Сегодня 22 марта 2023
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
Теги → калтех

В США разработана технология 3D-печати металлами с разрешением 40 мкм

Инженеры Калифорнийского технологического института разработали метод 3D-печати из металлов и сплавов с разрешением, которое в некоторых случаях на порядок меньше, чем было возможно ранее. Минимальный размер элемента уменьшили до 40 мкм, что откроет путь к производству крошечных компонентов для микроэлектронных механических систем (MEMS), которые можно применять для широкого спектра устройств, от датчиков до систем отвода тепла от чипов.

 Источник изображений: Bob Paz

Источник изображений: Bob Paz

Традиционно 3D-печать металлических изделий опирается на послойное спекание металлических порошков лазерным лучом. При этом высокая теплопроводность металлов мешает повысить разрешение — нагрев происходит быстро, и как не фокусируй лазер, в области проекции спекается больше порошка, чем предусматривает цифровая модель. Учёные из Калтеха решили эту проблему интересным образом — на этапе печати модели они предложили отказаться от металлов и лазера.

Модель всё так же послойно создаётся на 3D-принтере, но не из порошкового металла, нагреваемого лазером, а из полимерного гидрогеля с послойным закреплением ультрафиолетовым светом. После создания модели её помещают в водный раствор солей металла, в котором ионы металла проникают в гидрогель. После насыщения модели солями производится отжиг модели. Температура отжига выбирается ниже точки плавления металла, но она всё равно достаточно высока (700–1100 °C), чтобы полностью выжечь гидрогель.

После отжига остаётся металлическая модель с разрешением элементов даже меньше, чем гидрогелевая матрица. И если методом прямой лазерной 3D-печати можно создавать металлические детали с минимальным разрешением 100 мкм, то использование матрицы повышает разрешение печати металлических моделей до 40 мкм. Это в два раза тоньше человеческого волоса.

 Медная модель после отжига

Медная модель после отжига

Калтехом была создана компания 3D Architech для лицензирования новой технологии печати всем заинтересованным. Биотехнологии, охлаждение чипов, датчики, робототехника — все эти дисциплины и многие другие нуждаются в массовом производстве миниатюрных изделий из металлов, которые нельзя изготовить традиционным способом — литьём, фрезерованием, ковкой и так далее.

Интерфейс мозг-компьютер научили быстро считывать слова, произносимые мысленно — это поможет людям при потере речи

Учёные из Калифорнийского технологического института смогли провести уникальный эксперимент, в ходе которого компьютер смог распознать слова, которые человек произносил мысленно. Исключительность опыта заключается в том, что данные снимались с области мозга, которая отвечает за тактильные и моторные действия. Тем самым один датчик может позволить человеку управлять искусственными конечностями и воспроизводить речь.

 Источник изображения: Adapted from Edmondson, Laura R., and Hannes P. Saal

Источник изображения: Adapted from Edmondson, Laura R., and Hannes P. Saal

«Эти новые результаты являются многообещающими в области языка и коммуникации. Мы использовали интерфейс мозг-компьютер для реконструкции речи», — сообщила Сара Ванделт (Sarah Wandelt), аспирантка Калифорнийского технологического института, участвующая в постановке опыта.

В недавнем прошлом подобные исследования опирались на анализ сигналов мозга моторных зон, когда участники экспериментов шёпотом или движением губ и мышц гортани воспроизводили слова. Распознать мысленно произнесённые слова без движения или его имитации намного сложнее, что вело к низкой скорости распознавания, когда таковые испытания проводились.

Новое исследование стало самым точным в предсказании мысленно произнесённых слов. Сигналы регистрировались с отдельных нейронов в области мозга, называемой супрамаргинальной извилиной, расположенной в задней теменной коре. Ранее было выяснено, что эта область мозга представляет произносимые слова. Теперь учёные убедились, что указанная область также отвечает за мысленно произнесённую речь.

В ходе эксперимента пациента с тетраплегией (паралич конечностей) около 15 минут просили мысленно произносить ряд слов. Датчик в мозгу человека передавал данные на компьютер, который обучался распознавать рисунок сигналов. Для восьми слов результирующая точность распознавания составила 91 %.

Уточним, метод не может использоваться для чтения мыслей, поскольку мозговые паттерны индивидуальны и технология работает только тогда, когда человек фокусируется на произнесении слова. В то же время при целом ряде заболеваний, когда речь с помощью мышц становится невозможной, больному можно будет вернуть нормальное вербальное общение.

«Ранее мы показали, что можем декодировать из супрамаргинальной извилины человека воображаемые жесты рук для хватания, — сообщил один из авторов исследования. — Возможность декодировать речь из этой области говорит о том, что один имплантат может восстановить две важные человеческие способности: хватание и речь».

Астрономы научились быстро определять продолжительность дня на планетах в других звёздных системах

К настоящему времени обнаружены тысячи экзопланет, а самые ближайшие из них можно даже рассмотреть в телескоп. Правда, изображение выходит не такое детальное, чтобы различить облака, континенты или определить продолжительность дня на далёких планетах. Впрочем, с последней задачей астрономы уже могут справиться, для чего оказалось достаточно более-менее детальных спектральных снимков экзопланет.

 Источник изображения: NASA, ESA, and P. Kalas

Источник изображения: NASA, ESA, and P. Kalas

Впервые продолжительность дня на экзопланете измерена в 2014 году с помощью инфракрасного спектрального инструмента CRIRES на телескопе VLT в Чили. Сегодня исследователи из Калифорнийского технологического института (Caltech) и астрономы из обсерватории Кека на Гавайях представили технологию быстрого определения скорости вращения экзопланет с помощью инструмента Keck Planet Imager and Characterizer (KPIC), введённого в эксплуатацию в период с 2018 по 2020 год.

Прибор KPIC с чрезвычайно высоким спектральным разрешением позволяет наблюдать экзопланеты. Получаемых с помощью KPIC данных достаточно для определения скорости вращения планет. Работа проверена на звёздной системе HR 8799, которая от нас находится на расстоянии 129 световых лет и которая впервые в мире представлена в движении на базе нескольких снимков (видео ниже).

В системе HR 8799 обнаружены четыре так называемых «суперюпитера», каждый из которых массивнее нашего Юпитера. Это одни из первых экзопланет, сфотографированные непосредственно с помощью оптического телескопа. До исследования с помощью KPIC длительность суток на этих экзопланетах была неизвестна.

Детальные спектральные снимки этих объектов показали, что минимальные скорости вращения двух планет HR 8799 (HR 8799 d и HR 8799 e) составляют 10,1 км/с и 15 км/с соответственно. Это означает, что продолжительность дня может составлять от 3 до 24 часов, в зависимости от наклона планет. Спектральный анализ, увы, таких данных представить не может. Юпитер, для сравнения, имеет скорость вращения около 12,7 км/с, а один день на Юпитере длится почти 10 часов.

Третья планета системы — HR 8799 c — вращается вокруг своей оси со скоростью менее 14 км/с, а скорость вращения четвёртой определить не удалось. Отметим, что информация о скорости вращения планет позволяет понять эволюцию этих небесных тел от зарождения до гибели.

Новая статья: В кванты могут все

Данные берутся из публикации В кванты могут все

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥