Опрос
|
реклама
Быстрый переход
Калтех создал революционный миниатюрный лазер: он превратит смартфон в лабораторию, а атомные часы уместит в чип
17.11.2023 [15:26],
Геннадий Детинич
Инженеры Калтеха (Калифорнийского технологического института) сообщили о создании миниатюрного лазера с блокировкой мод (MLL), схема которого оптимальна для генерации сверхкоротких импульсов. Лазер настолько мал, что поместится в микросхему. Такое решение поможет совершать точнейшие измерения в микромире, что найдёт применение в атомных часах и в аналитических приборах, и даже может найти применение в смартфонах. «Наша цель — совершить революцию в области сверхбыстрой фотоники, превратив большие лабораторные системы в системы размером с чип, которые можно будет массово производить и применять в полевых условиях, — заявил физик Цюши Го (Qiushi Guo) из Калифорнийского технологического института и Городского университета Нью-Йорка. — Мы хотим не только уменьшить размеры, но и обеспечить удовлетворительные характеристики этих сверхбыстрых лазеров на чипе». Для точного измерения физических и химических явлений в мельчайших масштабах необходим лазер, обладающий идеальным сочетанием мощности и точности. Большинство лазеров, способных справиться с этой задачей, громоздки, дороги и потребляют много энергии. Новая разработка помещается на кончике пальца, тогда как до этого речь шла о конструкциях размером с лабораторный стол. Потенциально такие лазеры могут использоваться для самых разных целей: от медицинской визуализации до атомных часов и навигации без помощи GPS. Задача была вместить конкретную схему в достаточно миниатюрные размеры, чтобы лазер на её основе помещался в сумку или даже карман. Созданный учёными Калтеха миниатюрный лазер — это лазер с блокировкой мод или MLL, который создаёт чрезвычайно быстрые лазерные импульсы за счёт синхронизации фазы. Речь идёт об импульсах длиной в фемтосекунды. Быстрые лазерные импульсы позволяют проводить наблюдения на меньших масштабах и за объектами, которые движутся быстрее, например, за атомами в молекуле. Такие установки в настоящее время в самом лучшем исполнении и с хорошей мощностью довольно большие и требуют значительного количества энергии для работы. Для создания миниатюрного MLL-лазера учёные использовали такой материал, как ниобат лития в тонкоплёночном исполнении (TFLN). Благодаря ему стало возможным использовать внешние радиочастотные электрические сигналы для точного управления лазерными импульсами. Для создания сверхмалого лазера этот материал был объединен со специальным типом полупроводника, совместимого с TFLN. Результаты оказались впечатляющими: лазер способен выдавать импульс длиной 4,3 пикосекунды в ближней инфракрасной области с пиковой мощностью около 0,5 Вт. Лазер также оказался универсальным с точки зрения настройки режимов работы, что обещает помочь с его переносом в портативные устройства, которые, правда, ещё предстоит разработать. «Это достижение открывает путь к использованию сотовых телефонов для диагностики глазных заболеваний или анализа продуктов питания и окружающей среды на наличие кишечной палочки и опасных вирусов, — обещают разработчики. — Это также может позволить использовать атомные часы в масштабе микросхемы, что позволит осуществлять навигацию в условиях, когда GPS скомпрометирована или недоступна». Apple и Broadcom уладили спор с Калтехом по поводу патентов на Wi-Fi
14.10.2023 [16:00],
Павел Котов
Компании Apple и Broadcom, с одной стороны, и Калифорнийский технологический институт (Калтех), с другой, смогли урегулировать патентный спор, связанный с технологией Wi-Fi, который продолжался с 2016 года. Выступавшая истцом сторона Калтеха отозвала свои претензии без права инициировать повторное разбирательство. Первоначально истец заявлял, что оборудованные чипами Broadcom миллионы iPhone, iPad, умных часов и других устройств Apple нарушают его патенты, связанные с технологией Wi-Fi. По итогам первого раунда разбирательств институту присудили компенсацию на общую сумму $1,1 млрд: $837,8 млн от Apple и $270,2 млн от Broadcom. Суд апелляционной инстанции назвал сумму компенсации «юридически необоснованной», отклонив утверждение, что и Apple, и Broadcom должны были лицензировать у Калтеха одни и те же чипы. Далее дело разбирал суд присяжных, который постановил, что Apple и Broadcom всё-таки нарушили два принадлежащих институту патента. Слушания были назначены на июнь этого года, но их перенесли на неопределённый срок. В августе стороны сообщили суду, что сумели найти точки соприкосновения для урегулирования претензий, но подробностей не раскрыли. Описанное в патентах решение является основополагающим для реализации стандартов Wi-Fi 802.11n и 802.11ac, хотя изначально оно и не предназначалось для Wi-Fi. Недавно аналогичные претензии Калтех урегулировал с Samsung, а дела в отношении Microsoft, Dell и HP пока находятся на рассмотрении. В США представили робота-трансформера Morphobot (M4), способного ехать, летать и даже «ходить»
28.06.2023 [07:13],
Руслан Авдеев
Калифорнийский технологический институт разработал робота-трансформера Multi-Modal Mobility Morphobot (M4) размером с радиоуправляемую модель, способного менять форму и способ передвижения. Когда того требует окружающая обстановка, он может ехать, лететь или «идти». Робот собран специалистами из электронных компонентов, двигателей и небольшого компьютера, принимающего решения — какую именно форму M4 должен принять в тот или иной момент. Команда технических специалистов оснастила робота колёсами, которые способны за считаные секунды превращаться в подобие роторов квадрокоптера. Судя по публикации в журнале Nature, робот может вставать на два колеса для «ходьбы», в то время как два других в этом случае снова работают в качестве роторов, поддерживая конструкцию в вертикальном положении — например, он может лучше разглядеть то, что находится впереди или преодолевать сложный ландшафт, передвигаться по которому на четырёх колёсах будет проблематично. Сообщается, что при разработке робота учёные вдохновлялись образцами из мира животных — например, сурикатами и моржами. Как сообщается в публикации, модель построена на платформе Jetson Nano — доступном миниатюрном варианте компьютера NVIDIA, разработанном для робототехники. M4 может выполнять «восемь различных типов движений», а в пресс-релизе Калифорнийского технологического института сообщается, что система ИИ позволяет ему принимать автономные решения в зависимости от окружающих условий. По словам разработчиков, в будущем робот сможет применяться, например, для доставки раненых в больницы или для исследования других планет. В США разработана технология 3D-печати металлами с разрешением 40 мкм
03.12.2022 [14:06],
Геннадий Детинич
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. 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. 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
17.11.2022 [16:38],
Геннадий Детинич
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. «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». |