Авторизация
Блог
Меню

Календарь
 Сентябрь 
Пн
Вт
Ср
Чт
Пт
Сб
Вс
 
1
2
3
4
6
7
9
10
12
13
14
17
18
19
20
21
23
24
25
26
27
28
29
30


Среда 16 сентября 2020
Сообщение прочтено 8 раз
Лейкоциты, белые кровяные тельца, способны самостоятельно передвигаться при помощи механизма, названного «молекулярной греблей». 

Способность живых клеток двигаться автономно имеет решающее значение для биологических функций. Особенно она важна для иммунологии, исследования рака. Стратегий передвижения природа придумала достаточно. Например, сперматозоиды, микроводоросли, бактерии плавают или за счет изменения собственной формы, или с помощью хлыстообразного придатка. Соматические клетки прикрепляются к поверхностям и ползают.

Лейкоциты всегда считались уникальными клетками. Они могут мигрировать по поверхностям, не прилипая к ним, могут плавать, не изменяя форму. При движении лейкоциты похожи на пловцов брассом. Но количественный анализ показывает, что эффективность такой динамики недостаточна для перемещения.

Эксперименты продемонстрировали, что перемещение обеспечивается трансмембранными белками, выступающими за пределы лейкоцитов. Движение этих выступов по поверхности в направлении, противоположном движению клетки, продвигает лейкоциты как в твердой, так и в жидкой среде, как с адгезией, так и без нее.

Однако ошибочно было бы представлять поверхность лейкоцитов как однородную беговую дорожку. Внутренний механизм клетки управляет трансмембранными белками не хуже, чем начальник рабами на галерах. В частности, «лопастные» белки в задней части клетки заключены в везикулы, которые, при необходимости, отрываются и перемещаются в переднюю часть. Часть трансмембранных белков являются «рабами», прикованными к веслу, и не могут покинуть своего места.

Сейчас внутренние механизмы сортировки и транспортировки белков подробно изучаются. Это поможет более осознанно влиять на иммунитет и препятствовать распространению по организму метастаз.

 

Источник: У лейкоцитов есть свои рабы на галерах


Это сообщение написано также в: Наука и технологии (0 комментариев)
Сообщение прочтено 29 раз
Несмотря на то, что человечество строит роботов для самых разных целей уже почти сто лет, шагающих среди них появилось не так уж и много, а двуногих — и того меньше. В чем основные сложности копирования человеческого метода передвижения решил на своем опыте проверить японский изобретатель и инженер Такаши Кабураги (Takashi Kaburagi). Он поставил себе задачу за сто дней создать робота, который ходит на двух ногах, и сейчас опубликовал отчет о первых 50 днях экспериментов.
Один из вариантов конструкции (неудачных), сделанный из дерева и обутый в кроссовки

Основные вехи пройденного пути (уж простите за каламбур) Такаши освещает в своем Twitter-аккаунте. Поначалу инженер пытался сделать уменьшенную копию двуногого шасси, но довольно быстро понял, что реализовать все необходимые степени свободы так не получится. В какой-то момент на изобретении появились «коленные суставы», а затем и почти полноценный таз. Однако без посторонней помощи испытательная установка все равно не умеет держать равновесие.

 

Когда Кабураги перешел от настольных моделей к большой конструкции, он начал помогать роботу удерживать равновесие с помощью импровизированной страховки. При таком подходе двуногое шасси может некоторое время ровно идти или даже бегать, но самостоятельно шагать у него пока не получается — сразу или через пару секунд механизм беспомощно падает. Конечная цель проекта — за 100 дней построить робота ростом около 180 сантиметров, который способен самостоятельно бегать.

Чтобы лучше понимать механику человеческих движений, Такаши даже начал снимать на видео свои пробежки на стадионе. У робота пока еще нет полноценных ступней и приводов на коленные суставы — он двигается за счет пары электромоторов, приводящих в движение «бедра». Очевидно, в следующие 50 дней конструкция будет существенно доработана, но первые успехи уже есть.

 

Алюминиевая нога новой конструкции. Привода на «стопу» и «колено» пока еще не появилось

Судя по тому, что со временем на творении изобретателя начали появляться некие балансиры, можно надеяться, что проект получится завершить успешно. Однако без какого-либо туловища или его «заменителя» создать шагающего двуногого робота, который двигается прямолинейно, практически невозможно, по крайней мере, имитируя человеческую походку. Дело в том, что когда люди ходят или бегают, они всем своим телом компенсируют вращательный момент, возникающий во время переноса центра масс тела с одной ноги на другую.

Ранее Кабураги прославился в сети создав самособирающийся кубик Рубика, который еще и может висеть в воздухе за счет магнитной левитации.

Напомним, на создание ходящего, бегающего и прыгающего робота Atlas у американской компании Boston Dynamics ушло несколько лет. Но их изделие до сих пор остается экспериментальным и за пределы лаборатории выходит только в рамках демонстраций или испытаний. А коммерческие разработки данной фирмы пока либо четвероногие, либо колесные.

Источник: Как самому разработать двуногого робота за 100 дней: видео

 


Это сообщение написано также в: Наука и технологии (0 комментариев)
Сообщение прочтено 35 раз
Ученые выяснили, почему синий и зеленый — самые распространенные структурные цвета, которые можно встретить в живой природе.

В мире природы есть два основных способа отображения цвета: с помощью пигментных веществ, обеспечивающих избирательное поглощение цвета, или с помощью структурного цвета — использования микроскопических структур для управления отражением световых волн.

Ученые разработали компьютерную модель, которая объясняет, почему самые яркие матовые структурные цвета в природе почти всегда являются синими и зелеными. Оказалось, что весь секрет заключается в том, что это пределы структурного цвета в видимом световом спектре.

Помимо лучшего понимания того, как в естественном мире создаются самые яркие синие и зеленые тона, исследование также может пригодиться для разработки ярких, экологически чистых красок и покрытий, которые не потускнеют со временем и не будут выделять токсичные химические вещества.

«В дополнение к своей интенсивности и устойчивости к выцветанию матовая краска, в которой используется структурный цвет, также была бы гораздо более экологически чистой, поскольку для нее не нужны токсичные красители и пигменты», — уверяет физик Джанни Джакуччи из Кембриджского университета в Великобритании. «Однако сначала нам нужно понять, каковы ограничения при воссоздании этих типов цветов, прежде чем станет возможным какое-либо коммерческое применение».

В «структурном случае» сам фактический цвет (синий, зеленый, красный и т. п.) определяет наноразмерная структура поверхности, этим цветом обладающей. Иногда — например, на павлиньих перьях — этот цвет может быть переливающимся и переходить между цветовыми оттенками под разными углами зрения и при разном освещении. Эти переходы осуществляются упорядоченными кристаллическими структурами волосков перьев.

С другими же структурами можно получить матовый цвет, который не меняется из-за неупорядоченности; в природе это явление наблюдается только при получении синих и зеленых оттенков. Суть нового исследования заключалась в том, чтобы увидеть, было ли это обстоятельство ограничением для указанных структур.

Новая компьютерная модель, основанная на искусственных материалах, называемых фотонными очками, показала, что красный цвет действительно выходит за рамки методов рассеяния матовых структурных цветов.

«Из-за сложной взаимосвязи между однократным и многократным рассеянием, а также влияния коррелированного рассеяния, мы обнаружили, что помимо красного, желтый и оранжевый также становятся труднодостижимыми цветами», — пояснила химик Сильвия Виньолини из Кембриджского университета.

Вероятнее всего, именно поэтому в природе яркие матовые красные тона создаются с использованием природных пигментов, а не структурного цвета. Команда считает, что эволюция привела к появлению различных способов получения красных цветов из-за ограничений структур, лежащих в основе.

Источник: Почему в дикой природе так много синего цвета: магия физики


Это сообщение написано также в: Наука и технологии (0 комментариев)
Сообщение прочтено 29 раз
Ученые из МФТИ и Королевского колледжа Лондона устранили ограничение на пути к созданию инжекционных нанолазеров для интегральных схем. Предложенный исследователями подход дает возможность производить лазеры, размеры которых не только в сотни раз меньше толщины человеческого волоса, но и меньше длины излучаемого ими света.

Использование световых сигналов уже привело к одной революции, когда в 1980-е годы оптоволоконные линии пришли на смену медным кабелям. Это на много порядков увеличило скорость передачи информации. Свет оказался намного эффективнее электрического сигнала по той причине, что он представляет собой электромагнитные волны с частотой в несколько сотен терагерц. Такая высокая частота света позволяет передавать терабиты информации в секунду.

Весь современный интернет держится на оптоволоконных линиях, но это далеко не все, на что способен свет. Он мог бы работать даже внутри процессора — будь то компьютер, смартфон или иное устройство. Для этого нужно соединить оперирующие электрическими сигналами компоненты — например, ядра процессора — оптическими коммуникационными линиями, работающими исключительно со светом. Это позволит почти мгновенно передавать большие объемы информации внутри чипа.

«Устранение ограничения на передачу информации поможет дальше наращивать производительность процессора прямо пропорционально количеству ядер. Можно будет создать 1000-ядерный процессор, который практически в 100 раз быстрее 10-ядерного. Это, в свою очередь, откроет дорогу к настоящим суперкомпьютерам на одном чипе. Именно в этом направлении движутся гиганты полупроводниковой индустрии, такие как IBM, HP, Intel, Oracle, и другие», — говорит ведущий автор исследования, старший научный сотрудник Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ Дмитрий Федянин.

Трудность заключается в том, что соединить оптику и электронику требуется на микроуровне. Для этого размеры оптических компонентов должны не превышать сотен нанометров, что в сто раз меньше толщины человеческого волоса. Встроенные в чипы лазеры, без которых преобразование информации из электрической формы в оптическую попросту невозможно, должны быть столь же миниатюрны.

Однако свет — это электромагнитные волны, длина которых составляет сотни нанометров. А фотон, квант света, согласно квантовому принципу неопределенности, занимает определенный конечный объем в пространстве. Этот объем не может быть меньше кубика, ребро которого примерно равно длине волны света, поэтому грубо можно сказать, что фотоны в очень маленьком лазере просто не поместятся. Впрочем, такое ограничение на размер оптических устройств, дифракционный предел — не абсолютное препятствие для оптоэлектроники. Решить проблему можно переходом от фотонов к поверхностным плазмон-поляритонам.

Дмитрий Федянин Нанолазер на поверхностных плазмон-поляритонах с электрической накачкой

Поверхностные плазмон-поляритоны — это коллективные колебания электронов, которые находятся на границе металла и взаимодействуют с окружающим их электромагнитным полем. Подходят, однако, не все металлы, а лишь так называемые плазмонные: золото, серебро, медь и алюминий. Поверхностные плазмон-поляритоны так же, как и фотоны являются электромагнитными волнами, но при той же частоте, что и фотоны они гораздо лучше локализованы в пространстве, то есть занимают меньший объем. Замена фотонов на поверхностные плазмон-поляритоны дает возможность сжать свет и тем самым преодолеть дифракционный предел.

Современные технологии уже позволяют создавать действительно наноразмерные плазмонные лазеры. Однако их требуется освещать другим — большим и мощным — лазером. Такая технология удобна для экспериментов в лаборатории, но не более того. По‑настоящему
Читать


Это сообщение написано также в: Наука и технологии (0 комментариев)
Сообщение прочтено 31 раз

Космический аппарат X-37B, который иногда называют «прототипом космического перехватчика», впервые показали с открытым отсеком полезной нагрузки.

X-37B / ©wikipedia

Boeing X-37 нередко называют самым таинственным американским космическим аппаратом. Главная причина этого — неизвестное до конца назначение космоплана. Пролить свет на его «загадки» может новая видеозапись, впервые демонстрирующая устройство грузового отсека.

На видео можно рассмотреть, как солнечная батарея, помещенная внутрь «мини-шаттла», начинает разворачиваться. Сам ролик был представлен корпорацией Boeing в рамках ежегодного съезда Ассоциации Военно-воздушных сил.

Первый космический полет X-37 выполнил 22 апреля 2010 года. На сегодня за спиной у космического аппарата шесть запусков: последний состоялся 17 мая 2020 года. 

Напомним, широкое внимание публики привлек недавний запуск китайского аппарата, который некоторый эксперты сочли аналогом X-37. Как позже выяснилось, он оставил на орбите объект неизвестного назначения. На днях российский радиолюбитель заявил, что у него получилось поймать сигналы этого аппарата.

Источник: Секретный космоплан X-37B впервые показали с открытым грузовым отсеком


Это сообщение написано также в: Наука и технологии (0 комментариев)