Юный техник, 2014 № 06 - [5]
«Глазами» роботу служит миниатюрная камера, установленная на борту DFRobotShop Rover V2. Сигнал с нее поступает в искусственную нервную сеть, которая после обработки подает управляющие сигналы на электромоторы и тем самым контролирует направление и скорость движения робота.
Особенностью же робота является то, что он может самообучаться, сопоставляя определенные события с правилами поведения, записанными в программе. Подобно тому, как пчела ассоциирует те или иные цвета растений со вкусом нектара, машина учится приближаться к объектам одного цвета и игнорировать объекты другого.
Во время экспериментов исследователи размещали робота в центре небольшой арены. На ее стенах располагали объекты красного и синего цвета. Как только камера машины фокусировалась на метке определенного цвета — скажем, красного, — ученые активировали яркую вспышку. Это событие вырабатывало в нервной сети своего рода искусственный рефлекс.
В итоге, когда машина в очередной раз фиксировала объект красного цвета, она незамедлительно направлялась в его сторону. Попавшие в поле зрения объектива синие метки, напротив, заставляли робота перемещаться в обратном направлении. Причем робот способен выполнять задачу по поиску объекта нужного цвета и перемещению к нему за считаные секунды.
РАССКАЖИТЕ, ОЧЕНЬ ИНТЕРЕСНО…
Для чистоты одежды
По радио говорили, что студент из г. Сан-Франциско изобрел футболку, которую невозможно запачкать. Это шутка?
Не верится, что со стиркой можно будет покончить раз и навсегда.
Татьяна Иванова, г. Соликамск
Исследователи давно уже работают над созданием самоочищающихся волокон и покрытий. К концу ХХ века было предпринято несколько реальных попыток создать непачкающиеся материалы. А недавно американские химики создали покрытие, которое способно заставить любую поверхность отталкивать любую жидкость, пишет журнал Proceedings of the National Academy of Sciences.
Для демонстрации свойств этого материала ученые покрыли новым составом гусиное перо, и оно стало отталкивать даже легчайший жидкий углеводород — пентан. Между тем он смачивает даже тефлон.
В чем здесь хитрость? Гаррет Маккинли из Массачусетского технологического института вместе с коллегами создали сверхтонкую сеть из хитро переплетенных полимерных волокон. Эта сеть, накинутая на любую поверхность, делает ее несмачиваемой для всех жидкостей.
«В принципе, наносить текстуру, препятствующую смачиванию, можно будет и на одежду, и даже на стенки топливных баков ракетных двигателей, использующих для работы агрессивные химические компоненты», — утверждает Гаррет Маккинли.
Эта разработка вызвала новую волну интереса к так называемому «эффекту лотоса», рассказала недавно на президиуме Российской академии наук член-корреспондент РАН Людмила Борисовна Бойнович. Ученые Института физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина, где она работает, провели серию исследований так называемых супергидрофобных материалов.
Интерес к ним начался еще в ту пору, когда люди впервые заметили, что цветы лотоса, произрастающего в дельте Нила, остаются неизменно чистыми в самой грязной воде. «При ближайшем рассмотрении выяснилось, что при соприкосновении с поверхностью цветка капля воды принимает форму, близкую к сферической, и тут же скатывается, захватывая при движении все загрязнения», — пояснила Людмила Борисовна.
При дальнейшем рассмотрении эффекта исследователи установили, что супергидрофобность поверхности в природе свойственна многим растениям и даже насекомым. И тогда ученые попытались воссоздать подобный эффект в лаборатории. В конце концов, им удалось синтезировать несмачиваемые материалы.
Проверка показала, что обработка супергидрофобными материалами фасадов и стекол зданий делает излишним их мытье — первый же дождь или снегопад унесет с собой всю грязь.
Но в чем секрет таких материалов? Почему жидкости не держатся на их поверхности?
Дело в том, что вся поверхность покрыта своеобразным узором из выемок и бугорков, которые влияют не только на форму капли на поверхности, но и на направление действия капиллярных сил.
Именно этот геометрический аспект и использовали американские и российские ученые для создания покрытий, которым уже успели придумать новое название — омнифобные (всеотталкивающие).
На поверхности несмачиваемого материала жидкость скатывается в шарики.
Хотя секрет открытия лежал на поверхности, Маккинли и его коллеги оказались первыми, кому удалось определить зависимость механических свойств поверхности от 4 геометрических параметров, определяющих периодичность элементов с входящими углами, их размеры, сами углы и высоту текстуры. Только при их правильной комбинации получающаяся текстура оказывается способной отталкивать жидкости, прекрасно смачивающие ровную поверхность того же материала.
Отработав свою методику создания омнифобных поверхностей на обычных кремниевых пластинах, ученые приступили к созданию покрытия, которое можно нанести на практически любой материал. Поверхностная текстура в этом случае получается с помощью нитей полиметилметакрилата, заплетенных в сложную структуру с помощью электростатики. К этим нитям ученые добавили молекулы-многогранники из фторированных органических соединений — силсесквиоксанов.
