Все мы знаем, как ловко и незаметно комарики приземляются на поверхность нашего тела. Только укус даёт понять, что мелкий кровопийца принялся закусывать нашей кровью. Учёные задались вопросом, нельзя ли использовать точнейшую ночную навигацию комаров для обучения дронов полёту в полной темноте? И успешно решили эту задачу.

Международная группа ученых во главе с профессором Ричардом Бомфри (Richard Bomphrey) из Королевского ветеринарного колледжа (RVC) в Лондоне изучила сенсорный механизм самца комара Culex quinquefasciatus и нашла способ имитировать способность насекомого использовать воздушный поток для обнаружения препятствий. Благодаря специальным органам чувств комары способны летать и приземляться в темноте, не используя органы зрения или эхолокации, как это развито у летучих мышей.

Как комар избегает столкновения с препятствиями (Chiba University/Structure and Motion Laboratory/ RVC)

Ночная навигационная система комаров использует комбинацию крыльев, чувствительных органов на усиках и воздушные потоки. Фактически комариная навигационная система опирается на условно механические раздражители и не требует значительных вычислительных ресурсов нервной системы. Применив подобные решения для дронов, мы без загрузки процессора автономной летающей платформы позволим беспилотнику самому мгновенно реагировать на препятствия и избегать столкновения.

Компьютерное моделирование воздушных потоков вокруг комара (Chiba University/Structure and Motion Laboratory/ RVC)

Учёные провели высокоскоростную съёмку манёвров комара вблизи препятствий и затем промоделировали полученный результат на компьютере. Изучение динамики воздушных потоков показало, что вблизи головы комара формируются зоны перепадов давления, которые зависят от расстояния до препятствий. В этой области у комара есть усики, а на них расположен так называемый Джонстонов орган. Отражающиеся от препятствий воздушные потоки в виде перепадов давления фиксируются этим «сенсором» комара и позволяют ему безошибочно узнавать расстояние до объектов. Чувствительность этой системы такова, что комар распознаёт препятствие на удалении порядка 20 длин его крылышек.

Исследователи вооружили опытный квадрокоптер системой из нескольких датчиков давления и разработали алгоритм предотвращения столкновений с препятствиями. Как нетрудно увидеть из видео выше, комариная система навигации оказалась выше всяких похвал. Дрон автоматически избегает удара о поверхность, реагируя практически только на показатели датчиков давления. Кстати, такую же систему можно внедрить на вертолётах для полётов в условиях плохой видимости.

Сегодня, 22 апреля, проводится акция День Земли. В честь этого события компания Accenture, корпорация Intel и фонд Sulubaii Environmental Foundation представили инициативу Project:CORaiL, нацеленную на мониторинг, воссоздание и восстановление коралловых рифов.

Отмечается, что коралловые рифы являются одной из самых разнообразных экосистем в мире, где более 800 разновидностей кораллов образуют среду обитания и убежище примерно для четверти всей морской флоры и фауны.

Увы, в настоящее время состояние коралловых рифов быстро ухудшается. Они страдают из-за повышения температуры воды, чрезмерного вылова рыбы, донного траления, губительного развития прибрежных зон и пр.

По сути, над коралловыми рифами нависла угроза исчезновения. В этой ситуации специалисты решили воспользоваться возможностями систем искусственного интеллекта (ИИ). Инженеры из Accenture, Sulubaii и Intel разработали решение Project: CORaiL, которое было развёрнуто в мае 2019 года на рифе, окружающем остров Пангаталан на Филиппинах. Данная система позволила детально оценить состояние рифа и предложить эффективные способы его восстановления.

Дело в том, что традиционные усилия по мониторингу коралловых рифов предполагают участие водолазов, вручную ведущих фото- и видеосъёмку. Это может оказаться разрушительным для морской жизни, поскольку дайверы могут непреднамеренно пугать рыбу, вынуждая её прятаться. Да и время пребывания водолазов под водой обычно ограничивается 30 минутами.

В рамках инициативы Project: CORaiL были установлены интеллектуальные подводные видеокамеры с платформой Accenture Applied Intelligence Video Analytics Services (VASP), призванные обнаруживать и фотографировать рыб, проплывающих мимо. Именно количество и разнообразие подводной живности служат важными показателями общего состояния рифа. Система VASP использует искусственный интеллект для подсчёта и классификации морских обитателей, после чего собранные данные отправляются на наземную панель мониторинга, предоставляя исследователям аналитические данные и информацию о динамике изменений в режиме реального времени.

Кроме того, была построена бетонная подводная платформа, разработанная Sulubaii, чтобы поддержать нестабильные фрагменты кораллов. Конструкция под названием Sulu-Reef Prosthesis включает части живых кораллов, которые будут расти и развиваться, образуя гибридную среду обитания для рыб, морской флоры и фауны.

Уже ведётся создание Project: CORaiL второго поколения. Эта система будет включать оптимизированную сверточную нейронную сеть и резервный источник питания. Изучается также возможность применения инфракрасных камер, которые позволяют снимать видео ночью, благодаря чему учёные смогут создать полную картину коралловой экосистемы. 

Сегодня для придания белого цвета лакам, краскам, продуктам и даже лекарствам используется порошок диоксида титана (пищевая добавка E171). Это вещество не разлагается в природе и даже есть исследования, которые ставят под сомнение безопасность диоксида титана для здоровья человека. Немецкие учёные предлагают заменить диоксид титана наноструктурированным материалом с высокой отражающей способностью, секрет которого подсмотрен у природы.

Julia Syurik, KIT

Учёные из Технологического института Карлсруэ (KIT) изучили строение хитиновых чешуек жука Cyphochilus insulanus (род хрущей). Этот жук интересен тем, что он в солнечном свете выглядит белоснежно белым, хотя его чешуйки не несут окраски с таким пигментом. Высокое рассеивание отражённого света от чешуек происходит за счёт уникальной наноструктуры их поверхности. Если подобной текстурой покрыть мебель или поверхность других изделий, то они будут казаться ярко белыми даже без покраски. Тем самым диоксид титана с его сомнительными экологическими свойствами может уйти в прошлое.

Сотрудники Технологического института Карлсруэ разработали техпроцесс получения полимерной фольги с наноструктурированной поверхностью. Несмотря на то, что фольга чрезвычайно тонкая, гибкая и лёгкая, она механически стабильная и может быть использована в широком спектре продукции. При толщине 9 мкм такая плёнка отражает 57 % падающего света. Увеличивая толщину структуры можно добиться 90 % отражения падающего света.

По своей структуре полимерная светоотражающая поверхность напоминает пористую губку. Она отражает свет по тому же принципу, как это происходит с пеной для бритья. Материал, покрытый такой структурой, выглядит белым, хотя окраске он не подвергается. Для придания подобных свойств лаку или краске можно добавлять в него микроструктурные шарики из нового материала, тогда изделиям можно будет придавать белый цвет без добавления пигмента в виде диоксида титана. Утверждается, что ряд производителей лакокрасочных материалов заинтересовались разработкой.

Современные роботизированные захваты имеют узкую специализацию и не приспособлены манипулировать широким спектром предметов по форме и содержанию. Исправить это могла бы так называемая «мягкая» робототехника. Исследователи не раз и не два пытались и пытаются создать универсальный захват. Как и во многих других случаях, на помощь приходит природа.

Группа исследователей из Гарвардского университета Висса, Школы инженерных и прикладных наук им. Джона А. Полсона (SEAS) и пекинского Университета Бейхан (Beihang University) разработали мягкий манипулятор, повторяющий форму и принцип работы щупальца осьминога. Это не первая попытка подглядеть решение у природы и, конкретно, у осьминогов. Раньше исследователи создавали как гибкие щупальцеобразные захваты, так и системы с всасывающими присосками. Но комплексной разработки до сих пор не было, уверяют учёные.

Более того, на этот раз исследователи подошли к вопросу копирования у природы ещё тщательнее. Были изучены углы наклонов конусообразных щупальцев разных видов осьминогов. Учёные собрали внушительную базу данных. Форма нового искусственного манипулятора-щупальца взята не с потолка, а получена на основе количественных оценок форм щупальцев настоящих осьминогов. Эта форма, кстати, позволила новому манипулятору доставать предметы из узких ниш, откуда придуманные ранее манипуляторы доставать предметы не могли.

Наконец, новые щупальцеобразные захваты в комплексе опираются как на физический хват искусственным щупальцем, так и на эффект присосок. Форма, размеры и распределение присосок на гибком манипуляторе тоже довольно точно копируют то, что эволюция вывела для осьминогов.

Искусственный манипулятор управляется двумя клапанами. Один клапан управляет давлением в щупальце (как правило, оно повышенное), а второй клапан создаёт разрежение воздуха в присосках. В комплексе оба механизма позволяют новому захвату брать мелкие и крупные предметы произвольной формы, даже мягкие листы бумаги. Наконец, манипулятор прекрасно справился с захватом живого краба, и краб при этом не пострадал. О результатах работы учёные рассказали в свежем выпуске журнала Soft Robotics, но доступ к статье платный.

Согласно новому исследованию Кембриджского университета, птицы могут узнать, какую пищу есть, а какую следует избегать, наблюдая, как другие птицы делают то же самое по телевизору. Это позволяет синицам правильнее выбирать миндаль с хорошим и плохим вкусом.

Кембриджский университет

Исследование, опубликованное на днях в «Журнале экологии животных» (Journal of Animal Ecology), показало, что лазоревки (Cyanistes caeruleus) и большие синицы (Parus major) узнали, что не следует есть, просмотрев видеозапись других синиц, выбирающих пищу методом проб и ошибок. Этот заочный опыт может помочь им избежать потенциального отравления и даже смерти.

Кембриджский университет

Исследователи использовали миндальные хлопья, заклеенные внутри белой бумажной упаковки. Различные миндальные хлопья вымачивали в растворе с горьким вкусом. Реакции птиц при выборе миндальных пакетов с хорошим и плохим вкусом были записаны, а затем показаны другим птицам. На пакетах с плохим вкусом был напечатан квадратный символ.

Птица наблюдала, как другие её сородичи выясняли, какие миндальные пакеты имеют лучший вкус. Реакция птицы из телевизора на неприятную еду варьировалась от качания головой до энергичного вытирания клюва. И лазоревки, и большие синицы съели меньше горьких пакетов с квадратами после просмотра поведения птиц по ТВ с записью процесса поведения.

Кембриджский университет

«Лазоревки и большие синицы добывают пищу вместе и имеют схожую диету, но могут различаться по своей нерешительности в опробовании новой для себя пищи, — отметила исследователь кафедры зоологии Кембриджского университета Лиза Хамалайнен (Liisa Hamalainen). — Наблюдая за другими, они могут быстро и безопасно узнать, на какую добычу лучше всего обращать внимание. Это может сократить время и энергию, которые они тратят на попытки попробовать различную еду, а также помочь им избежать вредных последствий употребления токсичной пищи».

Это первое исследование, которое показало, что лазоревки столь же хороши в обучении, как и большие синицы, при наблюдении за привычками других птиц в области питания.

Летающие дроны могут массово войти в нашу повседневную жизнь только в том случае, если они будут маленькими и недорогими. Помешать этому может только одно ― сильнейшая восприимчивость к порывам ветра и к турбулентности вокруг препятствий. Что с этим делать? Снова подсмотреть ответ у природы.

Science Robotics

На этой неделе исследователи из Университета Брауна и Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) опубликовали в журнале Science Robotics статью, в которой рассказали о разработке и испытании новой конструкции крыла (статья на английском языке полностью доступна по этой ссылке). На этом крыле 100-граммовый прототип малого воздушного беспилотного аппарата может летать почти 3 часа, что в четыре раза дольше времени полёта аналогичных по массогабаритным характеристикам дронов с обычными крыльями.

Конструкция чудесного крыла подсмотрена учёными у насекомых и маленьких птиц. Эта категория летунов не может похвастаться размахом крыльев и, тем не менее, они не боятся ветра, турбулентности и летают предельно эффективно для своих размеров.

При ровном горизонтальном полёте подъёмная сила возникает на так называемом ламинарном потоке воздуха. Для этого профиль крыла должен быть обтекаемым и гладким, чтобы не возник срыв потока и турбулентность. Турбулентность над крылом ― это срыв потока, штопор и обломки на земле. Но у насекомых и маленьких птиц, как выяснилось, профиль крыльев специально создаёт турбулентность, что позволяет им спокойно переносить внешнюю турбулентность при пролёте рядом с землёй, объектами или в ветреную погоду.

Science Robotics

Спроектированное для малых дронов крыло имеет квадратную кромку ― именно она создаёт турбулентность над первой половиной крыла. Дальше благодаря закрылкам поток воздуха выравнивается и создаёт подъёмную силу. Это не даёт аппарату сорваться. За счёт широкого крыла на нём можно разместить аккумуляторы и управляющую электронику, что делает ненужным фюзеляж. Продолжение крыла за несущим винтом (на месте бывшего фюзеляжа) создаёт дополнительные 20–30 % подъёмной силы, а это не шутка для такого аппарата.

Почему никто раньше не предложил такое крыло? Исследователи считают, что современные инструменты моделирования не могут хорошо справиться со сложной аэродинамикой крыла со срывом потока. Оптимизировать дизайн оказалось сложно даже во время испытаний в аэродинамической трубе. Тем не менее, полученный результат раскрывает потенциал для стабильного полёта небольших беспилотных аппаратов даже в условиях турбулентности с массой полезной нагрузки на широких крыльях.

Учёные испытали простой и малозатратный способ слежения за океанским рыбным промыслом. Природа сама помогла им в этом. Ищейками стали альбатросы с датчиками GPS и привычка этих птиц следовать за судами. Как выяснилось, едва ли не половина траулеров отключает системы идентификации и браконьерствует.

Морской биолог Саманта Патрик (Samantha Patrick) из Университета Ливерпуля провела многомесячные исследования поведения оснащённых датчиками альбатросов над Индийским океаном и анализом движения и поведения рыболовецких судов за это время. Выяснилось, что в период с декабря 2018 года по июнь 2019 года из 353 судов в зоне наблюдения площадью свыше 20 млн квадратных миль 28 % отключали систему идентификации АИС во время промысла в государственных водах и 37 % отключали АИС при вылове рыбы в международных водах.

Система АИС позволяет однозначно идентифицировать судно и его курс и доступна для открытого просмотра, в том числе и через Интернет. Эксперимент с альбатросами показал, что суда обнаруживались там, где их не было на карте АИС. Иначе говоря, они занимались браконьерством и отключали систему автоматической идентификации, чтобы делать это безнаказанно. Сегодня с этим борются с помощью наблюдения со спутников, но там очень длинная, дорогая и неоднозначная цепочка действий.

Слежение с помощью альбатросов с датчиками GPS позволяет находить рыболовецкие суда дешевле и в реальном времени. Птицы обнаруживают траулеры с расстояния до 20 миль. При приближении к судну у птиц срабатывает датчик обнаружения радиолокационного оборудования, которым оснащены все суда. Сигнал с GPS на спине альбатроса и сигнал с датчика радиоизлучения судна уходит на спутник и помещается в базу. Сопоставление полученных данных GPS и открытой базы АИС позволяет понять, обнаруженное судно включило идентификатор или идёт с выключенной АИС, что намекает на нелегальный промысел.

Всё выглядит хорошо, но только в предложенной интересной схеме мониторинга вылова рыбы остаётся сложное звено. Это невозможность идентифицировать судно по активному радиолокационному сигналу. Для идентификации придётся придумывать что-то ещё, а пока остаётся только ужасаться размаху браконьерства.

Технологический гигант Microsoft объявил о двух смелых целях: во-первых, превратиться в углеродно-негативную компанию уже к 2030 году (то есть удалять из воздуха больше углекислого газа, чем выделять), и, во-вторых, к 2050 году убрать больше углерода, чем было выброшено за всё время существования компании.

Getty Images

В интервью BBC президент Microsoft Брэд Смит (Brad Smith) признал, что план довольной самонадеянный: это очень сложная задача без гарантированного результата или прибыльности для компании. Одновременно он подчеркнул, что одновременно ощущается и срочность к принятию мер, и необходимость не торопиться, чтобы выполнить задачу должным образом.

Наконец, руководитель добавил, что необходимые для осуществления задачи инструменты ещё не существуют в полной мере. Господин Смит говорил о посадке деревьев и прямом улавливании воздуха для извлечения углерода и возврата его в почву в качестве примеров доступных вариантов. «В конечном счёте нам нужны лучшие технологии», — отметил он. Microsoft создала инвестиционный фонд с капиталом $1 млрд, который призван помочь развитию подобных технологий.

Корпорация ожидает поддержки со стороны других крупных технологических компаний — по мнению Брэда Смита, этот сектор себя сейчас хорошо чувствует, он может позволить себе инвестиции и потому должен это сделать. Пока же технологический сектор продолжает вносить свой ключевой вклад в выбросы углекислого газа: это и автомобили, и центры обработки данных, и аккумуляторы, и трудноперерабатываемая электроника, и подстёгивание людей к постоянной смене устройств.

Getty Images

Пока не было сделано никаких прямых заявлений от технологических гигантов о сотрудничестве с Microsoft или о подобных экологических инициативах, но, думается, рано или поздно многие компании, включая Facebook, Google и Apple, возьмут на себя аналогичные «углеродно-негативные» обязательства. Производитель программного обеспечения Intuit пообещал, что выйдет на эту цель к 2030 году, а Джефф Безос (Jeff Bezos) объявил в сентябре 2019 года, что Amazon станет углеродно-нейтральной к 2040 году.

Конечно, даже если деятельность самой Microsoft к 2030 году перестанет приводить к прямому выбросу углекислого газа в атмосферу, это не говорит, что косвенный вред прекратится: от потребления энергии миллионами игровых консолей и ПК, от технологий ИИ, которые будут помогать развиваться компаниям, сжигающим топливо, и так далее.

С целью поддержки усилий по ликвидации пожаров и их последствий в Австралии команда Humble, известная своими распродажами, предложила новый пакет игр, выручка от которого пойдёт благотворительным организациям по охране дикой природы.

Humble Australia Fire Relief Bundle предлагает коллекцию из почти 30 игр (на общую сумму более $400), причём 100 % доходов от этой распродажи пойдёт на благотворительные цели по охране дикой природы и животных в Австралии. Весь пакет доступен при минимальном предложенном пожертвовании в размере $25, хотя при желании можно раскошелиться и на бо́льшую сумму.

Сама подборка является отличной коллекцией проектов, которые так или иначе связаны с Австралией: или от австралийских разработчиков, или же по содержанию, посвящённому австралийской дикой природе или другим достопримечательностям страны-континента. В то время как само пожертвование идёт на достойное дело, игрокам будет также приятно получить большой ассортимент игр вроде Hollow Knight, Void Bastards, Armello, The Gardens Between и многих других.

Humble — одна из многих компаний, стремящихся оказать помощь в ликвидации последствий пожаров в Австралии. Подобную помощь предоставили также Ubisoft Australia, Infinity Ward, Bungie, сообщество Apex Legends и игроки Overwatch. Получить пакет Humble Australia Fire Relief Bundle можно вплоть до 24 января 2020 года.

Гибель коралловых рифов — огромная проблема, которая стоит сейчас перед океанологами. Международная группа учёных из британских Эксетерского и Бристольского университетов, а также австралийского университета Джеймса Кука и Австралийского института морских наук утверждают, что «акустическое обогащение» могло бы стать ценным инструментом, помогающим восстановить повреждённые коралловые рифы.

Работая над анализом гибнущего Большого барьерного рифа в Австралии, учёные установили подводные динамики, воспроизводящие записи здоровых рифов, в участках с мёртвыми кораллами и обнаружили вдвое больше рыбы, прибывшей — и оставшейся — по сравнению с такими же участками, где не воспроизводился звук. «Рыба имеет решающее значение для того, чтобы коралловые рифы функционировали как здоровые экосистемы, — сказал Тим Гордон (Tim Gordon) из Эксетерского университета. — Увеличение популяции рыб таким образом может помочь запустить процессы естественного восстановления, противодействуя ущербу, который мы наблюдаем на многих коралловых рифах по всему миру».

Эта новая методика работает, воспроизводя звуки, которые пропадают, когда рифы деградируют. «Здоровые коралловые рифы являются удивительно шумными местами: треск щёлкающих креветок, рык и хрюканье рыб образуют ослепительный биологический звуковой ландшафт. На эти звуки устремляется молодая рыба, когда ищет место для поселения, — сказал профессор Стив Симпсон (Steve Simpson) из Эксетерского университета. — Рифы становятся призрачно тихими, когда деградируют, поскольку креветки и рыба исчезают, но с помощью динамиков, восстанавливающих этот потерянный звуковой ландшафт, мы можем снова привлечь молодую рыбу».

Рыбный биолог из Австралийского института морских наук доктор Марк Микан (Mark Meekan) добавил: «Конечно, привлечение рыбы к мёртвому рифу не вернёт его к жизни автоматически, но восстановление подкрепляется рыбой, которая очищает риф и создаёт пространство для произрастания кораллов».

Исследование показало, что передача звуков здорового рифа удвоила общее количество рыбы, попадающей на экспериментальные участки среды обитания рифа, а также увеличила количество присутствующих видов на 50 %. Это разнообразие включало в себя виды из всех разделов пищевой цепочки — травоядных, детритофагов, планктоноядных и хищных ихтиофагов. Различные группы рыб выполняют разные функции на коралловых рифах, а это означает, что обильная и разнообразная популяция рыб является важным фактором поддержания здоровой экосистемы.

Профессор Энди Рэдфорд (Andy Radford) из Бристольского университета, сказал: «Акустическое обогащение является многообещающим методом управления на локальном уровне. В сочетании с восстановлением среды обитания и другими природоохранными мерами воссоздание рыбных сообществ таким образом может ускорить оживление экосистем. Однако нам по-прежнему необходимо бороться с множеством других угроз, включая изменение климата, чрезмерный вылов рыбы и загрязнение воды, чтобы защитить эти хрупкие экосистемы».

Господин Гордон добавил: «Хотя привлечение бо́льшего количества рыбы не спасёт коралловые рифы само по себе, новые методы, подобные этому, дают нам больше инструментов в борьбе за спасение этих драгоценных и уязвимых экосистем. От нововведений в сфере местного управления до международных политических действий требуется значительный прогресс на всех уровнях, чтобы обеспечить лучшее будущее для рифов во всём мире».

На территории природной резервации «Иле-Балхаш» в Алматинской области Казахстана заработал ещё один центр для инспекторов и научных сотрудников заповедной территории. Здание в виде юрты построено из скругленных пенополистироловых блоков, напечатанных на 3D-принтере.

Новый инспекторский центр, названный в честь расположенного неподалеку городища Карамерген (IX–XIII век), построен на средства российского отделения Всемирного фонда дикой природы (WWF России), оборудован солнечными панелями и ветряками. В нём созданы условия для комфортного отдыха оперативных групп инспекторов и научных сотрудников: две спальни, душ с туалетом, кухня, радиосвязь со всеми отделами резервации.

Теперь заповедный участок площадью 356 тысяч гектаров будет полностью взят под охрану. «Карамерген» способен разместить от шести до 10 человек одновременно. Новый центр защищает от жары и холода, здание рассчитано на колебания температур от –50 до +50 градусов. Организатор строительства общественный фонд «Экобиопроект» учёл все особенности постройки на заповедной земле: домик обладает достаточной прочностью и при этом не имеет фундамента, ведь капитальное строительство не рекомендовано на территории резервации. Технологичное купольное здание напоминает большую казахскую юрту песочного цвета, которая идеально вписывается в степной ландшафт с барханами.

«Возможность хорошо отдохнуть и восстановить силы очень важна для непростой работы сотрудников и инспекторов резервата, ведь Центр расположен более чем в 200 км от ближайшего населенного пункта, — подчеркнул директор Центральноазиатской программы WWF России Григорий Мазманянц, — Именно здесь начинается экологический коридор между Государственным природным резерватом „Иле-Балхаш“ и Национальным парком „Алтын-Эмель“, созданный для сохранения миграционных путей джейрана и кулана, занесенных в Красную книгу, кроме того отсюда можно выходить на работу в сторону восточных границ резервата».

Восстановление популяции этих газелей и лошадей — важный этап программы возвращения туранского тигра, которую WWF России реализует вместе с правительством Казахстана. По оценкам специалистов, первые тигры появятся на территории Прибалхашья около 2024 года. Сейчас необходимо работать с населением, восстанавливать тугайные леса, увеличивать количество копытных (основа рациона тигра), продолжать исследовательскую и антибраконьерскую деятельность, а для этого важно обеспечить сотрудников резервата всем необходимым. «Карамерген» — уже второй центр, построенный WWF России для резервата Иле-Балхаш. Первый был собран на основе типовых контейнеров.

Иле-Балхашская резервация создана для восстановления экосистемы, пригодной для обитания тигра. Программа реинтродукции полосатого хищника призвана вернуть тигра, исчезнувшего здесь более полувека назад. WWF России работает на благо российской природы уже 25 лет. За это время фонд осуществил более тысячи полевых проектов в 47 регионах России и Центральной Азии.

Несмотря на, казалось бы, давно изученное такое природное явление, как молния, процесс зарождения и распространения электрического разряда в атмосфере оставался далеко не таким понятным, как считалось в обществе. Группа европейских учёных во главе со специалистами института Karlsruhe Institute of Technology (KIT) смогла пролить свет на детальные процессы образования грозового разряда и использовала для этого очень необычный инструмент ― радиотелескоп.

Danielle Futselaar, www.artsource.nl

Значительный массив антенн радиотелескопа LOFAR (Low Frequency Array) размещён на территории Нидерландов, хотя тысячи антенн распределены также по большой площади Европы. Космическое излучение фиксируется антеннами и затем анализируется. Для изучения молний учёные впервые решили использовать LOFAR и получили удивительные результаты. Ведь молния сопровождается радиочастотным излучением и вполне может фиксироваться антеннами с хорошим разрешением: до 1 метра в пространстве и с частотой один сигнал в микросекунду. Оказалось, что мощный астрономический инструмент может детально рассказать о явлении, которое происходит буквально под носом у землян.

По этим ссылкам можно увидеть 3D-моделирование процесса образования грозовых разрядов. Радиотелескоп помог впервые показать образование недавно открытых «игл» молнии ― ранее неизвестного типа распространения разряда молнии по положительно заряженному плазменному каналу. Каждая такая игла может быть до 400 метров длиной и диаметром до 5 метров. Именно «иглы» объяснили такое явление, как многократные удары молнии в одно и то же место в предельно короткое время. Ведь накопленный в облаках заряд не разряжается однократно, что было бы логично с точки зрения известной физики, а бьёт в землю не один и не два раза ― множество разрядов происходит в доли секунды.

Как показала картинка с радиотелескопа, «иглы» распространяются перпендикулярно положительно заряженным плазменным каналам и, тем самым, возвращают часть заряда в породившее грозовой разряд облако. По мнению учёных, именно такое поведение положительно заряженных плазменных каналов является объяснением доселе малопонятных деталей в поведении молний.

Французская фирма Sigfox разработала крошечный датчик, который можно устанавливать в рог носорогов, что поможет защитникам природы отслеживать и защищать этих животных, находящихся под угрозой исчезновения.

Десять лет назад из-за безжалостного браконьерства число носорогов в мире сократилось до 20 000, но благодаря усилиям защитников природы их популяция выросла примерно до 29 000 особей.

На протяжении многих лет для защиты находящихся под угрозой исчезновения видов использовались камеры, инфракрасные датчики и датчики движения, электронные браслеты и дроны, хотя не всегда эти средства были эффективны из-за огромных территорий и ограниченных ресурсов в некоторых странах.

Reuters / Philippe Wojazer

Датчик компании Sigfox, специализирующейся на создании сетей, связывающих объекты с Интернетом, позволяет точно определять местонахождение носорогов, используя её собственную сеть. Если носороги приближаются к территории, считающейся особо опасной из-за предыдущих случаев браконьерства, смотрители парка получат предупреждающий сигнал датчика, который позволит своевременно отреагировать и не допустить гибели животных.

В сочетании с другими сенсорами предупреждения эти датчики могут также использоваться для доставки спасательных команд на место в режиме реального времени.

Птицы представляют собой немалую опасность для движения самолётов. Но специалисты Калифорнийского технологического института (Caltech) решили заняться этой проблемой и разработали новый алгоритм, который позволяет одному беспилотнику отводить целую стаю птиц от воздушного пространства аэропорта. Алгоритм представлен в исследовании в рамках IEEE Transactions on Robotics.

Проект был вдохновлён «Чудом на Гудзоне» в 2009 году, когда пилотам рейса US Airways-1549 Чесли Салленбергеру (Chesley Sullenberger) и Джеффри Скайлзу (Jeffrey Skiles) пришлось совершить аварийную посадку прямо на воду реки Гудзон в Нью-Йорке после того, как при взлёте авиалайнер Airbus A320-214 столкнулся со стаей канадских казарок и оба двигателя отказали.

«Пассажиры рейса 1549 были спасены только потому, что пилоты были очень квалифицированными», — отметил адъюнкт-профессор аэрокосмической отрасли и сотрудник отдела разработок и прикладных наук Caltech Сун-Джо Чанг (Soon-Jo Chung), а также главный исследователь проекта использования дронов в управлении стаями птиц. — Это заставило меня подумать, что в следующий раз всё может закончится трагично. Поэтому я начал искать способы защитить воздушное пространство от птиц, используя свои исследовательские наработки в области автономности и робототехники».

Профессор Сун-Джо Чанг с дроном собственного изобретения Bat Bot в руках

Существующие стратегии управления воздушным пространством включают в себя изменение окружающего пространства, чтобы сделать его менее привлекательным для птиц, использование обученных соколов или даже пилотируемых дронов, чтобы отпугивать стаи. Но господин Чанг считает, что эти стратегии могут быть дорогостоящими или — в случае управляемых вручную дронов — ненадёжными.

«Когда вы отгоняете птиц из воздушного пространства, необходимо быть очень осторожным в позиционировании беспилотника. Если дрон слишком далеко от стаи, он не будет её отгонять. Если же он слишком близко, то пилот рискует рассеять стаю и сделать её совершенно неуправляемой. Это очень сложная задача для пилотируемого полёта», — отметил руководитель.

Технология исследователей полагается на способность управлять стаей как единым организмом, удерживая её вместе и изменяя направление движения. Каждая птица в стае реагирует на изменения в поведении ближайших к ней особей. Поэтому дрон перемещается так, чтобы находящиеся на краю стаи птицы меняли курс и передали свою тревогу ближайшим сородичам, а те — следующим и так далее, пока вся стая не изменит курс. Позиционирование беспилотника должно быть точным: если внешняя угроза становится слишком активной и бросается на стаю, птицы будут паниковать и действовать индивидуально, а не коллективно.

Работу в этом направлении господин Чанг начал ещё в 2013 году, когда собирался создать самонаводящегося машущего крыльями робота, чей полет имитировать бы сокола. Хотя работа в этом направлении позволила создать совершенно новый тип дрона — Bat Bot, которого исследователь представил в 2017 году, он также обнаружил, что обычный серийный квадрокоптер может быть настолько же эффективным для отпугивания птиц.

Дрон Bat Bot действительно похож на летучую мышь

Сун-Джо Чанг с коллегами, в том числе его бывший аспирант Адитья Паранджапе (Aditya Paranjape) из Имперского колледжа Лондона, создали математическую модель динамики птичьих стай для описания того, как они формируются, поддерживаются и реагируют на угрозы по краям, как они передают информацию об этом внутрь стаи. Их работа является развитием алгоритмов, предназначенных для выпаса отар овец, с той лишь поправкой, что речь идёт о трёх измерениях, а не двух.

Создав хорошую математическую модель поведения стай птиц, исследователи использовали её для понимания реакции на приближение внешних угроз, а затем применили эту информацию для создания нового алгоритма вычисления идеальной траектории полёта дрона для изменения курса стаи в нужном направлении, не рассеивая её при этом. Тесты в полевых условиях показали, что один дрон способен отгонять стаи из десятков птиц. Эффективность алгоритма ограничена лишь количеством и размерами птиц. В будущем исследователи собираются создать алгоритм, учитывающий множество дронов и несколько птичьих стай.

В чрезмерной загазованности мегаполисов, без того страдающих отсутствием необходимого числа зелёных насаждений, экологи вполне обоснованно винят автомобили с двигателем внутреннего сгорания. Проблема переросла в настолько масштабную катастрофу для ряда густонаселённых регионов, что местное правительство в спешке взялось за поиск радикального выхода из ситуации. Так, власти Китая хотят отказаться от дальнейшего использования легкового транспорта, работающего на углеводородном топливе. Речь идёт о запрете производства автомобилей с бензиновыми и дизельными двигателями с наступлением 2040 года. Аналогичным образом, уложившись в те же сроки, поступят во Франции и Великобритании, к которым обещают в скором времени присоединиться Нидерланды и Германия. Обеспокоены негативным влиянием ДВС на атмосферу и в Калифорнии. 

techno-stream.net

В соответствии с новым законопроектом, представленным на этой неделе, каждый проданный автомобиль на территории Калифорнии после 2040 года должен будет относиться к категории экологически чистого транспорта. Успешная поэтапная реализация программы по отказу от двигателей внутреннего сгорания означает, что к 2025 году из 20 млн купленных в штате автомобилей 1,5 млн должны оказаться электрокарами, не загрязняющими окружающую среду. 

«Мы обязаны перейти Рубикон — решить проблему избыточного числа отравляющих воздух выбросов, приводящего к изменению климата. На транспортные средства, работающие на ископаемых видах топлива, приходится до 40 % от общего объёма парниковых газов от антропогенных источников Калифорнии», — объяснил свою позицию автор законопроекта конгрессмен Фил Тин (Phil Ting). 

Если законопроект будет принят, то с 2040 года калифорнийские автосалоны прекратят продажи легковых автомобилей с бензиновым или дизельным двигателем. Таким образом местные политики к 2050 году надеются уменьшить выбросы парниковых газов на 80 % в сравнении с аналогичным показателем за 1990 год. 

automagzn.com

Tesla Model 3 — один из инструментов по сдерживанию парникового эффекта

На данном этапе в Калифорнии зарегистрировано около 300 тыс. электрокаров, однако довести эту цифру до 1,5 млн за семь лет кажется задачей трудновыполнимой. В 2016 году на территории штата было продано около 2,1 млн новых авто, на которые пришлось лишь 40 тыс. «зелёных» средств передвижения. Массово пересесть на электрокары американцам мешают как недостаточно развитая инфраструктура обслуживания таких машин, так и завышаемая их производителями розничная стоимость по сравнению с ближайшими ДВС-аналогами.