Nowinki techniczne
Nowy naddźwiękowy samolot NASA
Jednym ze zjawisk towarzyszących obiektom przekraczającym prędkość dźwięku (ok. 340 m/s) jest tzw. grom dźwiękowy, czyli skośna fala uderzeniowa docierająca do obserwatora od danego samolotu czy też rakiety. Jeśli znajdujemy się w niewielkiej odległości od takiego obiektu, efekt może być porażający, ponieważ wiąże się z gwałtownym wzrostem ciśnienia. Także samo urządzenie lecące podlega działaniu tego ciśnienia, stąd konieczność odpowiedniej konstrukcji kadłuba. Loty samolotami z taką prędkością są w wielu miejscach świata ograniczone, ponieważ mogą powodować zniszczenia, jak pękanie szyb czy destrukcja dachów.
Amerykańska NASA postanowiła przeznaczyć niemal ćwierć miliona dolarów na rozwiązanie tego problemu. Kontrakt wygrała firma Lockheed Martin, znana z innowacyjnych konstrukcji lotniczych. Nowy typ samolotu nosi roboczą nazwę X-plane. Na razie niewiele o nim wiadomo poza tym, że ma mieć 29 m długości i będzie latać na wysokości niemal 17 km z prędkością ok. 1500 km/h (1,25 Ma). W wersji testowej zostanie zamontowana tylko kabina pilotów, bez pasażerskiej. Słyszalny na ziemi grom dźwiękowy będzie porównywalny mocą z trzaśnięciem drzwiami typowego samochodu (ok. 75 decybeli). Lockheed Martin obiecuje dostarczyć prototyp do 2021 r. Może więc za kilka lat doczekamy się komercyjnego następcy legendarnego Concorde’a.
Laska dla niewidomych na miarę XXI w.
Do tej pory technologia rzeczywistości wirtualnej (VR) była dostępna tylko dla osób widzących. Dzięki rozwiązaniu Microsoftu będą mogli z niej korzystać także niewidomi – nie tylko w celach rozrywkowych, ale też np. edukacyjnych czy rehabilitacyjnych. Urządzenie oddziałuje z użytkownikiem na kilka sposobów. Po pierwsze, generowane są odpowiednie sygnały akustyczne, m.in. imitujące działanie zwykłej laski (stukanie, dotknięcie obiektów itp.). Po drugie, wykorzystuje technikę haptyczną, czyli związaną ze zmysłem dotyku. Pozwala niewidomemu na dotknięcie wirtualnych obiektów, oszacowanie ich kształtu i faktury – a więc takie działanie, jakie wykonujemy w świecie realnym.
Zespół pracuje także nad laską ułatwiającą poruszanie się w prawdziwej rzeczywistości. W tym przypadku technika może pozwolić m.in. na wykrywanie obiektów znajdujących się poza fizycznym zasięgiem laski.
Podskórny czujnik monitorujący poziom alkoholu
Jedną z istotnych kwestii dla pracowników ośrodków zajmujących się terapią alkoholików jest stwierdzenie, czy osoba leczona trzyma się zaleceń. Dlatego trwają prace nad stworzeniem systemu ciągłego monitorowania poziomu alkoholu w organizmie pacjentów. Żeby rozwiązać ten problem, naukowcy z University of California w San Diego stworzyli zminiaturyzowany, wszczepiany pod skórę bioczujnik o objętości zaledwie 1 mm3. Pobiera on bardzo mało energii (jedną milionową tej, którą zużywa telefon komórkowy w czasie rozmowy), więc może być zasilany zdalnie – przez smartfon, smartwatch albo naklejane na skórę źródło energii elektrycznej. Sercem urządzenia jest biosensor z oksydazą alkoholową. Enzym ten reaguje z alkoholem, a jeden z produktów tej reakcji daje się w prosty sposób wykryć metodą elektrochemiczną. Czujnik przesyła uzyskane wyniki bezprzewodowo do smartfona albo smartwatcha. Odpowiednie oprogramowanie pozwala na zbieranie oraz analizę danych. Obecnie trwają próby laboratoryjne bioczujnika, niebawem zaczną się także testy na zwierzętach, a za jakiś czas zapewne – testy kliniczne z udziałem ludzi.
Szwedzi budują elektryczną drogę
Część czytelników zapewne pamięta trolejbusy – działają one przecież jeszcze w kilku miastach w Polsce (m.in. w Gdyni czy Lublinie). Poruszają się po zwykłych drogach, przy czym zasilanie pochodzi z sieci trakcyjnej, podobnej do kolejowej. Szwecja postanowiła pójść nieco inną drogą. Firma eRoadArlanda buduje właśnie w okolicach Sztokholmu testowy fragment elektrycznej drogi o długości 2 km. W tym przypadku inspiracją była popularna zabawka – elektryczne tory wyścigowe, po których poruszają się autka. Firma przetestuje działanie nowej drogi na samochodach ciężarowych zasilanych akumulatorami. Doładowywanie będzie się odbywać poprzez umieszczony w nawierzchni metalowy tor. Koszt budowy 1 km takiej drogi szacuje się na milion euro, co stanowi zaledwie 2% kosztów sieci trakcyjnej typu trolejbusowego, a poruszać się po niej będą mogły także zwykłe pojazdy. Metalowy tor będzie się składać z 50-metrowych odcinków, zasilanych tylko wtedy, gdy znajdzie się nad nimi jakiś pojazd. Ciężarówka opuści specjalne ramię, stanowiące element systemu „zbierającego” prąd, analogiczny do pantografów. Film z testów można obejrzeć na https://youtu.be/8oEBAQD1t7c.
Projekt ten realizowany jest w ramach ogólnokrajowego programu, który zakłada, że szwedzki transport przestanie do 2050 r. korzystać z paliw kopalnych.
Zdalny czujnik wykrywający opary alkoholu w samochodzie
Wiele firm stosuje rozmaite rozwiązania mające wyeliminować pijanych kierowców z ruchu drogowego. Najczęściej wykorzystują urządzenie blokujące zapłon w przypadku, gdy kierowca nie przejdzie testu specjalnym alkomatem. Ale zabezpieczenie to można obejść – wystarczy, że w alkomat dmuchnie trzeźwy pasażer.
Nowy pomysł zespołu z Instytutu Optoelektroniki WAT w Warszawie polega na tym, aby test odbywał się zdalnie. Opracowany system składa się z nadajnika laserowego umieszczonego przy drodze, wysyłającego dwie wiązki światła, z których ta o długości fali 3,39 µm jest silnie pochłaniana przez pary etanolu. Gdy w samochodzie unoszą się nawet niewielkie ilości oparów alkoholu, odbiornik po drugiej stronie ulicy rejestruje sygnał i uruchamia aparat fotograficzny. Wszystkie pozyskane dane są przesyłane do miejsca kontroli szczegółowej, znajdującego się w pewnej odległości od miejsca pomiaru. Światło lasera jest bezpieczne i niewidoczne dla oka. Obecnie nad wdrożeniem projektu pracuje gdańska firma Duors, która zamierza uzyskać ochronę patentową tego innowacyjnego rozwiązania.
Mikrosonda termometrem
Czasami istnieje konieczność wykonania precyzyjnego punktowego pomiaru temperatury wewnątrz ciała, np. w mózgu. Zespół naukowców oraz inżynierów z Adelaide Medical School oraz Institute for Photonics and Advanced Sensing z University of Adelaide (Australia) opracował system, który może rozwiązać ten problem. Stworzona sonda oparta na światłowodzie pozwala na jednoczesny punktowy pomiar temperatury, jak też obserwację wybranego miejsca. Zastosowane włókno ma średnicę zewnętrzną ok. 130 µm, a więc jest cieńsze od ludzkiego włosa. Dzięki temu procedura umieszczenia go w wybranym miejscu jest tylko minimalnie inwazyjna.
Obecnie trwają badania urządzenia na szczurach, w czasie których podawanie pewnych substancji wywołuje miejscowy wzrost temperatury. Tego typu zjawisko zdarza się np. w wyniku przyjmowania ecstasy – lokalny wzrost temperatury mózgu odpowiada za zniszczenie pewnych rejonów. Sondę da się też wykorzystać w badaniach nad termicznym niszczeniem komórek nowotworowych. Kierująca pracami dr Jiawen Li uważa, że istnieje możliwość stworzenia podobnych sond, które zmierzą lokalnie nie tylko temperaturę, ale też wartość pH, nasycenie tlenem czy akumulację tłuszczu w tętnicach.