Теги → прорыв

Western Digital объявила о прорыве в области микроволновой записи

Не столь давно мы опубликовали подробный отчёт HGST о состоянии индустрии механических жёстких дисков и в нём были упомянуты перспективные технологии, такие как термомагнитная (HAMR) и микроволновая (MAMR) запись. Суть у этих методов записи схожая и заключается она в предварительной обработке магнитной пластины перед записью, просто в первом случае предполагается использовать лазер для нагрева, а во втором — микроволновое излучение для изменения магнитных параметров. С HAMR в настоящее время имеется ряд проблем: сфокусировать луч в итоге удалось с помощью специальной плазмонной антенны, но срок службы такой «лазерной» головки пока на три‒четыре порядка меньше, нежели необходимо для коммерческого применения. Но, похоже, Western Digital, владелец бренда HGST, достигла прорыва во второй технологии.

Источник микроволнового излучения компактен и интегрируется в записывающую головку

Источник микроволнового излучения компактен и интегрируется в записывающую головку

Если верить опубликованному заявлению, разработчикам удалось решить ключевые проблемы микроволновой записи. Заявление звучит уверенно и в нём обещается создание жёстких дисков ёмкостью 40 Тбайт к 2025 году, а производство может быть налажено уже в 2019 году. Технологию MAMR Western Digital разрабатывает уже в течение восьми‒девяти лет. Интересно, что в основе нового метода записи максимально используются уже имеющиеся в распоряжении WD технологии и техпроцессы, такие как технология головок Damascene. Именно это и позволяет говорить компании о столь раннем возможном начале производства дисков на основе MAMR. Казалось бы, микроволновое излучение ассоциируется исключительно с громоздкими и потребляющими много энергии магнетронами, однако в случае новой головки, разрабатываемой WD, это не так. Для генерации микроволнового пучка в MAMR будет применён генератор спинового момента (spin-torque oscillator, STO), многослойная полупроводниковая структура, использующая эффекты спиновой электроники.

MAMR имеет массу преимуществ перед термомагнитной записью

MAMR имеет массу преимуществ перед термомагнитной записью

Похожие структуры используются в магниторезистивной памяти. Это устройство может быть совсем небольшим и, во всяком случае, более компактным, нежели сочетание лазера с плазмонной антенной в HAMR. Нагрева в случае использования микроволнового излучения нет, что исключает проблемы с термической деформацией и износом материалов головки и магнитных пластин. Плотность записи при этом может превышать 4 Тбит на квадратный дюйм — более чем в четыре раза больше классического предела плотности, составляющего 1 Тбит на квадратный дюйм. Благодаря широкому применению уже существующих технологий, диски на основе MAMR обеспечат низкую стоимость хранения данных. В сочетании с огромной ёмкостью это сделает их очень привлекательными для крупных центров хранения данных. В настоящее время в разработке данной технологии Western Digital опережает конкурентов на несколько лет, что позволит компании существенно укрепить свои позиции на рынке механических накопителей.

Научные итоги 2014: знаковые достижения и разработки этого года

Уходящий 2014-й запомнится многим, прежде всего, как год важных научных открытий, инновационных исследований, внедрений передовых технологий, а также как 365 дней, в течение которых ведущие учёные и инженеры работали над решением самых сложных и чрезвычайно актуальных проблем современного общества. Достаточно вспомнить лишь ту малую часть достижений, которые спасли или смогут спасти миллионы жизней на планете — создание вакцины от вируса Эбола, удаление генома ВИЧ из клетки человека, применение 3D-печати в хирургии для изготовления имплантов, совершенствование методики протезирования и трансплантации клеток для возвращения чувствительности парализованным конечностям.

Нельзя недооценивать важность и потенциал разработок в области экологии — энергоэффективных синих светодиодов, которые помогут сократить потребление электричества и взять на себя роль освещения будущего. О ценности данного изобретения свидетельствует и Нобелевская премия, которую вручили за совместный проект трём японским учёным. 

itar-tass.com

itar-tass.com

Потенциал перехода на альтернативные источники энергии продемонстрировала на примере первого в мире «умного» города Фудзисава компания Panasonic, а в качестве полноценной замены углеводородного топлива автолюбители уже всерьёз рассматривают переход на электромобили и «зелёные» транспортные средства на водородных топливных элементах

news.panasonic.co.uk

news.panasonic.co.uk

И хотя стоимость электрокаров и плохо развитая инфраструктура в наших широтах отпугивают потенциальных клиентов, автогиганты из Страны восходящего солнца — Nissan и Mitsubishi — планируют вывести на рынок по-настоящему народное авто с электромотором стоимостью всего $14,5 тыс. уже к 2016 году, как, собственно, и Tesla Motors, руководство которой обещает порадовать своих поклонников недорогим электроседаном уже в ближайшем будущем.

mashable.com

mashable.com

www.themotorreport.com.au

www.themotorreport.com.au

И конечно же, нельзя не рассматривать 2014 год как год космических свершений, грандиозных планов и перспектив освоения небесных тел. Особенно популярной темой обсуждения стало освоение Луны и программа строительства базы на единственном природном спутнике Земли, которой всерьёз заинтересовались две крупнейшие космические державы.

www.washingtonpost.com

www.washingtonpost.com

Китай, который уже начал серию исследований в рамках миссий «Чаньэ», желает видеть на лунной поверхности своих тайконавтов в 2025 году. Российская Федерация также заявила о намерениях не просто повторить достижения экипажей космических кораблей Аполлон, но и соорудить на поверхности природного спутника нашей планеты модули для автономного проживания.   

eandt.theiet.org

eandt.theiet.org

Популярное издание Science опубликовало собственный перечень открытий, в который вошли 10 самых масштабных с научной точки зрения событий подходящего к завершению года. О самых интересных из них, подходящих под тематику нашего сайта, мы расскажем ниже.

Как можно догадаться, номером один стало прибытие космического аппарата Rosetta в пункт назначения — к небесному телу под кодовым названием 67P с последующим спуском на комету исследовательского модуля Philae. Полёт зонда, осуществлявшийся под руководством специалистов Европейского космического агентства, длился более 10 лет. Наше издание достаточно подробно освещало все события, связанные с Rosetta, благодаря чему с помощью 3DNews можно восстановить хронологию ключевых этапов и найти множество фотоизображений небесного тела, в том числе и цветное

www.esa.int

www.esa.int

www.pinterest.com

www.pinterest.com

Посадка Philae, которой руководил британский физик Мэтт Тейлор (Matt Taylor), стала удивительным подвигом и привлекла внимание мировой общественности, как и вся миссия в целом. Оборудование Rosetta уже зафиксировало на комете Чурюмова-Герасименко воду, водород и метан, а также цианистый водород и ряд других химических веществ, которые помогут специалистам восстановить хронологию появления простейших форм жизни на нашей планете. 

es.gizmodo.com

es.gizmodo.com

Мэтт Тейлор и журналистка издания The Verge, обвинившая учёного в сексизме из-за его рубашки

«Прорывы в науке должны иметь под собой две цели: либо решать одну из  острых проблем для человечества, с которой люди сталкиваются в повседневной жизни, или же дать импульс к более глобальным исследованиям и открытиям уже на новом уровне», — поделился критерием отбора лучших достижений 2014 года редактор издания Science.

Не менее важным достижением ведущих мировых инженеров в 2014 году стал прогресс в области проектирования роботизированных устройств. А удостоиться попадания в почётный рейтинг смогли не просто единичные автономные механизмы, готовые взять на себя часть трудоёмкой работы за человека, а работающие в группе простые устройства, имитирующие подобие масштабируемой системы искусственного интеллекта. Ими стали роботы-термиты, способные слаженно работать и взаимодействовать на базовом уровне, достаточном для самостоятельного возведения сложных многоуровневых конструкций. 

www.newsccn.com

www.newsccn.com

Алгоритм работы механизмов, разработанных специалистами Гарвардского университета по проекту «TERMES», схож с действиями реальных насекомых. Именно роботам, в основе которых лежит аналогичный принцип «неявной связи», пророчат судьбу первых строителей жизненно важных сооружений на Марсе до прибытия на Красную планету человека. 

robohub.org

robohub.org

В этом году компания IBM также представила многообещающую разработку — нейрочип TrueNorth, состоящий из миллиона искусственных нейронов и 256 миллионов синапсов, образующих совокупно 4096 «нейросинаптических ядер».

thespeaker.co

thespeaker.co

Архитектура нейрочипа позволяет TrueNorth имитировать нейронную деятельность, поэтому принцип обработки им информации условно напоминает алгоритм, по которому функционирует человеческий мозг. Некоторые специалисты уверены, что детище IBM может лечь в основу создания первого полноценного искусственного интеллекта. Сами разработчики сравнивают чип, обладающий возможностью самообучения и способный проводить анализ слуховой, зрительной и тактильной информации, с правым полушарием мозга. 

Значимым достижением журналисты Science посчитали и массовое применение наноспутников формата Cubesat, для которых сегодня отведена важная роль по изучению нашей планеты. И хотя ещё 10 лет назад Cubesat воспринимался лишь в качестве модели, выполняющей роль учебного пособия для студентов, только за этот год  на околоземную орбиту было выведено рекордное количество аппаратов — 75 «карманных» искусственных спутников с габаритными размерами всего 10 × 10 × 10 см. 

www.unewsonline.com

www.unewsonline.com

Именно эти устройства можно назвать маленькими, но от этого не менее важными помощниками в становлении большой науки.  

www.stfc.ac.uk

www.stfc.ac.uk

По-прежнему острой проблемой XXI века является противодействие и поиск эффективного средства лечения такого распространённого заболевания, как сахарный диабет. Именно 2014 год можно считать точкой отсчёта в лечении диабета методом трансплантации полученных при помощи новой методики стволовых клеток, являющихся аналогом β-клеток поджелудочной железы. Последние способны справиться с недугом на ранних стадиях благодаря свойству вырабатывать необходимое для нормального функционирования организма количество инсулина.

www.iamincontrol.org

www.iamincontrol.org

Российские учёные о прорыве Lockheed Martin: их достижение — это фикция

Американская авиастроительная фирма Lockheed Martin, которая уже не первое десятилетие занимается разработками с целью укрощения термоядерного синтеза, опубликовала на днях сенсационную информацию о своих достижениях на данном поприще. По представленным учёными из Lockheed Martin сведениям, они готовы к созданию компактной версии термоядерного реактора мощностью 100 МВт, экспериментальный образ которого может быть продемонстрирован мировому сообществу в течение года. Кроме того, всего через 10 лет данный термоядерный реактор с размерами 2×3 метра должен стать уже реальным, коммерчески успешным проектом.

При этом подразумевается, что с подобного рода источником энергии у мирового сообщества практически целиком пропадёт существующая на сегодня зависимость от углеводородного топлива, что на фоне медленно, но уверенно иссякающих запасов нефти кажется весьма радужной и обнадёживающей перспективой. А учитывая компактные размеры установки, оснастить термоядерным реактором производства Lockheed Martin не составит труда как грузовые суда и поезда, так и самолёты, наземную военную и даже гражданскую технику. 

aviationweek.com

aviationweek.com

Кроме Lockheed Martin, исследования термоядерного синтеза и работы в том же направлении проводятся в рамках международного проекта International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER/ИТЭР). Однако результаты их деятельности пока что далеки от анонсированных представителем авиастроительной компании успехов, правдивость информации о которых ставится под очень большие сомнения и вызывает массу споров.

Так, глава российского агентства ИТЭР Анатолий Красильников публично заявил, что озвученный Lockheed Martin научный прорыв на самом деле является пустыми словами и не имеет ничего общего с реальностью. И то, что американцы якобы готовы приняться за создание прототипа реактора с заявленными размерами, кажется господину Красильникову обычным пиаром. По его мнению, современная наука пока не готова спроектировать в ближайшие несколько лет полноценно функционирующий безопасный термоядерный реактор столь малых размеров. 

В качестве аргументов Красильников отметил, что над международным проектом ИТЭР работают заслуженные физики-ядерщики Китая, Южной Кореи, Индии, США, Японии, России и стран Евросоюза, однако даже собранные воедино лучшие умы современности надеются получить только первую плазму из ИТЭР в лучшем случае к 2023 году. При этом ни о какой компактности прототипа речи не идёт.

www.rg.ru

www.rg.ru

Реализация совместного проекта ИТЭР

Само собой, возможность создания небольшой по габаритам установки в будущем станет очевидной, но не в ближайшие несколько лет, несмотря на заявление Lockheed Martin уже через год показать реальную модель. И, конечно, не при условии, что над проектом такого уровня работают изолированно от остальных, как это сумели сделать, по их словам, американские инженеры даже столь крупной и имеющей все необходимые ресурсы компании. Поэтому обещания Lockheed Martin продемонстрировать опытный образец, уверен Анатолий Красильников, так и останутся обещаниями.

Ведущие инженеры работают над созданием термоядерного реактора на протяжении не одного десятка лет, при этом данный процесс обязательно сопровождается обменом опыта, а перспективные наработки становятся открытым для других специалистов достоянием. Прорыв же учёных, о деталях которого никому не известно, кажется сильно преувеличенным и преследующим вовсе не научные цели.

www.futura-sciences.com

www.futura-sciences.com

Токамак-реактор — тороидальная установка для магнитного удержания плазмы

В свою очередь, Президент НИИ «Курчатовский институт» Евгений Велихов прокомментировал данную новость как «фантазии Lockheed Martin». Сам Велихов не осведомлён о каких-либо подкреплённых реальными фактами успехах в создании специалистами американской фирмы компактного термоядерного реактора. Собственно, об изобретении не информирован, как уже было отмечено выше, никто в мире, кроме самой Lockheed Martin. А та лишь громогласно объявила о своих намерениях, но не стала раскрывать какие-либо технические подробности проекта. Причина этому — банальное отсутствие тех самых реальных достижений и действительно революционных и сенсационных наработок, о которых сейчас ведутся обсуждения в СМИ.    

Lockheed Martin сообщает о прорыве в области управляемого термоядерного синтеза

Управляемый термоядерный синтез — Священный Грааль современной энергетики. С учётом повсеместной радиофобии, сильно мешающей развитию классических ядерных технологий, многие считают его единственной реальной альтернативой ископаемому топливу. Но путь к этому Граалю весьма тернист, и лишь недавно китайским учёным, работавшим на установке EAST, удалось добиться превышения критерия Лоусона и получить коэффициент выхода энергии в районе 1,25. Надо отметить, что все основные успехи в области достижения термоядерного синтеза достигнуты на установках типа «токамак», и к ним же относится экспериментальный реактор ITER, строительство которого ведётся на территории Европейского Союза.

Так выглядит работающее сердце токомака

Так выглядит работающее сердце токамака

А у токамаков, помимо очевидных достоинств, есть и ряд недостатков. Главный из них то, что все реакторы такого типа проектируются для работы в импульсном режиме, что не слишком удобно для промышленного применения в энергетике. Другой тип реакторов, так называемые «стеллараторы», обещает интересные результаты, но конструкция стелларатора очень сложна из-за особой топологии магнитных катушек и самой плазменной камеры, а условия зажигания реакции более жёсткие. И каждый раз речь идёт о больших стационарных установках.

Один из вариантов конфигурации стелларатора

Один из вариантов конфигурации стелларатора

Но, похоже, корпорации Lockheed Martin удалось добиться прорыва на направлении, которое давно признано безнадёжным. Больше всего схема, опубликованная сотрудниками лаборатории Skunk Works, принадлежащей Lockheed Matrin, напоминает линейную плазменную ловушку с магнитными зеркалами, которую для краткости принято называть «пробкотроном». Не исключено, что учёным, занятым в этом проекте, удалось решить основную проблему «пробкотрона», связанную с нарушением сверхпроводимости под влиянием сильных магнитных полей при недостаточной длине конструкции. Ранее работы над этим проектом велись под покровом секретности, но теперь он снят, и Lockheed Martin приглашает к открытому сотрудничеству как государственных, так и частных партнёров.

Упрощённая схема реактора Skunk Works

Упрощённая схема реактора Skunk Works

Но надо отметить, что речь по-прежнему идёт о дейтериево-тритиевой реакции, дающей на выходе нейтрон, который человечество пока не умеет использовать иначе, чем через абсорбцию бланкетом реактора с последующим выводом тепловой энергии в классический пароводяной цикл. А значит, никуда не деваются высокие давления, высокоскоростные турбины и, к сожалению, наведённая в бланкете радиоактивность, так что отработавшие компоненты плазменной камеры будут нуждаться в захоронении. Конечно, радиационная опасность термоядерного синтеза типа дейтерий-тритий на несколько порядков ниже, чем у классических реакций деления, но всё же о ней следует помнить и не пренебрегать правилами безопасности.

Разумеется, полных данных о своей работе корпорация не раскрывает, но намекает, что речь идёт о создании реактора мощностью порядка 100 мегаватт при габаритах в районе 2 × 3 метра, то есть спокойно умещающегося на платформе обычного грузовика. В этом уверен Том МакГайр (Tom McGuire), возглавляющий проект.

Том МакГайр на фоне экспериментальной установки T-4

Том МакГайр на фоне экспериментальной установки T-4

В течение года должен быть построен и протестирован первый экспериментальный прототип, а появление промышленных прототипов установки обещается в течение следующих пяти лет. Это куда быстрее темпов работ над ITER. А через 10 лет, если всё пойдёт по плану, появятся и серийные реакторы этого типа. Пожелаем команде МакГайра удачи, ведь если у них всё получится, то мы имеем все шансы увидеть новую эру в энергетике человечества ещё при жизни этого поколения.

Новые микробатареи позволят заряжать смартфон за одну секунду

Мобильные устройства постоянно совершенствуются. Добавляются новые функции, смартфоны и планшеты становятся тоньше, их производительность неуклонно растёт. Но все эти прелести внезапно обрываются, когда ваш телефон вдруг разрядился посреди рабочего дня. Именно на слабые батареи больше всего нарекают современные пользователи.

Поэтому особое внимание привлекла разработка исследователей из Университета Иллинойса. Ученым удалось создать микробатареи, которые по плотности мощности сравнимы с лучшими суперконденсаторами и открывают новые возможности в радиокоммуникациях и компактной электронике. Результаты своей работы исследователи опубликовали в апрельском номере известного журнала Nature Communications (статья High-power lithium ion microbatteries from interdigitated three-dimensional bicontinuous nanoporous electrodes).

Профессор кафедры механических наук и инженерии Вильям Кинг

Как отмечает профессор кафедры механических наук и инженерии Вильям Кинг (William P. King), аккумулятор способен обеспечить гораздо большую мощность, чем кто-либо может себе представить. За последнее десятилетие электронные компоненты существенно уменьшились в размерах. Батареи за ними не поспевают. По мнению Кинга, микротехнологии могут изменить ситуацию.

В современных источниках питания приходится выбирать между мощностью и запасом энергии. Для приложений, которые требуют высокой мощности, например, при передаче радиосигналов на длинные дистанции, используются конденсаторы. Они быстро заряжаются и способны обеспечить большую мощность, но лишь на короткое время. В то же время для приложений, требующих большого запаса энергии, таких как прослушивание музыки на плеере, используются батареи, способные накопить много энергии, но отдают её только малыми порциями, то есть разряжаются довольно медленно. Процесс зарядки также может длиться час и более. Кроме того, одной из главных проблем аккумуляторов являются большие габариты. Поэтому в погоне за уменьшением толщины мобильных устройств производителям приходится жертвовать временем автономной работы.

Процесс формирования микропористых катода и анода

Исследователи утверждают, что им удалось создать микробатареи, которые совмещают лучшие качества конденсаторов и традиционных аккумуляторов. В них используется так называемая пористая трёхмерная микроструктура для анода и катода, что существенно увеличивает их площадь и, соответственно, скорость разряда (выходную мощность) и заряда. Ученые интегрировали эти компоненты особым образом на микроуровне, что позволило добиться интересных свойств. Созданные микробатареи могут питать сенсоры или использоваться для вещания радиосигналов на расстояния в 30 раз длиннее при тех же габаритах, или давать ту же производительность, но обладая в 30 раз меньшими размерами. Что ещё важнее, новое изобретение заряжается в тысячу раз быстрее по сравнению с традиционными технологиями. Из характеристик новых микробатарей стоит выделить плотность мощности до 7,4 мВт/(см2*мкм), что сравнимо с показателями наилучших суперконденсаторов, а также в две тысячи раз превышает показатели других микробатарей.

Сравнение показателей разных технологий, в том числе, и новой разработки

Ученые предлагают представить тонкий современный телефон с габаритами кредитной карточки, который заряжается всего за одну секунду. Новые микробатареи могут использоваться для питания сенсоров, лазеров, потребительской электроники, медицинских устройств и во многих других приложениях. Компактность микробатарей особенно важна для медицинских приложений, например, для питания имплантатов.

Потоки ионов между трёхмерными электродами в новых микробатареях
 

В настоящее время ученые работают над интеграцией своих микробатарей с различными электронными компонентами, а также надеются наладить производство по приемлемой цене. Мы тоже надеемся, что это им удастся. Ведь мы уже наслышались немало обещаний от ученых, было представлено множество удивительных разработок, но воз и ныне там.

Материалы по теме:

Источник:

Разработан чип, работающий с вероятностями и шансами

Современные компьютеры на первый взгляд кажутся сложными и продвинутыми машинами, однако на базовом уровне они весьма просты. Центральный процессор – это, по сути, набор «выключателей» с положениями вкл/выкл, производящими поток нолей и единиц, которые программное обеспечение впоследствии превращает во что-то более понятное пользователю (например, графику или звук). И вот на этом фоне разработка молодой компании Lyric Semiconductor, профинансированная Управлением перспективных исследовательских проектов (DARPA) Пентагона, выглядит действительно сложной.

Отличие чипа GP5 (General-Purpose Probability Processing Platform) от центрального процессора заключается в том, что он работает не с четкими значениями «единица-ноль», а с вероятностями. Разработчики утверждают, что специализированные расчеты, на которые способен GP5, производятся в тысячу раз эффективнее по сравнению с традиционными ЦП.

Пример таких специализированных расчетов – способность различить конкретного человека, который в данный момент сидит за компьютером, на основании индивидуальных особенностей набора текста (видеозапись можно посмотреть здесь). Точно так же технология может быть использована для предоставления пользователю точных результатов поиска в Сети, подобранных с учетом его запросов. «Мы поняли, что вероятностных проблем в расчетах сейчас настолько много, что они заслуживают создания отдельного аппаратного обеспечения для их решения» - заявил исполнительный директор Lyric Semiconductor Бен Вигода (Ben Vigoda).

Пока что разработка Lyric Semiconductor интересует в основном военных (Министерство обороны США чутко следит за прогрессом стартапа), поскольку GP5 умеет эффективно фильтровать поток цифрового «шума», отделяя мусор от полезной информации. Однако в дальнейшем среди тех, кто может заинтересоваться технологией, компания-разработчик называет Amazon и Google.

Думается, что в разработке Lyric Semiconductor нет ничего невероятного и фантастического – все это напоминает предыдущие события, когда определенная компания занимает нишу чипов для специализированных расчетов. Вспомним хотя бы NVIDIA с технологией CUDA, позволяющей оптимизировать работу с трехмерной графикой, физикой и различными симуляционными расчетами. В ближайшие несколько лет Lyric Semiconductor будет работать над созданием коммерческой версии вероятностного чипа. Первые образцы GP5 появятся в 2013 году.

Материалы по теме:

Источник:

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥