Юный техник, 2006 № 07 - Журнал «Юный техник»

ЖУРНАЛ «ЮНЫЙ ТЕХНИК»

НАУКА ТЕХНИКА ФАНТАСТИКА САМОДЕЛКИ

№ 7 июль 2006

Популярный детский и юношеский журнал.

Выходит один раз в месяц.

Издается с сентября 1956 года.

ВЫСТАВКИ

И снова на салоне…

Недавно завершил свою работу VI Московский международный салон инноваций и инвестиций, в работе которого приняли участие около 500 участников из 6 стран мира. Среди посетителей салона был и наш специальный корреспондент Виктор ЧЕТВЕРГОВ. Вот его заметки.

Думай компьютер, нейроусилитель куплю!..

Еще недавно персональный компьютер казался многим верхом совершенства — умнейшая машина, все может. А сейчас все чаще многие пользователи считают, что компьютеры не поспевают за ростом их потребностей. Например, компьютеры за многие годы так и не научили разбирать рукописные тексты, людям приходится вводить их с помощью клавиш. И устную речь они не понимают. А как бы было хорошо: ты сказал, компьютер — сделал! Да и считают они, оказывается, довольно бестолково. Сначала каждое число переводят из привычной нам десятичной системы в двоичную, потом проводят ряд последовательных операций, зачастую заменяя умножение сложением, а затем переводят готовый ответ из двоичного кода в десятичный. На все это, естественно, расходуется время…

— Основным направлением увеличения производительности компьютеров в наши дни является распараллеливание вычислительных операций, а то и создание ЭВМ с параллельной архитектурой, — рассказал мне начальник Центра инновационных разработок Ставропольского государственного университета Александр Александрович Смирнов. — Когда же операции ведутся параллельно, а не последовательно, это намного ускоряет вычисления…

А его коллега, доцент кафедры алгебры Павел Анатольевич Сахнюк попытался растолковать мне, как это делается. Сознаюсь сразу: многого я так и не понял, но кое-что все-таки уловил. Оказывается, мы с вами считаем в общем-то неправильно, пользуясь позиционной десятичной системой, опираясь на собственные 10 пальцев. Намного рациональнее было бы, если бы пользовались для расчетов непозиционной системой, базирующейся на простых числах.

Разницу Сахнюк продемонстрировал мне на бумажке на примере сложения и умножения двух чисел. Обычно мы складываем два числа последовательно, начиная с младших разрядов и перенося постепенно те единички, что остаются «в уме», в старшие. Складывать параллельно старшие и младшие разряды не получится, поскольку неизвестно, сколько единиц и в каких разрядах придется переносить.

Авторы разработки — сотрудники СГУ — А. Смирнов (слева) и П. Сахнюк.

А вот если бы мы пользовались непозиционной системой, то все операции можно делать сразу. Этой системой, похоже, интуитивно пользуются люди-счетчики, способные мгновенно умножать, складывать, возводить в степень и делить огромные числа. Но как они делают это, многие из них рассказать не могут. Секундное озарение — и в голове возникает готовый ответ.

Однако теперь математики с физиологами кое в чем разобрались, и, используя в качестве аналога биологические нейроны человеческого мозга, смогли создать нейросетевой базис. А уже на его основе — микрочип, который но размерам схож с большой почтовой маркой. «Начинка» же чипа, как уже говорилось, напоминает нейронную структуру человеческого мозга.

В результате получился модулярный нейроускоритель, который, будучи поставлен в электронную плату обычного компьютера, позволяет увеличить его производительность при решении некоторых задач более чем на порядок.

Такая новинка вполне может пригодиться и тем, кто в жизни не собирается заниматься математическими расчетами. Но в компьютерные игры ведь играют не только любители точных наук. И наверняка каждый хочет, чтобы изображение было почетче, реалистичней, а сам компьютер не «зависал» при переходе от одной операции к другой.

Все это, а также способность компьютера понимать человеческую речь, скоропись, узнавание своего хозяина по внешнему облику и еще многие другие качества может придать вашей «персоналке» модулярный нейроускоритель.

Нейроусилитель на плате выглядит как большая почтовая марка.

Крыша по мере надобности

Хорошо летом прокатиться в открытом кабриолете, когда тело и голову приятно обдувает теплый ветерок, а лицо ласкают солнечные лучи! Однако мы с вами живем вовсе не в такой стране, где лето — круглый год, а дожди идут строго по расписанию. Так что владельцам кабриолетов то и дело приходится натягивать брезентовую крышу. От дождя она еще худо-бедно спасает, а вот как быть с зимней стужей и метелью? Нет, тут нужна крыша понадежнее. И не случайно подавляющее большинство легковых автомобилей на наших дорогах имеют жесткую металлическую крышу.

Однако попробуйте-ка сесть летом в автомобиль, после того как он часок простоял на солнцепеке. Ощущение, словно в бане.

В общем, прикинув так и этак, петербургские изобретатели, отец с сыном Александр Викторович и Дмитрий Александрович Рябовы, придумали два варианта трансформируемых кузовов. Или говоря проще, ухитрились создать авто с жесткой крышей, которая тем не менее нажатием кнопки за несколько секунд может или убираться, превращая автомобиль в кабриолет, или надвигаться снова при первых же признаках непогоды.

В обоих случаях складная крыша не влияет на вместимость багажника. В одном случае она убирается в промежуток между спинками кресел и дугой безопасности, а в другой размещается под откидывающимся багажником.

Остроумно и довольно просто. Во всяком случае, конструкции Рябовых намного проще зарубежных аналогов.

Рябовы демонстрируют свои изобретения.

Сито из… ускорителя

Само по себе сито — изобретение древнейшее. Но его все продолжают совершенствовать. И дошли уже до наноуровня. А нанометр — это, между прочим, миллиардная доля метра. Для чего ситу дырочки такого размера?

Как пояснил мне главный специалист Института кристаллографии имени А.В.Шубникова РАН Николай Александрович Ларин, наносита, а точнее, трековые наномембраны представляют собой тонкие полимерные пленки или кристаллы, в которых есть система строго калиброванных пор. Или, говоря иначе, мельчайших дырочек строго определенного диаметра. Диапазон диаметров этих пор колеблется в пределах 50 — 5000 нанометров. Это примерно в 100 раз тоньше человеческого волоса. И сверла такой «тонины», конечно, не сыскать. Так чем же делают подобные отверстия?

Оказывается, для этих целей специалисты привлекают ускорители, из недр которых в строго определенном направлении вылетают высокоэнергетичные частицы. Летят они со скоростью, в несколько раз превышающей скорость пули и сравнимой разве что с быстротой движения космического корабля по орбите — 7 — 10 км/с. Так что энергии им хватит, чтобы мгновенно «прошить» самый твердый кристалл.

Диаметр же отверстий определяется величиной тех частиц, которые в данном случае вылетают из ускорителя. Это могут быть то ли тяжелые и большие (по меркам микромира, конечно) многозарядные ионы, или коллоидные частицы, или синхротронные излучения…

Ну а теперь самое время сказать, наверное, для чего трековые мембраны предназначены. Оказывается, они служат основой разного рода фильтров, которые используются для очень многих целей. С их помощью, например, можно получать плазму из донорской крови, очищать лекарственные растворы от примесей, задерживать в воздухе, который поступает, скажем, в операционную, не только мельчайшие частицы пыли, но и болезнетворные микробы с вирусами.

Работают подобные фильтры и в так называемых «чистых комнатах», которые существуют в микроэлектронном производстве. Там пылинка, осевшая в процессе изготовления на поверхность микрочипа, может сразу и навсегда вывести его из строя. Причем по качеству отечественные мембраны не хуже многих зарубежных, зато цена их намного меньше.

Не стричь, не косить, а… вычесывать

Именно такой оригинальной насадкой — очесывающим адаптером — предлагают оснащать зерноуборочную технику в коллективных, фермерских и индивидуальных хозяйствах специалисты кафедры «Агропромышленная инженерия» Калужского филиала МГТУ имени Н.Э. Баумана.

Как рассказал мне доцент этой кафедры, кандидат технических наук Виктор Михайлович Алакин, такой адаптер, устанавливаемый, например, на комбайн «Енисей-1200», обладает многими преимуществами.