Время прочтения - 6 мин.
Высотный самолет-шпион U-2, модифицированный NASA, изучает грозовые излучения. Платформа Pyrus Base учит роботов игре в футбол. Твердотельные аккумуляторы, используемые в медицине и портативной электронике, могут стать новым поколением батарей для электромобилей.
NASA ER-2 «шпионит» над облаками
Национальное управление США по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) сообщило о последней миссии в рамках программы «Обсерватория бортовых молний», изучающей гамма-излучения, образуемые в грозовых облаках в верхних слоях атмосферы. Они влияют на образование штормов и сильного ветра.
Чтобы лучше понять эти явления, международная группа ученых направила высотный самолет NASA ER-2 (Earth Resources 2), переделанный из самолета разведчика U-2, на высоту 18 км, как можно ближе к грозовым облакам, где он провел более 60 часов, исследуя небо над Атлантикой.
«Данные, собранные программой, могут помочь ученым увидеть, когда штормы усиливаются, и предоставить дополнительную информацию для защиты населения от угрозы молний», — говорится в заявлении руководителя исследования Тимоти Лэнга.
Грозы могут создавать мощные восходящие и нисходящие потоки ветра, которые разгоняют воздух и воду до высоких скоростей. Когда кристаллы льда сталкиваются в этих вихревых потоках воздуха, электроны отрываются от них, создавая электрические поля, производящие молнии.
При определенных условиях эти свободные электроны могут также создавать вспышки гамма-излучения двух типов. Короткие вспышки гамма-излучения длятся секунды, а более продолжительное свечение — от минут до часов.
В исследовании участвовали сотрудники Бергенского университета (Норвегия), Военно-морской исследовательской лаборатории США (NRL) и трех различных центров NASA.
В распоряжении NASA имеется два высотных самолета, созданных на базе самолета-разведчика Lockheed U-2. Они могут летать значительно выше, чем обычные, и на сегодняшний день совершили более 4 500 миссий.
Один из этих самолетов в 1998 году установил рекорд экстремальной высоты для своего класса, поднявшись на уровень 21 км.
Ничто человеческое им не чуждо
Одним из крупнейших событий в мире робототехники является ежегодная международная выставка-фестиваль RoboCup, на которой создатели роботов не только демонстрируют свои достижения, но и устраивают между ними турнир по футболу.
Следующее футбольное состязание RoboCup пройдет в июле 2024 года в Эйндховене (Нидерланды) и обещает стать самым зрелищным в истории кубка.
Футбольные команды роботов смогут лучше подготовиться к кубку, используя для тренировок специальную платформу Pyrus Base с открытым исходным кодом на основе Python, представленную недавно исследователями из Университета Далхаузи и Мемориального университета Ньюфаундленда в Канаде.
Как утверждают разработчики, существующие сегодня приложения — футбольные симуляторы, такие как HeliosBase и Cyrus2DBase, основанные на C++, как правило, могут использоваться только теми, кто хорошо разбирается в программировании.
В отличии от них Pyrus Base позволяет даже начинающим или неопытным программистам тестировать модели ИИ для RoboCup. Исследователи надеются, что их платформа побудит больше исследователей проверять свои идеи, способствуя инновациям в области роботизированного футбола.
По словам одного из создателей платформы, Арефа Саяре, в настоящее время роль ИИ в турнирах Robocup остается недооцененной, но используя методы обучения с подкреплением, роботы-игроки могут изучать такие футбольные элементы, как дриблинг или пас, что сделает их игру более продвинутой.
Базовый код Pyrus уже доступен на GitHub, и вскоре его смогут загрузить и использовать энтузиасты робототехники и исследовательские группы по всему миру. В своих следующих работах Саяре и его коллеги надеются улучшить структуру платформы, чтобы ее можно было использовать для обучения еще большего количества алгоритмов ИИ.
Поиск аккумуляторов завтрашнего дня
Литий-ионные батареи, используемые в современных электромобилях, имеют много достоинств, но они ограничены по емкости и уже не вполне удовлетворяют растущее количество интернет-приложений, используемых в электрокарах. Кроме того, они не очень хорошо переносят перепады температур и легко воспламеняются, поэтому автопроизводители ищут им альтернативу.
Одним из главных кандидатов для нового поколения аккумуляторов для электрокаров являются твердотельные. Сейчас они используются преимущественно в электронике и медицинских гаджетах, таких как кардиостимуляторы.
Однако сотрудники Норвежского университета науки и технологий (NTNU), в партнерстве с коллегами из Австрии, Германии и США, изучают, как усовершенствовать существующие твердотельные батареи, сделав их производство дешевле, чтобы это удовлетворило автопроизводителей.
«Твердотельные батареи могут стать будущим для электромобилей завтрашнего дня, сделав их лучше и безопаснее», — считает профессор кафедры материаловедения и инженерии NTNU Даниэль Реттенвандер.
Твердотельные аккумуляторы, по сравнению с литий-ионными, имеют более высокое напряжение и энергоемкость для хранения энергии по отношению к их весу и объему, выдерживают гораздо большие температурные колебания и могут быть более безопасными, поскольку не содержат жидкого электролита.
Одна из проблем для применения их в автоиндустрии — медленная зарядка. Однако ее, похоже, уже решили, хотя ученые назвали свой метод «сложным для понимания».
«Мы исследовали, как можно более эффективно заряжать твердотельные батареи при гораздо более высоком токе, что сокращает время зарядки любого электронного устройства или электромобиля», — сообщил доктор философии из Технологического университета Граца Флориан Флатчер.
Результаты исследования совместной группы могут также способствовать более простой и дешевой переработке твердотельных батарей, что немаловажно при их массовом применении.
Ученые признают, что затраты на производство более крупных твердотельных батарей, пригодных для электрокаров, пока еще были бы слишком высоки. Однако продолжают работать над их усовершенствованием, рассчитывая, что их технология в какой-то момент будет готова к коммерциализации.
Источники: Space.com, TechXplore
Лицензия: https://creativecommons.org/publi
Подпишись на наш телеграм канал
только самое важное и интересное
