Цифровой журнал «Компьютерра» № 184 - Коллектив Авторов

Одновременно выполняется качественный анализ (факт обнаружения искомого вещества) и количественный (его масса). Дополнительно появляется возможность отслеживать перемещение различных веществ и наблюдать за динамикой биологических процессов.

Помимо наглядной визуализации, общая трёхмерная картина несёт в себе большой объём информации для углубленных исследований с использованием методов кластеризации и нейронных сетей.

Отслеживание изменения химического состава тканей и клеток позволит выяснить механизмы развития заболеваний и защитных реакций организма в ответ на различные внешние воздействия. Инфракрасная микротомография по множеству параллельных каналов способна помочь в исследовании клеточных процессов.

В опубликованной работе уже отмечались такие направления исследовательских проектов, как изучение кинетики живых клеток (фитопланктон), грибков и бактерий-минеральных взаимодействий. По мнению авторов, методика также найдёт применение в других научных дисциплинах, включая нанотехнологии, генетику, биохимию и физику конденсированных сред.

Майкл Мартин в Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли (фото: lbl.gov).

«С ИК-Фурье-спектроскопией в науке связано много интересных открытий, — отмечает Майкл Мартин. — Благодаря ИК-лазерам разрешающая способность достигла дифракционного предела. Казалось, метод уже нельзя усовершенствовать. Тем сильнее впечатляет тот факт, что сейчас мы впервые смогли перейти к объёмной полноцветной визуализации».

Метод уже опробован на разных биологических объектах. Среди них клеточная стенка цинии (травы семейства астровые), клетки тополя, человеческий волос и плюрипотентные стволовые клетки мыши. Растения были выбраны в качестве демонстрации возможностей метода при выборе сырья для биотоплива. Волосы являются ценным материалом в криминалистике, а со стволовыми клетками связаны сотни научных проектов.

ИК-микротомография человеческого волоса. Красным отмечены белковые включения в синем фосфолипидном слое (изображение: Michael Martin / Berkeley Lab.).

Авторы исследования считают, что новый метод в первую очередь найдёт применение в биомедицинских разработках. Однако лежащая в его основе идея довольно универсальна, а технология может быть адаптирована для самых разных целей — вплоть до проверки подлинности материалов и реставрации картин.

К оглавлению

Гиперпетля Элона Маска становится общественным проектом

Андрей Васильков

Опубликовано 09 августа 2013

За несколько дней до официального представления проекта Hyperloop Элон Маск сделал ряд заявлений, всколыхнувших общественность. Самым неожиданным стало известие о том, что ни он сам, ни его компания SpaceX не станут патентовать революционный вид общественного транспорта. Гиперпетля предлагается как открытая идея, к реализации которой, по словам изобретателя, приглашаются все, кому хватит способностей и средств.

По-прежнему не говоря ни слова о технической составляющей проекта до намеченной презентации, Элон Маск опроверг ряд появившихся предположений о функционировании гиперпетли. Исходя из истории проекта, заявленной высокой скорости и низких затрат энергии, многие попытались представить гиперпетлю и даже начертить её.

Предполагаемая схема гиперпетли (изображение: John Gardi / GoCompare).

Схема Джона Гарди была оценена самим Маском как наиболее точное предположение среди всех увиденных. Позже её прокомментировал один из изобретателей скоростного поезда bullet train и директор проекта Maglev 2000 Джим Пауэлл. Он полагал магнитную левитацию в вакууме как самое логичное решение для Hyperloop, но всё-таки ошибся.

«Гиперпетля – это не вакуумный тоннель. В нём будет слабое трение, но оно всё же будет», – пишет Элон Маск в «Твиттере». Он отмечает, что взялся за проект в поисках альтернативы для строящейся скоростной железнодорожной ветки между Сан-Франциско и Лос-Анджелесом. «За 60 миллиардов долларов это будет самый медленный и самый дорогой скорый поезд в мире», — говорит он в интервью изданию Business Insider.

«Что вы действительно хотите [вместо него], так это нечто, что не подвержено авариям, вдвое быстрее самолёта, работает от солнечной энергии и не привязывает вас к точному времени отправки, — заявил он на собрании в Tesla Motors, анонсируя проект Hyperloop. — Соединить Сан-Франциско и Лос-Анджелес гиперпетлёй можно в десять раз дешевле».

Преимущества гиперпетли (изображение отделения инфографики gocompare.com).

Преимущества проекта обсуждались много раз, но сегодня известный изобретатель называет гиперпетлю спекулятивной идеей и отказывается от её непосредственной реализации. «Я создал себе массу проблем, преждевременно упомянув о ней», — говорит Маск в интервью изданию Wired. «Сейчас я разрываюсь между SpaceX и Tesla Motors, — сетует он. — У меня просто нет возможности заниматься ещё и гиперпетлей, выделяя на неё миллионы».

«После официального объявления 12 августа это будет открытый проект, и любой сможет построить её, — цитирует Маска портал Extreme Tech. — Ни лично я, ни SpaceX не станут патентовать Hyperloop. Все спецификации будут доступны свободно. Если спустя несколько лет никто не преуспеет в создании гиперпетли, возможно, я вернусь к проекту».

Мы вряд ли узнаем, что именно вынудило Маска отказаться от непосредственного участия в реализации гиперпетли. Недостаток средств выглядит слабой причиной, особенно с учётом его феноменальной способности привлекать средства для столь грандиозных проектов. Однако о трудностях можно получить довольно хорошее представление, исходя из уже известных параметров и неудачного опыта создания подобной транспортной сети в XX веке.

Предтеча гиперпетли — концепт пневматического пассажирского транспорта Брайна Додсона (изображение: Albert Robida).

Хорошо упакованный груз допускает довольно безалаберное отношение к нему, чего не скажешь о человеке. Люди привыкли путешествовать с комфортом, и он тем важнее, чем большее расстояние необходимо преодолеть. Как раз обеспечение минимального комфорта и может стать одной из серьёзных проблем гиперпетли.

В скупых строках предварительного анонса внимание акцентировалось на продольное ускорение, которое (несмотря на огромную скорость) будет меньше, чем в самолёте на взлёте, и составит около 1 G большую часть пути. При этом за рамками оставался куда более важный вопрос: как быть с центростремительным ускорением?

Оно неминуемо возникает из-за невозможности сделать на таком расстоянии идеально прямую транспортную трубу и из-за её дизайна в виде петли. Чтобы удерживать ускорение в комфортных пределах (0,1 g) требуется либо снизить скорость капсулы, либо увеличить радиус закругления пути. По расчётам Джима Пауэлла, для гиперпетли он составит не менее шестидесяти четырёх километров — непозволительная роскошь.

Если первые железнодорожные ветви прокладывались через степи и полупустыни, то гиперпетля должна соединить два крупных населённых пункта, пройдя через множество других. Прокладка её под землёй стала бы стройкой века, а возводить петлю на опорах вдоль скоростного шоссе — значит переносить сотни прибыльных построек и выплачивать компенсации их владельцам.

Соединить Лос-Анджелес и Сан-Франциско по прямой сегодня уже практически невозможно (изображение: Google maps).

Бюрократическую машину США многие указывают отдельной проблемой. Строительство каждого участка гиперпетли потребует согласования со своим муниципалитетом и десятками организаций в сфере экологического контроля. Одних будет заботить шум и вибрация, других — изменения в облике города, третьих — блики от солнечных панелей, и всех — пополнение собственного кошелька.

Помимо указанных проблем, есть ещё не решённые вопросы в сфере логистики. Архитектура петли замкнутая. Её транспортная эффективность зависит от поддержания баланса между количеством капсул в пути и запасе в каждом из двух городов. Легко представить ситуацию, когда поток пассажиров резко увеличиться в одном направлении. Достаточно устроить очередное шоу или спортивное мероприятие. Предложить решение гораздо сложнее: придётся чем-то жертвовать в любом случае, и это неминуемо скажется на стоимости содержания петли.