Время прочтения - 7 мин.
Китай представил план первой пилотируемой миссии с высадкой на Луне. Сеть PIGINet учит бытовых роботов наиболее рационально выполнять свои задачи. Сверхтонкие электроды, изготовленные методом 4D-печати, используют для лечения заболеваний нервной системы.
Великий лунный поход
Китайское агентство, отвечающее за подготовку пилотируемых космических миссий, — China Manned Space (CMS) — представило план первой высадки на Луну, которую Китай намерен провести до 2030 года включительно.
Миссия предусматривает вывод на околоземную орбиту пилотируемого космического корабля и сегментов посадочного модуля с помощью тяжелой ракеты Long March 10 («Великий поход»). Ее испытания уже ведутся.
Далее они отправятся к Луне и будут состыкованы на лунной орбите.
Лунный модуль будет оснащен четырьмя двигателями с регулируемой тягой по 7 500 Н и иметь массу 200 кг. Этого будет достаточно, чтобы высадить на Луну двоих астронавтов.
Как сообщил заместитель генерального конструктора CMS Чжан Хайлянь, миссия очень чувствительна к весовым ограничениям.
«Чтобы повысить эффективность и строго контролировать вес, необходимо использовать передовые материалы и конструкции», — утверждает конструктор.
Частью миссии является луноход, способный перемещаться по лунной поверхности на 10 км. И уже разрабатывается скафандр для операций на Луне с рабочим временем не менее 8 часов. Он поможет астронавтам ходить, лазать, водить луноход и управлять роботизированными инструментами.
Кроме того, 17 июля CMS объявила о приеме предложений по отправке на лунный посадочный модуль научной полезной нагрузки. Приглашение открыто для научно-исследовательских институтов, университетов и стартапов. Это может быть оборудование для исследований лунной геологии, физики, поисков жизни и использования ресурсов прямо на месте.
Ранее Китай неоднократно заявлял, что космическое агентство будет готово к лунной миссии к концу нынешнего десятилетия. И этим планы Поднебесной по освоению Луны не ограничиваются.
До 2030 года Китай планирует провести целую серию роботизированных миссий. В том числе запуск окололунного орбитера Chang’e-7 в 2026 году, доставку на Луну посадочного модуля, вездехода и «летающего детектора» на Южном полюсе.
Миссия Chang’e-8, предварительно назначенная на 2028 год, должна изучить возможность использования ресурсов и технологии 3D-печати. На ее основе в 2030-х гг. Китай собирается построить лунную базу, известную как «Международная лунная исследовательская станция» (ILRS).
Сеть-планировщик для домашних роботов
В любом, даже не очень сложном, действии необходимо планирование, позволяющее выполнять задачи правильно и рационально. Если вы хотите приготовить кофе, вам необходимо достать его из кухонного шкафа, возможно, отодвинув другие находящиеся предметы, ничего не разбить, сварить напиток в кофеварке или кофейном аппарате, добавить сахар по вкусу или запрограммировать его количество и т. д.
Человек совершает такие действия не задумываясь, но для домашних роботов, работающих в конкретном окружении, они представляют серьезную проблему. Как роботу понять, какие шаги разумны в новой ситуации?
Исследователи из Лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта Массачусетского технологического института (CSAIL) создали нейронную сеть PIGINet, использующую машинное обучение для расширения возможностей домашних роботов.
Основой PIGINet является кодер-трансформер, предназначенный для работы с последовательностями данных. В процессе рассмотрения действий он исключает те из них, которые препятствуют правильному завершению задачи.
Команда CSAIL создала сотни моделированных сред, имеющих разную планировку и конкретные задачи, требующие перестановки предметов между столами, холодильниками, шкафами, раковинами и кастрюлями.
Кодер объединяет планы задач, изображения и текст, чтобы сгенерировать прогноз относительно выполнимости выбранного плана.
Может быть, после приготовления пищи вы хотите убрать все соусы в тумбу? Эта проблема может занять от двух до восьми шагов в зависимости от того, как выглядит обстановка в данный момент. Нужно ли роботу открывать несколько дверей шкафа или внутри шкафа есть препятствия, которые необходимо переместить?
Все эти варианты PIGINet способна предусмотреть и подсказать наиболее рациональную последовательность действий.
Испытания показали, что при обучении 300–500 задачам нейронная сеть сокращает время планирования на 50–80%.
Сверхтонкие электроды для лечения неврологических заболеваний
Вслед за появлением 3D-печати развивается и 4D-принтинг. Так называется изготовление материалов, меняющих форму при изменении условий окружающей среды — температуры или влажности.
Исследователи из Мюнхенского технического университета (TUM) и NTT Research использовали эту технологию для разработки сверхтонких гибких электродов, которые они пытаются применить для лечения неврологических заболеваний. Например, избавления пациентов от хронической боли, депрессии и эпилепсии.
Для этого необходимо стимулировать периферические нервы диаметром от десятков до сотен микрометров. Тонкие, как волосы, нервы требуют точности изготовления электродов, внедрение которых в организм и крепление в микрометровом диапазоне для сегодняшней медицины является сложной задачей.
Сверхтонкие гибкие электроды, изготовленные с помощью технологии 4D-печати, при контакте с влагой автоматически сворачиваются и обвивают тонкие нервы.
«Такой близкий контакт позволяет нам как стимулировать нервы, так и измерять нервные сигналы с помощью электродов. Это значительно расширяет спектр возможностей для потенциального применения», — утверждает профессор нейроэлектроники Мюнхенского института биомедицинской инженерии при TUM Бернхард Вольфрум.
Одним из примеров являются улучшенные имплантаты для лечения апноэ — приостановки дыхания во сне. У пациентов, страдающих этим заболеванием, язык опускается к горлу и на короткое время перекрывает дыхательные пути. Стимуляция мышц, которые тянут язык вперед, может решить проблему. Однако в настоящее время выборочно стимулировать только те мышцы, которые двигают язык вперед, сложно.
«Именно здесь можно применить гибкие электроды, чтобы облегчить более избирательную стимуляцию нервов в будущем», — считает старший врач отделения отоларингологии клиники TUM, профессор Клеменс Хайзер.
4D-электроды прочны и просты в обращении. Исследовательская группа уже продемонстрировала применение электродов на саранче, нервные волокна которой (диаметром 100 микрометров) были покрыты оболочкой без повреждения нервов. Это позволило ученым целенаправленно стимулировать мышцы.
Хотя электроды все еще находятся на ранней стадии разработки, они могут стать важным средством развертывания стимуляции периферических нервов для более широкого клинического применения.
Источники: SpaceNews, TechXplore, MedicalXpress
Подпишись на наш телеграм канал
только самое важное и интересное
