые нейроны обладают превосходной проходимостью. Именно поэтому возможно передавать сигнал через мощную преграду, в виде стены бункера или корпуса подводной лодки, не повреждая её. В экстренных ситуациях, когда кабельная связь невозможна, беспроводное соединение на быстрых нейтронах может оказаться весьма полезным.

В мире запасов угля при использовании путем сжигания хватит на несколько сотен лет, но зеленая экономика делает данный вид ископаемых неактуальным. Специалисты из Университета науки и технологий имени короля Абдуллы Саудовской Аравии, смотря на то что человечеству грозит неминуемый дефицит питьевой воды, разработали технологию, способную эффективно при помощи угля опреснять воду.

За основу был взять карбонизированный прессованный порошок (КПП), который получают измельчением угля с последующим прессованием полученного порошка обратно в твердые брикеты. У КПП большая пористость и площадь поглощения, также возможно придать произвольную форму. Специалисты объединили КПП с хлопковыми волокнами для создания основы новой опреснительной системы.

Блок КПП помещается в емкость с морской соленой водой в 1,5 раза больше его по объему, при этом верхняя часть блока выступает над водой, которая подвергается усиленному нагреву солнцем и параллельно происходит абсорбция воды и подъем ее по волокнам к верхушке блока. Вода при контакте с перегретой частью блока превращается в пар, улетучивается и конденсируется на стенках улавливающего купола, откуда стекает по желобкам в накопитель.

Для удаления из блока накопившуюся соль, достаточно прополоскать его в той же морской воде. По словам специалистов, скорость испарения в их установке втрое выше, чем у самых эффективных современных систем, а сам процесс на треть дешевле.

На сегодняшний день, специалисты разрабатывают проект строительства испытательной опреснительной станции для соленой воды в Бразилии.

Специалисты Саутгемптонского университета (Великобритания) разработали перспективный носитель информации, который способен вместить 5 Тб данных при размерах с компакт-диск. Возможно, записать на данный носитель 500 Тб, что в 10 000 раз больше, чем у стандарта Blu-ray, но в настоящее время нет методов быстрого считывания и обработки подобных объёмов данных.

Новая технология получила название пятимерной оптической памяти (5D) и использует световые импульсы для создания в толще структуры наноразмера с заданными свойствами. Данная технология обладает весомым преимуществом, кроме огромной плотности записи информации, носители данных из кварцевого стекла практически вечны, не разрушаются со временем и выдерживают значительные нагрузки.

Специалисты модернизировали технологию и успешно ушли от использования дорогого и сложного фемтосекундного лазера. Записывать информацию возможно при помощи слабых световых импульсов за счет эффекта усиления ближнего поля. Также при этом значительно снизились затраты энергии.

На данный момент 5D технология позволяет записывать данные на скорости 1 000 000 вокселей в секунду, что примерно 230 Кб или более 100 страниц текста, что дает возможность обрабатывать огромные массивы информации за приемлемое время.

На сегодняшний день недостатком новой технологии является, что невозможно также быстро прочесть записанную информацию. Но данные носители идеально подойдут не для оперативной работы, а в качестве архивов глобальных знаний, таких как библиотеки ДНК или коллекции музеев.

Слуховой аппарат сильно облегчает жизнь людей с нарушениями слуха, но запас батареи является его недостатком.

Специалисты из Университета науки и технологий Хуачжун в Китае разработали слуховой аппарат нового типа, в котором использовали губчатый материал, обладающий пьезоэлектрическими и трибоэлектрическими свойствами.

При механическом воздействии, пьезоэлектрические материалы производят электрический ток. А в трибоэлектрических устройствах электрические заряды появляются в материале из-за трения. Также трибоэлектрический эффект является типом контактной электризации, в которой некоторые материалы становятся электрически заряженными после того, как они входят в фрикционный контакт с другим материалом.

Специалисты создали пьезо-трибоэлектрический материал для слухового аппарата, покрыв наночастицы титаната бария диоксидом кремния. Смешали их с жидким проводящим полимером, а после высушили в форме тонкой и гибкой мембраны. После этого использовав щелочной раствор растворили оболочки наночастиц из диоксида кремния, чтобы оставить частицы в свободном состоянии внутри отверстий в полимерной матрице.

Получившуюся мембрану зажали между двумя тонкими металлическими решетками и воздействовали на нее звуковыми волнами, которые заставляли всю мембрану колебаться, что создавало электрический ток за счет пьезоэлектрического эффекта. А когда наночастицы отскакивали от стенок полых полимерных камер, генерировался трибоэлектрический заряд, который увеличивал общую электрическую мощность мембраны.

Новое устройство было протестировано, установив его в масштабную модель человеческого уха и включив музыку. В результате электрические сигналы, создаваемые прототипом, преобразовались в цифровой аудиофайл, который похож на оригинальную музыку. Также дальнейшие испытания показали, что устройство чувствительно к широкому акустическому диапазону.

Специалисты Калифорнийской лаборатории Sandia National Laboratories создали камеру для навигационных систем, которая не использует спутники GPS.

За основу устройства использовали квантовое зондирование, способное работать без мощной вакуумной системы, что позволяет уменьшить размер камеры без потери качества. Чтобы избежать загрязнений внутренних частей устройства, поверхность сделали из сапфира и титана.

По всему миру, многочисленные устройства используют GPS для поиска пути, но GPS сигналы могут быть заглушены или подделаны, что приводит к отключению навигационных систем. И по мнению специалистов, чтобы не полагаться на спутники, будущие транспортные средства должны отслеживать свое местоположение сами.

Специалисты продолжают тестировать новое устройство, чтобы сохранить его герметичным и работоспособным в течение пяти лет, а также отдельно изучают способы оптимизации производства.

Специалисты Университета Дьюка продемонстрировали новый материал, способный моментально переключатся от получения тепла до охлаждения. В работе была использована электрохромная технология, с помощью которой материал меняет цвет или прозрачность при подаче электричества. Относительно новая технология – это умные электрохромные стекла, в которых используется электрохромная реакция, в результате которой стекло меняется с прозрачного на непрозрачное и обратно.

Специалисты показали новое тонкое устройство, которое взаимодействует с обоими спектрами света и переключается между режимами пассивного нагрева и охлаждения. В режиме нагрева материал затемняется для поглощения солнечного света, а в режиме охлаждения становится светлее и отражает солнечный свет.

Разработанный специалистами материал не может быть полностью прозрачным, поэтому не подойдет для окон. Материал больше подходит для покрытия поверхности зданий или помещений.

За все время накопилось гигантские объёмы информации, которые продолжают увеличиваться. И для сохранения важной части данной информации уже недостаточно возможностей действующих средств хранения, таких как оптические диски, флэш-накопители и магнитные жесткие диски.

Специалистам из Гарварда удалось разработать дешевую и быструю технологию хранения данных, которая была протестирована на работе английского физика Майкла Фарадея «Экспериментальные исследования электричества», которая была сохранена в формате JPEG и текст монографии поместился в 1 407 542 байтах.

Информация записывается модифицированным струйным принтером, который последовательно наносит на подложку мельчайшие капельки из смеси флуоресцентных красителей в строго определенной последовательности с кодами ASCII. Размер капель позволяет нанести на пространство площадью 7,2 кв.мм 1,5 Гбайта информации. А в качестве подложки использовали эпоксидную смолу. Закодированную информацию данной технологией удалось прочитать с точностью 99,6 %.

По словам специалистов, разработанная технология обладает рядом достоинств. Такими как малое энергопотребление, не восприимчив к повышенной влажности и сохраненная информация недоступна для взлома и модификации и способна храниться тысячи лет.

В настоящее время технологии беспроводной передачи энергии становятся обыденными вещами. Например, появились беспроводные зарядки смартфонов, зарядки электрических автомобилей. Но у подобных систем есть ограничения по дальности действия. Большую дальность способны обеспечить оптические системы, в которых носитель — это луч лазерного света. Но у оптических систем передачи энергии есть серьезные ограничения, которые связаны с количеством передаваемой энергии.

Специалисты из Швеции и Америки разработали свой вариант оптической передачи, в которой мощности хватает для работоспособности мобильной станции 5G-связи. Система состоит из передатчика и приемника энергии, которые возможно поставить на расстояние до нескольких тысяч метров друг от друга. Передатчик состоит из лазера или множества лазеров, которые преобразуют электрическую энергию в энергию фотонов когерентного излучения. С высокой точностью лазерный луч наводится на приемник, в котором установлен, в котором установлен высокоэффективный фотоэлектрический элемент, который производит обратное преобразование фотонов в электроэнергию.

Для того чтобы луч света высокой интенсивности не представлял собой источник повышенной опасности, специалисты предусмотрели в системы меры безопасности. Передатчик окружен быстродействующими камерами с высоким разрешением и датчиками, которые способны уловить небольшую птицу на большом расстоянии. Также луч лазера, который передает основную энергию, окружается лучами низкоэнергетических лазеров, которые не представляют угрозы для живых существ и при прерывании одного из них срабатывает защита. При обнаружении объекта, лазер отключается на миллисекунду, что волне достаточно, чтобы, например, птица успела пересечь опасную область. Приемник обеспечили конденсаторами и дополнительным аккумулятором, чтобы подобные прерывания в передаче энергии были практически незаметными для потребителя.

Специалисты успешно привела в действие мобильную станцию 5G-связи, у которой отсутствовал любой другой источник энергии. Система обеспечила передачу 480 Вт мощности на расстояние в 300 метров. Как заявляют специалисты, система способна обеспечить передачу 1000 Вт на расстояние более километра.

Специалисты Национальной лаборатории Ок-Ридж, Стэнфордского университета и университета Пурду разработали структуру полностью квантовой локальной сети (Quantum Local Area Network, QLAN), которая позволяет корректировать ошибки в режиме реального времени и обмениваться информацией между узлами при помощи запутанных фотонов, которые циркулируют по оптоволокну.

Квантовая сеть в будущем позволит соединять квантовые компьютеры и различные квантовые датчики. Данные технологии следующих поколений могут войти в основу квантового варианта Интернета.

В современных телекоммуникациях уже используются некоторые квантовые технологии, самая распространенная технология, которая используется, это квантовое распределение ключей шифрования. И квантовая сеть только повышает безопасность традиционных технологий передачи данных и не позволяет перемещать и устанавливать квантовую запутанность между узлами

За основу квантовой сети взяли протокол, разработанный в 2005 года. Когда два фотона запутываются на квантовом уровне, они демонстрируют квантовую корреляцию (изменение состояния одной из частиц приводит к моментальному изменению состояния второй запутанной частицы на любом расстоянии). Тонкие измерения состояния одного из запутанных фотонов моментально приводят к изменению состояния первого и второго фотона, а комбинация условий проведения измерений позволяет практически со 100-процентной вероятностью установить требуемое квантовое стояние пары запутанных фотонов.

Данный протокол стал базой квантовой локальной сети, которым соединили три узла, расположенные в разных местах кампуса лаборатории, а для передачи запутанных фотонов света использовались элементы существующей волоконно-оптической инфраструктуры. Из-за того, что существующие оптические усилители, маршрутизаторы и другие коммуникационные устройства несовместимы с технологиями передачи квантовой информации, так как они разрушают хрупкое явление квантовой запутанности. Специалисты создали квантовые аналоги данных устройств, которые обеспечивают сопряжение квантовой сети и традиционной локальной сети.

Квантовая сеть нуждается в точной синхронизации всех узлов, потому что каждый из них выделяется для работы строго определенный промежуток времени. И для синхронизации были использованы сигналы системы GPS, в которых содержатся метки времени, генерируемые атомными часами, что позволило обеспечить синхронизацию с точностью до нескольких наносекунд, а также гарантировать сохранение уровня синхронизации в течение всей продолжительности работы квантовой локальной сети.

Результаты испытаний показали, что квантовая локальная сеть способна обеспечивать высокую пропускную способность при низком уровне ошибок. А при отключении GPS-синхронизации качество работы сети значительно снижалось.

В ближайшем будущем планируется использовать совершенные методы синхронизации, позволяющие сократить количество возникающих случайных значений шума и повысить качество ее работы.

Достаточно широко используются в различных областях для обработки данных с датчиков, данных фотоизображений и видеосъёмки, различные виды сложных математических преобразований, таких, как преобразование Фурье. Но данные преобразования выполняются при помощи традиционных процессоров, которые ограничены собственной вычислительной мощностью. И при увеличении объёма потока информации или размеров обрабатываемых изображений при использовании специализированных высокопроизводительных DSP-процессоров не обеспечивается необходимый результат. Решением данной ситуации становиться использование оптических процессоров, которые способны выполнять со скоростью света любую математическую обработку разнообразной сложности.

Специалисты из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе разработали метод на технологиях глубинного машинного обучения, который позволяет рассчитывать и создавать специализированные оптические процессоры, предназначенные для вычислений математических преобразований любой сложности. Оптический процессор – это набор дифракционных решеток с очень сложной трехмерной структурой, установленных на определенном расстоянии друг от друга. Поток света является носителем исходной информации, который проходит через последовательность дифракционных решеток при это подвергается трансформациям и в результате на выходе из процессора содержит результаты математической обработки. Алгоритм математических преобразований закодирован в виде количества, структуры дифракционных решеток и расстояния между ними. Такой подход позволяет выполнять только один вид математических преобразований, но при этом преобразования выполняются буквально со скоростью света и без существенных затрат энергии из-за того, что все компоненты оптического процессора являются полностью пассивными компонентами. Активными компонентами являются только источник света, модулятор, который позволяет закодировать в свете исходную информацию, и фотодетектор, считывающий результаты обработки. Все активные компоненты не являются частью оптического процессора, только обеспечивают его работу, как микросхемы чипсета на материнских платан традиционного компьютера.

Специалисты, во время исследований создали с помощью нового метода ряд оптических процессоров, которые выполняют определенный вид линейных математических преобразований, включая преобразования Фурье, обработку визуальной информации, фильтрацию и амплитудные преобразования зашумленных сигналов. На данный момент, ведутся работы по усложнению системы, в которой хотят соединить в одну линию множество отдельных оптических процессоров, что позволит выполнять несколько видов математических преобразований и решать сложные вычислительные задачи практически без затрат энергии.

Специалисты Северо-Западного университета Northwestern University разработали микрочипы со способностью самостоятельно летать воздухе, конструкция которых напоминает крошечный пропеллер была скопирована со строения семян растений, которые разносятся ветром на большие расстояния. На сегодняшний день, новые летающие микрочипы являются самыми маленькими летающими устройствами.

Специалисты глубоко изучили аэродинамику полета семян обычного клена и провели компьютерное моделирование, которое позволило разработать структуру, обладающую схожими способностями к полетам. Первый опытный образец состоял из нескольких электронных компонентов, сгруппированных в центральной части резинового основания, имеющего три крыла. В конструкции электронные компоненты придают низко расположенный центр тяжести, а легкие крылья обеспечивают стабильный полет. Размер всей конструкции первого опытного образца составляет около 40 миллиметров в диаметре, а позже специалистам удалось разработать летающие микрочипы размером менее одного миллиметра.

Основная цель создания миниатюрных летающих электронных систем является взаимодействие их и обеспечение достаточно широкого функционала, который возможно использовать для контроля загрязнения окружающей среды или для отслеживания распространения заболеваний.

В летающем микрочипе специалистам удалось разместить датчики, источник питания, небольшое количество памяти, управляющий чип и антенну. Были использованы датчики, которые способны измерять температуру, уровень pH, обнаруживать наличие микрочастиц в воздухе.

В настоящее время, размеры летающих микрочипов колеблются от 40 до 0.4 миллиметров в диаметре и некоторые из них не содержат никаких электронных компонентов, вместо этого на поверхности крыльев нанесены специальные реагенты, которые изменят свой цвет при контакте даже с малыми количествами ртути, свинца и других не очень полезных для человека элементов.

Также микрочипы изготовлены из полностью биоразлагаемых материалов, и после того, как выпущенные с самолета или с крыши здания микрочипы выполняют свою задачу и полностью исчезают, не причинив ущерба окружающей среде.

Квантовые компьютеры работают, используя законы квантовой физики, что дает огромную вычислительную мощность и скорость. А информация хранится и обрабатывается в кубитах (квантовых битах), напоминающие биты обычных компьютеров, но в основе работы лежит явление квантовой запутанности, которое позволяет связывать кубиты между собой и сформировывать квантовые цепы, которые реализуют необходимый алгоритм обработки информации.

До последнего времени удавалось запутать только два кубита на поверхности квантового чипа. И недавно, специалисты японского Института физико-химических исследований RIKEN запутали три кубита, которые созданы на базе кремниевых квантовых точек. Кубиты представояют собой маленькие круглые кремниевые частицы, называемые квантовыми точками, которые являются одним из самых главных кандидатов для создания квантовых битов в компьютерах следующих поколений, которые будут иметь кремниевые квантовые процессоры. Квантовые точки способны сохранять стабильность на протяжении долгого времени, их состоянием легко управлять, они способны работать при более высоких температурах, чем кубиты на основе сверхпроводников, и считывание содержащейся в них информации не вызывает сложностей.

Для запутывания трех кубитов использовалось устройств, которое содержит три квантовые точки, управление которыми осуществляется при помощи изолированных алюминиевых проводников. Каждая квантовая точка содержит один электрон, спин которого является носителем информации. А магнитное поле, которое имеет заданные градиенты, изолирует резонансные частоты кубитов, делая их независимыми и позволяя управлять каждым кубитом по отдельности. Специалисты начали с запутывания двух кубитов, которые образовали двух-кубитный логический элемент, который является базовой единицей схем квантовых компьютеров. А затем произвели запутывание третьего кубита уже со сформированным логическим элементом. Измерив основные показатели получившейся группы из трех запутанных кубитов получили показатели качества запутанности, который составил 88%. Что означает что с 88% вероятностью тройной кубит будет находиться в "правильном" состоянии на момент проведения измерений.

Технология создания тройной квантовой запутанности может стать очень полезным инструментом для методов обнаружения и коррекции ошибок. Одним из недостатков данной технологии является то, что кубиты квантовых компьютеров имеют тенденцию в случайные моменты времени изменять свое состояние, что приводит к потере квантовой информации. Специалисты в ближайшее время планируют реализовать и продемонстрировать простую технологию детектирования и исправления ошибок на примере устройства, содержащего 10 троек запутанных между собой кубитов. А после этого разработать устройства с 50-100 кубитами и разработать более сложные и совершенные протоколы коррекции ошибок. Что позволит в будущем создать крупномасштабный квантовый компьютер.

Команда специалистов продемонстрировала технологию высокоскоростной передачи данных между двумя африканскими городами при помощи лазерного луча. Данная лазерно- оптическая связь позволит соединять населенные пункты, к которым невозможно провести линии волоконно-оптических кабелей, а радио и спутниковый интернет нестабилен и требует больших затрат.

Исследования проводили между городами Браззавиль и Киншаса, кратчайшее расстояние между ними составляет 4800 метров, а длина существующего оптоволоконного кабеля более 400 километров. Эксперимент длился три недели и за это время с помощью лазерного луча передали около 700 терабайт данных со средней скоростью 20 Гбит/с и надежностью 99,9 %. Пока что трансляция оптического луча по воздуху не имеет надежности из-за помех в виде птиц, тумана и дождя, но эксперимент доказал возможность организации устойчивой связи.

Лазерный луч невозможно увидеть, но он способен попасть в приемник размером 5 см с расстояния до 10 километров. А приемное устройство способно синхронизироваться и автоматически подстраивает зеркало в случае колебаний луча. По словам специалистов, не во всех регионах планеты погода позволит реализовать беспроводную оптическую связь, но в большей части мира возможна передача информации с надежностью не менее 90 процентов.

Специалистам давно известен механизм, который лежит в основе структуры молекул ДНК и что его возможно использовать для выполнения сложных математических вычислений. Данные знания стали основными для нового направления ДНК- вычислений.

Структура молекул ДНК определяет, что для выполнения вычислений требуется проведение последовательности из нескольких химических реакций, в каждой из которых используются различные наборы коротких цепочек ДНК. В большинстве случаев такие операции выполняются практически вручную, растворы, содержащие определенные виды ДНК, подаются один за другим в полость микроскопического реактора.

И на сегодняшний день, крупным достижением является работа специалистов из Государственного университета в Инчхоне (Южная Корея), создавшие программируемую микрожидкостную систему, которая функционирует под управлением компьютера. Своего рода НК-сопроцессор для процессора традиционного компьютера.

Новое устройств изготовлено при помощи высокоточной трехмерной печати и способно пока что выполнять только булевские логические операции, в которых используются начальные данные, на основе которых по определенной формуле высчитывается результирующее значение.

В качестве формулы для вычислений использовали структуру одноцепочечного ДНК-шаблона. А вторая одноцепочечная часть была использована в роли хранилища исходных данных. Соединение двух частей формируют полноценную двойную спираль ДНК, и длина получившейся цепочки является результатом расчетов логической операции

Новый чип- уникальная система микроклапанов, которая управляется может компьютером, смартфоном или микроконтроллером. Чип представляет собой базовый универсальный логический элемент и с помощью развитой системы управляющих клапанов способен с высокой скоростью выполнять достаточно сложные комбинации логических операций. По словам специалистов, объединение подобных чипов в более сложную систему позволит повысить сложность выполняемых системой математических операций. Дальнейшие исследования сосредоточены на усложнение микрожидкостных систем. Планируется разработать библиотеку ДНК-функций, на основе которых будут построены сложные алгоритмы. Также решаются проблемы создания систем хранения информации на основе ДНК, которые станут одним из компонентов ДНК-компьютера.

Специалисты Массачусетского института разработали новый гибкий инструмент, который заменяет тактильные датчики, измерители давления и сенсоры смещения одновременно. Конструкция выстроена из метаматериалов, способная реагировать на прикосновения пользователя и передавать команды в зависимости от их направления и силы. Также особенностью новой конструкции в том, что она невероятно проста и ее возможно легко распечатать на 3D-принтере.

В пористой структуре деформация отдельных частей происходит по-разному, определив места с наибольшим смещением, возможно превратить их в контрольные точки. Специалисты напечатали прочную рамку в виде круга, внутрь вставили подобие джойстика, а между ними разместили сгибаемые вставки. Когда двигается джойстик, вставки изгибаются, что и служит командой.

Основная часть конструкции изготовлена из простого пластика, а внутренние стороны рамки и вставки выполнены из пластика с токопроводящей нитью, что позволяет метаматериалу сохранять базовые свойства и дополнительно применять емкостное зондирование, чтобы по изменению положения проводящих частей вычислить характер этих изменений. Другими словами, чтобы с большей точностью определять, с какой силой и в каком направлении был сдвинут джойстик.

Также специалисты разработали программу MetaSense, позволяющую проектировать разнообразные конструкции и определять их места наибольшего смещения, в которые необходимо ставить токопроводящие фрагменты. Система дает возможность создавать широкий спектр пассивных конструкций, которые при внешнем воздействии могут работать как датчики.

Пара литий-сера обладают почти в пять раз большей зарядной емкостью по сравнению с литий-ионными батареями. А для достижения результата в 1000 циклов, специалисты из Австралии добавили обычный сахар.

Литий-серные батареи достаточно давно разработаны, но их развитие сдерживалось проблемами в стабильности. Плюсовой электрод из серы во время заряда меняет свои размеры и сильно испытывает нагрузки, которые ведут к быстрому износу. А минусовой литиевый электрод загрязняется сернистым соединениями.

Для решения проблем с плюсовым электродом, специалисты синтезировали связующее вещество для того, чтобы сохранить свободное пространство вокруг электроды. И данная батарея смогла выдержать более 200 циклов.

Для защиты литиевого отрицательного электрода от серы, воспользовались соединениями на основе сахара, которые скрепляют геологические породы благодаря связям между сульфидами. В пористую структуру электрода добавили сахариды, которые урегулировали поведение нестабильных соединений серы (полисульфидов). Данная модификация показала результат емкости в 700 мА⋅ч на каждый грамм и смогла выдержать 1000 циклов.

На данный момент, рано внедрять новый тип батарей в серийное производство, необходимо устранить другие недостатки. Но сейчас новые батареи способны хранить до 5 раз больший заряд, чем традиционные литий-ионные.

Специалисты Стэнфордского университета взяли за основу технологию NLOS (non-line-of-sight imaging) и достигли результата, что луч лазерного света, который проникает в замкнутое помещение, позволяет увидеть все что находится в этом помещении.

Технология NLOS достаточно известная технология и на ее основе уже разработаны умные камеры, которые способны заглядывать за углы и производить сьемку предметов, скрытых за препятствиями. Но данная технология в предыдущих реализациях позволяла увидеть только крупные объекты и ровные поверхности. Технология NLOS является очень перспективной технологией для целого ряда областей. Например, автомобили-роботы при помощи данной технологии способны смотреть за углы и распознавать потенциальную опасность прежде, чем ее увидеть обычная камера или человека.

Технология NLOS излучает серию лазерных импульсов определенной длительности, которые идут через определенный интервал времени. Лазерный свет многократно отражается от поверхностей и предметов и после этого какая-то часть возвращается и улавливается датчиками камеры. Далее, при помощи сложных математических алгоритмов, обрабатывается сколько времени прошло между подачей начального импульса и регистрацией сигнала отраженного света и воссоздается изображение предметов, которые не попадают в поле прямого зрения камеры. Конечное изображение не обладает высоким качеством и разрешающей способностью, но человек способен легко распознать предметы на данном изображении.

У NLOS-технологии имеется ряд серьезных ограничений, качество работы зависит от площади и отражающей способности скрытых предметов. Данные ограничения делали попытки съемки извне находящегося внутри замкнутого помещения практически невозможными.

Разработанный специалистами метод сьемки через замочную скважину, получил такое название из-за того, что для его работы необходимо лишь крошечное отверстие, через которое луч лазера может осветить маленькое пятно на противоположной поверхности. Большое количество фотонов многократно отражается от поверхностей стен и предметов, небольшая часть фотонов возвращается назад и попадает на поверхность лавинного фотодетектора, который регистрирует их и измеряет время прибытия даже единичных фотонов.

Появилась информация о кабеле передачи данных для смартфона, который выглядит как обычный, но внутри встроен миниатюрный компьютер для считывания набираемого сообщения и передачи его хакеру.

Было развернуто массовое производство подобных кабелей и их продажа через магазин хакеров, чтобы исследовать системы безопасности смартфонов. Внутри кабеля содержится радиомодуль и миниатюрный процессор, которые скрыты в проводе.

В ходе исследований использовали кабель Lightning- для подключения клавиатуры к компьютеру Mac. В результате, телефон, который был подключен по кабельному интерфейсу, считывает каждое слово, набираемое его владельцем. Злоумышленник может запустить жучка из любого веб-браузера после подключения к точке доступа Wi-Fi, которая запускается миникомпьютером внутри кабеля.

При покупке нового USB-кабеля или использование бесплатного в общественном месте, убедитесь, что он не считывает сообщения, которые вы набираете.

Перовскит- минерал с чувствительной к фотонам кристаллической решеткой. Одной из самой известной сферы применения является фотоэлектрические панели их перовскита, которые имеют КПД около 25% в чистом минерале и 29% в соединении с кремнием.

Также из-за способности конвертировать поток фотонов в электрический ток, перовскиты используют в технологиях солнечных батарей. И недавно специалисты нашли новое применение перовскитам и на их основе разработали эффективный детектор для улавливания нейтронов при утечках радиоактивных веществ.

Также данный принцип возможно использовать для датчика освещенности– прибор выдает электрический сигнал при улавливании света. Специалисты модернизировали этот процесс, чтобы отслеживать поток нейтронов, высвобождающихся в процессе реакций ядерного деления. Была изготовлена опытная модель для отслеживания утечек радиоактивных соединений при их неправильной транспортировке и хранении.

За основу взяли разновидность перовскита- трибромид свинец метиламмоний. И на него направили нейронный пучок, что вызвало микроразряды тока.  Нейроны, проникая в ядра атомов, переводят их на следующий энергетический уровень, где происходит быстрая реакция распада с испусканием потока гамма-частиц, которые воздействуя на перовскит, создают измеримый ток.

Чтобы усилить ток кристалл покрыли тонким слоем гадолиния, имеющего больший энергетический потенциал, чем чистый перовскит. Данная комбинация материалов усилила эффект и выдала большой ток.

Специалисты, для улучшения датчика, синтезировали кристалл перовскита вокруг тонкой пленки гадолиния, что улучшило сигнал и даже дало возможность определить направленность и плотность нейтронного потока. На сегодняшний день, на основе рабочей модели, не составит туда построить надежный датчик утечки нейронов.

Специалисты Наньянского и Калифорнийского технологических университетов продемонстрировали ткань-трансформер, способную изменять внутреннюю структуру. Новая ткань напоминает кольчугу, где частицы материала расположены близко друг к другу, что позволяет блокировать внешние механические воздействия.

Элементы ткани печатают на 3D-принтере из нейлона в форме октаэдра и соединяют в кольчугообразную структуру. После материал инкапсулируют в пластиковую оболочку и уплотняют с помощью вакуума. Данный метод позволяет повысить плотность элементов и дает частицам интенсивно контактировать друг с другом, вследствие чего возрастает жесткость структуры в 25 раз.

Результаты испытаний ткани показали, что она способна выдерживать груз в 1,5 кг или в 50 раз больше собственного веса при натягивании ее на плоский предмет. В исходном состоянии структура ткани, при сбрасывании на нее небольшого стального мяча, получила деформацию в 26 мм. А за счет перехода структуры из мягкого состояния в жесткое деформировалась всего лишь на 3 мм.

Дальнейшие исследования показали, что, заменив нейлон на алюминий жесткость материала повышается. При то что нейлон и алюминий обладают одинаковыми характеристиками мягкости.

По словам специалистов, металлическая версия подойдет для изготовления пуленепробиваемых жилетов, экзоскелетов и адаптивных медицинских шин, которые меняют параметры жесткости по мере восстановления костной ткани.

Нейрокомпьютерные интерфейсы выступают связующим звеном между компьютером и головным мозгом человека. Подобные интерфейсы используются для восстановления потерянных функций у людей с ограниченными возможностями и для реализации технологий мыслеуправления различными устройствами.

И максимальная эффективность нейрокомпьютерного интерфейса достигается, когда специальные электроды внедряются в головной мозг или другие участки нервной системы. Каждый из таких электродов способен стимулировать или контролировать электрическую деятельность нескольких сотен нейронов, расположенных в непосредственной близости. А в мозге человека содержится около 86 миллиардов нейронов и для увеличения качества работы нейрокомпьютерного интерфейса требуется ввод множества электродов, сформированных в виде специальных матриц.

Специалисты из университета Брауна, Техасского университета, Калифорнийского университета в Сан-Диего и компании Qualcomm разработали альтернативное решение, которое позволяет получить большую эффективность и большую разрешающую способность BCI-интерфейса. Новый метод получил название нейрогранулы, которые являются микроскопическими датчиками-имплантами, размер каждого из которых не превышает размеров крупинки соли.

Нейрогранулы, после внедрения, соединяются друг с другом при помощи беспроводных технологий и формируют единую сеть. Обмен данными и снабжение энергией этой сети осуществляется при помощи тонкопленочного устройства, которое способно принимать сигналы и передавать сигналы определенным нейрогранулам, выполняющим электрическую стимуляцию расположенных рядом нейронов.

На сегодняшний день, данная технология позволяет создавать сети из 770 нейрогранул. Дальнейшая модернизация технологии позволит внедрять в мозг человека десятки тысяч датчиков, которые дадут возможность получить недостижимую на сегодня степень контроля нейронной деятельности и стимулирования нейронов.

Батареи в современной потребительской электроники имеют маленькую емкость, что приходится постоянно перезаряжать. Именно поэтому многие эффективные химические носители энергии в устройствах невозможно применять. Но специалистам из Стэнфордского университета удалось модернизировать батарею из хлора и сделать ее перезаряжаемой.

Хлор — это химически активное вещество, высокореактивное и поэтому процесс превращения хлорида натрия в хлор проходит легко, но обратная процедура затруднена. Батарею на основе хлора возможно зарядить, приложив энергию и создав хлорид, но после разрядки она становиться бесполезной.

Исследования показали, что при определенных концентрациях хлора система стремиться к стабилизации. Именно поэтому появилась идея механизма контроля активного хлора в виде прокладки из углерода. Углеродные наносферы улавливают лишние активные молекулы хлора и исключают их из общего химического процесса. И теперь, если добавить к хлору калий, получиться хлорид калия и вещество внутри батареи вернется в исходную форму.

В результате, специалистам пока что удалось достичь 200 циклов перезарядки батареи из хлора, по сравнению с 1000 циклами литий-ионных аккумуляторов. Но у новой батареи огромная плотность энергии, которая достигает до 1200 мА⋅ч на грамм материала электрода, что в 6 раз больше, литий-ионных. Это большая перспектива для использования в устройствах, которые медленно тратят заряд и не требуют частой перезарядки. Например, в датчиках, в пультах дистанционного управления и в слуховых аппаратах.

Специалисты из Института Гельмгольца в Ульме разработали литий-металлический аккумулятор с рекордной плотностью хранения энергии. Плотность нового аккумулятора составляет 560 Вт·ч/кг, что в два раза превышает современные литиевые аккумуляторы. И даже после тысячи циклов заряда/разряда сохраняют 88% емкости.

Литий-металлические аккумуляторы имеют высокую плотность хранения энергии, но они часто нестабильны. В процессе заряда и разряда на батареи появляются маленькие трещины, в которые попадает электролит, который увеличивает разрушение.

Специалисты исследовали сочетание материалов электродов с электролитом, не вызывающее разрушение и потерю емкости. В результате была найдена особая слоистая структура катода литий-металлического аккумулятора с низким содержанием кобальта.

Новый катод был разработан с высоким содержанием никеля (NCM88), а вместо традиционного электролита на основе органических соединений использовали нелетучий и негорючий жидкий электролит с двумя анионами (ILE).

Данное соединение NCM88-катода и электролита ILE, позволило достигнуть рекордной плотности хранения энергии и износостойкости.

Специалистам из Университета Осаки удалось добиться считывания спи-поляризованных многоэлетронных состояний, которые состоят из трех или четырех электронов. Получилось улучшить предыдущие методы, которые могли разрешить только два электрона, используя спиновую фильтрацию, которая вызвана квантовым эффектом Холла.

Продемонстрировали результаты исследований, как возможно считывать спиновое состояние множества электронов, которые заключены в крошечной квантовой точке, изготовленной из галлия и мышьяка. Квантовые точки работают как искусственные атомы со свойствами, которые можно настраивать и изменять их размер или состав. Но промежутки в энергетических уровнях становятся меньше и их труднее разрешить по мере увеличения количества захваченных электронов.

Данный недостаток специалисты решили, использовав квантовый эффект Холла, когда электроны ограничены двумя измерениями и подвергаются воздействию сильного магнитного поля, их состояния квантуются, и именно поэтому их энергетические уровни могут принимать только определенные значения. И чтобы избавиться от тепловых колебаний, исследования проводились при черезвычайно низких температурах, около 80 милликельвинов.

Данное достижение может привести к разработке более быстрых и мощных устройств обработки квантовой информации на основе спина многоэлектронными спиновыми состояниями.

Специалисты Северо-Западного университета обнаружили новый материал, который, на сегодняшний день, является самым эффективным термоэлектрическим материалом. Материал обладает специальной поликристаллической формой очищенного селенида олова, у которого имеется целый ряд свойств, которые возможно использовать в практических целях для преобразования в электричество тепловой энергии, обычно которая сбрасывается в окружающую среду.

Материал вырабатывает электрический ток за счет температурного градиента. При нагревании одной стороны материала, электроны перемещаются к более холодной, производя при этом электрический ток. Данную технологию можно использовать для возврата тепловой энергии, выбрасываемой в окружающую среду тепловыми электростанциями, электроникой, двигателями внутреннего сгорания.

Для того чтобы получить из термоэлектрического материала максимальную эффективность, материал должен обладать высокой электропроводностью и низкой теплопроводностью для того, чтобы электроны беспрепятственно перемещались через материал, а разница температурного градиента оставалась неизменной. Также материал должен иметь высокое значение коэффициента Зеебека, который определяет количество вырабатываемого материалом электричества от определенного температурного градиента. И материал должен быть устойчив к воздействию высокой температуры.

Вышеперечисленные свойства сводятся к показателю качества термоэлектрического материала ZT. В 2012 году были найдены материалы с ZT равным 2.2. А значение нового материала равно 3.1, что делает его самым эффективным на сегодняшний день.

Специалисты проводили исследования поликристаллической формы селенида олова и обнаружили, что данный материал имеет высокую теплопроводность, которая сводит на нет термоэлектрический эффект. А более детальное исследование показало, что тонкий слой окисленного олова, который формируется на поверхности материала, является помехой для показателя качества термоэлектрического материала. Поэтому была произведена дополнительная очистка материала и удаление окисла с его поверхности, что и привело к повышению значения ZT до 3.1.

По словам специалистов, новый материал открывает путь к разработке термоэлектрических устройств, в составе которых будут находиться элементы из поликристаллической формы очищенного селенида олова. В некоторых областях подобные устройства смогут стать очень полезными, что позволит собрать и вернуть назад дефицитную энергию, увеличивая общую эффективность установки и механизма.

Специалисты из Швейцарского федерального политехнического университета Лозанны и Колумбийского университета новый метод выполнения сложных квантовых алгоритмов на традиционном компьютере. Расчеты квантовых алгоритмов требуют реальных квантовых компьютеров, демонстрирующие квантовое ускорение. А новый метод позволяет с высокой эффективностью моделировать на обычном компьютере поведение ряда алгоритмов, которые относятся к классу вариационных квантовых алгоритмов.

Удалось осуществить выполнение квантового алгоритма приблизительной оптимизации (Quantum Approximate Optimization Algorithm, QAOA) , который используется для решение классических математических задач оптимизации.

Алгоритм QAOA ищет и выбирает наилучший вариант решения задач оптимизации из ряда всех возможных решений. На обычном компьютер, запуск данного алгоритма позволяет специалистам выполнить проверку, из каких квантовых алгоритмов могут выполнятся только на квантовых компьютерах, а какие только на традиционных.

Новый метод основан на технологиях искусственного интеллекта. Искусственную нейронную сеть Neural Network Quantum States обучили эмулировать внутренние аспекты работы квантовой вычислительной системы. Точность эмуляции работы квантовой системы очень высока, что при ее помощи впервые стало возможным выполнение алгоритма QAOA на обычном компьютере.

По словам специалистов, новый метод возможно использовать как тест и как рабочий инструмент для разработки новых квантовых алгоритмов, которые не требуют реального квантового компьютера для запуска и отладки квантового программного обеспечения.

В квантовых коммуникационных сетях информация передается при помощи фотонов (частиц света). И для извлечения данной информации требуется детектор, которые поглощает, уничтожает сам фотон и переносимую им информацию. Но в квантовых вычислениях, часто требуется неразрушающее детектирование фотонов для проверки достижения фотонов до пункта назначения. Данное отслеживание может сделать квантовые вычислительные системы еще быстрее, а квантовые коммуникационные сети более надежнее и стабильнее.

По словам специалистов, даже самый лучший детектор не дает 100% эффективности, что фотону удастся проскользнуть незамеченным. Даже при использовании нескольких детекторов, которые поставлены в ряд, позволяют только увеличить шанс обнаружения фотон.

И недавно специалистам из Германии удалось найти способ неразрушающего многократного детектирования единичного фотона, который движется по оптическому волокну. За основу неразрушающегося детектора взяли атом рубидия, который поместили в специальную светоотражающую полость. Фотон, при попадании на эту полость, отражается от стенок и изменяет квантовое состояние атома, которое контролируется при помощи импульсов лазерного света.

Для эксперимента разместили два детектора на расстоянии 60 метров, как оказалось они способны обнаружить один и тот же фотон, который передан в оптическое волокно. В ходе экспериментов, фотон, который попал в полость детектора, теряется безвозвратно в 33% случаев. Но при обнаружении детекторов отсутствия одного из фотонов по пути, процесс передачи данных можно сразу повторить. Нет необходимости ожидать окончания передачи целого пакета.

Новый метод позволяет детектировать фотоны и не несет в себе угрозы для безопасности квантовых коммуникаций. Возможно, обнаружить каким путем прошел фотон, но его содержимое будет неизвестно без разрушения заключительной в нем квантовой информации.

В будущем специалисты планируют уменьшить потери фотонов в детекторах при помощи различных материалов и конфигураций светоотражающих полостей. Что позволит использовать большое количество детекторов на пути следования фотона, после чего начать разработку реальных устройств отслеживания фотонов, которые предназначены для различных квантовых систем.

Специалисты из Японии установили новый рекорд по скорости передачи данных через оптическое волокно, составляющий 319 терабит в секунду. Данный рекорд получен на расстоянии в 3000 километров по существующим оптоволоконным линиям. Результат показывает совместимость новой технологии с существующей коммуникационной инфраструктурой. Напомним, что в прошлом году, рекорд составлял 178 терабит в секунду.

В технологии используется оптоволокно с четырьмя светопроводящими каналами, организующие независимые каналы передачи данных. Дополнительные каналы передачи данных организовываются в рамках одного световода при помощи метода спектрального уплотнения. Редко используемые диапазоны используются для увеличения количества передаваемых данных. А увеличение расстояния передачи данных достигнуто за счет различных технологий усиления оптического сигнала.

Основой новой технологии является лазер на базе оптической гребенки, формирующий 512 отдельных коммуникационных каналов, которые работают на разных длинах волн. Свет лазера проходит через двойной поляризационный модулятор, задерживающий сигналы определенных длин волн, создавая последовательности оптических сигналов, каждая из которых подается в одно из четырех световодов оптического волокна.

Световые сигналы могут пройти без искажений и потерь информации до 70 километров. Поэтому после каждого участка в 70 километров устанавливается оптический усилитель, который состоит из двух частей. Первая часть состоит из эрбия, а вторая из тулия. Эти две части, определенным образом взаимодействуют и реализуют метод Рамановского усиления. Сразу после усиления сигнал снова попадает в оптоволокно.

Оптоволокно с четырьмя световодами имеет такой же диаметр, как и стандартное волокно, что не создаст проблем при развертывании новых сигментов оптоволокна.

Специалисты Корейского института науки и передовых технологий разработали лазерную систему, которая вырабатывает активные квантовые частицы при комнатной температуре и с увеличением энергетических потерь уменьшает значение пороговой энергии, другими словами, лазерная система начинает потреблять меньшее количество энергии.

Лазер состоит из оптической микрополости шестиугольной формы, которая создана в основании из нитрида кремния, выступающей в роли модулятора излучения. Получился новый вид поляритонного лазера, работающий при комнатной температуре, а ближайщие аналоги способны работать только при криогенных температурах.

При тестировании новой лазерной системы, обнаружили уникальную особенность. Во время работы традиционных лазеров часть энергии теряется, преобразовываясь в тепло. Но в новой системе увеличение энергетических потерь количество потребляемой энергии снижалось, а мощность излучаемого света оставалась на одном уровне.

Конструкция лазера и используемые материалы позволяют свету, который попадает в шестиугольную микроплоскость, делится на две части, одна из которых проходит через один треугольник, вписанный в шестиугольник, а вторая – через второй вписанный треугольник. Оба потока частиц имеют одинаковую энергию и проходят одинаковое расстояние и при это не взаимодействуют друг с другом. Но данные частицы света взаимодействуют с другими квазичастицами, называемыми экситонами, возникающие на стенках микрополости, которая создана в полупроводниковом материале. Свет и экситоны порождают новые квазичастицы, которые влияют друг на друга и являются основой работы поляритонного лазера. В результате при увеличении энергетических потерь возрастает количество образующихся поляритонов, что приводит к снижению количества потребляемой энергии.

Такое парадоксальное поведение лазера относится к квантовой физике и называется обратная симметрия четности-времени. Данный случай позволяет преобразовывать энергетические потери в полезное действие. И данная особенность в будущем можно будет использовать для создания новых высокоэффективных лазеров для традиционных оптических устройств и квантовых систем.

Вследствие перенесенных инсультов и других тяжелых заболеваний, тысячи людей теряют способность говорить. Специалисты из Калифорнийского университета в Сан-Франциско разработали первое в мире нейропротезирубщее устройство, способное преобразовывать мозговые импульсы в текстовые предложения.

Для исследований были приглашены пациенты с нормальной речью после перенесенных операций на головном мозге и мужчина, который утратил способность внятно говорить после перенесенного инсульта. Подключили всех к электродной матрице, которая декодирует сигналы, управляющие голосовым трактор для того, чтобы выделить гласные и согласные звуки и потом проанализировать шаблоны для предсказания произносимых слов.

Специалисты разработали набор из 50 необходимых для повседневного общения слов, после имплантировали в речевую моторную кору мозга мужчине, который утратил способность внятно говорить, специальный электрод.

В течение нескольких месяцев фиксировали нейронную активность пациента в момент произнесения 50 различных слов, используя искусственный интеллект, различающий тонкие шаблоны данных, увязывая их со словами.

После мужчину, для проверки эффективности эксперимента, попросили составить предложения на основе вышеупомянутого словарного запаса и вывели результаты на экран. Эффективность системы составила примерно 18 слов в минуту с точностью распознавания 75%.

Специалисты Калифорнийского университета в Сан-Диего изучали потенциал человеческого пота для выработки энергии. В 2014 году продемонстрировали первый пассивный датчик. И недавно представили устройство, вырабатывающее электричество, даже когда человек бездействует.

Потовыделение у человека происходит всегда, и самая активная зона находится на кончиках пальцев. Выработка жидкости идет круглые сутки, в объёмах в 100-1000 раз больше, чем на других участках кожи. Но пальцы эффективно обдуваются воздухом и обычно остаются сухими. Специалисты решили данную проблему и предложили собирать жидкость внутри поглотителя из углеродной пены.

Тонкая полоска наклеивается на палец, ферменты внутри пены вступают в контакт с потом, в результате чего начинается реакция молекул кислорода и лактата и выработка электричества. За 10-часовой сон пальцы способны выработать до 400 миллиджоулей каждый, чего хватит на сутки работы умных часов.

Основными показателями материалов, которые используются для производства бронежилетов и других средств защиты являются малый вес и толщина. И последнее достижение в данной области является новый материал, который разработали специалисты из Массачусетского технологического института. Новый материал по многим базовым параметрам опережает такие материалы, как кевлар и сталь.

Материал изготовлен из светочувствительного полимера, в объёме которого сформирована нанорешетка с упорядоченной регулярной структурой. После этого материал помещают в высокотемпературную вакуумную камеру, где полимер преобразовывается в легковесный углеродный материал, имеющий заданную структуру.

По словам специалистов, в обычных условиях углерод- хрупкий материал, но небольшие размеры элементов нанорешетки и особая структура придают материалу эластичность и способность выдерживать сильные деформации.

Специалисты проводили эксперименты, чтобы проверить различные структуры материала, изменение его свойств в зависимости от изменений толщины элементов наноструктуры. В результате, был найден оптимальный вариант, где частицы, выпущенные из плазменной пушки с максимально возможной скоростью, не пробивали материал насквозь, а застревали в его объёме.

В ходе обработки и анализа экспериментальных данных, новый материал способен более эффективно поглощать и рассеивать энергию, чем сталь, алюминий и кевлар. Новый материал может стать основой средств индивидуальной защиты следующего поколения, которые более легкие и более эффективные, чем аналоговые средства.

Технологии квантового мира давно используются в областях хронометрирования, космической навигации и геолокации. Но практичность использования данных технологий очень далеки от идеала. Именно поэтому специалисты разработали высокопроизводительный, компактный и малопотребляющий генератор охлаждения атомов, который может стать основным компонентом новых квантовых технологий и портативных квантовых устройств.

Использовали свет лазера для охлаждения атомов и других частиц до чрезвычайно низких температур. Свет воздействует на атомы, постепенно замедляя тепловое движения частиц, что идеально подходит для создания генератора холодных частиц, которые используются как квантовые биты.

Обычно для лазерного охлаждения требуется множеств высококачественных зеркал, которые расположены строго в установленных местах под определенными углами, позволяющие направить лучи света на охлаждаемые в вакууме атомы. Однако специалистам удалось ограничиться только четырьмя зеркалами, которые устроены в виде перевернутой пирамиды. В нижней части этой пирамиды есть отверстие, через которые атомы покидают зону охлаждения и попадают в рабочее пространство. Данный размер выходного отверстия возможно изменять, что приводит к изменению количества атомов за еденицу времени, которые покидают охлаждающее устройство.

Также взаимное расположение зеркал позволяет отражать свет от одного лазера, который подается с определенной точки под определенным углом, что упрощает конструкцию оптической системы. Сами зеркала изготовлены из полированного металла, на который нанесено специальное диэлектрическое покрытие.

В ходе тестирования генератора холодных атомов, специалисты зарегистрировали стабильный поток атомов рубидия. Все параметры атомов практически идентичны, а их большое количество позволяет увеличить точность проводимых измерений. Также значительно увеличивается значение соотношения сигнала и шума, что расширяет динамический диапазон.

Специалисты подметили, что простота процесса сборки, которая проводится за несколько этапов, позволяет наладить производство подобных устройств в любых количествах.

Специалисты Северо-Западного университета США проводили исследования, результаты которых показали, что небольшое количество графена повышает устойчивость бетона к трещинам и воде.

Одним из недостатков бетона является влияние на экологию. Уменьшение этого влияния — это улучшение свойств бетона для того, чтобы он прослужил дольше, снизив потребность в производстве новых партий материала. Так как на всех мировых производителей бетона приходится до 8% глобальных выбросов CO2.

Разрушения бетонных сооружений происходят из-за трещин, а при попадании туда воды, они начинают разрастаться до критических размеров. Специалисты, разработали вариант укрепления бетона, позволяющий сделать его устойчивым к воде и трещинам. Использовали углеродные нанотрубки, нановолокна и нанопластины, эффективность которых протестировали с помощью скретч-тестов.

В результате получили цемент с графеновой добавкой, который делает бетон более стойким к механическим разрушениям за счет снижения пористости и уменьшает проникновение воды внутрь на 78%.

Специалисты Австралийского национального университета продемонстрировали новую технологию, которая позволяет наделить практически любой прибор аналогом ночного зрения. Необходимо наклеить нанопленку из специального материала, что дает возможность ориентироваться среди объектов в темноте и издалека замечать живых существ.

Нанопленка преобразовывает невидимый для человека инфракрасный свет в излучение с более высокой энергией в видимый спектр. Для этого через крошечные кристаллы нанометрового размера пропускают фотоны, подсвечивая их слабым лучом лазера. Количество и порядок фотонов не меняется, именно поэтому выстроенное итоговое изображение отражает реальную картину мира.

В результате, у специалистов получилась легкая и дешевая пленка, которую возможно наклеить на стекло в очках, в автомобиле, на любой оптический прибор, чтобы наделить свойством ночного зрения. Система обладает малым расходом энергии, так как лазерный луч слабее, чем в лазерной указке.

Широкое использования различных сервисов, которые работают с большими объемами информации начинают требовать расширения пропускной способности коммуникационных каналов, используемых для организации связи между отдельными узлами современных датацентров. На сегодняшний день, в данной области работает 400-гигабитное Ethernet-соединение, но, чтобы справиться с увеличивающейся нагрузкой требуется использование как минимум 800-гигабитного соединения. Для достижения данного соединения возможно использовать параллельно подключенные восемь стандартных оптических интерфейсов, каждый из которых способен обеспечивать скорость передачи информации в 100 гигабит в секунду, что является достаточно сложным и дорогим техническим решением.

Специалисты разработали новое решение, позволяющее использовать четыре 200-гигабитных интерфейса для создания одного. Для этого был разработан лазер нового типа LE EA-DFB (lumped-element, LE, electroabsorption modulator-integrated distributed feedback, EA-DFB), который благодаря конструктивным особенностям, обладает гораздо меньшей электрической емкостью и индуктивностью. Что позволяет передавать данные со скоростью 224 гигабита в секунду на расстояние до 2 километров, что полностью удовлетворяет потребности современных крупных датацентров.

По словам специалистов, новые лазеры LE EA-DFB уже могут использоваться как замена обычным лазерам в 400-гигабитных Ethernet-соединениях. Что позволит снизить стоимость и эксплуатационные расходы, потому что новые лазеры не нуждаются в дорогих термоэлектрических охладителях, которые потребляют большое количество энергии.

На данный момент, ведутся работы по оптимизации структуры и режимов работы лазеров, что обеспечит увеличение скорости передачи информации. После этого новые лазеры могут стать единственным приемлемым вариантом для организации соединений со скоростью 1.6 Тбит/с.

Группа специалистов Кембриджского университета открыли новое применения графена, модернизировав с его помощью обычный жесткий диск компьютера. Применив графен в качестве покрытия, которое защищает пластины внутри диска. Пластинам жесткого диска необходима механическая защита, потому что они вращаются с большой скоростью, подвержены нагреву и имеют риск коррозии. Старое углеродное покрытие со всеми данными задачами справлялось, но недостатком является слишком большая толщина. Графен толщиной всего в один атом способен сохранять стабильность в более широком температурном диапазоне.

Специалистам удалось с помощью графена реализовать технологию Heat-Assisted Magnetic Recording, которая предполагает разогрев перезаписываемого слоя, что дает возможность сжать биты и записать их на меньшем физическом пространстве. Тем самым увеличивается плотность записи данных, а новое графеновое покрытие позволяет сохранять пластины стабильными, не давая им разрушаться.

По словам специалистов, удалось достичь плотности записи данных в 10 терабайт на квадратный дюйм, что примерно в 10 раз больше в сравнении с современными образцами жестких дисков. Пока технология не готова для коммерческого использования, но применение графена открывает возможности для разработки новых накопителей данных.

Ранее специалисты Корнуэльского университета разрабатывали мощный датчик, данные которого проходят через сложную математическую обработку, называемую птихографией, что позволяет улучшить разрешающую способность электронных микроскопов. Но главным недостатком данной технологии является то, что она работает со сверхтонкими образцами материалов толщиной в несколько атомов.

И недавно, специалистам удалось удвоит показатель разрешающей способности, разработав новый датчик – пиксельный массив электронного микроскопа (EMPAD, electron microscope pixel array detector). В нем используются более совершенные алгоритмы трехмерной реконструкции и компенсированы искажения, которые возникают из-за рассеивания электронов в исследуемом образце.

Технология птихографии использует данные, которые получает при помощи сканирования образца электронным лучом. На чувствительную поверхность датчика при движении попадают образы, похожие на пятна от лазерной указки. По изменениям образов вычисляется форма объекта, который стал причиной рассеивания или отклонения электронного луча.

Новый датчик EMPAD работает в расфокусированном режиме и электронный луч имеет большую ширину для обеспечения максимально возможного динамического диапазона входных данных. Каждая последовательность полученных образов пропускается через алгоритмы сложной математической обработки, позволяющие синтезировать изображения объекта с точностью до одного пикометра.

По словам специалистов, разрешающая способность нового датчика очень высокая, что имеет отрицательный эффект. Края атомов на изображении остаются размытыми из-за теплового колебания атомов во время съемки. Новая технология позволила установить новый мировой рекорд разрешающей способности.

Европейские специалисты получили новую форму углерода одноатомной толщины, которая имеет множество общих свойств с графеном. Но также обладает электрическими свойствами, которых нет ни в одном из других известных на сегодняшний день формами углерода. Данные свойства открывают возможности для использования материала в электронике и в технологиях хранения энергии.

Графен является материалом с невероятной прочностью и гибкость, имеет высокую электро- и теплопроводность. Такие свойства графена были получены из-за уникального расположения атомов углерода в кристаллической решетке в виде сотовидной шестиугольной структуры. Специалисты в ходе исследований, понимали, что альтернативные методы производства позволят получить другие виды двумерных форм углерода, имеющие собственные наборы уникальных свойств.

Процесс создания нового материала начинается с размещения углеродосодержащих молекул на идеально ровно золотой поверхности. На эти молекулы потом оказывается ряд внешних воздействий, заставляющий их распадаться, а атомы углерода формируют цепи, которые являются зеркальными отражениями друг друга. В результате, атомы углерода формируют плоскую кристальную решетку, элементами которой являются восьмигранники, шестигранники и квадраты. Новая форма углерода получила название бифенилена (biphenylene).

Новый материал изучали под микроскопом с высокой разрешающей способностью и обнаружили, что электронные свойства кардинально отличаются от аналогичных свойств графена. Узкие полосы бифенилена, шириной в 21 атом, ведут себя как металл, а графеновые частицы такого же размера имеют полупроводниковые свойства. Новый материал в будущем возможно будет использовать в качестве электрических проводников в электронных устройствах.

На данный момент, ведутся работы над синтезом большего количества полосок бифенилена, что позволит больше изучить особенности и потенциал нового материала. Также электропроводный материал на основе новых углеродных сетей позволит разрабатывать анод литий-ионных аккумуляторных батарей большей емкости.

Специалисты Массачусетского технологического института продемонстрировала новый тип электронного волокна, который способен работать как элемент вычислительной системы. Для разработки был подобран полимер, который напоминает обычную текстильную нить, из которой можно сплести полотно или вплести ее в готовую ткань. Также данный полимер проводит электрический сигнал, являясь кабелем аналоговой связи.

На этапе отливки были встроены в волокно крошечные кремниевые чипы с простым набором инструкций. Сотни подобных чипов с общей системой связи, возможно выстроить в произвольную схему, вышивая узоры нитью. Удалось получить цифровую систему широкого профиля, которая является универсальным накопителем данных. Первым прототипов было расшитое такой нитью полотенце, которое более двух месяцев хранило полноцветный короткометражный фильм объёмом 767 килобит и музыкальный файл с объёмом 0,48 мегабайт.

Увеличение длины и сложности схемы позволяет создать подобие компьютера или нейросети. И в качестве примера была изготовлена система из 1650 соединений, вшитые в рубашку, которая анализировала данные о температуре и влажности кожи человека. Также данную систему возможно обучить распознавать виды физических упражнений, которые выполняются, и система будет их распознавать с точностью до 90%

По словам специалистов, ткань на основе электронного волокна способна выдерживать до 10 циклов стирки и сушки, и не стесняет движения человека.  После миниатюризации внешнего контроллера, можно разрабатывать умную ткань, которая будет программируемая для широкого спектра задач.

Специалисты Питтсбургского университета продемонстрировали применение технологии оптогенетической терапии для восстановления зрения человека, который ослеп 40 лет назад. Технология не полагается на ресурсы организма человека, а полностью замещает механизм реакции на световые сигналы.

Основная идея заключается в том, чтобы оставить деградировавшие фоточувствительные клетки и передать их функции ганглиозным клеткам. Для этого необходимо провести генную модификацию, чтобы ганглиозные клетки получили возможность реагировать на свет. Специалисты подобрали соответствующий белок ChrimsonR, который содержится в зеленых водорослях. И после добавления генов в клетки глаза в них начал синтезироваться и накапливаться белок, который под воздействием света влияет на трансфер ионов через оболочку клетки.

Добавления в клетки светочувствительного белка, была получена возможность ими управлять. Для этого сконструировали очки с внешней камерой, захватывающей и преобразовывающей картинку в набор световых импульсов, которые проецируются на целевые ганглиозные клетки. А в них уже есть механизм передачи нервных импульсов в мозг. После этого систему необходимо откалибровать, чтобы воспроизвести аналогичный процесс, как глаза реагируют на свет в обычной ситуации.

Специалистам, потребовалось несколько месяцев для адаптации пациента к модифицированным глазам и около полугода тренировок. На данный момент, пациент различает контрастные цвета, отдельные объекты, их размер и расстояние до них. В данной технологии большой потенциал, который открывает возможности справляться с различными нейродегенеративными заболеваниями. Не только в области зрения, но и в лечении эпилепсии, болезни Паркинсона .

Специалисты Института физики Китайской академии наук создали экспериментальные ячейки нового типа энергонезависимой памяти, работающей в 5 тысяч раз быстрее, чем обычная флэш-память, и имеет возможность хранить в одной ячейке несколько бит данных. Процессы записи и стирания в памяти нового типа требует десятки наносекунд, что превышает показатели флэш-памяти в тысячи раз и позволяет сопоставить ее по скорости с динамической памятью, которая используется в компьютерах всех типов.

В ходе исследований, выяснили что, когда два или большее количество слоев различных материалов одноатомной толщины накладываются друг на друга формируют гетероструктуры, у которых появляются новые свойства, несвойственные ни одному из изначальных материалов.

Изначально специалисты пытались использовать ультратонкие пленки кремния. Но быстродействие работающих ячеек кремниевой памяти оказалось весьма малым из-за неизбежных дефектов кремниевых пленок.

Именно поэтому создали гетероструктуру Ван-дер-Ваальса, которая состоит из полупроводникового слоя селенида индия, изолирующего слоя шестиугольного нитрида бора и нескольких графеновых слоев, которые обладают электрической проводимостью. Данная гетероструктура собрана на поверхности кремниевого основания, покрытого диэлектрическим слоем оксида кремния.

Специалисты показали, что достаточно импульса напряжения, длительностью 21 наносекунду, чтобы наполнить электрическим зарядом графеновые слои. Это эквивалентно процедуре записи информации в ячейку памяти. А энергетические показатели импульсов практически идентичны показателям импульсов, которые используются для записи в ячейки флэш-памяти.

Кроме высокой скорости работы, также главной особенностью новой памяти является возможность хранения в одной ячейке несколько бит данных. Данная возможность следует из особенностей строения ячейки памяти, а запись и стирание информации производится при помощи определенной последовательности электрических импульсов, которые подаются на различные графеновые электроды. Предварительные расчеты показали, что новые ячейки памяти способны хранить информацию в течение 10 лет.

Специалисты университета Саймона Фрезера продемонстрировали опытный образец двигателя, использующего информацию в качестве топлива. Его работа заключается в преобразовании потенциальной энергии случайных колебаний микроскопической частицы.

На данный момент, информационный двигатель является исследовательским образцом, который позволяет выяснить насколько быстро и эффективно можно преобразовывать информацию в работу. Исследования показали, что информационные двигатели возможно создавать уникальными для каждой выполняемой задачи и в различных областях, включая бионанотехнологии.

Информационный двигатель – это микроскопическая частица, которая погружена в воду и прикреплена к спиральной пружине. Второй конец пружины прикреплен к подвижному основанию. Частица совершает тепловые колебания вверх и вниз, заставляя пружину растягивать и сокращаться.

При движении частицы вверх, основание тянется вверх пружинкой, что позволяет подняться на небольшую высоту. В результате, система поднимается вверх только при помощи информации о положении и направлении движения частицы. При повторении процедуры множество раз, частица способна подняться на большую высоту при это приобретая существенное количество сохраненной потенциальной энергии.

Основой опытного образца информационного двигателя стала оптическая ловушка и свет, который излучает дополнительный лазер, имитирующий спиральную пружинку и ее подвижное основание.

Специалисты, проводили теоретический анализ для оптимальной массы частицы и временем, которое требуется для поднятия частицы на определенную величину.  По данным результат выбрали массу частицы, упругость пружины и другие параметры информационного двигателя, что он стал более быстрым и эффективным по сравнению с другими подобными устройствами. Новый информационный двигатель способен обеспечивать мощность, которую можно сопоставить с мощностью молекулярных двигателей, а скорость, сопоставить со скоростью быстро плавающих бактерий.

Специалисты Колумбийского университета продемонстрировали образец передовой технологии миниатюризации электроники, который открывает новые перспективы и возможности для контроля состояния здоровья. Создали однокристальную цифровую вычислительную систему, которая является самым маленьким компьютером в мире, который возможно внедрить в тело человека при помощи обычного шприца для инъекций.

Разработанное устройство – полностью функциональная электронная схема, которая обладает суммарным объемом в 0.1 кубический миллиметр. Однако, высокая степень миниатюризации электроники привела к использованию нестандартных решений для снабжения энергией устройства и для способов обмена информации.

Обычно радиоволны, используемые для беспроводных коммуникаций, имеют длину, которая не дает возможности превратить в эффективную антенну устройство целиком. Именно поэтому, специалисты добавили в состав устройства пьезоэлектрический преобразователь, работающий как энергетическая антенна и преобразующий ультразвуковые волны в электрическую энергию. Также пьезоэлектрический преобразователь является частью ультразвуковой беспроводной коммуникационной системы.

В качестве чувствительного компонента использовали малопотребляющий датчик температуры, превращающий устройство в зонд, который позволяет контролировать температуру тела и изменения температуры во время проведения ультразвуковой терапии.

По словам специалистов, помимо датчика температуры устройство может быть оснащено датчиками, которые измеряют уровень кровяного давления, уровень глюкозы, также датчиками, которые контролируют дыхательную функцию организма. В будущем подобные устройства планируется широко использовать на человеке в клинических условиях.

Специалисты из Германии разработали умное кольцо, свое рода универсальный ключ, который способен предоставлять доступ к разнообразным устройствам, объектам и системам без дополнительного оборудования. Получился цифровой мультитул, который позволит открывать замки или разблокировать доступ к личному кабинету после регистрации в системе.

Основой кольца является RFID-метка, превращающая его в источник кодирования сигнала. Необходимо только сопоставить код с конкретными объектами, требующими авторизации, и для доступа к ним достаточно поднести кольцо к датчику. Также специалисты разработали универсальный формат ключа, который возможно устанавливать не только в кольца, но и в протезы, в роботов, на дроны, на транспорт и другие объекты, в которых необходим быстрый обмен данными для идентификации.

Корпус для кольца был напечатан на 3D-принтере из металла. RFID-метка помещается внутрь кольца в процессе печати и запечатывается так, чтобы не было возможности ее извлечь, не сломав изделие. Для того чтобы снизить блокировку сигнала металлом, установлена частота на 125 кГц, а также внутренним стенкам полости придали форму, которая отражает радиоволны наружу.

Данная технология позволяет встраивать RFID-метки в различные объекты в процессе 3D-печати. При этом получается уникальный ключ, который невозможно взломать, и для считывания информации необходим прямой контакт. Технология существенно расширяет автоматизацию различных сфер “интернета вещей” и систем безопасности. А преимущество того, что RFID-метки не требуют источника питания и активируются только при прямом запросе, позволяют устанавливать их в любой объект, чтобы контролировать его перемещения.

Специалисты Венского технологического университета и Утрехтского университета нашли способ контролировать распространение волн света так, что они способны беспрепятственно проходить сквозь полупрозрачные объекты и на выходе создавать четкое изображение, как будто на пути света не было препятствия.

В полупрозрачных объектах случайным образом расположены частицы и когда свет проходить сквозь подобный материал, то он рассеивается сложным и непредсказуемым образом. По словам специалистов, если знать образ исходного и рассеянного света, то возможно управлять волнами света так, что они пройдут сквозь полупрозрачный материал. Использовав окись цинка в качестве светорассеивающего материала, источника света с одной стороны и фотодетекторы с другой, специалисты освещали непрозрачные материалы импульсами света с определенными параметрами и замеряли освещенности точек фотодетектора. При помощи сложных математическим методов, рассчитали шаблоны рассеивания света и параметры световых волн так, чтобы волны, проходящие сквозь рассеивающую среду, складывались в конечное изображение.

Исследования показали, что возможно создать особый класс световых волн, который называется инвариантно-рассеиваемыми световыми модами, которые воспроизводят на фоторедакторе точную спектральную картину вне зависимости от того, проходила волна через воздух или объект.

Следующим шагом, объединили несколько инвариантных световых лучей, закодировав в них текстовое изображение, и пропустили поток света через слой окиси цинка. В результате, на фотодетекторе получили исходное изображение, практически, без искажений.

В будущем, данный метод может стать основой новых методов съемки, которые позволяют заглядывать внутрь непрозрачных объектов, как технологии рентгеноскопии, но при этом будет более безопасным, чем рентгеновские лучи.

Современные технологии постоянно совершенствуются и недавно специалисты компании IBM продемонстрировали полупроводниковые чипы с самыми маленькими транзисторами на кристаллах. Новая 2-нм технология в будущем позволит размещать на чипах, которые размером с человеческий ноготь, не менее 50 миллиардов транзисторов.

На сегодняшний день, отраслевым стандартом являются чипы 7-нм транзисторы, на базе которых строятся все современные микропроцессоры и потребительские устройства. Таким образом, 2-х нанометровые транзисторы специалистов IBM являются самыми маленькими транзисторами в мире. Размер транзисторов меньше, чем размер цепочки ДНК человека, что позволяет размещать их на кристалле чипа с огромной плотностью. За счет этого чипы получают большую вычислительную мощность и повышенную энергетическую эффективность. 2-нм транзисторы по сравнению с 7-нм транзисторами способны обеспечить прирост производительности в 45% и снижение количества потребляемой энергии на 75%.

Данные показатели производительности и эффективность позволят в будущем реализовывать новые системы искусственного интеллекта, которые имеют скорость реакции из диапазона почти реального времени. А энергосберегающая составляющая новой технологии обеспечит появление смартфонов, которые смогут функционировать на одном заряде батареи больше четырех дней.

Специалисты Китайского университета Чжэцзян и Университета Уэстлейк разработали многослойный материал на основе политетрафторэтилена, в составе которого волокна ткани обладают согревающими и охлаждающими свойствами одновременно.

Когда человек надевает одежду из данного материала согревающей стороной, то наночастицы цинка и меди в составе материала поглощают солнечную энергию, что способствуют сохранению тепла. Если вывернуть одежду, то пористое полимерное охлаждающее покрытие РММА отражает солнечный свет и рассеивает лишнее тепло.

Исследования показали, что под воздействием солнечного света материал способен нагреться на 10 °C больше, чем черный хлопок. А охлаждающая сторона матерела способна снизить температуру кожи на 11,6 °C больше, чем белым хлопок.

По словам специалистов, технология производства достаточно проста и не требует значительных финансовых затрат. Материал хорошо дышит, также как ткани из хлопка. В будущем возможно будет подключить термогенератор, который за счет разницы температур способен вырабатывать электроэнергию, что позволит использовать ее для питания носимой электроники.

Специалисты Университета Дьюка разработали полностью перерабатываемую печатную электронику, которую возможно использовать многократно, также она не вредит окружающей среде.

Самым первым был разработан очень важный и сложный в производстве компьютерный элемент – это транзистор, который создан с помощью трех чернил на основе углерода.

Трое чернил на основе углерода легко печатаются на бумаге или других экологически чистых поверхностях. А углеродные нанотрубки и графеновые чернила используются для полупроводников и проводников.

По словам специалистов, компоненты на основе кремния, вероятнее всего, никогда не уйдут с рынка, но возможно в будущем легко перерабатываемая электроника заменит технологии и устройства, которые широко используются сейчас.

Для перерабатываемой печатной электроники, разработали метод суспензии кристаллов наноцеллюлозы, которые получены из древесных волокон. Специалисты показали, что использование трех видов чернил в аэрозольном струйном принтере при комнатной температуре позволяет создавать полностью углеродные транзисторы, которые работают хорошо в различных областях, даже после шести месяцев после печати.

Также специалисты продемонстрировали пригодность для вторичной переработки. Погрузив устройства в несколько ванн и обрабатывая их звуковыми волнами. После этого материалы возможно использовать повторно в том же процессе печати, при этом производительность не теряется. Так как наноцеллюлоза изготовлена из дерева, ее можно перерабатывать вместе с материалом, на котором она была напечатана.

Самым распространенным строительным материалом является бетон. И специалистами из Массачусетского технологического института и Французского национального центра научных исследований добавили в бетон частицы наноуглерода тем самым, наделив его свойствами электропроводности.

Ранее уже были попытки добавления частиц углерода в бетон, что позволило растапливать снег на поверхности взлетно-посадочных полос без дополнительно подогрева.

Специалисты добавили в бетон наноуглеродную сажу, которая превратила его в проводник. Добавка из углерода в 4% обеспечила бетону способность проводить ток и выделять тепло. В ходе исследований было обнаружено, что достаточно напряжения в 5 вольт, чтобы нагреть поверхность бетона до 41°C.

Результаты исследований показали, что возможно создавать новые материалы, которые способны обогревать помещения. Данная система отопления гораздо дешевле и проще, чем аналогичная система теплого пола, в которой используется теплая вода.

Для питания широкого спектра устройств используются литий-ионные аккумуляторы, которые, несмотря на преимущества, не всегда способны сохранять работоспособность. Основной причиной снижения производительности является то, что литий, который содержится в батареях, становиться неактивным и это вызывает снижение емкости батарей. В конечном результате сокращается  срок службы и ухудшаются их характеристики.

Специалисты их Технического университета Чжэцзян (Китай) нашли новый метод по восстановлению лития в аккумуляторах. Метод основан на химической реакции, которая известна как окислительно-восстановительный потенциал йода.

Межфазная фаза твердого электролита (SEI) – слой, образующийся на аноде литий-ионных батарей во время первых циклов зарядки. И пассивный слой играет решающую роль в обеспечении эффективности, стабильности и безопасности батарей.

В обычном литий-ионном аккумуляторе с обычным графитовым анодом межфазная фаза твердого электролита состоит из LiF в сочетании с Li₂CO₃, алкилкарбонатом и другими веществами. Исследования показали, что в данных батареях изменения объема Li-покрытия может привести к повреждению механической целостности.

Специалисты выяснили, что именно потеря Li-покрытия в SEI и неактивные частицы лития являются причиной снижения производительности. Именно поэтому специалисты разработали новый способ восстановления неактивного метода с использование окислительно-восстановительной химической реакции йода. И создали полностью заряженный аккумуляторный элемент с небольшим содержанием лития в аноде, срок службы которого составил 1000 циклов.

Специалисты Калифорнийского университета в Беркли разработали новый способ удаления из воды токсичных металлов- ртути и бора. Одним из шагов для производства питьевой воды является опреснение или удаление солей. А до или после удаления солей воду очищают от бора, тяжелых металлов. И часто данный процесс оставляет после себя токсины, которые трудно утилизировать.

Новый способ основан на использовании мембран и удаляет почти 100% токсичных металлов, а также выделяет ценные металлы для последующего использования или утилизации. По словам специалистов, новую мембрану можно легко интегрировать в нынешние системы очистки воды.

Специалисты синтезировали гибкие полимерные мембраны с наночастицами, которые возможно настроить на поглощение определенных ионов металлов. Мембрану можно настроить на любой определенный тип частиц, который она будет поглощать.

На данный момент, ведутся исследования по настройке наночастиц на удаление других видов токсичных химических веществ, включая загрязнитель грунтовых вод, который называется ПФАС или полифторалкильные вещества, содержащиеся в пластмассах.

Ученые Калифорнийского университета в Беркли разработали беспроводной имплант, который измеряет насыщение кислородом живых тканей глубоко под поверхностью кожи. Данное устройство размером меньше божьей коровки и получает питание от ультразвуковых волн. Это поможет врачам контролировать состояние пересаженных органов и тканей, а также обеспечит ранее предупреждение о потенциальных проблемах при трансплантации. Также новая технология открывает возможность создания множества миниатюрных датчиков, которые будут отслеживать ключевые биохимические маркеры в организме.

Как отмечают ученые, использование ультразвуковой технологии с интегральной схемой, позволяет создавать сложные импланты, которые проникают глубоко в ткани для получения информации от органов. Большинство методов измерения оксигенации тканей предоставляют информацию только у поверхности тела и основаны они на электромагнитных волнах, которые способны проникать только на пару сантиметров под кожу или ткани органа. Также существуют магнитно-резонансные томографии, которые предоставляют информацию о насыщении кислородом глубоких тканей, но данный метод занимает много времени и не способен предоставлять информацию в реальном времени.

Новый микроимплант отличается от пульсоксиметров, которые измеряют насыщение крови кислородом, тем что устройство напрямую измеряет количество кислорода в тканях. Размер нового устройства составляет 4,5 см в длину и 3 см в ширину. Состоит из ΜLED, O2-чувствительной пленки и оптического фильтра и управляется интегральной схемой. Пьезокристалл преобразует электронный сигнал от интегральной схемы в ультразвуковые волны, которые безопасно передаются через живые ткани.

По словам специалистов, основным применением датчика является мониторинг пересаженных органов, так как после нескольких месяцев после трансплантации может возникнуть сосудистое осложнение, приводящее к дисфункции трансплантата.

Специалисты Инженерного колледжа штата Пенсильвания разработали гибкий датчик, который может передавать информацию об организме человека на расстояние километра. Носимый датчик способен изгибаться, растягиваться и сжиматься без ущерба работоспособности. Также датчик является безопасным для кожи человека.

Одним из недостатков антенн, которые сжимаются или растягиваются, является изменяемая резонансная частота (RF) так, как они могу передавать радиосигналы на длинах волн, не совпадающие с волнами, которые предназначены для приемников антенн.

Для решения данной проблемы, специалисты создали гибкий передатчик из нескольких слоев. Использовали медную сетку с рисунком из волнистых линий, которая образует нижний слой и касается кожи, а верхний слой служит излучающим элементом в антенне. Антенная сетка обладает периодичностью, что улучшает общую гибкость слоя и уменьшает радиочастотные колебания между состояниями антенны.

По словам специалистов, данный передатчик, способный передавать информацию на расстоянии километра, что позволяет использовать его в компьютерных чипах или датчиках. Также его можно будет использовать для мониторинга здоровья и при клиническом лечении.

Австралийскими специалистами из обсерватории Маунь-Стромио был разработан мощный лазер, который способен поражать опасный космический мусор на орбите с поверхности Земли.

Разработка лазера заняла около семи лет и теперь позволяет точно отслеживать и поражать обломки, которые вращаются вокруг Земли.

Если учитывать, что космический мусор может передвигаться со скоростью около 28 тыс. км в час, то новая разработка показывает удивительный результат. И если она оправдает себя, то возможно сделать орбиту безопасной для спутников и астронавтов. А также позволит избавиться от необходимости запускать дорогостоящие миссии по орбитальной уборке.

Система состоит из двух лазеров. Ярко-оранжевый луч служит для прицеливания на объекты космического мусора, тем самым помогая основному лазеру сделать выстрел. Основной лазер гораздо мощнее, чем первый, и его мощности хватает для того, чтобы столкнуть космический мусор с орбиты в глубокий космос.

По словам специалистов, лазер является более простым и дешевым способом очистки космического мусора, чем другие проекты, которые предполагают запуск в космос сложной робототехники. И главное достоинство лазера заключается в том, что ему не требуется вывода на орбиту новых объектов.

Специалисты Тель-Авивского университета разработали тип органических транзисторов, структура которых позволяет создавать на их основе гибкую и биоразлагаемую электронику, которая измеряется нанометрами.

Достаточно давно ведутся поиски замены традиционного кремния для создания электронных устройств, которые будут производится без вреда для окружающей среды. Большое внимание уделялось в области биоорганической электроники и результатом данных исследований является новый транзистор.

Все материалы для изготовления нового органического транзистора возможно взять из тела человека, при этом, не причинив ему никакого вреда. Для создания структуры органического транзистора, основными материалами стали кровь, молоко и белки, которые выделяются из слизистых оболочек тканей.

Данные материалы были смешаны вместе и помещены на специальное основание. После этого материалы начали взаимодействовать и самостоятельно сформировали на поверхности тонкую пленку из органического полупроводникового материала.

Белки крови способны поглощать кислород из воздуха, а белки молока являются катализатором этого процесса и служат для формирования волоконных структур, которые выступают в роли отдельных элементов транзистора. Белки из слизистых оболочек способны излучать красный, синий и зеленый свет, а при смешивании дают белый свет, который подходит для использования в оптоэлектронных устройствах.

По словам специалистов, данные биоразлагаемые органические транзисторы станут идеальным решением для создания биодатчиков и медицинских диагностических устройств, которые после выполнения своей функции полностью и без вреда исчезнут, растворившись внутри человека.

Специалисты Технологического института Джорджии разработали и напечатали на 3D-принтере антенну, способную собирать электромагнитную энергию из сигналов 5G.

Антенна может обрабатывает 5G-сигналы несколькими вариантами. А небольшие скорости обеспечивают миллиметровый диапазон, который позволяет передавать информацию со скоростью в несколько гигабит в секунду. Что дает высокий потенциал для получения электрической энергии.

Основным недостатком сбора энергии миллиметрового диапазона является то, что это непрактично на больших расстояниях и требует больших выпрямляющих антенн. Также необходимо держать ректенну направленной прямо на источник энергии волны.

Специалисты нашли решение данной проблемы, использовав компонент, который называется линза Ротмана и обладает шипастой формой. За счет этого удалось уменьшить размеры антенны до человеческой ладони, а также сделать ее плоской и гибкой. Отметим, что линзы Ротмана уже широко используются в системах формирования луча 5G, позволяя расширять покрытие сети.

Специалисты Массачусетского технологического института, с помощью светового микроскопа, разработали метод визуализации биологических образцов с точностью до 10 нанометров.

Новый метод визуализации позволяет получить изображение вирусов и отдельных биомолекул. Разработка основана на экспансионной микроскопии – подход, который включает в себя встраивание биологических образцов в гидрогель, а затем их расширение перед визуализацией с помощью микроскопа.

Технология экспансионной микроскопии существует с 2015 года. И данная технология позволяет увеличивать образцы в четыре раза по линейному размеру перед их визуализацией с высоким разрешением без дорогостоящего оборудования. Но ранее используемые гели набухали под воздействием воды, что критически ограничивает однородную структуру и плотность. Данная неравномерность приводит к искажениям формы образца при его расширении, что является пределом в точности.

Специалисты для нового метода визуализации разработали новый тип гидрогеля, который обладает особенностью поддерживать однородную конфигурацию и позволяет с большей точностью отображать биологические структуры. Новый гель получили, объединив тетраэдрические молекулы полиэтиленгликоля с тетраэдрическими полиакрилатами натрия. Это позволило создать решетчатую структуру, которая гораздо однороднее, чем гидрогели полиакрилата натрия, синтезированные свободными радикалами.

Точность нового метода была продемонстрирована специалистами на частицах вируса простого герпеса типа 1, которые имеют характерную сферическую форму. После расширения частиц были сравнения полученных форм с формами, которые получены с помощью электронной микроскопии. Результаты искажения были гораздо ниже, чем ранее разработанные версии расширяющей микроскопии, что позволило достичь точность около 10 нанометров.

Специалисты из Швейцарии разработали новый материал с пьезоэлектрическими свойствами, способный вырабатывать электричество, когда человек по нему ходит. Технология использования человеческих шагов для генерации электричества не является новой. Но новый материал вызывает интерес тем, что изготовлен из обычной древесины, обработанной специальным грибком.

Чтобы максимально использовать пьезоэлектрический потенциал, материал должен быть податливым и упругим, чтобы легко деформировался и быстро возвращался в исходное состояние без повреждений. Древесина является прочным материалом за счет волокон лигнина (природный полимер). По словам специалистов, были найдены несколько методов, которые позволяют удалить лигнит и превратить дерево в подобие пористой губки.

Одни из методов является химическое вымачивание в растворе перекиси водорода и уксусной кислоты. Полученный данным методом кубик с размерами граней 1,5 см способен выдержать 600 циклов сжатия и при этом выдавать напряжение около 0.63 В. А массив из 30 подобных кубиков под весом взрослого человека позволил записать ЖК-дисплей.

Специалисты описали еще один метод, при котором они применили биологическое воздействие. Из древесины удалили лигнин при помощи грибка Ganoderma applanatum, который его безопасно разлагает. Как показали исследования, данный метод оказался дешевле, чище и выгоднее, так как напряжение на кубике возросло до 0.87 В. Пока что для освещения или подключения бытовых приборов слишком мало электроэнергии, но его хватит для подключения датчиков умного дома.

В кремниевых солнечных элементах свет попадает на один полупроводниковый слой и освобождает электроны, которые за счет движения создают электрический ток. Ученые из Норвежского университета естественных и технических наук вдохновились на создание светопоглощающего красителя, который работает аналогичным образом, но вместо полупроводниковых слоев установлен светочувствительный краситель, поглощающий свет и высвобождающий электроны.

Разработка получила название сенсибилизированные красителем солнечные элементы (DSSC) и пока что они не так эффективны при преобразовании света в электричество, как кремниевые аналоги. Но они способны работать при низкой освещенности, также могут быть прозрачными и гибкими.

Ученые занимаются поиском способов повышения эффективности DSSC. На данный момент выяснили, что добавления молекул тиофена (молекул, которые похожи на бензол и содержащие серу) улучшает светопоглощающие свойства. Сам краситель должен действовать как донор и акцептор электронов. И добавление молекул между донором и акцептором позволит увеличить количество света, собираемого клетками.

Повышение эффективности DSSC устранит главное препятствие на пути к их широкому использованию. На сегодняшний день самый высокий показатель КПД около 12%.

Специалисты из Массачусетского университета в Амхерсте продемонстрировали самый тонкий и чувствительный датчик потока (расходометр), который предназначен для медицинских исследований. Датчик потока – это устройство для измерения скорости потоков жидкости или газа, а скорость биожидкосного потока является основным физиологическим параметром.

Недостатками существующих датчиков потока является то, что они либо слишком большие, либо не хватает точности и стабильности измерений. По словам специалистов, новый датчик основан на графене, в котором один слой атомов углерода расположен в сотовой решетке для извлечения заряда из непрерывного потока, что обеспечивает эффективное измерения расхода. Новый датчик потока из графена способен определять скорость потока с точностью до микрометра в секунду, что позволяет определять минимальные изменения кровотока в капиллярных сосудах. Также датчик оснащен автономным питанием и способен обеспечивать показатели производительности в сотни раз выше, чем у других электрических подобных устройств.

Высокая производительность датчика была достигнута из-за уникального сочетания свойств графена, который обладает сверхвысокой чувствительностью, сверхнизким электрическим шумом, минимальной контактной электризацией с водными растворами. Все эти свойства обеспечивают высокую производительность расходометра.

Графеновый датчик является первым устройством с автономным питанием и высокой производительностью, что позволит имплантировать датчик для долгосрочного мониторинга потока биожидкости. Существующие расходометры не подходят для измерения слабого потока и должны устанавливаться в более крупный кровеносный сосуд.

Устройство может быть полезным для исследований и клинических применений таких, как изучение скорости кровотока в глубоких сосудах мозга. Специалисты планируют интегрировать датчик потока в автономное устройство и детальнее изучить возможности применения в здравоохранении.

Специалисты Национального института стандартов и технологий (NIST) совместно с инженерами канадской компании разработали новую архитектуру программируемого и масштабируемого фотонного квантового чипы, способного выполнять различные квантовые алгоритмы.

Напомним, что большинство существующих квантовых систем построены на основе сверхпроводящих кубитов или на пойманных ионных кубитов. Данные типы квантовых процессоров работают только при сверхнизких температурах и обладают недостатками, которые затрудняют продвижение технологии квантовых вычислений. Также существуют технологии фотонных квантовых вычислений, которые обладают главным преимуществом - способны работать при комнатной температуре. Но такой подход считается менее практичным из-за недостатков, которые связаны со стабилизацией, сохранением квантовых состояний кубитов и из-за проблем с преобразованием квантовых состояний в оптические или электрические сигналы.

Специалистам удалось решить ряд недостатков и разработать программируемы фотонный квантовый чип, который получил название X8 PQPU (photonic quantum processing unit). Данный чип способен самостоятельно выполнять любой из набора доступных алгоритмов. Архитектура чипа масштабируемая и в будущем позволит создавать подобные чипы, которые имеют большее количество кубитов.

Основным составляющим нового чипа является источник сжатого света, преобразующий поступающие импульсы инфракрасного лазера при помощи множества микроскопических резонаторов, что позволяет реализовать технологию динамического изменения алгоритма обработки и непрерывных квантовых вычислений.

Специалисты отмечают, что новая система является первой фотонной квантовой вычислительной платформой, которая может стать доступной общественности в виде специализированного облачного сервиса. Пользователи будут иметь возможность запускать свои квантовые приложения в данном облаке и выбирать системы с 8 или с 12 кубитами. В дальнейшем планируется увеличит количество кубитов, чтобы позволить запускать более сложные задачи.

Специалистами Технического университета Чалмерса (Швеция) была разработана токопроводящая целлюлозная нить для использования в текстильных изделиях, способных генерировать электричество для питания носимых гаджетов.

Разработка состоит из древесной целлюлозной нити, окрашенной электропроводящим биосовместимым полимером PEDORR: PSS. Высокая проводимость была достигнута за счет добавления серебряных нанопроволок. По словам специалистов, данную нить можно вшить в ткань с помощью швейной машинки и в результате получиться термоэлектрический текстиль, который генерирует электричество под воздействием тепла.

Новая разработка позволит разрабатывать одежду из экологичных материалов со встроенными электронными и интеллектуальными функциями, которые, например, смогу отслеживать различные показатели здоровья.

В профессиональной фототехнике и видеотехнике используются телеобъективы, которые являются сложными оптическими устройствами и если их разобрать, то можно обнаружить множество микромеханических элементов, которые обеспечивают синхронное высокоточное перемещение минимум 20 оптических элементов из отполированного высококачественного стекла. Данные оптические системы используются давно и основной проблемой является то, что они подвержены старению и износу, а также на качество работы влияет относительная влажность, температура и уровень запыленности воздуха.

Группой специалистов из Массачусетского технологического университета было разработано устройство, которое является ультратонкой перестраиваемой металинзой, способной изменять фокусное расстояние, при этом не имея движущихся частей.  Управление происходит при помощи внешнего взаимодействия, вызывающее перестройку атомарной структуры ее активных компонетов. В основе активных компонентов металинзы использовали аналог материала, который используется в перезаписываемых DVD-дисках и состоит из соединения германия-сурьмы-теллура. В DVD-дисках лазерный свет приводит к переключению материала между прозрачным и непрозрачным состоянием. Поэтому специалисты добавили в состав селен, чтобы при воздействии теплом на такой материал меняется его атомарная структура от случайной аморфной к упорядоченной кристаллической, изменяя коэффициент преломления света этим всегда прозрачным материалом.

На поверхности металинзы были созданы крошечные шаблонные структуры, которые упорядочены с высокой точностью. Расположение и форма микроструктур рассчитаны на то, чтобы поверхность отражала и преломляла свет определенным способом. Инфракрасный лазерный свет нагревает материал и вызывает перестройку атомарной структуры, который меняет фокусное расстояние линзы, что позволяет наводить резкость объектива на объекты, которые находятся на разном расстоянии от линзы. Атомарная структура материала способна сохраняется, когда источник тепла отключен и фокусное расстояние линзы остается неизменных длительное время.

На данный момент, специалисты ведут исследования, чтобы добавить в структуру металинзы микронагреватели, позволяющие нагревать материал при помощи коротких импульсов, что позволит реализовать точное температурное воздействие и приведет к точной регулировке фокусного расстояния объектива. Сейчас опытные образцы способны работать в диапазоне инфракрасного света, что станет полезной технологией для создания новых инфракрасных тепловых камер и приборов ночного видения.

Ученые Упсальского университета (Швеция) разработали метод управления валлитронными токами в 3D-полевых транзисторах с двойным затвором, которые изготовлены из алмаза. Валлитроника является технологией передачи и обработки информации, в которой информация переносится в виде поляризации электронов, вместо электрического заряда, как это происходит в современной электронике. Исследования в области валлитроники позволят разрабатывать новые модели хранения и обработки информации в квантовых системах. А Ключевым моментом построения практических вычислительных систем является быстрое и прямое электрическое управление состояниями валлитронных систем, которые не требуют использования магнитных систем.

В качестве материала для валлитронного транзистора выбрали алмаз из-за того, что данный материал является идеальным полупроводником с широкой запрещенной зоной. Также алмаз является хорошим проводником тепла, обладает высокой механической прочностью и инертен с химической точки зрения. Что позволяет без особых трудностей синтезировать монокристаллы алмаза высокой чистоты. Именно поэтому алмаз перспективный материал для использования в силовой электронике.

Ученые в исследованиях использовали монокристаллический алмаз с малой концентрацией примеси азота, и чтобы увеличить надежность срабатывания была реализована схема полевого транзистора с двойным затвором. Также для увеличения степеней свободы валлитронных токов, управления траекторией движения и поляризации в структуру добавили дополнительные электроды стока.

Изменение напряжения смещения, которое подается на затвор, в транзисторе производится управление состоянием заряда в области азотных вакансий, что позволяет использовать данные вакансии как проводники валлитронных токов, а наличие двух затворов позволяет выстроить токопроводящие дорожки различной длины и конфигурации. Что обеспечит точное управление временем, в течение которого поляризованные электроны проходят сквозь транзистор.

По словам ученых, алмазный валлитронный транзистор дает возможность управления поляризационными токами при помощи электростатического метода, что является первым шагом для создания более сложных вычислительных устройств совершенно нового типа.

Специалисты из Германии совместно с коллегами из Польши разработали метод создания пространственно-временных кристаллов, которые способны существовать при комнатной температуре. За основу пространственно-временных кристаллов выбрали квазичастицы, которые называются магнонами и представляют собой упорядоченное вращение возбужденных электронов. Развитие данного направление может стать основой для совершенно новых результатов в области информационных технологий записи и длительного хранения информации.

Для разработки пространственно-временных кристаллов нового типа специалисты использовали полоску из железно-никелевого сплава, которую поместили в область сфокусированного потока излучения радиочастотного диапазона. Данное излучение возбуждает электроны железно-никелевого сплава из которых формируются магноны, которые выстраиваются в определенном порядке.

После при помощи рентгеновской микроскопии были получены изображения пространственно-временных кристаллов. Специалисты использовали определенную конфигурацию радиочастотного поля в качестве пинцета, чтобы формировать новые магноны и подводить их близко к другим магнонам. Данное воздействие приводило все магноны в движение и формировало структуру, которая была подобна структуре кристаллической решетки обычных материалов. Регулируя параметры радиоизлучения можно достичь формирования магнонов с короткой длиной волны.

Также специалисты продемонстрировали возможность перестраивать кристаллы и придавать необходимую им структуру. Что в будущем возможно станет ключевым моментом вычислительных технологий, которые будут обрабатывать и хранить информацию, зашифрованную в виде структуры магнонных пространственно-временных кристаллов

Специалистами американского Военной научно-исследовательской лаборатории был разработан квантовый приемник, который способен принимать сигналы в любом спектре радиочастот. Область чувствительности приемника начинается от 0 Гц до 20ГГц, что позволяет принимать радиосигналы AM, FM диапазонов, сигналы Bluetooth, Wi-Fi и других коммуникационных технологий.      

В приемнике в качестве детекторов использовали Ридберговские атомы, являющиеся атомами определенных элементов, которые находятся в максимально возможном состоянии возбуждения. Расположены атомы поверх микроволновой схемы и для их возбуждения используется лазерный луч света. Ридберговские атомы чувствительны к электрическим и магнитным полям, что при последовательном расположении нескольких атомов в определенных точках устройства позволит охватывать весь спектр радиочастот.

Ранее разработанные детекторы на основе Ридберговских атомов охватывали только небольшие участки спектра радиочастот. А квантовый приемник, который представили специалисты, демонстрирует высокие показатели чувствительности и точности, что подталкивает к разработке устройства-спектроанализатора.

По словам специалистов, необходимо провести ряд экспериментов и исследований прежде чем квантовая технология на основе Ридберговских атомов будет реализована и готова к началу полевых испытаний. Также будут проводится исследования по уменьшению габаритов устройства, при этом сохранив высокие характеристики чувствительности и точности.

В деле о расправе над зампредом общественной палаты Раменского района Подмосковья Евгенией Исаенковой появился «вор в законе» Шишкан.

Следователи сумели восстановить удаленные сообщения из смартфонов зампреда общественной палаты Раменского района Подмосковья Евгении Исаенковой, убитой при загадочных обстоятельствах. Среди них оказались угрозы от некоего абонента, записанного как Шиш. В связи с этим будет изучаться версия о возможной причастности к преступлению негласного хозяина Раменского района «вора в законе» Олега Шишканова (Шишкан), который находится под стражей по обвинению в других убийствах.

Дело об убийстве Исаенковой стало уникальным, поскольку в его рамках впервые в России официально был проведен «взлом» Iphone самой Исаенковой и экс-главы района Андрея Кулакова, который и обвиняется в убийстве. Изначально в материалах дела было указано, что «взлом» будет проведен с помощью экспериментального оборудования. Сейчас стало известно, что это за оборудование: паяльная станция, микроскоп и программатор. Извлекать содержимое Iphone с помощью паяльника научились в Челябинске, где и была проведена экспертиза «трубок». И она оказалась действенной. Специалистам удалось получить доступ не только к содержимому смартфона, но восстановить удаленные сообщения в мессенджерах. Некоторые из них привлекли внимание следствия. Например, некий абонент, обозначенный как Шиш, написал Исаенковой следующее сообщение: «Дура, <матерное слово>, всю жизнь не пробегаешь». При этом видно, что у Евгении эта угроза вызвала очень серьезные опасения. Она потом написала знакомому: «Если бы он захотел, он бы все остановил. И всех бы убил. Начал бы с Андрея, а потом и за меня бы взялся. Наверное, так и будет потом». Собеседник в ответ интересуется: «Может, тебе помощь нужна, тебя ищут».

Сейчас устанавливается, кто были собеседники Исаенковой, особенно тот самый Шиш. Обозначение этого человека в телефоне женщины совпадает с началом фамилии «вора в законе» Олега Шишканова (Шишкан). Он вплоть до ареста был «теневым хозяином» Раменского района, прекрасно знал всех местных чиновников (согласно показаниям свидетелей, они вместе устраивали посиделки с шашлыками), а слово «нет» не воспринимал. Именно за отказ Шишкану была убита вместе с семьей гендиректор «Племзавода Раменское» и районный депутат Татьяна Сидорова. За организацию расправы над женщиной и ее близкими Шишкана отправили за решетку. Сейчас изучается версия о возможной причастности «вора в законе» к нападению на Исаенкову.

Среди удаленных сообщений, которые привлекли внимание следователей, оказались и послания от Кулакова. Как-то экс-глава района написал возлюбленной: «Исчезни, пока я не принял радикальных мер». Было установлено, что подобное Кулаков адресовал Исаенковой после очередной ссоры. Однако потом они помирились и продолжили встречаться.     

Согласно показаниям секретного свидетеля по делу, 6 июля 2019 года Кулаков встречался со своей любовницей Евгенией Исаенковой. У них возникла ссора, в ходе которой женщина призналась в интимной связи с несколькими другими мужчинами. Разозленный Кулаков «в порыве ревности» якобы задушил Евгению. Чтобы скрыть улики, он переодел тело в спортивный костюм, а затем положил его на пол у заднего сиденья автомобиля жертвы. При этом, как уверяет секретный свидетель, Кулаков будто бы уверял, что его не посадят за это преступление, так как он сумеет выкрутиться. 

Сам Кулаков категорически отрицает вину и заявляет, что в ночь убийства Исаенковой спал дома. Эти показания подтверждает жена экс-главы района. Консьержка в подъезде Кулакова также уверяет, что в ту ночь никто не выходил. Камер наблюдения в подъезде нет. Экспертиза кольца, крестика и часов, находившихся на Исаенковой в момент ее убийства, выявила частицы кожи Кулакова, однако определить, когда они появились, возможным не представляется. На телефоне, который был с собой у Исаенковой, обнаружен отпечаток пальца. Он не принадлежит Кулакову, сейчас правоохранители пытаются установить, чей это след. На белье погибшей есть два следа от рук экс-чиновника, как будто он пытался его снять. Но опять же: время появления отпечатков установить не представляется возможным. На двери машины жертвы оказался след от ботинка, но эксперты не смогли определить, какая эта обувь и кому она могла принадлежать.

Источник: https://www.rosbalt.ru/moscow/2020/06/10/1848271.html

Специалистами из университета Джорджа Вашингтона и Кальфорнийского университета в Лос-Анджелесе был разработан, на основе кремниево-фотонного чипа, полностью оптический аналого-цифровой преобразователь, который при работе не требует промежуточных преобразований оптического сигнала в электрическую форму. Благодаря этому увеличивается эффективность и быстродействие устройства, что позволяет использовать данные преобразователи в коммуникационных системах, которые обеспечивают малую задержку и высокую скорость передачи.

Аналого-цифровые преобразователи являются основными функциональными блоками инструментов, которые выполняют цифровую обработку сигналов, и оборудования для широкополосной связи. Фотонные системы способны обеспечить более высокую пропускную способность, малую задержку и низкое энергопотребление, поэтому данными системами начинают заменять электронные аналоги в оборудовании гражданского и военного назначения.

Разработанный оптический аналого-цифровой преобразователь пока что имеет всего 4 бита. И отсутствие промежуточного преобразования сигналов позволяет преобразователю работать со скоростью 50ГГц, а энергетические затраты составляют всего 1 джоуль на 100гига-выборок.

Также специалисты представили 8-битный вариант преобразователя, который занимает 0.1 квадратного миллиметра площади кристалла, что позволяет создавать бесшовные оптоэлектронные переходы для интерфейсов аппаратных средств систем обработки данных. Данные интерфейсы будут связывать основные вычислительные мощности дата-центов с дополнительными ускорителями, которые берут на себя сложные расчеты.

По словам специалистов, оптические аналого-цифровые преобразователи возможно использовать для создания других оптических компонентов, которые являются фотонными аналогами базовых электронных компонентов. В будущем на основе новых фотонных компонентов можно будет разрабатывать системы искусственного интеллекта нового поколения, коммуникационные 6G сети и новые дата-центры, которые легко справятся с задачами обработки больших массивов информации.

Специалистами было представлено компактное зарядное устройство, вырабатывающее ток от тепла человеческого тела. Новое устройство представляет собой миниатюрный термоэлектрический генератор, который полностью перерабатываемый, эластичный и не требует подзарядки. Как заявляют специалисты, мощности устройства хватит для зарядки часов или фитнес-браслетов, а при быстрой прогулке устройство способно вырабатывать 5 вольт, что значительно больше, чем некоторые батарейки.

Миниатюрный термоэлектрический генератор состоит из эластичного полиэтиленамина, в который были встроены тонкие термоэлектрические чипы, которые соединены между собой жидким металлом.

По задумке специалистов, устройство должно крепиться к пальцу или запястью, поэтому прототипы устройства были представлены в виде кольца и браслета. Во время пробежки или физических упражнений тело человека нагревается, и это тепло рассеивается в окружающую среду. Но термоэлектрический генератор постоянно находится в тесном контакте с человеческих телом и может использовать это тепло для того, чтобы выработать электрический ток около 5 вольт.

По мнению многих специалистов, рост расходов энергии на охлаждение зданий может стать главной проблемой в ближайшем будущем. Именно поэтому ученые Университета Буффало (США) усовершенствовали установку существующего охладителя, работающего на принципе переноса излучения. Удалось удвоить его эффективность и также решить проблему нагрева охладителя от солнечного света.

Технология охлаждения помещений переносом излучения через теплопроводную пластину не является новой и при это обладает двумя недостатками. Пластина поглощает тепло из помещения и преобразует его в инфракрасное излучение, которое направляется в атмосферу. Также пластина излучает тепло с обеих сторон, а это означает, что тепло устремляется назад и не отводится.

 Ученые нашли решение данных задач, поместив пластину излучателя между двумя наклонными зеркалами, которые отражают излучение с обеих сторон. Сами зеркала состоят из 10 тонких слоев серебра и диоксида кремния, которые позволяют отражать инфракрасные волны средней длины и способны поглощать короткие и свет в видимом спектре. Зеркала были настроены так, чтобы тепло из здания уходило в атмосферу, а тепло от Солнца поглощалось зеркалом. Поглощенное тепло передается для нагрева теплоносителя с водой.

Ученым в ходе экспериментов удалось разогреть воду до 60 ℃ и охладить помещение днем на 12 ℃, а ночью на 14 ℃ без использования дополнительных механизмов и затрат энергии.

Ученые из Астонского университета (Великобритания) интегрировали живые клетки человеческого мозга в электронные чипы, что позволит выстроить нейронную сеть нового типа, которая будет не ограничена параметрами существующей техники.

Использование непревзойденной вычислительной мощности мозга, чтобы научить компьютер решать задачи, которые недоступны типовым алгоритмам, является амбициозной целью. Такой подход позволит наделить искусственный интеллект такими способностями, как интуиция и нестандартный подход к решению задач, чтобы вычислительная машина не тратила время на перебор миллионов вариантов, а тратила на быстрый и рациональный выбор на основе опыта и смекалки.

Данный проект получил название Neu-ChiP и посвящен разработке новой нейронной сети. Как отмечают ученый, что основой разработки составляют настоящие нейроны (живые нервные клетки), которые по мере роста адаптируются и выстраиваются в заданную структуру для работы в связке с цифровым интерфейсом. Данный подход позволит ставить перед нейронной сетью задачи, которые требуют нетривиального решения.

Специалисты из Пусанского национального университета в Корее создали солнечные панели, которые возможно свернуть в рулон или изогнуть. Разработка поможет упростить транспортировку подобных панелей и также облегчает внедрение их в автомобили, телефоны и даже в одежду.

Обычно солнечные панели изготавливают из тонкопленочных материалов, таких как графен, диселенид вольфрама или селенид галлия, которые нанесены на гибкие подложки. В результате солнечные панели возможно сгибать до некоторой степени. Но их невозможно сложить полностью и при этом не сломать.

По словам специалистов, что просто гибкая электроника отличается от складных устройств тем, что складные подвержены гораздо более жестким деформациям до радиуса складывания всего 0,5 мм. Данный показатель невозможно достигнуть обычными ультратонкими стеклянными подложками и прозрачными проводниками из оксида металла.

Поэтому специалисты решили эту проблему проводящими пленками из однослойных углеродных нанотрубок и внедрили эту пленку на подложку, а потом легировали ее оксидом молибдена, чтобы улучшить проводимость.

 В результаты удалось создать солнечный элемент толщиной 7мкм, который складывается до радиуса 0,5 мм и может выдержать более 10000 циклов складывания без поломок. При этом эффективность преобразования энергии составляет 15,2% и прозрачность 80%.

Учеными из Пенсильванского университета было разработано новое пьезоэлектрическое устройство, которое сохраняет эффективность при повышенных температурах и специализируется на интеллектуальных материальных устройствах и силовой электронике высокой плотности.

Ученым был запрос на то, чтобы питать электронику в местах, где батареи невозможно заменить. А также необходимо иметь автономные датчики, контролирующие подобные системы и заставляющие устройства работать во время запусков ракет или при других высокотемпературных условиях. Данный запрос был получен из NASA, так как текущие пьезоэлектрические материалы выходят из строя из-за повышенных температур.

Пьезоэлектрические материалы генерируют электрический заряд с помощью механического сжатия во время движения и также способны служить датчиком для измерения колебаний давления, температуры, деформации или ускорения. И могут питать целый ряд устройств: от персональных электронных устройств до мостовых датчиков стабильности. Но проблемой таких материалов заключается в том, что при температурах выше 120°C производительность значительно падает.

Учеными был разработан новый состав пьезоэлектрического материала, который показал постоянную эффективность при температурах до 250°C. И также материал показал высокий уровень производительности электроэнергии, что позволит использовать разработку в других направлениях.

Специалисты Калифорнийского университета успешно применили направленное ультразвуковое излучения для стимуляции мозга человека в коме. Сфокусировав его на центральном органе мозга, был достигнут результат, что 25-летный мужчина пришел в сознание, мог разговаривать и отвечать на вопросы. Но так как он шел на поправку, то результаты эксперимента считались спорными.

Поэтому после доработки новой методики, были проведены еще три новых операции. Для этого специалисты разработали компактный излучатель размером со смартфон, который возможно разместить сбоку от головы пациента. Излучатель обрабатывает мозг излучением низкой интенсивности. Специалисты заявляют, что необходимо всего 10 сеансов по 30 секунд каждый. Излученная энергия меньше, чем в традиционном аппарате УЗИ, поэтому данное воздействие безопасно.

Результаты проведенных операций показали, что первый пациента, который провел в коме 14 месяцев, после первого воздействия ультразвуком смог узнать людей на фото, поймать мяч, а после второго смог отвечать на вопросы и писать текст. Второй пациент провел в коме 2,5 года и его результаты были немного похуже после взаимодействия ультразвука. Он пришел в сознание, мог определять простые предметы, вроде расчески или ручки, но не более того.

Видимо, деградация нервной системы в коматозном состоянии со временем приобретает слишком сложный характер. Так как третий пациент, который пролежал в коме после ДТП около 5,5 лет, на воздействие ультразвуком не отреагировал.

Специалистов очень обнадеживает сама возможность выведения людей из коматозного состояния за несколько дней. Поэтому они продолжают вести свои исследования в данной сфере.

На сегодняшний день роботы способны быстро передвигаться, но в сложных ситуациях часто замедляются или зависают. Поэтому специалистами Массачусетского технологического университета был разработан автоматизированный способ разработки индивидуального оборудования для ускорения работы роботов.

Для восприятия стимулов и вычисления реакции роботам требуется большое количество вычислений, что ограничивает время реакции. Был найден метод роботоморфных вычислений, который использует физическую схему робота и приложения для создания специализированного компьютерного чипа, который минимизирует время отклика.

По словам специалистов, разработка будет большим шагом для множества приложений робототехники, в том числе и первой медицинской помощи, что снизить риски для пациентов и работников больниц.

Основными этапами в работе робота являются восприятие, которое включает в себя сбор данных при помощи датчиков и камер. Следующим этапом является отображение и локализация, роботу необходимо построить карту мира вокруг себя и определить себя на ней. И третьим этапом является планирование и управление движениями, при котором робот строит план действий. Данные этапы требуют времени и огромных вычислительных мощностей, и чтобы роботов возможно было развернуть в полевых условия и безопасно работать в динамической среде вокруг людей, роботам необходимо думать и быстро реагировать. Но доступные алгоритмы не могут быстро работать на текущем аппаратном обеспечении центрального процессора. Специалисты работают над созданием лучших алгоритмов, но улучшение программного обеспечения не является решение данной проблемы.

Именно поэтому были разработаны роботоморфные вычисления. Система способна создавать индивидуальный дизайн оборудования, чтобы улучшить вычислительные потребности конкретного робота. Для этого пользователю необходимо ввести параметры робота, такие как расположение и движения различных частей. Далее физические свойства переводятся в математические матрицы, которые содержат множество нулевых значение и примерно соответствуют движениям, которые невозможны для конкретной анатомии робота. Подобно движениям рук человека, которые ограничены и могут сгибаться только в определенных суставах.

Система проектирует аппаратную архитектуру, которая специализированная для выполнения вычислений только с ненулевыми значениями в матрицах. Получившаяся конструкция микросхемы адаптирована для обеспечения максимальной эффективности вычислительных потребностей робота

Как заявляют специалисты, при тестировании аппаратная архитектура, которая разработана при использовании нового метода для конкретного приложения превзошла стандартные и графические процессоры в 8 раз быстрее, чем CPU и примерно в 86 раз быстрее, чем GPU.

Стандартным блоком квантового компьютера является кубит (квантовый бит), который способен хранить и обрабатывать квантовую информацию. Но кубиты могут терять хрупкое состояние суперпозиции (записанная в них информация) и способность выполнения квантовых логических операций.

Решение данной проблемы разработали ученые из Университета Базеля и Технического университета Эйнховена. Продемонстрировали новый кубит, который обладает возможностью переключения электрическим способом из медленного стабильного режима хранения в режим проведения быстрого вычисления.

Первый режим обеспечивает большую стабильность и идеально подходит для длительного хранения информации. Если на кубит подать определенной величины электрический потенциал, то он переключается в режим быстрых вычислений, который менее стабильный, но способен очень быстро выполнять обработку информации.

Ядром кубита является вращающаяся электронная дырка, которая формируется путем удаления электрона из кристаллической решетки полупроводника материала. Электронная дырка может вращаться в одном из двух возможных направлений и также может находится в состоянии суперпозиции. Направление вращений задается при помощи фотонов света с частотой, которая равна или кратна резонансной частоте самой электронной дырки.

Ученым удалось при помощи быстродействующего электронного ключа реализовать технологию быстродействующего управления новыми кубитами. По словам ученых, спином кубита возможно управлять одним щелчком переключателя и весь процесс переключения занимает меньше одной наносекунды. Для сравнения обычному кубиту требуется для переключения от 7 до 59 наносекунд. Новая разработка позволит производить более одного миллиарда переключений в секунду, что приближается к тактовым частотам современных процессоров.

Новые кубиты изготовлены из кремниевых и германиевых нонопроводников, а электрическое управление состоянием кубита производится при помощи золотых нанопроводников. Размеры нанопроводников новых кубитов не превышают 20 нанометров, что в будущем позволит размещать миллионы подобных устройств на кристалле одного чипа

Учеными из Технологического университета Свинбурна был разработан самый быстрый и мощный оптический нейроморфный процессор, который предназначен для систем искусственного интеллекта и способен обеспечивать производительность на уровне 10 триллионов тензорных операций в секунду.

На базе искусственных нейронных сетей строятся все современные системы искусственного интеллекта, которые способны обучаться и эффективно выполнять тяжелые вычислительные задачи, которые связаны с машинным зрением, обработкой, переводом речи с одного языка на другой и также в медицинской диагностике. Структуру искусственных нейронов скопировали со структуры зрительного участка коры мозга. Это было сделано для того, чтобы сети лучше и эффективнее работали на аппаратных средствах, которые работают на таких же принципах, как и головной мозг, то есть на специализированных нейроморфных процессорах.

Новая разработка продемонстрировала в 1000 раз большую производительность, чем ранее созданные подобные процессоры. За счет этого оптический нейроморфный процессор способен в режиме реального времени обрабатывать изображение с разрешающей способностью в 250 тысяч пикселей и выполнять задачу распознавания лиц.

Данную производительность удалось получить с помощью новых ключевых компонентов, которые получили название оптические микрогребенки. Одна микрогребенка способна создавать и манипулировать светом, ширина полосы которого соответствует ширине полосы света, излученного сотнями инфракрасных лазеров, что позволяет при помощи одной микрогребенки передавать и кодировать данные, используя одновременно временное, частотное, амплитудное и пространственное модулирование и мультиплексирование.

Ученые отмечают, что существующие электронные нейроморфные процессоры способны обеспечивать производительность в 100 TeraOPs/s, но за счет параллельной работы тысячи специализированных микропроцессоров. Новый оптический нейроморфный процессор обеспечивает производительность в 11 TeraOPs/s при использовании единственного процессора.

Учеными из Калифорнийского технологического института совместно с Национальной лабораторией имени Ферми была разработана новая технология, которая позволит осуществлять квантовую телепортацию (моментальная передача квантовой информации по оптоволокну) на расстояние в 44 километра, при этом обеспечить точность передачи данных 90%.

Как отмечают ученые, для построения квантовых коммуникационных сетей необходимы показатели дальности передачи данных и количества возникающих при этом ошибок. И достижения в одной из этих областей приближает появления квантовых коммуникационных систем следующих поколений.

В квантовой технологии используются кубиты, которые хранят в себе квантовую информацию, но извлечение данной информации возможно только разрушив хрупкое квантовое состояния суперпозиции.

В новой технологии, ученые использовали три запутанных кубита, два из которых на основе фотонов света. В ходе исследований, получили, что с участием трех кубитов вид запутанности становиться более устойчивым и стабильным, чем запутанность с участием двух кубитов.

После формирования трех запутанных кубитов два из них направляются в сегменты оптоволокна и после достижения концов сегментов, они принимают участие в передачи квантовой информации после чего запутанность тройки кубитов разрушается.

Ранее ученым удавалось осуществить квантовую телепортацию информации на существенно большее расстояние, но достигался очень низкий показатель точности информации. По словам ученых, новая технология является первой в истории, когда телепортация была осуществлена с высокой точностью в 90% и на расстояние в 44 километра. Данная технология в будущем позволит создавать квантовые сети городского масштаба.

Специалистами из Национального университета Иокогамы (Япония) был разработан эксперементальный микропроцессор, который построен на базе сверхпроводящих базовых элементов. Данный микропроцессор в 80 раз энергоэффективнее, чем существующие вычислительные устройства, которые изготовлены по CMOS-технологии. Что является большой перспективой так, как 10% от количества вырабатываемого электричества потребляется компьютерами.

Основной функциональной единицей схемы сверхпроводящего микропроцессора является нешунтируемый переход Джозефсона, который изготовлен из сверхпроводящего материала Nb/AlOL(x)/Nb. Базовый блок микропроцессора, который построен на основе JJ-перереходов, называется адиабатным квантовым флюкс-параметроном

Микропроцессор построен на базе AQFP-блоков на схеме 4-битного процессора с гибридной архитектурой, который сочетает в себе элементы RISC-архитектуры и принципов поточной обработки информации. Микропроцессор получил название MANA (Monolithic Adiabatic iNtegration Architecture) и является первым в мире адиабатным сверхпроводящим микропроцессором, который изначально работал на тактовой частоте в 100 кГц. По словам специалистов, на данной частоте отладили микропроцессор и проверили режимы работы блока логических операций, системы ввода-вывода, операции записи и чтения регистров, также процедуры запуска, приостановки и завершения программ.

После отладки функциональных блоков, была поднята тактовая частота микропроцессора до 2,5 ГГц, а позже подняли до 5 ГГц. На тактовой частоте в 5 ГГц уже были проведены измерения энергетических затрат, который равны 1.4 zJ (зета-Джоуля) на один JJ-перереход при выполнении одной любой операции.

Специалисты отмечают, что тактовые частоты микропроцессора уже сопоставимы со значениями тактовых частот традиционных современных микропроцессоров. В ближайшем будущем планируется модификация структуры AQFP-блока, чтобы микропроцессор мог работать при тактовой частоте в 10 ГГц при этом сохранив показатель энергоэффективности.

Группа ученых из Университета Гонкога разработала новый метод формирования жидких алмазов, который возможно будет использовать в электронике. Продемонстрировали большой равномерный растягивающийся алмазный массив, сделанный с помощью наномеханического подхода. Данный массив деформированных алмазов можно использовать в функциональных устройствах в микроэлектронике, фотонике и квантовых информационных технологиях.

По словам ученых, результаты исследований по растяжению показали чрезвычайно большую равномерную упругость алмаза, которую возможно использовать для разработки электронных устройств путем инжиниринга деформаций алмазных конструкций

Благодаря сверхвысокой теплопроводности, исключительной подвижности носителя электрического заряда, высокой пробивной способности и ультраширокому зазору полосы пропускания алмаз является высокоэффективным электронным и фотонным материалом.

Также было обнаружено, что наноразмерный алмаз возможно эластично изогнуть с большей локальной деформацией. Данный факт доказывает, что свойства материала можно использовать для разработки функциональных алмазных устройств.

В обычном представлении космические спутники являются большой конструкцией из металла. Но специалисты Киотского университета поставили перед собой цель минимизировать количество космического мусора, который накапливается на орбите. Специалисты разрабатывают спутники из древесины, которые будут сгорать при повторном входе в атмосферу Земли.

По их словам, все спутники, которые вновь попадают в атмосферу Земли, при сгорании создают частицы оксида алюминия, которые будут плавать в верхних слоях атмосферы в течение многих лет, что в итоге повлияет на окружающую среду Земли.

На данный момент, изучаются различные виды древесины, которые смогут противостоять экстремальным условиям космического пространства. Древесина должна выдерживать температурные перепады и космическую радиацию.

На орбите сейчас находится около 6 тыс. спутников, из которых используется всего 60%. Остальные аппараты выведены из эксплуатации, но продолжают висеть в космическом пространстве. И при этом все больше компаний планирует запускать в ближайшее время свои собственные спутники для обеспечения широкополосной связи во всех частях мира. А это значительно увеличит масштабы мусора на орбите. Как заявляют специалисты, деревянные спутники предназначены для экологически чистого сжигания в атмосфере, что станет выходом из данной ситуации.

Ученые из Университета Беркли создали новое устройство, которое определяет жесты человека на основе импульсов, что позволит в будущем применять его в протезах нового поколения.

Разработанное устройство возможно использовать для управления протезами и электронными устройствами, так как используется комбинация биосенсоров и программного обеспечения на основе искусственного интеллекта для идентификации жестов человека. Для определения жестов человека устройство анализирует импульсы.

Как говорят ученые, что это далеко не первая система распознавания жестов, которая предназначена для взаимодействия человека и компьютера, но новая система содержит уникальные преимущества. Например, такие, как быстрый алгоритм вычислений, который обновляется по мере получения информации. Так как со временем сигналы жестов человека меняются, что может повлиять на производительность модели

Ученые использовали для нового устройства гибкий материал, который позволит соответствовать движениям мышц предплечья. Матрица состоит из 64 электродов, каждый из которых способен обнаруживать электрические сигналы от разных точек на руке. После эти данные поступают в электрический чип, который использует алгоритм связывания сигналов с конкретными жестами на руке.

Ученые обучали алгоритм, наматывая повязку на предплечье. Тестирование показало, что система точно способна классифицировать 21 сигнал от руки.

Специалисты университета Фукуи разработали лазерную проекционную систему, которая способна отобразить HD-видео на сетчатки человеческого глаза или на стеклах умных очков. За основу был взят оптический механизм с интегрированным RGB-лазерным модулем и системой зеркал с микроэлектромеханическими (MEMS) приводами.

Направлением, в котором MEMS- зеркало отражает лазерный свет, возможно управлять электронным способом, что позволяет проецировать высококачественное изображение на любую заданную область. Также в устройство входят схемы драйверов лазерных диодов, батарея и микроконтроллер.

При разработки нового устройства, специалисты столкнулись с проблемами комбинирования света от трех отдельных лазеров и объединения лучей в один полноцветный луч когерентного света. Специалисты нашли решение при помощи трех световодов, при чем к выходу устройства был подключен только зеленый световод, а синий и красный цвета вводятся в строго определенных точках. По словам специалисто, эффективность данного объединения составила 98%, а уровень потерь составляет 0,13 дБ.

Новое лазерное устройство способно проецировать изображение с разрешением 1280x720 точек, что позволяет с минимальными изменениями использовать его для разработки умных очков, HUD-дисплеев, которые проецируют изображение на лобовое стекло автомобиля. Специалисты подмечают, чтобы проецировать изображение безопасно на сетчатку человеческого глаза необходимо произвести более тонкую настройку устройства и установить дополнительные предохранительные цепи для того, чтобы лазерным диодам произвести вспышки света мощностью, которые не превышают дозволенную.

На данный момент технология может быть использована в лазерных микроскопах, датчиках, проекторах и HUD-дисплеях для передовых автомобильных систем с искусственным интеллектом. Специалисты планируют в скором будущем доработать лазерный проектор и значительно расширить список его применения

Специалисты Кембриджского университета обнаружили, что кванты, даже при случайных разрывах, могут оставаться неразрывно связанными или запутанными. Данный эффект возможно достичь при использовании в квантовых системах симметрию.

Квантовые системы построены из-за особого поведения частиц на атомном уровне и данные системы используются в компьютерах для проведения сверхбыстрых вычислений. Для сравнения, обычный компьютерный бит представляет собой электрический переключатель, который может быть единицей или нулем, а квантовый бит или кубит может одновременно быть и единицей, и нулем. Но, как отмечают специалисты, малейший шум в кубитах может привести к запутыванию или разрыву.

Поэтому специалисты приняли решение разрешить данную проблему и смоделировали атомную систему в виде решетки, в которой атомы находятся близко друг к другу. По словам специалистов, удивительное свойство получилось достичь благодаря особому типу симметрии, который сохраняет все пары вместе. Также специалисты считают, что новое открытие станет основой сверхбыстрых квантовых компьютеров.

Специалистами был разработан трехмерный каркас наночастиц, который способен обнаруживать очень низкую концентрацию растворенных молекул в воздухе. Что является большим шагом к измерению биомаркеров. Биомаркеры- это крошечные молекулы, которые играют роль в развитии болезней дыхательных путей человека.

Каркас состоит из комбинации металлических и полупроводниковых наночастиц, каждая из которых в тысячи раз меньше человеческого волоса. Такие комбинации могут быть встроены в сверхмалые сенсоры. А далее сенсоры могут быть интегрированы в небольшие карманные средства диагностики, которые при обнаружении риска заболевания будут предупреждать пользователя.

В существующих оптических датчиках используют чувствительные материалы, которые изменяют свой цвет при воздействии высокой концентрации биомаркеров. Но исследования показали, что биомаркеры, которые указывают на серьезные заболевания, возможно обнаружить в дыхании, но концентрация очень низкая, чтобы современные оптические датчики смогли их измерить.

Разработанный каркас наночастиц позволит избежать развития хронических заболеваний, что повысит выживаемость пациентов и сократит расходы в системах здравоохранения. Также, по словам специалистов, люди с семейным анамнезом хронических заболеваний могу использовать датчики, настроенные для проверки конкретных заболеваний

Ученые ведут работы над новыми сенсорными технологиями, которые смогут больше, чем разблокировка телефона или компьютера с помощью отпечатков пальцев. Новое разработанное устройство ученых из Университета Пердью использует тело человека для ввода пароля, совершение платежей и отправки фотографий в одно касание.

Технология использует электромагнитные поля малой мощности для передачи данных через тело человека, что осложняет перехват сигнала злоумышленниками. Новое устройство выглядит как наручные часы, которое генерирует низкочастотные электромагнитные сигналы, передающиеся через тело человека. По словам ученых, устройство не полагается на биометрию, а опирается на передачу цифровых сигналов через тело.

Также ученые рассказали, что устройство возможно запрограммировать для передачи различных конфиденциальных данных. Например, данные кредитной карты для осуществления платежей или данные авторизации для получения доступа к аккаунту или умному дверному замку.

На данный момент, ученые разрабатывают способ отключения передачи данных, чтобы информация не передавалась на все поверхности, которые приспособлены для приема сигналов.

Специалистами была разработана экологическая пленка на основе желатина, способная восстанавливаться и поддерживать электронные сигналы, которые необходимы для доступа к данным устройства.

Из-за хрупкости портативных устройств растет количество электронных отходов. А традиционные защитные пленки работают всего один раз и некоторые сделаны с использованием вредных веществ, что ограничивает использование в биомедицинских целях. Ранее специалисты пробовали использовать желатин в электронных устройствах, потому что является прозрачным, легкодоступным и безопасным материалом. Но испытания желатиновой пленки показали, что пленка не способна быстро восстанавливать повреждения.

Новая разработка специалистов состоит из смеси желатина и глюкозы. Пленка на основе желатина и глюкозы способна за несколько минут заделать трещины и сохранить устройство в рабочем состоянии. Эксперименты показали, что при комнатной температуре пленка восстанавливается в течение трех часов, а при нагреве до 60 °C за 10 минут. Также специалисты отметили, что пленка на основе желатина без глюкозы не способна восстанавливаться при таких же условиях.

По словам специалистов, глюкоза и желатин образуют имидные связи в процессе восстановления, что позволит сохранить долговечность сенсорных экранов гибких устройств, передовой робототехники и вспомогательных медицинских технологий.

Специалисты Массачусетского технологического института разработали датчик, который определяет поражения печени на ранней стадии. Так как ранее не существовало способов ранней диагностики поражений печени и фиброзов, которые приводят к печеночной недостаточности.

Поэтому специалистами MIT было принято решение разработать неинвазивный тест, который способен выявить пациентов с неявными симптомами нарушения функции печени. Новое устройство обладает ядерным магнитным резонансом, который измеряет, как диффундирует вода. С помощью ядерного магнитного резонанса можно определить соотношение жира в тканях, так как вода циркулирует медленнее при наличии поражений.

По словам специалистов, новый датчик способен зафиксировать фиброз с точностью 86%, а жировую болезнь печени с точностью в 92%. Также специалисты отмечают, что фиброз нельзя вылечить, но возможно диагностировать, замедлить или остановить с помощью правильно выстроенной методики диет и упражнений. Датчик может применятся для оценки печении человека перед трансплантацией. На данный момент, на получение результатов уходит около 10 минут, но специалисты ведут работы над сокращением времени.

Ученые из Саутагемптонского университета (Великобритания) продемонстрировали оптический передатчик, который изготовлен из кремния и способен обеспечить скорость 100 гигабит в секунду без использования технологии цифровой обработки сигналов.

Высокую скорость передачи данных обеспечивает новый оптический модулятор, который обладает большей скоростью, чем другие существующие подобные устройства. Также устранение дополнительной обработки сигналов позволяет создавать новые высокоэффективные коммуникационные канали и сети передачи данных микро-масштаба, в которых область действия не выходит за рамки одного кристалла чипа.

Ключевыми компонентами любой коммуникационной технологии являются оптические модуляторы, которые используются не только в традиционных оптических сетях, но и в других технологиях, таких, как микроволновая фотоника. Также полностью кремниевые устройства позволяют удешевить и ускорить выход на рынок новых решений и технологий, так как в процессе их производства не будут использоваться материалы, которые мало совместимы с существующими технологиями производства полупроводниковых приборов.

По словам ученых, была реализована принципиально новая конструкция и структура устройства, в которой элементы фотоники и электроники соединены в одну интегрированную систему. Что позволило получить большую скорость передачи информации и большую эффективность путем отказа от дополнительной цифровой обработки сигналов

Специалисты Техасского университета в Остине разработали носитель площадью до 1 кв. нанометра.

Ранее специалисты создавали самое тонкое устройство памяти. Оттолкнувшись от этого опыта, специалисты решили еще больше уменьшить размер и площадь до 1 квадратного нанометра.

В качестве основного наноматериала использовали дисульфид молибдена (MoS2). Специалисты максимально уменьшили чип и его составляющие. Уменьшение размеров микросхем снижает их энергопотребление и увеличивает емкость. Также уменьшение микросхем позволит разрабатывать компактные компьютеры и телефоны.

Новые устройства будут относиться к категории мемристоров – это область исследования памяти, которая сосредоточена на электрических компонентах с возможностью изменения сопротивления между выводами без использования третьего вывода в середине. Также специалисты заявляют, что новые устройства будут занимать меньшую площадь и будут более вместительными, чем современные устройства хранения информации.

На данный момент, рентген является основным инструментом для визуализации костей, но снимки получаются плоскими в градациях серого. Специалисты из Новой Зеландии разработали новую технологию сканера, создающую цветные трехмерные рентгеновские снимки в высоком разрешении, которое позволяет рассматривать самые маленькие трещины.

Рентгеновское излучение, в традиционном сканировании, пропускается через нужный участок тела, поглощается более плотными тканями и легко проходит через мягкие ткани. Результатом сканирования получается контрастный черно-белый снимок.

Как заявляют специалисты, новая технология собирает данные о том, как рентгеновское излучение поглощается различными тканями. За основу специалисты взяли чип Medipix3, отслеживающий каждый фотон, который попадает в каждый пиксель сенсора. Что позволяет анализировать взаимодействие фотонов с отдельными атомами в тканях тела. Сканер обрабатывает собранные данные специальными алгоритмами и преобразует их в 3D модель. К разным плотностям присваиваются разные цвета, кости- белым, мышцы-красным, жир-желтым.

Каждая модель обладает высокой точностью, что позволяет врачам диагностировать переломы костей, а также мониторить процесс заживления. Также сканер способен видеть кровеносные сосуды без использования специальных контрастных агентов.

Ученые из Университета Сучжоу (Китай) рассматривали уникальные возможности перовскита для эффективного поглощения света, но его форма содержит токсичный свинец. Поэтому ученые проводили исследования для поиска других материалов на базе перовскита, которые будут безопасными для человека.

Были найдены новые материалы, которые практически бесполезны для использования их в солнечных батареях, так как эффективность поглощения солнечного света составляет не более 1%. Но внутри помещения, новые материалы, способны поглощать искусственный свет с эффективностью до 4-5%. Данный показатель очень близок к стандартам фотовольтаики для закрытых зон. Перовскитные панели способны обеспечить энергией схему на тонкопленочном транзисторе для управления одной из систем умного дома.

Также новые материалы обладают свойствами, позволяющие наносить их на ткани и пластик без ущерба для основных свойств. Отсутствие свинца открывает возможность для разработки одежды, которая сможет собирать энергию от искусственного освещения на улице, чтобы подзарядить умные часы или смартфон.

Ученые из Университета Эмори (США) разработали новый метод длительной анестезии, который основан на низкочастотном радиоизлучении. Данный метод решает две главные проблемы обезболивающих на основе опиоидов и комбинации анестетиков с кортикостероидами. Опиоиды являются наркотиком и вызывают опасное привыкание. А комбинация анестетиков с кортикостероидами быстро теряет эффективность и организм человека становиться менее восприимчив к ним.

Ученые предложили заменить инъекции активного вещества энергетическим воздействием, которое получило название “радиочастотная абляция с использование охлаждения”. В участок тела вводятся иглы-электроды, через которые передаются низкочастотные колебания, которые блокируют передачу сигнала о боли в головной мозг.

Исследования были проведены с 23 пациентами, у которых организмы перестали воспринимать стандартные обезболивающие. Ученым удалось достичь впечатляющих результатов, у пациентов с артритными болями в плече неприятные ощущения уменьшились на 85%, суставы восстановили свою функциональность на 74%. По словам ученых, новый метод не вызывает никакого привыкания или снижения эффективности радиочастотной анестезии.

Ученые Наньянского технологического университета (Сингапур) разработали умное окно, которое заполнено смесью гидрогеля, воды и стабилизирующего состава. Днем солнечный свет проходит через окно, нагревает жидкость, которая задерживает, сохраняет тепло и не пропускает его в помещение. По мере нагревания окно превращается из прозрачного в матовое, что позволяет поддерживать прохладу в комнате без использования кондиционера. А ночью окно становиться вновь прозрачным и накопленным теплом через внутреннее стекло нагревает помещение, тем самым снижая нагрузку на систему отопления. Также, по словам специалистов, смарт-окно обладает высоким показателем звукопоглащения, который выше на 15%, чем у обычного стеклопакета.

После тестирования смарт-окна было установлено, что потребление энергии в офисных зданиях можно снизить до 45%.

Специалисты из Университета штата Колорадо представили новую разработку, которая в будущем может заменить фитнес-устройства. Специалисты разработали эластичную и полностью пригодную для повторного использования печатную плату, которая создана по подобию человеческой кожи. Искусственная кожа может растягиваться при этом, не нарушая работу.

По словам специалистов, новое устройство способно самостоятельно восстанавливаться, как настоящая кожа. Также устройство может выполнять широкий спектр сенсорных задач (от измерения температуры тела до отслеживания количества шагов). Искусственная кожа также обладает реконфигурируемостью, что означает, что устройство можно создать в любой форме, чтобы разместить на любом участке человеческого тела.

Специалисты использовали трафаретную печать, чтобы изготовить сеть проводов из жидкого металла. После провода соединяются в общую цепь между двумя тонкими пленками, которые изготовлены из высокоэластичного полиимина.

В результате устройство получается немного толще обычного пластыря и может наносится на кожу. Также устройство растягивается в любом направлении на 60% при этом, не нарушая работу электроники внутри.

Специалистам удалось создать чип, который совмещает в себе две функции хранения и обработки данных. Энергоэффективность ранее была ограничена архитектурой фон Неймана. Хранение и обработка данных выполнялись в двух отдельных блоках. Такой подход предполагает постоянную передачу данных от устройства к устройству.

Новый чип решает эту проблему и позволяет создавать более компактные и быстрые гаджеты. Микросхема чипа разработана из сульфида молибдена MoS2. MoS2-это двухмерный материал, который состоит из слоя толщиной в три атома. На его основе, специалисты разработали микросхему на полевых транзисторах с плавающим затвором.

По словам специалистов, микросхемы, которые выполняют две функции, аналогичны человеческому мозгу, где нейроны способны хранить воспоминания и производить мысленные вычисления.

Ученые из Университета Ватерлоо (Канада), которые работают в области математической статистики, разработали новый математический процесс, который позволяет быстро и эффективно производить обучение систем искусственного интеллекта. Для высококачественного обучения новым методом не требуется больших наборов исходных данных, которые необходимы при традиционном подходе.

Одним из основных направлений в области информационных технологий являются приложения на основе систем искусственного интеллекта. И развитие данной технологии машинного обучения и искусственных нейронных сетей привело к широкому использованию для проведения медицинской диагностики, анализа изображения, создания фотореалистических искусственных фотоснимков или видеороликов и для создания произведений изобразительного искусства и музыкальных произведений.

Однако процесс обучения искусственных нейронных сетей требует использования большого набора подготовленных и отсортированных данных. Ученые поставили перед собой задачу уменьшения объема данных для обучения.

За основу был взят стандартный набор данных MNIST, который содержит данные о рукописных символах и используется для обучения искусственного интеллекта распознавать рукописный текст. Данный набор данных был отфильтрован и был изменен процесс обучения. Вместо того, чтобы прогонять через нейронную сеть тысячи изображений числа 3, нейронную сеть обучили, что число 3- это символ, который на 30 процентов меньше, чем символ числа 8. Подобные ассоциации были сделаны для каждого символа.

Новый метод получил название kNN (k-nearest neighbor) и был использован к наборам данных, которые описывают взаимосвязи координат X и Y для различных функций. Обученная система способна правильно расставлять точки на графиках и для ее обучения использовался сокращенный объём данных.

На данный момент, ученые пытаются адаптировать новый процесс обучения для решения задач из других областей.

Специалистами из Массачусетского технологического института было обнаружено, что бессимптомные больные отличаются от здоровых людей своим кашлем. Различия человеческое ухо не улавливает, а искусственный интеллект может различить покашливание зараженных от тех, кто совсем не болен.

Люди, которые не имеют симптомы и не проявляют заметных физических признаков болезни, с меньшей вероятностью будут проходить тестирование и могут неосознанно распространять инфекцию среди других.

Специалисты обучали новую модель искусственного интеллекта образцами кашля, которые отправляли участники эксперимента. После обучения модель успешно идентифицировала кашель подтвержденных больных COVID-19 в 98,5% и бессимптомных больных в 100% случаев. По словам специалистов, собрано около 70 тысяч записей, каждая содержит несколько примеров кашля. Также было собрано 2500 записей от людей, у которых было подтверждено наличие COVID-19, в том числе в бессимптомной форме.

На данный момент, специалисты ведут работы над тем, чтобы программой можно было пользоваться через мобильное приложение. Для того, чтобы пользователь в любое время мог воспользоваться приложением и мгновенно получить информацию о своем состоянии. Также специалисты подчеркивают, что разработка не может являться единственным инструментом для диагностики COVID-19. И в случае, если искусственный интеллект выявил инфекцию, то необходимо пройти тестирования на COVID-19.

Группа специалистов из Калифорнийского технологического института ранее демонстрировала новую технологию сверхскоростной сьемки, которая обеспечивает скорость в 70 триллионов кадров в секунду. Данная технология способна производить только двумерные изображения.

Специалисты не остановились на достигнутом и разработали новую камеру, которая способна снимать трехмерные видео со скоростью 100 миллиардов кадров в секунду. В новой сверхскоростной камере была использована технология сжатой сверхскоростной сьемки (compressed ultrafast photography, CUP).  CUP-технологии захватывают все кадры за один раз, что и делает подобные камеры сверхбыстрыми. И чтобы новая камера была способна захватывать глубину, специалисты оборудовали ее линзой, которая состоит из двух частей. Две независимые части линзы работают как два человеческих глаза и расстояние между ними равно расстоянию стереоскопической базы камеры. Новая технология получила название SP-CUP (single-shot stereo-polarimetric compressed ultrafast photography).

Компьютер, который управляет SP-CUP, объединяет данные от двух каналов и превращает их в одно трехмерное изображение. Система работает как человеческий мозг, который объединяет сигналы от разных глаз. Технология SP-CUP обладает более широкими возможностями, чем человеческое зрение, камера способна снимать с большой скоростью трехмерные видео и при этом различать поляризацию света. По словам специалистов, новая камера является мощным инструментом для решения очень широкого ряда научных и околонаучных проблем.

В летний период, окна вместе с дневным светом в помещение пропускают жару. Что является нежелательным эффектом, который вынуждает людей не выключать кондиционеры.

Специалисты разработали умные окна, которые частично решают данную проблему и при это умеют вырабатывать электричество. Уже давно существуют стекла, которые меняют цвет при яркой освещенности. Их используют при изготовлении линз для очков-хамелеонов. Исследования в данной сфере привели к созданию электронного стекла, которое меняет прозрачность и оттенок по команде.

Также ранее были разработаны полупрозрачные солнечные элементы, которые не имеют такой производительности, как обычные солнечные панели, но достаточно эффективны для внедрения их в окна.

Специалисты из Национальной лаборатории возобновляемой энергии Министерства энергетики США объединили две эти технологии в одно устройство и получили термохромную фотоэлектрическую панель, которая при воздействии солнечного света темнеет и вырабатывает электроэнергию.

Панель состоит из слоя перовскита, которые расположен между двумя стеклами. А пространство между слоями заполнено парами растворителя. Перовскит остается прозрачным при низких температурах, что позволяет окну пропускать свет как обычно. При нагреве пар взаимодействует на кристалическую структуру перовскита и постепенно меняет прозрачность. Чем выше температура снаружи, тем более непрозрачным становиться перовскит и тем лучше преобразуется свет в электричество.

По словам специалистов, на данный момент затемнение происходит при температуре от 35 до 46 градусов Цельсия. Но уже может решить несколько проблем. Снизить потребность людей в кондиционерах и обеспечить помещение дополнительной электроэнергией.

Специалисты из Массачусетского технологического института (MIT) разработал новый способ фильтрации вредных веществ и удаления углекислого газа из атмосферы. По словам специалистов, для функционирования нового устройства практически не требуется энергия.

Новый способ обеспечивает непрерывное удаление углекислого газа из потока газов или воздуха. Основным компонентом новой системы является мембрана с электрохимической поддержкой, которая может включать или выключать функцию фильтрации без использования движущихся частей и расходовать при этом относительно небольшое количество энергии.

Мембрана изготовлена из анодированного оксида алюминия и имеет сотовидную структуру, которая состоит из шестиугольных отверстий. Прохождение газа блокируется электрическим покрытием пор мембраны, которое состоит из тонкого слоя металла.

Также в устройстве использовали окислительно-восстановительный материал, который поглощает углерод, который поместили между двух переключаемых мембран. Сорбент и мембраны затвора находятся в постоянном контакте друг с другом и погружены в органический электролит

Когда открывается сорбентный слой, материал легко впитывает углекислый газ пока не достигнет своей емкости. После этого можно отключить напряжение, чтобы перекрыть подающую сторону и открыть другую, где освобождается концентрированный поток чистой двуокиси углерода.

По словам специалистов, подобные газовые затворы найдут свое применение для непрерывного удаления углекислого газа из промышленных выхлопных газов.

Международной команде специалистов удалось увеличить эффективность работы солнечной батареи на 125%, смоделировав идеальное расположение структур внутри устройств.

Специалисты обнаружили, что изменение позиции рисунка решетки в конструкции солнечной батареи приводит к увеличению тока, который генерируется кристаллическим кремнием. Специалисты вместо внедрения новых структурных конструкций, которые основаны на естественных текстурах или вычислительных алгоритмах, сосредоточились на теоретических расчетах и оптимизации схем рассеивания и дифракции солнечного света.

Исследования показали, что линии решетки, которые расположены в простой периодической, квазислучайной структуре, оптимизируют работу солнечной батареи. Команда специалистов смоделировала производительность фотонной области в виде узорчатой шахматной доски, которая выполнена из кристаллической кремниевой плиты толщиной в 1 микрометр. И сравнили ее с другими видами конструкций солнечных батарей.

Результаты исследований показали, что линии решетки в виде шахматной доски с произвольным расположением ее повторяющихся элементов генерирует больший ток, чем другие виды конструкций.

Специалисты из UNSW (Университет Нового Южного Уэльса) продемонстрировали низкий уровень шума полупроводникового квантового бита или кубита. Для выполнения полезных вычислений квантовыми компьютерами, квантовая информация должна иметь точность около 100%. Шум, который вызван несовершенством материальной среды, в которой находятся кубиты, мешает квантовой информации и влияет на ее точность.

Специалисты нашли решение данной проблемы, оптимизировав процесс изготовления кремниевого чипа. Оптимизировав процесс изготовления кремниевого чипа удалось снизить уровень шума в 10 раз. Что является самым низким зарегистрированным зарядовым шумом среди всех полупроводниковых кубитов.

Кубиты, которые сделаны из электронов, которые размещены на атомных кубитах в кремнии, являются перспективной платформой для крупномасштабных квантовых компьютеров. Но кубиты, которые размещены на любой полупроводниковой платформе, очень чувствительны к зарядовому шуму. По словам специалистов, наличие дефектов внутри кремниевого чипа или на границе раздела с поверхностью дает значительный шум заряда. Специалистам удалось достичь рекордного результата, уменьшив количество примесей в кремниевом чипе и разместив атомы подальше от поверхности и интерфейсов, где возникает значительная часть шума.

Для носимых устройств, гибкая электроника открывает множество интересных возможностей. Позволяет разрабатывать датчики для наблюдения за показателями здоровья, которые возможно наносить на кожу. Но раньше подобные датчики необходимо было наклеивать на кожу в виде пленки.

Специалисты из Университета штата Пенн разработали новую технологию печати электронных компонентов на коже человека. Особенностью процесса печати электронных компонентов на коже является нанесение металлических проводников при комнатной температуре.

Для создания некоторых металлических компонентов гибкой электроники, до сих пор требуется разогревать металл до температуры около 300 градусов Цельсия. Подобная температура плохо совместима с живой человеческой кожей.

Новая технология печати электронных компонентов предполагает нанесение на кожу вспомогательных слоев, которые позволяют материалам связываться при более безопасных температурах. Слои состоят из пастообразного поливинилового спирта в совокупности с карбонатом кальция. Образуется пленка, которая сглаживает поверхность кожи и служит основанием для электронного рисунка из металлических частиц. Таким образом, напечатанные схемы сохраняют свои электрохимические свойства. Сенсоры, которые созданы по новой технологии, могут быть настроены на непрерывное считывание данных о температуре, влажности, сердцебиении и уровне кислорода в крови. При необходимости, сенсор возможно просто смыть с кожи горячей водой без повреждения, что особенно важно для людей с чувствительной кожей.

Специалистами из Университета Арканзаса была разработана схема, которая способна улавливать тепловое движение графена и преобразовывать его в электрический ток. Энергия вырабатывается из теплового движения атомов углерода. Пластина графена толщиной в один атом углерода, под воздействием хаотического теплового движения внутри графена, начинает медленно колебаться и изгибатся.

По словам специалистов, энергосберегающую схему, которая основана на графене, возможно встроить в чип для обеспечения чистой, безграничной, низковольтовой энергии для небольших датчиков или устройств. Специалисты предложили схему с двумя диодами, чтобы колебания графена и полученный в результате переменный ток был преобразован в постоянный ток. С самого начала, основная идея сбора энергии из графена была спорной, потому что опровергала утверждение физика Ричарда Фейнмана о том, что тепловое движение атомов не может приводить к выработке энергии. Но специалисты обнаружили, что при комнатной температуре тепловое движение графена вызывает переменный ток в цепи.

По словам специалистов, следующая цель – определить возможность хранить постоянный ток в конденсаторе для последующего использования. Для выполнения этой цели необходима миниатюризация схемы и нанесения ее на кремниевую пластину или кристалл.

Ученые из университета Иоганнеса Кеплера продемонстрировали роботов из мягких материалов, которые используют слабые магнитные поля, чтобы быстро передвигаться. Обычно представляем роботов, как движущуюся машину, которая сделана из твердых металлов. Команда ученых проводила исследования для создания систем из мягких материалов, в основе которых лежит идея создания условий, которые будут поддерживать взаимодействие между роботом и человеком в будущем без физического вреда.

Был разработан новый подход к электромагнитным двигателям. В мягких роботах использовали эластичные материалы и жидкие металлы, вместо медной проволоки и железа. Также ученые представили новый тип биогеля, который является эластичным и достаточно стабильным, чтобы в комбинации с электронными компонентами возможно было создавать мягких роботов.

Еще одним шагом в разработке мягких роботов было решение недостатка в скорости изменения форм. Новая идея была основана на использовании более гибкого пластика полидиметилсилоксана и смешивании магнитных микрочастиц (сплава неодима, железа и бора).

Ученые придавали разнообразные формы новым роботам и в зависимости от формы, места размещения микрочастиц и толщины используемых материалов, роботы передвигались по-разному под воздействием магнитного поля в окружающей среде. Приводы новых роботов имеют толщину всего несколько микрометров и их вес измеряется в микрограммах, поэтому они потребляют мало энергии для перемещения. Также, по словам ученых, компоненты могут повторять движения миллионы раз без каких-либо изменений.

Изменяя магнитное поле, ученым удалось создать роботов, которые могли парить, плавать и ходить. Ученые также продемонстрировали скорость движения роботов, на примере робота в форме цветка, который поймал приземлившуюся на него муху.

Разработка открывает новые возможности для создания мягких роботов, которые быстро перемещаются и способны помочь работать с кровеносными сосудами в организме человека. Для этого материалы должны бить биоразлагаемыми и легко контролируемыми.

Специалисты из школы химических и физических наук Веллингтонского университета разработали солнечную краску, которая способна заменить солнечные панели. Краска предназначена для лучшего поглощения света, который необходим для питания дома с помощью солнечной энергии. В новой краске содержатся люминесцентные молекулы, которые поглощают и излучают свет, который направляет солнечный свет к солнечным батареям.

Новая разработка будет включать один слой краски и узкую солнечную панель шириной с человеческий палец. Такая комбинация краски для крыши и солнечной панели предназначена для выработки энергии, которой будет достаточно для питания дома.

Специалисты заявляют, что солнечная краска будет стоить гораздо дешевле, чем солнечные панели. Также после нанесения, краска способна прослужить десятилетия. Не требуется установка больших и дорогих солнечных панелей, что делает использование солнечной энергии доступным для человека. Система также способна работать с любой существующей технологией солнечных панелей.

Измерение параметров магнитных полей является важным качеством для научных исследований и экспериментов. Специалистами университета Базеля (Швейцария) было разработано новое устройство, которое способно улавливать самые слабые магнитные поля, которые возникают при работе нейронов нервных тканей или поля, которые индуцируются процессом биения сердца.

Новое устройство относится к классу сверхпроводящих квантовых интерферометров (SQUID) и его размер составляет 10 нанометров. Устройство состоит из двух слоев графена, которые разделены тонким слоем нитрида бора, а конструкция интерферометра состоит из шести слоев различных двумерных материалов.

SQUID-устройства давно широко используются и устроены в виде квантовой сверхпроводящей петли, по которой циркулируют электроны. Вычислить силу воздействующего магнитного поля можно, измеряя параметры движения электронов в петле и точку, в которой структура перестает быть сверхпроводником. Но интерферометры, которые построены по классической схеме, имеют высокий порог нижнего предела чувствительности, которые они могут зарегистрировать.

Шестислойная структура нового интерферометра позволяет обойти некоторые ограничения, сделав устройство, которое способно регистрировать более слабые магнитные поля. По словам специалистов, на данном устройстве есть возможность управления чувствительностью путем изменения расстояния между слоями графена и регулирования силы тока, который протекает сквозь устройство.

Новое устройство обладает огромным потенциалом для точных измерений магнитных полей в медицинском, научном и промышленном оборудование. Специалисты университета Базеля продолжают исследования с различными видами материалов и наноструктур для разработки SQUID-устройств меньших размеров и которые обеспечат еще большую точность измерения магнитных полей.

Разработка принадлежит специалистам из Мичиганского университета. Самостирающиеся чипы были разработаны для того, чтобы помочь остановить подделку электроники или предупредить о вскрытии конфиденциальных грузов.

В новых чипах использовали новый материал, который временно накапливает энергию, изменяя цвет излучаемого света. Информация на чипе самостоятельно стирается за считанные дни. Также информацию на чипе возможно стереть по запросу с помощью вспышки синего света.

На чипе находится самоуничтожающийся штрих-код, который дает подсказку владельцу устройства, что механизм вскрывали. Самостирающиеся чипы состоят из слоя полупроводника толщиной в 3 атома, который находится на тонкой пленке молекул на основе азобензолов (молекулы, которые сжимаются при ультрафиолетовом свете). Азобензолы притягивают полупроводник для того, чтобы заставить его излучать свет с большей длиной волны. Когда азобензол перестает растягивать полупроводник, то вся информация на чипе, будь то штрих-код аутентификации или секретное сообщение, будет удалена. После стирания на чип возможно записать новое сообщение или штрих-код.

По словам специалистов, следующими шагами будет являться увеличение количества времени, в течение которого материал сохраняет информацию, что поможет новой разработке лучше бороться с подделками.

Ученые из Университета Монаша в Мельбурне разработали бионическое устройство, которое способно вернуть человеку зрение с помощью импланта мозга. Новая разработка является смартфоноподобной электроникой в сочетании с имплантированными в мозг микроэлектродами. Разработка получила название Gennaris (Система бионического зрения), которая способна обходить поврежденные зрительные нервы, обеспечивая передачу сигналов от сенсора к центру зрения мозга.

Новая система состоит из специально разработанного головного убора, включающего в себя камеру и беспроводной передатчик. Процессорный блок сжимает данные, а набор чипов, которые импланторованны внутрь мозга доставляют сигналы. Система способна создавать визуальное изображение из комбинации 172 световых фосфенов, что позволяет человеку ориентироваться внутри и снаружи помещений, распознавать людей и объекты вокруг себя.

Также ученые думают, как адаптировать систему, чтобы помочь восстановиться людям с неизлечимыми неврологическими заболеваниями, такими как паралич конечностей. Успешные испытания новой системы позволят ученым создать новое коммерческое предприятие, которое будет ориентированно на возврат зрения людям с неизлечимой слепотой и на восстановление функций конечностей для парализованных людей

Новая система Gennaris была впервые протестирована в июле этого года. Чипы удалось безопасно имплантировать в мозг овец с помощью пневматического робота-установщика. Без ущерба здоровью, чипы проработали в головах овец около 2700 часов. По словам ученых, технология готова к испытаниям на людях, но пока неизвестно, когда они пройдут.

Специалистами Технического университета Мюнхена был разработан самый маленький в мире ультразвуковой детектор, который основан на миниатюрных фотонных схемах на кремниевом чипе.

Ультразвуковой детектор в 100 раз меньше, чем человеческий волос, но способен визуализировать детали, которые раньше были недоступны для наблюдения. Новая визуализация сверхвысокого разрешения поможет в научных исследованиях.

Технология обнаружения ультразвуковых волн была сосредоточена на использовании пьезоэлектрических детекторов, преобразующих давление ультразвуковых волн в электрическое напряжение. Разрешение изображения, которое было достигнуто с помощью ультразвука, зависит от размера используемого пьезоэлектрического детектора. Уменьшение размера приводит к более высокому разрешению. Но уменьшение размеров пьезоэлектрических детекторов резко снижает их чувствительность, что делает их непригодными для практического применения.

Для миниатюризации оптических компонентов и их плотной упаковки на небольшой поверхности кремниевого чипа подходит технология кремниевой фотоники. Специалисты воспользовались преимуществами миниатюрных фотонных схем и разработали самый маленький в мире ультразвуковой детектор, который состоит из кремниевого волноводно-эталонного детектора (SWET). Который вместо регистрации напряжения с пьезоэлектрических кристаллов, отслеживает изменения интенсивности света, который распространяется через миниатюрные фотонные схемы. Размер нового ультразвукового детектора составляет около половины микрона, сохранив при этом высокую чувствительность. Пьезоэлектрический детектор при таком размере был бы в 100 миллионов раз менее чувствительным. Новый ультразвуковой детектор в 200 раз меньше, чем используемая длина волны ультразвука, что позволяет использовать его для визуализации деталей размером менее одного микрометра.

Специалисты Массачусетского технологического института продемонстрировали новое устройство, которое фиксирует позы во время сна. Устройство получило названием BodyCompass и было разработано, чтобы помочь людям с расстройствами и подсказать в каком положении человек высыпается лучше.

Устройство фиксирует позы людей во время сна без использования камер или наклеивания датчиков на тело. Устройство анализирует радиосигналы, которые отражаются от предметов в комнате. Система фокусируется на импульсах от груди и живота человека, чтобы отличить радиосигналы, которые отскакивают от тела, от сигналов, которые отскакивают от предметов в комнате. После этого система посылает сигналы в облако и анализирует положение человека. По словам специалистов, подготавливали нейронную сеть и проверяли ее точность, собирая данные о сне у 26 человек на протяжении 200 часов. После недельных экспериментов устройство правильно указывало положение тела человека в 84% случаев.

Устройство, в будущем, возможно будет комбинировать с другими приборами, например, умные матрасы. Устройство позволит уменьшить количество случаев апноэ во время сна и способно сообщить обслуживающему персоналу о перемещении пациентов с риском повреждений.

Национальная ускорительная лаборатория Минэнерго США продемонстрировала первые тестовые снимки новой фотокамеры, которая установила новый рекорд. Полученный кадр имеет разрешение в 3200 мегапикселей. С помощью новой камеры возможно сделать снимок земной орбиты с воздуха и увидеть с расстояния в 24 км объект размером с мячик для гольфа.

Камера является проектом Legacy Survey of Space and Time (LSST), который посвящен исследованию глубин космоса и будет установлена на новейшем телескопе в обсерватории имени Веры Рубин. С помощью новой камеры астрономы смогут уловить свет, который в 100 000 000 раз тусклее, чем предел видимости невооруженного взгляда человека.

Конструкция камеры состоит из 189 матриц каждая по 16 Мп, которые собраны вместе в единой фокальной плоскости шириной 61 см. Конструкция камеры получилась настолько большой, что возможно сфотографировать часть неба, где поместятся одновременно 40 объектов размером с Луну. Работа камеры происходит при охлаждении в криостате до -101,1°C и для анализа снимков используется специальное По. Полученное изображение достаточно сложно продемонстрировать, так как для этого понадобиться 378 мониторов стандарта 4K.

После успешного тестирования, специалисты приступают к сборке всей камеры, в состав которой входит набор линз, различные фильтры и затвор. Конструкция в сборе представляет прибор размером с внедорожник. По словам специалистов, окончательные испытания будут проведены в середине 2021 года и камера будет направлена в Чилийскую пустыню.

Специалистами из Технического университета Дельфта (Нидерланды) был разработан новый метод, который позволит производить одновременное и независимое управление двумя типами магнетизма единственного атома. Новая разработка позволит сохранять по два бита данных в пределах одной ячейки памяти, что имеет важное значение для миниатюризации устройства хранения информации.

Магнетизм атома является результатом движения электронов вокруг его ядра. Движения электронов атома похожи на движения Земли вокруг Солнца. Земля вращается вокруг Солнца и вращается вокруг своей оси. Тоже самое происходит с электроном атома, его вращение вокруг ядра называют орбитальным угловым моментом, а его же вращение вокруг собственной оси называют спином.

Каждый из двух типов вращения электрона атома возможно использовать для хранения информации. Орбитальное вращение можно направить условно в наплавлении или против направления движения часовой стрелки, что можно сопоставить со значениями 0 или 1. И спин электрона также может иметь два дискретных направления. Таким образом, в одном атоме возникает возможность записи и хранения двух бит информации. По словам специалистов, на практике возникают небольшие сложности с изменением направления орбитального вращения электрона, которое может привести к изменению спина.

При помощи коллег из Испании и Чили, специалистам из Дельфта удалось найти решение, которое позволяет изменять направление орбитального вращения электрона, при этом не затрагивая спин. В основе лежит явление, которое было предсказано Альбертом Эйнштейном и Вандером Йоханнесом де Хаазом. Изменение орбитального вращения может быть компенсировано вращением окружающей среды, в котором находится атом.

Эксперименты специалистов показали, что в обычных условиях атом, который обладает магнетизмом, начинает взаимодействовать с атомами, которые находятся неподалеку, что вызывает нежелательные эффекты. Но если поместить магнитный атом железа поверх абсолютно немагнитного атома азота, то создается “идеальная геометрия” атомной ячейки памяти, позволяющая разделить орбитальный угловой момент от спина.

Специалисты только научились управлять положением атомов и параметрами движения электронов вокруг их ядер. Так что не стоит ожидать в ближайшем времени появления новых устройств хранения информации. Где емкость будет в несколько тысяч раз превышать емкость самых лучших современных носителей информации.

Специалисты компании NDR (Калифорния) разработали батарейки, которые решают проблему ядерных отходов с АЭС и являются практически безграничным и безопасным источником энергии. Для разработки новых батарей необходимо распилить, на крошечные фрагменты наноразмера, старые графитовые стержни из реакторов, которые содержать радиоактивный изотоп углерод-14.

Структура ядра новой батареи спроектирована в виде алмаза. Углерод-14 в виде алмаза получает свойства полупроводника и теплопроводника, что позволяет эффективно собирать заряд, который получается в процессе радиоактивного распада. Необходимо добавить суперконденсатор для накопления энергии и оболочку из нерадиоактивного углерода-12 для защиты от опасного излучения.

Чтобы сформировать батарею с нужными параметрами, алмазные ячейки можно составлять в несколько слоев. По словам специалистов, точные характеристики предсказать сложно, но ведутся работы по разработке моделей с низким и высоким энергетическим уровнем. Также специалисты утверждают, что новые батарей будут практически безграничным источником энергии, которые при символическом энергопотреблении смогут проработать около 28000 лет, пока не выгорит углерод в ядре.

Учеными из Национального университета Сингапура была продемонстрирована новая технология взлома замков, которая получила название SpiKey. По словам ученых, записав звук открытия замка возможно подобрать ключ к этому замку. Физический ключ можно взломать традиционным способом, но для этого потребуются определенные знания, навыки и инструменты. Также обычный взлом замка оставляет следы на внутренней части замка, которые возможно будет обнаружить криминалистам.

Атака с использованием технологии SpiKey предполагает использование микрофона смартфона для записи звука вставки и извлечения ключа из замка. Записанный звук позволяет сделать выводы о форме ключа, а затем сделать копию. Специальный софт анализирует записанный звук, определяет время между щелчками, которые происходят при контакте ключа со штифтами. Основываясь на собранных данных SpiKey воссоздает ключ. Программа на выходе предлагает несколько подходящих ключей-кандидатов. Программа после акустического анализа ключа с шестью выступами позволяет выявить около 94% брака и оставить около 10 ключей-кандидатов.

По словам ученых, некоторые типы ключей издают перекрывающиеся щелчки, которые трудно проанализировать, и по этой причине перед SpiKey уязвимы примерно 56% ключей.

Также ученые подмечают, что для лучшего результата анализа потребуется постоянная скорость при повороте ключа, чего не бывает в реальной жизни. Ученые нашли способ, как возможно обойти данный нюанс. Достаточно записать звук открывания или закрывания замка несколько раз. Для этого атакующий может установить вредоносное ПО на смартфон или умные часы, которые укомплектованы микрофонами.

Ученые отмечают, что запись щелчков должна производиться на расстоянии около 10 сантиметров от замка и для более дальних дистанций необходимо использовать параболические микрофоны.

На сегодняшний день, воздушные кондиционеры являются удобным способом охлаждения воздуха внутри помещения. Но подобные кондиционеры обладают несколькими недостатками. Воздушные кондиционеры охлаждают и высушивают окружающий воздух, а это дорогой и не экологичный процесс. Также подобные кондиционеры потребляют очень большое количество энергии.

Группой ученых была разработана новая система, которая получила название Cold Tube. Cold Tube абсорбирует тепло, которое выделяется человеческим телом, что позволяет радикально сократить потребность системы в электричестве.

Тепло поглощается прямоугольными настенными или потолочными панелями, через которые проходит холодная вода. Панели покрыты герметичной мембраной, которая отталкивает влагу, чтобы избежать образование конденсата. При этом мембрана позволяет тепловому излучению беспрепятственно проходить сквозь материал. По сколку человеческое тепло будет естественным образом поглощаться водой, которая проходит под мембраной, то человек будет чувствовать приятную прохладу.

По словам ученых, система была протестирована в Сингапуре при температуре +30°C. На данный момент, система Cold Tube пригодна для использования во время мероприятий на открытом воздухе – концертов, ярмарок и фестивалей. Главной задачей для ученых– сделать ее удобной для применения в закрытых помещениях, чтобы заменить традиционные неэффективные кондиционеры.

Для хранения и передачи информации возможно использовать любой материал, среда или явления, в котором можно реализовать заданную последовательность параметров.

Ученые из Калифорнийского университета в Беркли и Рурского университета Бохума разработали синтетическую молекулу, в структуру которой была записана информация. Одна молекула – один массив данных. В качестве материала выбрали металлорганические каркасы (MOF), которые обладают микропористой структурой нанометрового размера, в которой к органическим решеткам крепятся ионы произвольных металлов. Изменяя вид металла возможно получить MOF с различными физическими и химическими свойствами и применять их в качестве фильтров, катализаторов или мембран.

Концепция заключается в том, что расположение отдельных ионов возможно изменять и расставить так, чтобы сформировать код. Учеными, специально для этой цели, был спроектирован новый MOF-74, в котором оксидный каркас имеет форму стержня и несколько таких стержней объединены в структуры типа соты. Вдоль стержней закреплены ионы свинца, кобальта, кадмия и марганца, расположение которых считывается по технологии атомно-зондовой томографии.

В результате удалось создать синтетическую молекулу с записанной информацией и прочесть эти данные. На сегодняшний день, ученые работают над технологией перезаписи молекул. Так как MOF задумывался одноразовым с фиксированной структурой. По словам ученых, не исключено, что в ближайшем будущем накопители данных в устройствах будут созданы по молекулярной технологии.

Специалисты Университета Вашингтона в Сент-Луисе разработали новый способ превращать в накопители энергии обычные кирпичи. На кирпичи нанесли проводящий полимер, который получил название PEDOT. Полимер состоит из нановолокон, которые проникают в поры кирпича и тем самым преобразуют его в ионную губку, которая способна проводить и накапливать энергию.

В результате из кирпича получается суперконденсатор, который способен удерживать большие объёмы энергии и заряжаться быстрее обычных батарей. Используя такие суперконденсаторы возможно создавать энергосистемы разной емкости, а также можно покрыть всю стену эпоксидной смолой, чтобы надежно защитить от непогоды.

Специалисты продемонстрировали новую разработку зарядив кирпич до 3 вольт в течении 10 секунд. Данной зарядки достаточно, чтоб питать светодиод в течении 10 минут. Стены из данных кирпичей можно подключать к возобновимым источникам энергии и затем питать от них системы сенсоров или освещения.

По словам специалистов, разработанная технология является просто и недорогой в исполнении.

В рамках конференции была представлена методика извлечения информации, в том числе удаленной, из мобильных устройств (телефонов, планшетов) в рамках расследования уголовных дел. На конференции были рассмотрены актуальные проблемы мобильной криминалистики, подробно описана методика АНО "ЦНТИ" по извлечению информации из мобильных устройств, приведены успешные практические примеры применения методики в ходе расследования уголовных дел в различных регионах РФ.

Материалы конференции:
- видеозапись конференции (MP4)
- презентация (PDF)
- образец запроса о сроках и стоимости проведения компьютерно-технической судебной экспертизы (PDF)
- образец постановления о назначении компьютерно-технической судебной экспертизы (PDF)

Ученые Университета Тафтса разработали гибкое сенсорное устройство, которое следит за всеми показателями организма через пот и его возможно вшить в одежду. Показатели состояния здоровья обновляются каждые 5-30 секунд. Устройство возможно использовать для наблюдения и диагностики за острыми и хроническими заболеваниями, а также контролировать состояние здоровья во время занятий спортом. Датчик состоит из специальных чувствительных нитей и электронных компонентов. Способен передавать данные, собирать, хранить и обрабатывать их в режиме реального времени.

Новый датчик отслеживает биомаркеры, которые позволяют фиксировать более подробную информацию о состоянии здоровья, уровне стресса и производительности человека. Устройство следит за биомаркерами, которые содержаться в поту: ионами натрия и аммония, лактатом и кислотностью. Универсальная платформа устройства позволяет подключать несколько датчиков, которые отслеживают каждый маркер в потоотделении.

Исследования показали, что натрий указывает на дисбаланс электролитов в организме, концентрация лактата может быть индикатором мышечной усталости, уровень хлорид-ионов может использоваться для диагностики и контроля муковисцидоза. Также кортизол, гормон стресса, может использоваться для оценки эмоционального стресса. Устройство было протестировано на людях, отслеживая их электролитную и метаболическую реакцию при максимальных нагрузках.

Специалисты из университета Аделаиды (Австралия) и университета Штутгарта (Германия) разработали устройство, которое является самой маленькой камерой и самым маленьким трехмерным сканером в мире. Толщина нового устройства приблизительно с человеческий волос.

Испытания на сосудах кровеносной системы показали, что камера способна создавать трехмерные изображения, которые обладают очень высокой разрешающей способностью, что позволит увидеть внешние признаки заболеваний.

Новая камера состоит из нити тончайшего оптоволокна в специальной защитной оболочке. На торце оптоволокна создано зеркало, которое расположено под углом в 45 градусов к плоскости волокна. Также имеется крошечная линза диаметром 0.13 миллиметра. Другой конец оптоволокна подключен с устройством-сканером оптической когерентной томографии (optical coherence tomography, OCT). Технология OCT разработана изначально для 3D-сканирования сетчатки глаза. В технологии используется свет близкого инфракрасного диапазона, что позволяет просматривать внутри тканей и измерять разницу между опорным и сканирующим лучами света. В результате получается трехмерное изображения, на котором видно поверхность и структуру тканей под поверхность с высочайшей разрешающей способностью.

Разработанное устройство возможно ввести внутрь кровеносного сосуда, медленно вращая и перемещая вдоль, получать изображение внутренней поверхности сосуда и тканей на глубину в половину миллиметра. Устройство позволяет увидеть микротрещины, отложение жиров, холестерина и других веществ, которые могут вырасти на стенках кровеносных сосудов и могут быть причиной многих заболеваний.

Учеными из Массачусетского технологического института (MIT) был разработан гибридный процесс, который связывает фотонику с искусственными атомами. Данный процесс позволил создать самый большой квантовый процессор.

Новый процесс разработки чипа устанавливает своеобразный поворотный момент в области масштабируемых квантовых процессоров. Так как для новых вычислений требуется миллионы подобных процессоров, то новая разработка способна увеличить производство процессоров.

В разработанной микросхеме кубиты представляют собой искусственные атомы, которые изготовлены из дефектов алмаза, через которые может проходить видимый свет и микроволны, чтобы испускать фотоны, несущие квантовую информацию.

По словам специалистов, новый гибридный процесс позволил построить систему, которая состоит из 128 кубитов.

Простой графитовый карандаш использовался для рисования, записи заметок или своих идей. Ученые из Университета Миссури разработали технологию, которая с помощью карандаша позволяет создавать функциональные сенсоры для биоэлектрического мониторинга.         

Ученые заметили, что начерченные линии карандашом, который изготовлен из 90-процентного графита, на офисной бумаге, являются проводниками. Таким образом графит может использоваться в качестве чувствительного электрода, а бумага служит гибкой структурой.

По словам ученых, технология позволяет создавать одноразовые сенсоры, которые способны мониторить температуру человека и даже уровень глюкозы в организме. Также графитовые сенсоры способны работать в режиме реального времени и предоставлять надежные данные.

Преимущества подобных технологий в том, что материалы являются легкодоступными, недорогими и экологичными. Исследования показали, что простые и доступные сенсоры будут полезны при удаленных исследованиях и при работе перегруженной медицинской системы.

Специалистами из Университета Висконсин-Мэдисон была разработана новая энергетическая система, которая способна генерировать и аккумулировать энергию. В новой системе объединили солнечные панели и жидкостные батареи. Каждый компонент был реализован на новых материалах.

Солнечные панели были изготовлены из смеси кремния и перовскита. Такие панели поглощают волны разной длины, что позволяет захватывать больше полезного излучения. В жидкостных аккумуляторах применили органические соединения в солевом растворе, вместо кислотных электролитов. Специалисты умалчивают формулы, но заявляют, что новый электролит будет идеальным составом для батарей подобного типа.

По словам специалистов, система обладает высокой стабильностью работы во всех режимах. Устройство на солнце способно напрямую передавать энергию и накапливать ее в жидком электролите. Новая система удобна для создания автономных систем в отдаленных регионах, где единственным источником энергии является Солнце.

Специалистами, в ходе испытаний, была достигнута скорость передачи данных в 800 гигабит в секунду. Был задействован сегмент оптоволоконной сети, который соединяет Сан-Диего и Финикс. Результаты испытаний демонстрируют работу подобных технологий в реальных условиях, которые далеки от идеальных условий в лабораториях.

Ранее демонстрировали достижение высокой скорости передачи данных по оптическому волокну, но следует отметить, что в реальных сетях усилители и репитеры, не располагаются через определенное расстояние по маршруту. В большинстве случаев, оборудование размещается в местах, где работают люди для сокращения эксплуатационных расходов. Такая оптимальная структура оптоволоконных сетей служит причиной того, что скорость 800 гигабит в секунду могла быть получена на расстоянии 100 километров. Специалисты, использовав несколько инновационных технологий и инженерных решений, смогли достигнуть расстояния в 730 километров.

Луч лазерного света делиться на 8 частей, каждая из которых является носителем отдельного потока данных. Данная технология не является новой, но используется совместно с оптической технологией, которая называется вероятностное формирование созвездия. Вероятностное формирование созвездия позволяет наблюдать за каждым оптическим каналом по отдельности, что допускает передачу оптических сигналов на большие расстояния без риска ослабления и искажения.

По словам специалистов, до конца года планируется превратить экспериментальное оборудование в коммерческий аналог. 800G-оптическое волокно должно стать тем, что позволит развертывать инфраструктуры для мобильных сетей 5 и 6G, при этом обеспечивая высокую пропускную способность при низких первоначальных затратах

По словам специалистов, сотни миллионов мобильных устройств уязвимы перед новой атакой, которая получила название BadPower. Специалисты проводили тестирование 35 адаптеров питания и внешних аккумуляторов. В результате, у 18 из них обнаружили проблемы с безопасностью. Хакеры могут воспользоваться данными уязвимостями и инициировать подачу избыточного напряжения на мобильное устройство, что может привести к выходу устройства из строя, а в худшем случае к возгоранию и возможно нанесению вреда здоровью человеку. 11 из 18 уязвимых устройств позволяют обойтись без непосредственного контакта.

Для атаки важно то, разрешена ли перезапись микрокода в чипе адаптера питания и надежно ли проверяется подлинность прошивки. Результаты исследований показали, что в 60% применяемых контроллеров в быстрых зарядках позволяет свободно обновить микрокод.

Специалисты сообщили о результатах своих исследований соответствующим организациям и взаимодействуют с производителями для устранения данных уязвимостей.

Естественным и неизбежным признаком старения организма является дегенеративная потеря зрения. Последние исследования показали, что деградацию сетчатки возможно замедлить и восстановить разрушенные участки.

Международная группа специалистов исследовала потенциал конъюгированных полимерных наночастиц (P3HT-NP). Наночастицы сконструированы так, чтобы реагировать на свет и передавать сигнал нейронам сетчатки. Новые наночастицы P3HT-NP не требуют источника энергии для работы и функционируют пассивно при этом не влияя на работу остальных частей глаза.

Специалисты проводили исследования эффективности новой методики. Были замечены улучшения активности сетчатки и возврат остроты зрения. Наночастицы стимулировали активацию интактных нейронов в структуре сетчатки. Данные показатели позволят научится применять наночастицы для лечения других дегенеративных заболеваний органов зрения.

Исследователи Ульсанского национального института науки и технологии (UNIST) и Кембриджского университета открыли новый материал для создания новейшей памяти. Новый материал получил название аморфный нитрид бора (a-BN). По словам исследователей, новый материал способен приблизить появление полупроводниковых материалов нового поколения, которые будут использоваться в оперативной памяти (DRAM) и флеш-памяти (NAND). Производство нового материала на пластинах происходит при сравнительно низкой температуре 400°C. Также новый материал возможно использовать в качестве изолирующего материала, который способен сводить к минимуму электрические помехи.

Командой ученых из Принстонского университета (США) было разработано радиолокационное устройство, способное отслеживать объекты, которые расположены вне прямой видимости. Новая технология позволит заранее обнаруживать помеху.

За основу взяли эффект Доплера и способность радиоволн отражаться от различных объектов при этом меняя вектор движения. Компактный радиоизлучатель направляет испульсы под определенным углом так, чтобы они отражались от объектов и попадали за угол здания. При наличии помехи, импульсы отражаются и сигнал возвращается обратно к радиоизлучателю. Для увеличения скорости обработки данных и обработки потенциальных помех ученые использовали в технологии специальный искусственный интеллект. Аналогичные системы на основе лазера потребляют гораздо больше электроэнергии, чем радиолокационное устройство. По словам ученых, систему адаптировали для распознавания людей, велосипедистов и животных, но пока что трудно настроить систему для определения других видов транспорта и интегрировать в систему автопилота. Данная технология может применяться как в гражданских, так и в военных направлениях.

Специалисты в Саудовской Аравии разработали технологию, которая использует лучи света для высокоскоростной передачи данных под водой. Новая технология получила название Aqua-Fi и в будущем может позволить управлять подводными аппаратами и получать от них видео в реальном времени без использования кабелей.

По словам специалистов, проведенные исследования подводных коммуникации возможно реализовывать при помощи радиоволн, акустических сигналов и света. Но у подобных методов имеются недостатки, радиоволны обеспечивают подводную связь на очень коротких дистанциях, акустические сигнал способны обеспечить распространение на большое расстояние, но имеют слишком узкую полосу пропускания цифровых сигналов, а использование света требует того, чтобы приемник и передатчик находились в зоне прямой видимости.

Новая технология Aqua-Fi способна обеспечивать высокоскоростную связь, которой достаточно для передачи мультимедийного контента. Также в зависимости от условий для передачи возможно использование светодиодов или полупроводниковых лазеров. Светодиоды способны обеспечить передачу информацию на небольшое расстояние и при этом имеют относительно небольшое потребление энергии. Лазеры обеспечивают гораздо большую дальность, но и требуют больших затрат энергии.

Специалисты в первом прототипе Aqua-Fi использовали светодиоды и полупроводниковые лазеры с длиной волны 520 нанометров. А на передающих и принимающих узлах использовали миникомпьютеры, которые осуществляли кодирование информации и модуляцию светового луча. За счет чего и получилась достаточно высокая скорость передачи информации. Система Aqua-Fi способна одновременно передавать несколько потоков данных суммарной скоростью в 2.11 мегабайт в секунду и обеспечивать задержку в одну миллисекунду. Информация при помощи радиоволн передается на локальный маршрутизатор, который передает данные при помощи светового луча на поверхность к устройству, которое обеспечивает связь с глобальным Интернетом.

Пока что испытания системы Aqua-Fi проводились в условиях стоячей воды и отсутствия течений. Поэтому специалистам предстоит реализовать технологию постоянного мониторинга направлений луча света, который преломляется потоками движущейся воды и слоями воды, которые имеют разную температуру и концентрацию солей.

Учеными из Универсистета Бен-Гуриона была разработана технология восстановления разговора путем наблюдения за обычной лампочкой. Технология получила название Lamphone. Ученый заметили, что при попадании звуковой волны на поверхность колбы создаются вибрации, которые вызывают микроскопические флюктуации света.

По словам ученых, лампочка является одновременно диафрагмой, по которой распространяется каскад звуковых волн, и преобразователем, который изменяет давление звуковых колебаний в едва заметные изменения света. Для технологии Lamphone необходим ноутбук, телескоп, микрофон и дистанционный электрооптический датчик, который преобразует свет в электрический сигнал.

Ученым удалось восстановить речь и музыку, которая звучала внутри офиса на 3 этаже и при этом устройство находилось в 25 метрах от здания офиса. Было использовано 3 телескопа с разными диаметрами линз с установленными электрооптическими датчиками на каждой линзе. Аналого-цифровой преобразователь получал информацию о вибрациях на лампочке, а специальный алгоритм ее обрабатывал. В результате получилась запись речи, которую смог распознать Speech-To-Text API от Google и запись композиции “Let It Be» Beatles, которую распознал Shazam.

У современных имплантов, которые используются для лечения заболеваний, связанных с нарушениями работы нервной системы, есть серьезный недостаток. Батарейку в стимуляторе необходимо менять раз в несколько лет. Хирургам необходимо снова копаться у человека в черепе.

Ученые Университета Райса (Техас, США) разработали решение данной проблемы, которое питается от обычного магнитного поля. Новая разработка предусматривает подачу питания на имплант в момент его непосредственной активации. Нейронный стимулятор имеет магнитный привод и выглядит как небольшой кусочек прямоугольной пленки размером с рисовое зерно. Нейронный стимулятор состоит из двух слоев. Один слой состоит из смеси железа, бора, кремния и углерода. Данный материал обладает свойством магнитострикции (материал при воздействии магнитного поля вибрирует на молекулярном уровне).

Второй слой состоит из пьезоэлектрического кристалла, который преобразует колебания в электрическое напряжение. Потом крошечная микросхема модулирует напряжение определенной частотой, на которую реагируют нейроны головного мозга.

Нейронный стимулятор был установлен под кожу грызуну и была предоставлена возможность свободно передвигаться. В одной из частей помещения установили особенно сильное магнитное поле. В ходе исследований, грызун предпочитал находится в данной области, где магнитное поле активировало имплант.

Результаты использования магнитоэлектрических материалов для беспроводной доставки электроэнергии позволят создавать клиническую беспроводную биоэлектронику.

Ученые Массачусетского технологического института разработали чип, который состоит из десятков тысяч искусственных синапсов мозга и мемристоров – кремниевые компоненты, которые имитируют работу синапсов по передаче информации в человеческий мозг.

Новый тип мемристоров способен сохранять и воспроизводить изображения в лучшем качестве многократно. По словам ученых, разработанный чип возможно применять в конструкциях нейроморфных устройств, которые обрабатывают информацию по схеме, которая имитирует нейронную архитектуру мозга. Данные схемы встраиваются в портативные устройства и выполняют сложные вычислительные задачи.

В обычной схеме транзистор передает информацию, переключаясь между значениями 0 и 1. Переключение происходит только, когда транзистор принимает сигнал в виде электрического тока соответствующей силы.

Мемристор работает по градиенту. Сигнал генерируется и меняется в зависимости он силы принимаемого сигнала, что позволяет мемристору принимать множество значений и выполнять более широкий диапазон операций. Мемристор запоминает значение, которое связанное с определенной силой тока и генерирует точно такой же сигнал в следующий раз, как только получит аналогичный ток.

По словам ученых, использование мемристоров позволит создавать мощные портативные вычислительные устройства и потребуется гораздо меньше микросхем, чем с обычными транзисторами. Существующие конструкции мемристоров работали хорошо только, когда напряжение стимулирует большой проводящий канал или сильный поток ионов от одного электрода к другому. Как заявляют ученые, подобные конструкции менее надежны, когда мемристоры должны генерировать тонкие сигналы через более тонкие каналы проводимости. Чем тоньше канал проводимости, тем труднее группироваться отдельным ионам.

Ученые нашли способ обойти данное ограничение. Изготовили отрицательный электрод из кремния, а на положительные нанесли небольшое количество меди и сверху нанесли слой серебра. Потом два электрода зафиксировали вокруг аморфной кремниевой среды. Медь является идеальным легирующим элементом, так как способна связываться и с серебром, и с кремнием для эффективного удержания ионов серебра вместе, что позволяет быстро перетекать в другой электрод. В результате получилась кремниевая микросхема площадью в один квадратные миллиметр и с десятками тысяч мемристоров.

Ученые воссоздавали изображения с помощью нового чипа, приравнивая каждый пиксель к соответствующему мемристору, а затем смодулировали проводимость каждого мемристоа соответственно насыщенности цвета в соотствующем пикселе. В результате микросхема сохраняла и воспроизводила многократно четкие изображения.

Команда специалистов Национального университета Сингапура разработала гибкий материал, который способен восстанавливать свою структуру и излучать свет.

Материал состоит из смеси фторэластометра и поверхностно-активного вещества и имеет форму эластичного листа. Поверхностно-активные вещества снижают поверхностное натяжение между двумя жидкостями, а фторэластомеры – это синтетические каучуки на основе фторуглерода.

Материал обладает высокой диэлектрической проницаемостью, что позволяет сохранять больший заряд при низком напряжении. По словам специалистов, новый материал, в сравнении с аналогами, способен светится в 20 раз ярче при напряжении в 4 раза ниже. Такое энергопотребление позволяет заряжать материал беспроводным способом.

Так как связи между молекулами обратимы, новый материал способен восстанавливаться, если его прокололи или порезали. Для восстановления не нужно подвергать химической обработке или нагреву. Восстановление происходит в естественных условиях.

На основе нового материала возможно создать гибкие дисплеи, которые способны восстанавливаться после повреждений и могут быть полностью беспроводными. Также материал возможно использовать как энергоэффективный источник света для гибкой робототехники, которая работает в темных средах таких, как завалы на месте катастрофы.

Международная группа исследователей создала молекулярный переключатель-транзистор, который способен хранить двоичную информацию для классических вычислений. Возможно в будущем компьютерные жесткие диски будут состоять из умных молекул.

Исследователи обнаружили молекулы размером около пяти квадратных нанометров и которые способны обеспечить плотность информации около 250 терабит на квадратный дюйм. Данный показатель плотности превышает плотность хранения современных жестких дисков в 100 раз.

Исследования показали, что молекулы органической соли переключаются при небольшом электрическом импульсе от ярких к темным, представляя двоичную информацию. Информация может быть записана, прочитана и удалена при комнатной температуре и при нормальном давлении воздуха. Предыдущие исследования молекулярной электроники проводились в вакууме и при низких температурах.

Исследователи объединили в одной молекуле несколько функций для того чтобы использовать ее в качестве молекулярной памяти. Помимо переключения от ярких к темных в обоих направлениях молекула должна быть устойчива в течение долгого времени в одном из состояний. Также молекула способна самопроизвольно формировать высокоупорядоченные слои толщиной в одну молекулу в процессе, который получил название самосборка.

Электрический импульс, во время переключения, изменяет способ соединения катиона и аниона в органической соли, что приводит к изменению молекулы на светлую или темную. Также важно отметить самопроизвольное упорядочение молекул, благодаря самосборке молекулы попадают в высокоупорядоченную структуру двумерного кристалла без использования дорогих производственных инструментов.

Специалистами из Байройтского университета был разработан ультразвуковой дисплей, способный бесконтактно отображать цифры шрифта Брайля.

Ультразвуковой дисплей создает в воздухе несколько зон, где ультразвуковые волны фокусируются и создают давления, которое способен различить человек. На данном устройстве пользователи смогли распознать символы из 4 точек в 88% случаях, что позволит использовать устройство для бесконтактного взаимодействия.

Устройство состоит из массива ультразвуковых излучателей, на которые система дает команды в разное время. Также система модулирует сигнал с определенной силой для того чтобы человек почувствовал определенное давление.

Специалисты использовали для модуляции сигналов диапазон частот от 100 до 200 Герц и для лучшей различимости определили для каждой точки свою частоту. В устройстве использовали датчик Leap Motion для отслеживания положения руки, который позволяет автоматически подстраивать точки фокусировки на ладони, даже при ее движении.

Группа ученых из университетов Монаша и RMIT, Австралия разработала фотонный чип, который способен обеспечить по обычному оптоволокну скорость передачи информации в 44.2 терабита в секунду. Данный показатель является рекордом по скорости передачи данных через стандартную оптоволоконную линию.

Основным компонентом чипа является частотная микрогребенка, которая была использована впервые в подобных технологиях. Микрогребенка заменяет 80 отдельных инфракрасных лазеров, которые используются для организации отдельного коммуникационного канала.

Ученые проводили испытания нового чипа использовав стандартный оптоволоконный кабель, длиной 76.6 километров, проложенный между кампусами двух университетов в Мельбурне. Данный коммуникационный канал, при полосе пропускания оптоволокна в 4 ТГц, обеспечил скорость передачи данных в 44.2 терабита в секунду. Для сравнения, специальная научная сеть Министерства энергетики США обеспечивает НАСА скоростью передачи данных на уровне 400 гигабит в секунду.

Главным фактом является то, что данный показатель скорости передачи данных получен при помощи новой технологии, используя элементы существующей оптической коммуникационной инфраструктуры, что позволит использовать новые фотонные чипы в потребительском сегменте.

Ученые из Стэнфордского университета создали эффективную систему передачи энергии на расстоянии, которая позволяет заряжать устройства вне зависимости от расстояния между устройством и его источником питания. Современные беспроводные зарядки работают, если общие параметры системы настроены на определенное расстояние передачи. То есть для эффективной зарядки устройству необходимо постоянно находится на определенном расстоянии от источника энергии.

Новая система основана на нелинейной PT-симметричной схеме, которая касается систем со сбалансированным усилением и потерями. Собственная частота системы — это частота, на которой система работает хорошо, и которая способствует эффективной передаче энергии устройству.

В разработанной системе частота колебаний самостоятельно приспосабливается к изменяющимся условиям, например, движение устройства. Таким образом, система поддерживает эффективную передачу, даже когда устройство находится в быстром движении.

Новая система способна заряжать устройство независимо от расстояния до источника питания. Тестирование показало, что система способна стабильно передавать мощность в 10 Вт на батарею, которая находиться на расстоянии до 65 см и передвигается с постоянной скоростью.

Некоторые виды бактерий способны вырабатывать электрическую энергию. С учетом этого, ученые предпринимали попытки использования бактерий в батареях и топливных элементах, но разработанные решения обладали малой эффективностью.

Недавно группа специалистов из Технологического института Карлсруэ разработала биогрибридную батарею, которая построена на базе нового гидрогеля, который одновременно является средой для существования бактерий и позволяет собирать вырабатываемое электричество.

Специалисты использовали в батареи бактерий, который относятся к семейству экзоэлектрогенов, которые производят в своих внутренностях свободные электроны и позволяют им проходить через клеточную мембрану.

Но для создания биогибридных энергетических систем необходимо поддерживать хрупкое равновесие. Материалы, обладающие высокой эффективностью проводящие электрический ток и позволяющие проводить электроны к электродам батареи, не совместимы с процессами жизнедеятельности бактерий. А биологические материалы, в которых бактерии чувствуют себя комфортно, не являются качественными проводниками электричества.

Специалистам удалось найти решение данной проблемы. Новый материл на основе гидрогеля, состоящего из углеродных нанотрубок и кремниевых наночастиц, которые обладают хорошей электропроводностью и являются биологически нейтральными. Внутренняя структура сформирована при помощи цепочек ДНК, которые связывают воедино нанотрубки и наночастицы. После формирования основы материала добавляется раствор, который содержит экзоэлетрогенные бактерии и необходимые им питательные вещества.

Благоприятная среда позволяет бактериям интенсивно размножаться, заполняя при этом имеющиеся поры. А вырабатываемое бактериями электричество отводится к электродам по сети нанотрубок и наночастиц.

Учеными из Гонконгского университета науки и технологии был разработан бионический глаз, который уже прошел соответствующие тесты. Результаты тестов показали, что у бионического глаза чувствительность лучше, чем у человека. Данная технология, по словам ученых, в будущем будет применяться для создания протезов и в робототехнике.

Новое устройство представляет собой трехмерную искусственную сетчатку, которая состоит из плотного массива чувствительных к свету нанопроводов. Мембрана создана из оксида алюминия и оборудована датчиками из перовскита. Перовскит – это светочувствительный материал, который используется в солнечных элементах.

Также исследования показали, что нанопроволоки превосходят оптический диапазон длин волн человеческого глаза и позволяют бионическому глазу реагировать на длины волн 800 нм. Данный показатель длины позволяет работать на пороге между визуальным светом и инфракрасным излучением. И это означает, что устройство позволит разглядеть вещи в темноте, когда человеческий глаз ничего не различает. По словам ученых, пользователи данного глаза будут иметь способность ночного видения.

Ученые также утверждают, что глаз способен реагировать на изменения света быстрее, чем человеческий, что позволяет приспособится к изменяющимся условиям за меньшее время. Для сравнения, в сетчатке человека примерно 10 миллионов клеток на квадратный сантиметр, а искусственная сетчатка вмещает около 460 миллионов наноразмерных датчиков на квадратных сантиметр.

На данный момент, ученый исследуют возможности подключения бионического глаза к визуальной системе человека.

Группой ученых из Австралийского института Науки и Техники совместно с коллегами из Массачусетского технологического института (MIT), Йоркского университета, Великобритания и университета Камерино была создана и успешно испытана технология обнаружения, которая использует принципы квантовой механики, так называемый квантовый радар. Ученый утверждают, что против квантового радара не поможет ни одна из существующих стелс-технологий.

Квантовая запутанность-это физическое явление, при помощи которого две частицы становятся взаимосвязанными и изменение квантового состояния любой из частицы отображается на состоянии второй частицы.

Ученый в квантовом радаре использовали метод микроволнового квантового освещения, в котором вместо обычных фотонов света используются фотоны микроволнового излучения.

Принцип работы нового квантового радара заключается в том, что создаются две группы запутанных микроволновых фотонов, одна называется сигнальной группой, вторая называется опорной. Фотоны сигнальной группы отсылаются в сторону обнаруживаемого объекта, а фотоны опорной группы помещаются в среду, изолированную от шумов и лишенную интерференции.

При достижении объекта обнаружения сигнальные фотоны отражаются от его поверхности, и большая часть их запутанности разрушается. Оставшихся фотонов достаточно для определения образа, который описывает наличие или отсутствие объекта в исследуемой области. Данная технология совершенно не зависит от уровня шумов в окружающей среде и исследуемом пространстве.

На данный момент недостатком новой технологии являются пары запутанных микроволновых фотонов, который создаются в условиях очень низкой температуры, которая лишь на несколько тысячных долей градуса выше точки абсолютного нуля. Но, при помощи данных фотонов можно исследовать среду и обнаруживать объекты с очень малой отражающей способностью, находящиеся при нормальной комнатной температуре.

Разработан новый полностью электрический реактивный двигатель, который опровергает, что для полета на реактивной тяге необходимо сжигать высококалорийное топливо.

Специалисты опубликовали исследование, в котором описали, что реактивную тягу возможно создать, использовав электричество и обычного воздуха из окружающей среды. Разработанная двигательная установка сжимает воздух и ионизирует его микроволнами. Из воздуха генерируется плазма, которая толкает двигатель.

По словам специалистов, прототип реактивной установки смог поднять стальной шар весом один килограмм, но технология еще не готова для испытания на реальном самолете. Также специалисты заявляют, что тяга нового реактивного двигателя эквивалентна тяге традиционного реактивного двигателя, который используется в современной авиации.

Результаты исследований показывают, что данный реактивный двигатель на основе микроволновой воздушной плазмы может стать альтернативой обычному реактивному двигателю. Также новый двигатель выгоден с финансовой точки зрения и полезен для окружающей среды.

Главной мотивацией специалистов была возможность помочь решить проблему глобального потепления из-за использования ископаемого топлива для питания машин.

На сегодняшний день, наилучшие модели камер в современных смартфонах способны снимать со скоростью более 1000 кадров в секунду в режиме замедленной сьемки. Показатель скорости у профессиональных специализированных камер исчисляется несколькими десятками тысяч кадров в секунду.

Специалисты Калифорнийского технологического института разработали камеру, которая на сегодняшний день является самой быстрой. Показатель скорости новой камеры составляет 70 триллионов кадров в секунду, что является новым абсолютным рекордом мира. Данная камера способна запечатлеть даже движения волн света.

В новой камере за основу взята технология CUSP (compressed ultrafast spectral photography), которая использует короткие импульсы лазерного света длительностью около одной фемтосекунды. Специальная оптическая система делит короткие импульсы света еще на более короткие и использует каждый для освещения объекта, что фиксируется специализированным сверхскоростным датчиком камеры. Сверхскоростной датчик способен фиксировать изображение с максимальной скоростью в 70 триллионов кадров в секунду.

Специалисты полагают, что новая камера будет использоваться для сьемок чрезвычайно быстрых явлений, таких, как процесс распространения световых волн, процессы ядерного синтеза, перемещение фотонов внутри биологических тканей, флуоресцентный распад молекул биологического происхождения.

Учеными из Китая был разработан новый материал для устранения проблемы современных литий-ионных батарей, которые при работе нагреваются. Новый материал получил название термогальванический гель. Основная идея для разработки нового материала была в том, чтобы не просто отводить избыточное тепло, а превращать его в электроэнергию.

На сегодняшний день в электромобилях для поддержания батареи в оптимальных тепловых условиях система расходует энергию на нагрев элемента, а потом тратит энергию на принудительное охлаждение. Ученые из Китая разработали данный гидрогель для решения этой проблемы. Особая структура гидрогеля позволяет при нагревании высвобождать еще больше ионов, которые передвигаясь между двумя электродами генерируют электрический ток.

После запуска электронов избыточное тепло используется для нагрева воды содержащейся в гидрогеле. В итоге вода испаряется при этом отводит тепло от системы. После подогрева гидрогель начинает стабилизироваться и впитывает влагу из воздуха. По словам ученых, не исключен риск пересыхания гидрогеля при длительной постоянной работе.

Ученым, в ходе эксперимента, удалось достичь снижения температуры на 20 градусов и выработать при этом 5 микроватт энергии. В эксперименте была использована пленка толщиной 2мм, которой обернули батарею смартфона. Так как технология является экспериментальной, то показатель пока невысок. Но ученые заявляют, что данная технология может стать вспомогательным модулем в общей энергосети электромобиля.

Калифорнийский стартап Mojo Vision разработал контактные линзы с дополненной реальностью, которые изменят метод взаимодействия пользователя с окружающим миром.

В контактную линзу встроен дисплей, с помощью которого пользователь получает необходимую информацию. Концепция линз называется “невидимые вычисления”. Данная платформа позволяет пользователю сосредоточится на реальном мире, а не на экране гаджета.

Разработчики оснастили контактные линзы плотным динамическим дисплеем, датчиком изображения, который оптимизирован для компьютерного зрения, также датчиком движения для стабилизации изображения и для отслеживания глаз.

Встроенный дисплей обладает 14000 ppi и был представлен в мае 2019 года, как самый маленький и контрастный дисплей, который используется для демонстрации динамического и движущегося контента. Дисплей проецирует поступающие данные на окружающую среду. Пока что информация, передаваемая на дисплей линз, выглядит как зеленый текст, который накладывается на картинку взгляда человека.

Разработан крошечный сенсор размером с бусину, который предназначен для размещения на теле человека и который способен считывать информацию о здоровье человека.

Сенсор был разработан специалистами Технологического института Джорджии и выполняет функцию электрокардиограммы (ЭКГ), но работает по другому принципу. Вместо измерения электрической активности сердца, сенсор сканирует мельчайшие вибрации, которые создаются сердцебиением и дыханием.

Специалисты поясняют, что на данный момент медицина полагается на электрокардиограмму для получения информации о работе сердца. Но сердце- это механическая система, где происходит сокращение мышц, открывание и закрывание клапанов. Электрокардиограмма не способна считать вибрации и звуки, которые генерируются при работе сердца.

Основой сенсора являются два тонких слоя кремния с пространством между ними. Толщина промежуточного пространства составляет всего 270 нанометров. Кремниевые слои являются электродами, которые хранят незначительный заряд и расходуют при воздействии вибрации тела. Уникальная конструкция сенсора позволяет игнорировать сильные шумы извне и позволяет реагировать сенсору только на микровибрации, исходящие изнутри тела.  

Сенсор способен обнаруживать звуки сердцебиения, скорости дыхания и шумы легких. Также сенсор может обнаруживать физическую активность, что позволяет синхронизировать эти данные с данными о работе сердца и легких для создания общей картины здоровья.

Специалисты утверждают, что сенсор возможно использовать для выявления опасных проблем со здоровьем на ранних стадиях.

Специалисты из разных стран постоянно совершенствуют солнечные батареи. Специалистам из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии США и ученым Берлинского центра материалов и энергии имени Гельмгольца удалось побить два мировых рекорда по эффективности преобразования солнечного света в электричество.

Специалисты из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии США разработали солнечные элемент, способный работать с эффективностью 47,1%, что делает данную батарею самой эффективной за всю историю. Разработанное устройство известно, как шестипереходный III-V солнечный элемент, который состоит из шести различных типов фотоактивного слоя. Каждый слой состоит из различных полупроводниковых материалов и относится к группе III-V. Материалы группы III-V способны собирать энергию из различных частей солнечного спектра. Одна солнечная ячейка состоит из 140 слоев и толщиной меньше человеческого волоса.

Специалисты добились рекордного показателя в 47,1% с помощью сфокусированного света, который в 143 раза интенсивнее естественного. При естественными лучами солнца данный показатель эффективности равен 39,2%. Для сравнения, КПД обычных кремниевых батарей чуть больше 23%. Специалисты предлагают комплектовать подобные батареи фокусирующими линзами или конструкцией вроде зеркала Архимеда, фокусирующей лучи на элементе.

Ученые Берлинского центра материалов и энергии имени Гельмгольца побили рекорд эффективности в классе тандемных солнечных элементов (элементы с двумя различными типами фотоактивных слоев). Ученые один слов создали из перовскита, а другой материал из комбинации меди, индия, галлия и селена, который называется CIGS. На базовую поверхность сначала нанесли слой CIGS толщиной от 3 до 4 микрометров. Затем на слой CIGS размещают перовскитный слой толщиной 0,5 микрометра. Данные материалы хорошо сочетаются, так как перовскит способен собирать видимый свет, а CIGS собирает инфракрасный. Ученые для улучшения контакта между слоями разместили прослойку из рубидия толщиной в один атом.

Ученым удалось достичь данным методом пиковой эффективности в 24,16%. Это хорошее начало для дальнейших разработок, учитывая, что это первая в своем роде перовскитная тандемная солнечная ячейка.

Эксперты в рамках расследования убийства зампреда общественной палаты Раменского района Подмосковья Евгении Исаенковой успешно взломали смартфоны обвиняемого и жертвы.

Экс-главе Раменского района Андрею Кулакову, обвиняемого в убийстве зампредседателя общественной палаты Евгении Исаенковой, Серпуховской суд продлил на месяц срок ареста. Выяснилось, что ГСУ СКР по МО удалось взломать четыре IPhone, принадлежащие обвиняемому и жертве. Ранее было невозможно получить информацию с iPhone без желания владельца.

На слушаниях следователь сообщил, что эксперты успешно получили доступ к содержимому изъятых IPhone Исаенковой и экс-главы района. Были обнаружены контакты обвиняемого и жертвы, о которых у следствия ранее не было никакой информации. С некоторыми из контактов накануне преступления общались и обвиняемый, и жертва. Изучение и допрос контактов, а также работа с содержимым IPhone были названы в качестве одного из доводов продления ареста.

Ранее полагалось, что самым защищенным смартфоном является IPhone и без желания владельца невозможно достать информацию. СКР уверяет, что данная проблема была преодолена. В экспертизе четырех изъятых IPhone было указано, что смартфоны будут разрушены и из них придется выпаять некие блоки, которые будут вмонтированы в экспериментальное оборудование. Данное оборудование способно предоставить доступ ко всему содержимому IPhone, включая мессенджеры.

На слушаниях было выяснено, что первый официальный опыт использования оборудования для получения доступа к содержимому IPhone прошел успешно. И с данными из смартфонов Исаенковой и Кулакова в данный момент работают следователи.

Учеными Массачусетского технологического института была разработана система, которая способна помочь отслеживать зараженных коронавирусом и при этом не нарушать конфиденциальность пользователей.

Новый метод разработан для автоматического отслеживания людей, которые находились по близости с зараженными людьми. Система использует сигналы Bluetooth ближнего действия, которые представляют собой случайные цепочки чисел. Данные цепочки чисел ближайшие смартфоны записывают в памяти устройства. Если пациент узнал, что заражен, то ему необходимо загрузить в базу полный список цифр, которые его устройства передавали в течение последних двух недель. Другие пользователи смогут проверить, есть ли в памяти их устройств совпадающие цифры. И если какие-то цифры совпадают, то необходимо пройти тест на коронавирус, так как пользователь находился в пределах 12 метрах от источника вируса.

Разработанная система также направлена на решение проблемы неприкосновенности частной жизни, так как не использует геолокацию и не привязывает диагноз к конкретному человеку.

Группа специалистов из университета Лидса разработала устройство, которое получило название спин-конденсатор, внутри которого момент вращения группы электронов сохраняется на протяжении нескольких часов. Подобные устройства, которые были разработаны ранее, способны сохранять спин электронов лишь на доли секунды.

Специалисты утверждают, что разработанные крошечные спин-конденсаторы способны стать основой высокоэффективных и экономичных устройств хранения информации. Показатель информационной плотности данного устройства будет составлять около 100 терабайт на один квадратный дюйм площади.

Технология квантовых эффектов способна обеспечить полное отсутствие тепловых и энергетических потерь, что позволяет реализовать на основе спин-конденсаторов более эффективную, стабильную работу.

Специалисты полагают, что в будущем вычислительные системы не будут полагаться на жесткие диски, а будут использовать устройства на основе спин-конденсаторов.

Спин-конденсатор основан на молекуле фуллерена с электродами из окиси марганца и магнитного кобальта. В области контакта окиси марганца и сферической углеродной структурно фуллерена возникает зона, позволяющая захватывать и удерживать спин-состояние группы электронов. А взаимодействия между атомами углерода фуллерена и оксида марганца в магнитном поле, которое вырабатывает кобальтовый электрод, позволило увеличить время затухания спин-состояния.

На данный момент нескольких часов сохранения спина электронов недостаточно для использования технологии в устройствах хранения информации. Специалисты проводят исследования новых комбинаций материалов, которые позволять разработать условия, при которых возможно хранить информацию в течении промежутков времени, которые стремятся к бесконечности.

Ежегодно замечается спад роста производительности компьютеров и происходит это потому, что элементы кремниевых чипов приближаются к своим пределам ограничений, которые накладываются фундаментальной физикой. Для сохранения темпов роста производительности необходима замена кремниевых технологий.

Специалисты из Швейцарского федерального технологического института и института имени Пола Шеррера разработали способ создания магнитного логического элемента с управлением исключительно электрическим способом путем зеркального отражения свойств магнитных областей.

За основу магнитного логического элемента специалисты взяли магнитную беговую память, в которой проводники перемещаются за счет движения электронов. Специалисты первым создали логический элемент НЕ, который изменял направление внутренних магнитных полей при электрическом управлении. Вентиль НЕ состоит из тонкого проводника из немагнитной платины, которая покрыта слоем магнитного кобальта и магнитное поле слоя кобальта выровнено перпендикулярно направлению проводника. При данной конфигурации контакта платины и кобальтового покрытия в центре возникала зона, которая выполняла роль магнитного диэлектрика. При подаче электрического поля на один из концов платинового проводника сформировывался магнитный домен, который перемещался в сторону другого проводника. Данный домен разрушался при контакте с магнитным диэлектриком в центре и на другой стороне возникал новый домен магнитной силы с противоположным значением. Также специалисты, создали широко используемый и распространенный базовый логический элемент И-НЕ, использовав дополнительные соединения и вентиль НЕ.

Новый способ создания магнитного логического элемента является первым шагом к созданию других типов магнитных логических элементов и для разработки магнитных процессоров.

Специалисты Массачусетского технологического института (MIT) продемонстрировали систему, которая способна улавливать энергию электронных устройств, в том числе и сигналы Wi-Fi, и использовать ее для подзарядки других устройств.

Специалисты использовали терагерцевое излучение, которое находится в диапазоне электромагнитного спектра между микроволновым и инфракрасным излучением. Разработанное устройство называется терагерцовый выпрямитель. Выпрямитель состоит из небольшого квадрата графена со слоем нитрида бора под ним. Антенны улавливают излучение, фиксируя сигналы проходящие через графен, что заставляет электроны в графене двигаться в одном направлении, что создает постоянный ток.

По словам специалистов, для данного устройства графен должен быть чистым, так как примеси могут рассеивать поток электронов. Слой нитрида бора препятствует рассеиванию, что позволяет электронам в графене аккумулировать в одном направлении.

На данный момент, производительности терагерцового выпрямителя достаточно для обеспечения энергии небольших устройств таких, как электронные импланты (кардиостимуляторы). Специалисты планируют разработать технологию, способную обеспечивать пассивную подзарядку устройств в процессе их эксплуатации.

Специалисты Fujitsu продемонстрировали технологию Virtual Integrated File System, позволяющей магнитной ленте конкурировать с жесткими дисками, как дешевая альтернатива хранилища больших объёмов данных.

Новая технология будет основана на новом стандарте LTO-9 (стандарт записи информации на магнитную ленту), который способен обеспечит плотность записи данных в несжатом виде до 26,1 Тб и скорость записи до 708 Мб/сек.

Данные показатели существенно больше, чем у самого большого существующего диска объёмом в 20 Тб. Технология VIFS (Virtual Integrated File System) позволяет объединить несколько ленточных картриджей в один, что предоставляет возможность пользователям получать доступ к любым данным, независимо от того, на каком картридже они находятся.  

Специалисты Научно-технического университета Китая и университета Цинхуа усовершенствовали, ранее разработанный, протокол обмена информации SNS-TF (Sending-or-Not-Sending Twin-Field), являющимся самым эффективным для реализации технологии квантового распределения ключей шифрования. В протокол была встроена технология автоматической коррекции ошибок, которая позволила осуществить передачу квантовых ключей на рекордное расстояние в 509 километров без использования промежуточных усилителей и ретрансляторов сигнала.

Также модернизация аппаратных средств позволила получить контроль на уровне единичных фотонов, создавая взаимодействия первого порядка между светом двух независимых лазеров, которые синхронизированы с высочайшей точностью с помощью метода удаленного захвата частоты. Специалистам пришлось изготавливать сверхпроводящие датчики единичных фотонов, которые обеспечивают требующуюся разрешающую способность, для работы с высокой скоростью.

По словам специалистов, технология QKD SNS-TF сохраняла стабильность своей работы на всей дистанции в 509 километров, что в семь раз превышает дистанцию других реализации технологии QKD без усилителей сигналов. Также показатели скорости передачи информации ключей шифрования превзошли показатели аналогичных систем, работающих в идеальных условиях.

На сегодняшний день, технология QKD SNS-TF готова для создания безопасных квантовых сетей, длина сегментов которых будет в пределах от 200 до 300 километров

Специалисты Чикагского университета разработали браслет, который состоит из 24 динамиков и способен генерировать помехи в ультразвуковом диапазоне частот. Ультразвуковой шум браслета, с помощью нелинейного искажения встроенного усилителя, попадает в звуковой диапазон, тем самым исключая запись разговора.

Браслет способен генерировать всенаправленные помехи и устраняет слепые зоны при движении запястья. По словам специалистов, браслет более эффективен, чем специализированные глушители и даже способен подавлять скрытые микрофоны. Ультразвук незаметен для окружающих, кроме молодых людей и собак, но микрофоны, находящиеся поблизости, будут обнаруживать высокочастотный шум вместо звуков.

Специалисты заявляют, что устройство будет полезно владельцам смарт-устройств, таких как умные колонки. Так как у умных колонок практически постоянно включен микрофон и по статистике неоднократно в Сети появляются записи разговоров, которые записаны со смарт-устройств.

Группа специалистов KAIST изобрела ультратонкую матричную камеру. Толщина камеры составляет всего 740 мкм и обладает биологическим дизайном для высококонтрастного изображения с высоким разрешением.

За основу камеры было взято строение глаза насекомого, которое обладает отличными визуальными характеристиками, такими как большая глубина резкости, широкий угол обзора и высокая чувствительность движения при маленьком объёме структуры с небольшим фокусным расстоянием. Специалисты вдохновились структурой глаза Xenos peckii — эндопаразит бумажных ос, у которого глаза имеют сотни фоторецепторов в одной линзе. Что является уникальной структурой, которая способна обеспечить высокое визуальное разрешение.

Специалисты на основе структуры глаза Xenos peckii разработали ультратонкую камеру и новую конфигурацию микрооптического элемента, которая способна подавить оптический шум между микролинзами при уменьшении толщины камеры. Микрооптический элемент интегрировали в камеру с датчиком изображения на основе оксида металла и полупроводника. В результате толщина полностью упакованного объектива камеры составила всего 740 мкм.

По словам специалистов, ультратонкая матричная камера успешно демонстрирует высококонтрастные изображения с четкой матрицей. Для улучшения качества изображения, специалисты объединили массивы изображения в одно с помощью суперразрешения.

Ученые из Стэнфордского университета предложили новый метод, который позволит уменьшать температуру чипов с помощью отвода фотонов и акустооптических модуляторов.

В окружающей среде объекты получают и излучают тепло. Излучаемое объектами тепло происходит в спектре с определенной частотой, которая зависит от температуры объекта. Объект нагревается, если количество входящих фотонов будет больше, чем исходящих.

Новый метод состоит в том, чтобы создать охлаждающее устройство, работающее путем изменения теплообмена между объектом и окружающей средой, добавляя энергию к излучаемым фотонам, что должно увеличить количество отводимого тепла.

Устройство основано на акустооптических модуляторах, в которых есть материалы, вибрирующие на звуковые волны. Фотоны, проходящие через колеблющийся материал, будут получать энергию. Такое устройство способно будет модулировать определенный диапазон частот, соответствующий данной среде.

По словам ученых, нанесение нескольких слоев тонких материалов поверх охлаждаемого объекта и использование источника света для модулирования индекса отдельных слоев, давая выходящим фотонам импульс энергии приведет к усиленному охлаждению объекта.

Учеными Университета Глазго был адаптирован процесс выращивания кристаллических структур для генерации случайных математических чисел. Существующие программные алгоритмы сохраняют закономерности при расчетах. За основу нового генератора ученые взяли идеальный механизм генерации истинно случайных чисел- это образование кристаллов.

Ученые поясняют, что в исходной системе перед запуском реакции есть бесконечное число энергетически эквивалентных способов объединения реагентов, что порождает энтропию и исключает получения идентичных образцов кристаллов при аналогичных условиях.

Ученые разработали ферму с множеством ячеек, в которых подготовлены условия для роста кристаллов. После запуска процесса робот анализирует и собирает такие данные, как размер, форма, ориентация и цвет каждого кристалла. Собранная информация кодируется в двоичной системе и каждые 10 минут преобразовывается в новое число.

По словам ученых, результаты на тестах шифрования-взлома, установленными Национальным институтом стандартов и технологий (Великобритания), деятельность робота-кристаллизатора соответствовала тестам на случайность.

Группа ученных Массачусетского университета в Амхерсте разработала устройство, генерирующее электричество из влаги в воздухе. Устройство получило название “air-gen” и вне зависимости от времени суток способно работать при любой погоде, так как влажность в воздухе присутствует всегда.

В основе air-gen используется геобактерия – природный анаэробный микроорганизм, обнаруженный около тридцати лет назад, производящий, в процессе жизнедеятельности, электропроводящее белковое нановолокно. Специалисты поместили волокно между двумя тонкими электродами. И при контакте с влажным воздухом волокно начинает генерировать электроэнергию.

По словам ученых, небольшой плоскости air-gen должно хватить для питания смартфона, смарт-часов и другой маломощной электроники.

Специалисты MITпредставили идентификационный чип, в котором содержится процессор, антенны и фотодиоды для питания. Данный чип способен помочь отличить качественный продукт от контрафакта.

На сегодняшний день, контрафактных продуктов во всем мире было продано на общую сумму около 2 триллионов долларов. Злоумышленники используют сложные методы для того чтобы невозможно было отследить происхождения товара. RFID-метки, которые используются для борьбы с подделками, слишком большие, чтоб использовать на мелких предметах, и они слабо защищены от клонирования.

Разработанный чип обладает размером 1,6 кв. мм и способен работать от маломощных фотогальванических диодов. Работает чип на высокой терагерцовой частоте и с помощью технологии обратного рассеивания способен передавать данные на 5 см – достаточно для того, чтобы считать сигнал сканером.

Специалисты ведут работы по увеличению зоны действия чипа для того, чтобы метки обменивались данными. Обмен данными между метками увеличит скорость идентификации, так как не придется сканировать каждый товар.

Группа специалистов разработала двухрежимные солнечные панели, способные вырабатывать энергию в любое время. Днем поглощают солнечную энергию, а ночью сами становятся источником питания и улавливают, специальными надстройками, тепловую энергию.

Существующие конструкции из солнечных панелей, которые способны разворачиваться вслед за Солнцем, улавливают лишь малую часть из области видимого спектра. Поэтому специалисты решили разработать солнечные панели, которые будут аккумулировать тепловую энергию вне видимого спектра.

Инфракрасное излучение Солнца нагревает Землю и все объекты на ней и ночью они становятся источниками тепловой энергии. Для того чтобы собирать эту энегию специалисты, интегрировали в структуру солнечных панелей теплоуловители.

Новая технология показала впечатляющий результат, собрав до 25% объёма энергии солнечной панели, которую собирает в течение полного светового дня.

Группа израильских ученых продемонстрировала новый метод извлечения данных с физически изолированных компьютеров, который задействует настройки яркости LCD-дисплеев. В настройках яркости возможно внести изменения, которые не будут заметны человеческому глазу, но при этом специальный алгоритм сможет считать эти изменения с видеопотока. Данный вид атаки получил название BRIGHTNESS, он разработан специально для физически изолированных компьютеров без подключения к Сети. Атака заключается в том, чтобы заразить изолированную систему вредоносом, который собирает данные и изменяет настройки яркости дисплея таким образом, чтобы соответствовать бинарному шаблону. Благодаря этому бинарному шаблону передаются файлы – один бит за раз. После этого необходимо произвести запись экрана зараженного компьютера. Видео анализируется и файлы собираются из анализа показателей яркости экрана.

Ученые Массачусетского технологического института (MIT) заявляют, что замена жидких компонентов на твердые улучшит работу современных литиевых аккумуляторов. По словам ученых, новые твердотельные аккумуляторы способны значительно увеличить срок службы мобильных устройств и даже электромобилей за счет увеличение плотности энергии аккумулятора.

В литиевых аккумуляторах используется жидкий электролит, чтобы ионы лития проходили между анодом и катодом. Данный электролит очень взрывоопасен и способен привести к возгоранию аккумулятора.

Замена жидкого электролита на твердый материал позволит сделать батареи более безопасными. Также твердый материал будет эффективно подходить к другим компонентам батареи таким, как анод, который в современных аккумуляторах состоит из смеси меди и графита. Если сделать анод из чистого лития, это увеличит плотность хранимой энергии. Единственная проблема литиевого анода в том, что при зарядке аккумулятора он расширяется и уменьшается в объёме при потреблении энергии. В процессе сжатия или расширения анода возможна потеря контакта и аккумулятор выйдет из строя.

Учеными MIT было найдено решение этой проблемы. Были использованы особые материалы такие, как смешанные ионно-электронные проводники и электронные и литий-ионные изоляторы. Данные материалы встроили в трехмерную конструкцию их массива нанотрубок. Нанотрубки заполняют твердым литием для того, чтоб получить губкообразный анод. Это сделано для того, чтобы при возможном сужении и расширении лития не было потери контакта с твердым материалом, заменяющий жидкий электролит.

Новая архитектура аккумуляторов способна выдержать 100 циклов зарядки и разрядки без признаков деградации. Также данная архитектура позволяет уменьшить размер аккумуляторов и не будет взрываться от любого удара. Ученые уже провели несколько тестов новых аккумуляторов. И заявляют, что при сохранении размера, как с жидким электролитом, новые аккумуляторы будут иметь гораздо большую емкость

Группой ученых из Калифорнийского технологического института была разработана сверхскоростная камера, которая способна записывать видео со скоростью до 1 триллиона кадров в секунду. В данной камере был использован принцип действия фазочувствительной сжатой сверхскоростной фотосъемкой (phase-sensitive compressed ultrafast photography, pCUP). Специалисты, объединив технологии pCUP и контрастную фазовую микроскопию, смогли достичь высокой скорости сьемки как прозрачных объектов, так и эфемерные явления, такие, как прохождение сигналов по нейронам нервных тканей или распространение ударных волн в газовой среде. Для улучшения качества сьемки прозрачных и полупрозрачных объектов специально была разработана контрастная фазовая микроскопия.

Также для сверхскоростной камеры была разработана технология сверхскоростного кодирования и сжатия LLE-CUP для хранения данных, исключающая потерю качества и данных. Новая технология заключается в захвате опорного снимка и описывании всех движений, которые захватываются на протяжении всего времени записи.

На данный момент технология только начала развиваться, но уже способна принести пользу в некоторых областях науки таких, как химия, физика и биология. pCUP-камера способна помочь ученым в режиме реального времени рассматривать распространение сигналов, распространение пламени в камере сгорания или коммуникации между нейронами.

Специалистами из Университета Монаша в Мельбурне был разработан тонкий и гибкий электронный материал, который возможно применить для создания сенсорных экранов и распечатать, как газету.

В основе нового материала была использована тонкая пленка, которая находится в сенсорных экранах телефонов, и которая с помощью химии жидких металлов была сокращена с 3D до 2D. Такие листы легко совместимы с любыми существующими электронными технологиями из-за хорошей гибкости.

Специалисты отмечают что, взяв за основу старый материал и преобразовав его, удалось создать новый чрезвычайно тонкий и гибкий. Новый материал возможно согнуть или скрутить, и его производство гораздо дешевле и эффективнее. Также специалисты утверждают, что использование нового материала в сенсорных экранах мобильных телефонов сократит энергопотребление и увеличит срок службы аккумулятора на 10%. Новый материал возможно использовать в сенсорных дисплеях, светодиодах, солнечных батареях и даже в умных окнах.

Плагин WordPress Database Reset используется для облечения настройки баз данных и быстрого сброса к настройкам по умолчанию. Плагин установлен более чем на 80 000 сайтов. И в начале января, специалисты обнаружили уязвимости, которыми злоумышленники могут воспользоваться для захвата сайта или обнуления таблиц базы данных.

Одна из уязвимостей получила идентификатор CVE-2020-7048 и набрала 9,1 баллов по шкале уязвимостей CVSS. Как оказалось, функции базы данных не защищены проверками или предупреждениями, и из-за этого любой пользователь способен сбросить таблицы баз данных без аутентификации. Злоумышленникам для эксплуатации данной уязвимости, чтобы сбросить базы данных сайта, необходимо отправить запрос на удаление сообщений, комментариев, страниц, пользователей или другого загруженного контента.

Вторая уязвимость получила идентификатор CVE-2020-7047 и имеет 8,1 по шкале CVSS. Данная уязвимость позволяет одним запросом любому, независимо от уровня привилегий, аутентифицированному пользователю присвоить себе права администратора и отобрать у других пользователей их права. Злоумышленник таким образом становиться единственным администратором с полным управлением над сайтом.

Специалистами из Ланкастерского университета был разработан новый тип памяти ULTRARAM, в котором были объединены основные достоинства оперативной памяти и хранилища информации. Данный тип памяти может оказать огромный толчок в развитии электронных устройств. 

Специалисты называют ULTRARAM – “универсальной памятью”, которая способна хранить данные надежно и долговременно и при этом предоставлять максимально быстрый доступ для их изменений.

На сегодняшний день в электронных устройствах используется два основных вида памяти. Оперативная память, которая работает быстро и используется для активной работы. Но оперативная память является энергозависимой и при выключении устройства она очищается. И второй тип памяти – это накопители такие, как жесткие диски, внешние накопители и флеш-память. Они способны хранить информацию долговременно и даже полностью отключенные от питания, но работают медленно. Даже SSD диски, которые являются самыми быстрыми твердотельными накопителями, работают в десять раз медленнее оперативной памяти.

По словам специалистов, в универсальной памяти ULTRARAM используется квантовый механический эффект “резонанское туннелирование”, позволяющий размыкать и замыкать цепи под воздействием маленького напряжения. Что позволило объединить оперативную память и накопители. Только представьте, что все свободное место одновременно является объёмом оперативной памяти и жестким диском, который работает со скоростью оперативной памяти.

Специалисты стартапа Mojo Vision представили линзы с дополненной реальностью. В линзах использовали несколько новых технологи. Одна из основных - это AR-дисплей, проецирующий изображение на сетчатку глаза. Дисплей встроен в плавные контуры хрусталика человека и размером он с песчинку.

По словам специалистов, панель имеет плотность в 14 тысяч пикселей на дюйм, что является рекордным значением, для примера, данный показатель у экрана Apple iPhone 11 равен 323. Также в устройство были интегрированы радиодатчик, сенсоры изображения и движения, которые помогают стабилизировать и накладывать картинку.

На панель устройства возможно выводить элементы дополненной реальности, которые существуют в окружающей среде, такие как указатели движения, уведомления и новости. А для людей с близорукостью линза может повышать резкость, приближать или отдалять объект и может помочь с видимостью в темноте.  

Группой специалистов из Стэнфордского университета был разработан ускоритель частиц, который возможно уместить на микрочипе. Привычно ускоритель частит является гигантской сложнейшей установкой, а специалистам удалось разработать конструкцию длина, которой составляет 30мкм и позволяет разогнать частицы до 94% скорости света.

В основе данного ускорителя лежит нанометровый канал из кремния в изолирующей оболочке из вакуума. В этом канале при помощи инфракрасного лазера передается импульс, вынуждающий ускоряться частицам до колоссальной скорости за счет многократного повторения процесса.

Главные преимущества данной разработки- это компактность и символическая площадь поражения мишени. Эти преимущества дают надежду на применение ускорителя для сложных операций, например, воздействие на раковые опухоли.

Специалисты из Лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса создали прочную батарею, способную выдержать огонь, воду, даже химические составы и выстрелы.

На разработку литий-ионной батарей, которая устойчива к любым видам деформации, таким как разрезание, сгибание и стрельбе по ней, специалисты потратили около пяти лет. В основе такой батареи был использован химический состав, разделяющий положительные и отрицательные заряды. Проводя опыты, специалисты заметили, что при увеличении солей лития и смешивая электролит с полимером, который напоминает мягкий пластик, возможно обеспечить работу батареи практически в любых условиях, в которых раньше не работала.

Специалисты проводили испытания и даже после того как ее, практически, сожгли, отрезали обугленную часть, батарея в данных условиях проработала в нормальном режиме около 100 часов.

Для разработки первых опытных образцов молекулярно-электронных чипов, специалисты использовали последние достижения из областей полупроводниковых технологий, нанопроизводства, биодатчиков. Что позволило создать чип, который содержит около 100 миллионов молекулярных датчиков, позволяющие за один час произвести считывание информации из ДНК человека.

Специалисты разработали и создали первый молекулярно-электронный чип для высокоскоростного и точного чтения генетической информации из ДНК человека. По словам специалистов, в ближайшем будущем планируется создавать чипы, которые способны выполнять более сложные функции, например, обнаружение определенных типов белков или биомаркеров различных заболеваний.

На сегодняшний день технология Electronic Nano-Device Sequencing способна уменьшить время считывания генетической информации до десятков минут, что позволит снизить стоимость данной процедуры. Это также является толчком к дальнейшему развитию соответствующих областей медицины. Специалисты планируют на основе данного чипа создать устройство, способное обеспечивать высокую скорость считывания информации при использовании синтетической молекулы ДНК в качестве носителя.

Учеными из MIT был разработан концепт пластыря, который способен обеспечить эффективную работу вакцин и отслеживать какие прививки делал человек.

Пластырь с помощью микроскопических игл управляет особенными квантовыми точками, которые хранят полную историю вакцинации под кожей человека. Данная технология становиться более актуальной из-за увеличения численности населения. Так как некоторые вакцины необходимо вводить многократно через определенный промежуток времени, о введение повторной вакцинации человек может забыть, а это приводит к неэффективному лечению.

Новая технология вакцинации основана на полупроводниковых кристаллах, отражающие определенные длины света. И пока введенный препарат находится в кровотоке человека, при помощи специального оборудованного смартфона любой специалист способен проверить данные последней вакцинации. Специальный краситель вместе с вакциной попадает в организм человека с помощью крошечных растворяющихся игл, которые необходимую дозу вакцины постепенно отдают в организм человека. Чтобы краска в организме хранилось длительное время специалисты инкапсулировали микрочастицы до 20 микрон.

По словам специалистов, специальным оборудованным смартфоном возможно отследить краску с данными о вакцинах даже после пяти лет при постоянном пребывании человека под Солнцем.

Специалистами из Университета Иллинойса был создан самовосстанавливающийся твердый электролит. Новый твердый электролит разработан на основе полимера, способного подвергаться вторичной переработки без сильных кислот или высокой температуре.

Основной недостаток литий-ионных батарей является дендриты. Дендриты- это структуры, состоящие из твердого металлического лития, которые формируются в результате зарядки и разрядки аккумулятора. Дендриты сокращают срок службы и могут привести к короткому замыканию аккумуляторы.

Также еще одним недостатком является переработка аккумуляторов, так как большинство элементов невозможно использовать повторно.

Специалисты из Университета Иллинойса нашли решение данных проблем, создав твердотельный аккумулятор, который удаляет дендриты самостоятельно. По словам специалистов, данный эффект удалось достичь, использовав сшитые полимерные пряди для создания литиевого проводника.

Группой специалистов из эксперты Сент-Эндрюсского университета и Научно-технологического университета имени короля Абдуллы удалось разработать прототип кремниевого чипа, который способен обеспечивать устойчивое шифрование данных. Для разработки были использованы законы природы, а именно теория хаоса.

Появление более мощных квантовых компьютеров требует иные формы шифрования. Так как актуальные возможно взломать в течение короткого промежутка времени.

По словам специалистов, разработанный прототип позволяет добиться совершенной секретности, используя классические законы физики (теория хаоса и второй закон термодинамики). Ключи шифрования, которые генерируются чипом и используются для расшифровки сообщений, нигде не хранятся и не передаются вместе с сообщением. Для шифрования используются связанные хаотические волновые пакеты.

Специалисты утверждают, что злоумышленники, обладающие неограниченными ресурсами и доступом к системе и чипу, не способны взломать данное шифрование, так как процесс шифрования защищен вторым законом термодинамики

Специалистами из Калифорнийского университета в Сан-Диего были разработаны мягкие контактные линзы, обладающие функцией зума. Умные контактные линзы отслеживают движения глаз и для того чтобы разглядеть объект поближе, необходимо за короткий промежуток времени дважды моргнуть.

Для создания данных контактных линз, специалисты измеряли сигналы, которые генерируются при движении глаз. Контактная линза способна реагировать на электрические импульсы движения глаз и выполнять заданную функцию, которая основана на конкретном движении.

Данная технология находится в стадии доработок. На сегодняшний день, необходимо надеть на голову специальное оборудование для того чтоб воспользоваться функцией зума на линзах. Линза состоит из солевого раствора, который поместили в две электроактивные полимерные пленки и вокруг глаз расположены пять электродов для управления линзами. Достаточно несколько раз моргнуть и под воздействием электрического тока линзы позволять увеличить или уменьшить изображение.  Специалистам удалось достичь изменения фокусного расстояния до 32%.

По словам специалистов, разработка умных контактных линз открывает новые возможности для развития передовых технологий. Новая разработка может быть использована для робототехники, для создания регулируемых очков или в медицинских целях.

Количество ДТП с участием пешеходов значительно возросло за последние несколько лет. А все из-за того, что некоторые пешеходы ходят по улицам с наушниками в ушах и при этом смотрят в экраны смартфонов.

Для таких пешеходов, специалисты из Колумбийского университета, Университета Северной Каролины и Нью-йоркского колледжа Барнарда разработали умные наушники, сканирующие и анализирующие окружающие звуки в режиме реального времени для того чтобы предупреждать пешеходов об опасности.

Наушники оборудованы множеством миниатюрных микрофонов, которые размещены для улавливания звуков со всех направлений. Эти данные передаются и обрабатываются специальных приложением на смартфоне. По словам специалистов, приложение способно безошибочно определять из общей звуковой картины звуки, которые издает приближающееся транспортное средство. Система при обнаружение опасности оповещает пользователя звуковым сигналом, который различим на фоне музыки или любого шума.

Также специалисты заявляют, что система потребляет мало энергии и наушники укомплектованы недорогими компонентами. Система получилась достаточно простой в производстве. На данный момент наушники тестируются на улицах Нью-Йорка.

Специалисты из Городского колледжа Нью-Йорка и Университета ИТМО продемонстрировали новый метод к улавливанию света в искусственных фотонных материалах, что позволит увеличить скорость передачи данных в интернете.

В топологических фотонных метаматериалах происходят долгосрочные взаимодействия, которые изменяют поведение световых волн. По словам специалистов, можно контролировать данные взаимодействия, что позволит переключаться между захваченным и протяженным характером оптических волн.

Новый метод позволит разрабатывать новые оптические резонаторы для устройств, которые используются ежедневно. Такие как роутеры и смартфоны, также можно разрабатывать оптические чипы, которые используются в оптоэлектронике для передачи данных через интернет. Разработка оптических чипов новым методом, позволит увеличить скорость передачи данных в несколько раз.

Специалисты продолжают проводить исследования и расширяют возможные подходы к улавливанию видимого и инфракрасного света. Что позволит расширять диапазон применения.

Специалисты обычно в изготовлении роботов используют эластичные материалы наподобие резины или пластика, и датчики, аккумуляторы с электропроводкой закрепляют на поверхности роботов. Из-за этого роботы становятся менее гибкими и тяжелыми.

Группой специалистов из Национального университета Сингапура был разработан новый необычный материал, который частично, по свойствам, является металлом. Новый материал утроен достаточно необычно, в основе которого используется обычная бумага. Бумагу складывают в “гармошку” и помещают в оксид графена, чтобы бумага покрылась тонким слоем графена. Следующим этапом необходимо полученный материал поместить в раствор ионов пластины, также возможно использовать золото или серебро. После этого происходит обжиг материала при температуре 800 градусов по Цельсию в пламени газообразного аргона. Финальным этапом повторяется обжиг, но при температуре 500 градусов по Цельсия в пламени сгорающего кислорода.

В итоге получается материал, который состоит на 70% из платины и на 30% из аморфного углерода. Также данный материал стабилизируют, путем пропитывания его в растворе эластомера. Материал получается эластичным, способный сгибаться и растягиваться. Толщина данного материала составляет 90 микрометров. Также материал способен отлично проводить электричество.

По словам специалистов, материал способен выдержать температуру до 800 градусов. Такое свойство может позволить создавать роботов для особо опасных условий, в которых не способна выдержать другая техника. Материал способен откликаться на механическое натяжение, что позволит создавать сенсоры. И также возможно разрабатывать новые датчики давления и растяжения.

Ученые долгие годы бились над создание искусственных нейронов, так как была сложность в аппаратной реализации миниатюрного устройства и конструкции нейрона. Международная команда специалистов совершила прорыв, разработав сложные математические модели, которые контролируют нелинейную электрическую активность, как и происходит в живых нейронах. Удалось научиться оценивать параметры, контролирующие поведение нейронов. Также получилось создать физические модели аппаратного обеспечения, которые способны имитировать поведение живых нейронов. Специалисты продемонстрировали два вида кремниевых искусственных нейронов - дыхательные и гиппокампальные, действующие аналогично живым биологическим нейронам.

По словам специалистов, универсальность в создании искусственных нейронов открывает возможности для создания интеллектуальных устройств. Например, умный кардиостимулятор, способный стимулировать сердечные сокращения и взаимодействовать с живыми нейронами мозга для защиты пользователя от сердечной недостаточности. Также специалисты предполагают вариант с установкой искусственных нейронов в живые нейронные цепи, который были повреждены.

Различные металлы, которые способны проводить электричество, сильно нагреваются. Специалисты из Университета Беркли разработали металл, который отлично проводит электричество и при этом не нагревается. Что противоречит закону Видемана-Франца, который утверждает, что хорошие проводники электричества будут пропорционально хорошими проводниками тепла.

Специалисты продемонстрировали, что в оксиде ванадия не наблюдается данное явление. Оксид ванадия способен переключится с материала, который является изолятором, на проводящий металл при температуре 67 градусов Цельсия. При использовании оксида ванадия, специалисты заметили, что электроны двигаются синхронно друг с другом. Скоординированные движения электронов наносят ущерб теплопередаче, так как существует меньше возможных движений, чем в обычных металлах. И при этом не страдает электропроводность. По словам специалистов, данное открытие было совершенно неожиданно, новое свойство может быть достаточно полезным. Например, металл можно будет использовать для преобразования тепла приборов или двигателей в электричество.

Исследователями из университета Сассекса была разработана технология, позволяющая создать анимированные 3D-голограммы, которые можно рассмотреть под любым углом, также можно услышать и потрогать. Данная технология приближает к реализации голографическим технологиям, которые известны только по научно-фантастическим фильмам.

Специалисты использовали две матрицы ультразвуковых излучателей, а в качестве пикселей использовали бусинки, состоящие из легкого полистирола. Диаметр бусинок составляет два миллиметра и под воздействием волн от ультразвуковых излучателей способны достигать 30 километров в час. Так как бусинки являются реальными объектами, которые движутся в трехмерном пространстве, то они создают реальное 3D-изображение, а не псевдо-трехмерное путем обмана зрения. И такие 3D-голограммы возможно увидеть с любого угла без ухудшения эффекта. Также ультразвуковые излучатели способны заставить бусинки колебаться в диапазоне звуковых частот, создавая звуковые волны, которые возможно услышать человеку. Синхронизированные колебания бусинок способны воспроизвести простую музыку или четкую речь человека.

Ультразвуковые излучатели возможно заставить работать в диапазоне частот, который обеспечивает перепад давление, которое возможно ощутить рукой. Данная технология открывает возможность создания новых голографических интерфейсов с обратной связью, которые могут передавать ощущения прикосновения.

Руководители Европейского Союза выступили с предложением с 2022 года выпускать автомобили, которые будут оснащены системами мониторинга водителя, способных определить действия, отвлекающие во время движения.

Специалисты израильской компании Eyesight Technologies разработала систему мониторинга для определения использования телефона или курения в автомобили водителем во время движения. Согласно статистике, курение в автомобиле и использование телефона занимают первые места основных причин автомобильных аварий, так как мешают полностью сосредоточиться на управление автомобилем.

Новая система основана на уже существующей, которая использует инфракрасные датчики, которые способны определить положение головы, частоту моргания и насколько широко открыты глаза. Постоянные измерения данных факторов, позволяет искусственному интеллекту определить, засыпает ли водитель или отвлекается. Специалисты расширили функциональность данной системы. Новые функции способны определить начал ли курить водитель за рулем или ответил на телефонный звонок. После распознание данный действий, система подаст громкий звуковой сигнал. Транспортные компании могут получать сигнал, если водитель, который, например, перевозит топливо, начал курить и применить штрафные санкции.

Специалисты из Университета Пенсильвании разработали новый способ невероятно быстрой зарядки литий-ионных аккумуляторов. Зарядка аккумулятора происходит при повышенной температуре, позволяющей увеличить скорость химической реакции. С помощью данной технологии удалось зарядить электромобиль на 320 километров пути за 10 минут. Что решает проблему долгой зарядки аккумулятора электрического транспорта.

Специалисты давно занимались разработкой аккумуляторов, которые способны быстро заряжаться. Но для быстрой зарядки необходимо чтобы аккумулятор смог быстро потребить 400 киловатт энергии. Достижения такой скорости зарядки приводило к образованию металлического литиевого налета на аноде аккумулятора и после нескольких подобных зарядок аккумулятор выходил из строя.

Специалисты обнаружили, чтобы избежать проблему с образованием налета, то в течении нескольких минут аккумулятор необходимо заряжать при температуре не менее 60 градусов Цельсия. Так как любой аккумулятор греется при зарядки, то новая технология позволит сократить время, в течение которого батарея подвергается повышенной температуре. По словам специалистов, лучше быстро разогреть аккумулятор до высокой температуры, чем медленно прогревать на более низкой температуре, при которой деградация аккумулятора происходить гораздо быстрее. Чтобы добиться равномерного и быстрого нагрева, литий-ионный аккумулятор оборудовали конструкцией из никеля, которая разогревается примерно за 30 секунд.

Предварительно прогретые до 60 градусов Цельсия аккумуляторы способны поддерживать быстрый процесс зарядки около 1700 циклов, в то время как аккумулятор при комнатной температуре около 20 градусов Цельсия смог выдержать всего 60 циклов.

Специалисты отмечают, что новая технология подается масштабированию и ее можно применить в различной электронике. Данная технология более полезна для электрического транспорта, так как позволяет не намного дольше заряжаться, чем заправлять бензиновый автомобиль.

Появившийся в этом году ботнет Roboto, который эксплуатирует уязвимости в Webmin, был изучен специалистами. По словам специалистов, бэкдор в популярном решении для системного администрировании Webmin Unix-систем (Linux, FreeBSD или OpenBSD) был обнаружен в августе 2019 года. Уязвимость получила идентификатор CVE-2019-15107. Уязвимость позволяет злоумышленникам выполнять произвольный код на целевой системе с правами суперпользователя.

По официальным данным от разработчиков, Webmin установили более 1 млн. пользователей. Ботнет Roboto один из первых начал эксплуатировать уязвимость в Webmin, фактических атак пока что не было зафиксировано. Специалисты полагают, что операторы ботнета занимаются развитием и увеличение сложности кода, а также наращивание объёма. Ботнет Roboto в основном направлен на проведение DDoS-атак с использованием ICMP, HTTP, TCP и UDP. Внутренняя структура Roboto организована в P2P-сети и боты передают команды от управляющего сервера друг другу. То есть не каждый бот связывается с управляющим сервером по отдельности. Большинство ботов Robotoзаняты передачей команд, остальные работают для поддержки P2P-сети или сканируют другие уязвимые установки Webmin.