تطوير آلية لتحويل الضوضاء إلى كهرباء

طوَّر علماء من الجامعة الوطنية الروسية للأبحاث آليةً خاصة للتخلص من الضوضاء الناتجة عن تشغيل المحركات المختلفة.

وبحسب الجامعة يمكن الاستفادة من هذه الآلية مستقبلًا في أجهزة غازات العادم لقطارات السكك الحديدية والسفن البحرية الكبيرة وضواغط الهواء الترددية.

وقال الأستاذ في القسم الدراسي في الجامعة أرتيوم شيمانوف Artsyom Szymanov: "غايتنا هي الاستفادة من طاقة الموجات الصوتية التي تنتشر في أجهزة غازات العادم لمختلف المحركات وضواغط الهواء في امتصاص الطاقة واستغلالها وتقليل مستوى الضوضاء التي تحدث نتيجة تشغيل أجهزة غازات العادم، والحصول على طاقة كهربائية إضافية من الأصوات ولو كانت ضعيفة".

هذه الآلية التي طورها علماء الجامعة ستجعل المحركات أقل ضوضاء وآمنة لصحة الإنسان، وستقلل الضغط على جهاز العادم في المحرك، مما يتيح تغيير تصميمه وتقليل وزنه ووزن المحرك.

والجدير بالذكر أن علماء الجامعات أطلقوا نموذجًا تجريبيًّا لآلية تخفيف الضوضاء وتحويلها إلى كهرباء، ويعتزمون تقديمه العام المقبل للمهندسين لاستعماله في المحركات.

تصميم روبوت لا يحتاج إلى أي دارة إلكترونية

صمَّم مهندسون بقيادة "مايكل تي توللي" Michael T. Tolley أستاذ الهندسة الميكانيكية في كلية جاكوبس للهندسة في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو روبوتًا لينًا رباعي الأرجل لا يحتاج إلى أي دارة إلكترونية لتشغيله.

وكل ما يحتاجه الروبوت الجديد للقيام بوظائفه (ومنها الضوابط ونظم الحركة) هو مصدر ثابت للهواء المضغوط.

يُعدُّ هذا التصميم خطوة مهمة نحو روبوتات المشي المستقلة تمامًا والخالية من الدارات الإلكترونية، حيث يمكن استعمال هذه الروبوتات في الروبوتات القليلة التكلفة مثل الألعاب، وفي الحالات التي لا تعمل فيها الأجهزة الإلكترونية مثل آلات التصوير بالرنين المغناطيسي أو أعمدة المناجم.

تتكيف هذه الروبوتات اللينة بسهولة مع بيئتها وتعمل بأمان بالقرب من البشر، ويُشغَّل معظمها بواسطة الهواء المضغوط وتتحكم فيها الدارات الإلكترونية. ويتطلب أسلوب استعمال الهواء فيها مكونات معقدة غالبًا ما تكون خارج جسم الروبوت.

ومع أن مكونات الروبوت ضخمة وتكلف الكثير، فإن التحكم في الروبوت - الذي طوِّر حديثًا - يكون بواسطة نظام خفيف الوزن وقليل التكلفة ويتألف من دارات هوائية مكونة من أنابيب وصمامات ناعمة على متن الروبوت نفسه.

يستطيع هذا الروبوت أيضًا السير حسب الأوامر والاستجابة للإشارات من حواسه. ويقول الفريق المسؤول إن التركيز كان منصبًّا على إنشاء أبسط نظام عصبي يعمل بالطاقة الهوائية اللازمة للتحكم في المشي، وإن الإلهام في هذا كان من الدارات العصبية الموجودة في الحيوانات، التي تسمى مولدات الأنماط المركزية، وهي مصنوعة من عناصر بسيطة جدًّا يمكنها توليد أنماط إيقاعية للتحكم في الحركات مثل المشي والجري.

وقام المهندسون ببناء نظام من الصمامات التي تعمل كمذبذبات تتحكم في الترتيب الذي يدخل فيه الهواء المضغوط إلى العضلات التي تعمل بالهواء في أطراف الروبوت الأربعة.

وقاموا ببناء مكوِّن ينسِّق مشية الروبوت عن طريق تأخير حقن الهواء في أرجل الروبوت، وجُهِّز الروبوت بثلاثة صمامات تعمل كعاكسات مما يؤدي إلى انتشار حالة الضغط العالي حول الدارة التي تعمل بالهواء مع تأخير عند كل عاكس. تتكون الأرجل من ثلاث غرف أسطوانية هوائية متوازية ومتصلة مع منفاخ، عندما يتم ضغط الغرفة ينحني الطرف في اتجاه معاكس، ونتيجة لذلك توفر الغرف الثلاث الانحناء المتعدد المحاور المطلوب للمشي، حيث يقوم الصمام الناعم بتبديل اتجاه دوران الأطراف بين اتجاه دوران عقارب الساعة واتجاه عكس دوران عقارب الساعة.

وتسعى الأبحاث إلى تحسين مشية الروبوت حتى يتمكن من المشي على التضاريس الطبيعية والأسطح غير المستوية، وسينظر الفريق أيضًا في إنتاج روبوتات يمكن التحكم فيها جزئيًّا بواسطة دارات هوائية لبعض الوظائف مثل المشي، أما الدارات الإلكترونية التقليدية فتتعامل مع وظائف أعلى.

 

جهاز جديد يحول جسم الإنسان إلى بطارية بيولوجية

طور باحثون في جامعة كولورادو بولدر Colorado Boulder جهازًا جديدًا يحول جسم الإنسان إلى بطارية بيولوجية. وهذا الجهاز قابل للتمدد بما يكفي بحيث يمكن ارتداؤه كحلقة أو سوار أو أي أداة أخرى تلامس الجلد.

يستفيد الجهاز من الحرارة الطبيعية للجسم ومن مولدات كهروحرارية لتحويل درجة حرارة الجسم الداخلية إلى كهرباء. وقال "جيان ليانغ شياو" Jianliang Xiao كبير الباحثين: نريد أن يشغِّل البشر أجهزتهم الإلكترونية دون الحاجة إلى بطارية.

تولد الأجهزة نحو فولت واحد من الطاقة لكل سنتيمتر مربع من مساحة الجلد، أي أقل مما توفره معظم البطاريات الحالية، ولكنه كافٍ لتشغيل أدواتٍ إلكترونية كالساعات الإلكترونية.

والجهاز جديد من نوعه، حيث يمكنه أن يعالج نفسه عند تعرضه للتلف، إضافة إلى أنه قابل لإعادة التدوير بالكامل.

وهذا المشروع ليس محاولة "شياو" الأولى لدمج البشر في الروبوتات، فقد كانت هناك تجارب سابقة حيث صمَّموا جلدًا إلكترونيًّا، وأجهزة يمكن ارتداؤها تبدو وتتصرف مثل جلد الإنسان الحقيقي.

قاعدة هذا الجهاز مصنوعة من مادة قابلة للتمدد تسمى "بوليمين"، ثُبِّتت فيها سلسلةٌ من الرقائق الكهروحرارية الرفيعة، ورُبطت كلُّها بأسلاك معدنية سائلة. ويبدو المنتَج وكأنه مزجٌ لسوار بلاستيكي مع لوحة أم مصغرة لحاسوب.

هذا التصميم يجعل النظام كلَّه قابلًا للتمدد دون إحداث الكثير من الضغط على المواد الكهروحرارية، التي يمكن أن تكون هشة حقًّا. وهذه التقنية الجديدة تلتقط الحرارة التي يولدها الجسم من الأنشطة التي نقوم بها، ومن ثَم لا تترك الحرارة تضيع. ويمكن أيضًا تعزيز الطاقة عن طريق إضافة المزيد من مجموعات المولدات، وهذا يشبه تمامًا لعبة Lego حيث تضيف قطعًا أصغر لتشكيل واحدة أكبر.

 أحد الأشياء المثيرة للاهتمام هو أنه إذا تمزق الجهاز فيمكن ضم الأطراف المكسورة معًا، وسوف يتم التحامها مرة أخرى في غضون دقائق قليلة. إضافة إلى ذلك بمجرد الانتهاء من استعمال الجهاز يمكن غمره في محلول خاص يفصل المكونات الإلكترونية ويذيب قاعدة البولي إيمين بحيث يمكن إعادة استعمال كل مكون من هذه المكونات.

ويعتقد "جيان ليانغ شياو" أن الجهاز يمكن أن يتوفر في الأسواق في غضون 5-10 سنوات.

برنامج VR جديد يسمح للعلماء بالسير داخل الخلايا

أنشأ العلماء في جامعة كامبريدج وشركة برمجيات تحليل الصور الثلاثية الأبعاد Lume VR Ltd برنامجًا يسمى vLUME يتيح تصوير معطيات الفحص المجهري الفائقة الدقة وتحليلها في الواقع الافتراضي، حيث يمكن استعمالها لدراسة كل شيء ابتداء من البروتينات الفردية إلى الخلايا بكاملها.

يمكن استعمال هذا البرنامج الثوري لفهم المشكلات الأساسية في علم الأحياء وتطوير علاجات جديدة للأمراض.

وقد ظهرت ورقة بحثية بتفاصيل هذا البرنامج مؤخرًا في مجلة Nature Methods أشار فيها الباحث الدكتور ستيفن إف لي Dr Steven F. Lee من قسم الكيمياء بجامعة كامبريدج إلى أن الفحص المجهري الفائق الدقة يوفر إمكان الحصول على صور بالمقياس النانوي ويمكِّن الباحثين من مراقبة العمليات الجزيئية فور حدوثها.

بدأ هذا المشروع عندما التقى لي ومجموعته بمؤسسي Lume VR، حيث سخَّر أفراد مجموعة Lee خبراتهم في الفحص المجهري الفائق الدقة وسخَّر أعضاء فريق Lume تخصصهم في الحوسبة المكانية وتحليل المعطيات لتطوير vLUME إلى أداة جديدة قوية لاستكشاف مجموعات المعطيات المعقدة في الواقع الافتراضي.

 قال إلكسندر كيتشنغ الرئيس التنفيذي لشركة لوم: "يتيح هذا البرنامج للعلماء التخيل والتساؤل والتفاعل مع المعطيات البيولوجية الثلاثية الأبعاد، كل ذلك ضمن بيئة الواقع الافتراضي للعثور على إجابات للأسئلة البيولوجية بسرعة أكبر. إنها أداة جديدة للاكتشافات الجديدة".

 ولاحظ العلماء أن عرض المعطيات بهذه الطريقة يمكن أن يؤدي إلى مبادرات وأفكار جديدة؛ فمثلًا استعملت أنوشكا هاندا - وهي طالبة دكتوراه من مجموعة لي - تقنية vLUME لتصوير خلية مناعية مأخوذة من دمها، ثم وقفت داخل خليتها في الواقع الافتراضي.

قد يستغرق إجراء تحليل هذه المعطيات وقتًا طويلًا جدًّا من الباحثين، ولكنْ باستعمال vLUME استطاع العلماء تقليل وقت الانتظار هذا إلى حد بعيد لإجراء اختبار وتحليل أسرع واستبعاد فرضيات معينة واقتراح فرضيات جديدة.

يَستعمل الفريقُ برنامجَ vLUME في مجموعات المعطيات البيولوجية مثل الخلايا العصبية أو الخلايا المناعية أو الخلايا السرطانية.

وقد أتاح هذا البرنامج للباحثين استكشاف معطياتهم وتحليلها وتقسيمها ومشاركتها بطرائق جديدة، وكل ما يحتاجه الباحث هو سماعة رأس VR.

الكشف عن أول تلفاز ضخم قابل للطي من شركة C Seed

أعلنت شركة C Seed النمساوية عن تصميمها التلفاز M1، وهو أول تلفاز قابل للطي في العالم بقياس 165 بوصة، حيث تتكون شاشته من 5 لوحات MicroLED متمفصلة، عندما يتم تشغيلها بلمسة زر واحدة يُفتح قسم مخفي في الأرض ويرتفع عمود يشبه المسلة وبمجرد أن يستقيم العمود تبدأ الشاشة المطوية بالظهور.

دقة الشاشة 4K وتتميز بأنها مغطاة بشاشةِ عرضٍ خاصة على سطح الشاشة تضمن أن تكون المناطق السوداء غنية ودقيقة، وتقوم تقنية Adaptive Gap Calibration الخاصة بالشركة بجعل الحدود الفاصلة بين الألواح القابلة للطي في الشاشة غير مرئية البتة.

زُوِّدت الشاشة بزوج من مكبرات الصوت ذات النطاق العريض بقدرة 250 واط ومضخم صوت بقوة 700 واط، تجعل المشاهدة رائعة، وهو مدمج في إطار المجموعة المصنوع من الألومنيوم المستعمَل في صناعة الطائرات.