Немецкий производитель запчастей для автомобилей — компания Mahle — создал серию малошумящих вентиляторов для активных систем охлаждения мощностью от 300 Вт до 35 кВт. Низкий уровень шума вентиляторов стал востребованным с появлением электромобилей, и крылья сов — бесшумных ночных охотников за мелкой живностью — стали хорошим примером для заимствования этой особенности.

Источник изображений: Mahle

Зарядные устройства и инверторы электромобилей работают в всё более экстремальных режимах эксплуатации. Это связано с тем, что время заряда аккумулятора сокращается, что автоматически увеличивает токи заряда и, соответственно, растущую мощность. Но даже в режиме длительного заряда системы охлаждения электрической системы электромобиля могут создавать значительный шум, который будет особенно досаждать тёплой летней ночью. Также следует ожидать, что тяжёлая электрическая техника — от грузовых электромобилей до спецтехники — по умолчанию будет оборудована мощной электрической подсистемой и потребует нетривиальных решений для отвода тепла.

В компании Mahle, как они сообщают, с помощью искусственного интеллекта провели отбор кандидатов на тихое поведение среди сов, рыб-мечей, летучих мышей и другой живности, отличающейся минимальным уровнем шума. В конечном итоге выбор пал на сов и на особенность их перьев на концах крыльев. Следует отметить, что эта особенность неоднократно использовалась в вентиляторах широкого спектра — от промышленных до систем охлаждения компьютеров и ноутбуков. В общем, ИИ плохого не посоветует.

По признанию разработчика, использование лопастей с оконцовками, как на крыльях совы, в два раза снизило уровень создаваемого крыльчаткой шума — до 4 дБ. «Это как отключить одну колонку у стереосистемы», — пояснили в компании.

Новая конструкция лопастей также обеспечивает на 10 % более эффективную работу и на 10 % легче по сравнению с обычной конструкцией вентилятора. Эта разница может быть незаметна водителям электромобилей, однако в совокупности с другими факторами она делает эксплуатацию электромобилей комфортнее.

Группа британских и австралийских учёных изучила стратегию поиска нектара медоносными пчёлами и построила на этой основе компьютерную модель для принятия решений искусственным интеллектом. «Пчелиные мозги» позволят ИИ помещаться в компактные структуры и управлять автономными роботами с высочайшей эффективностью.

Источник изображения: Pixabay

Мозг пчелы размером с кунжутное зёрнышко. Он содержит миллионы нейронов, которые за миллионы лет эволюции этих насекомых отточили алгоритмы принятия решений до вершин совершенства. Пчела молниеносно принимает решение опуститься на цветок для добычи нектара или проследовать дальше. В этом учёные видят потенциал для систем автономного управления роботами. Повторяя нейронные связи пчелы в своих схемах ИИ, роботы могут стать сообразительнее и эффективнее.

«В этом исследовании мы раскрыли основные механизмы, которые определяют эти замечательные способности к принятию решений. Теперь мы можем использовать их для разработки более совершенных, надежных и не боящихся риска роботов и автономных машин, которые могут думать, как пчёлы — одни из самых эффективных навигаторов в мире природы», — сказал один из авторов исследования.

Для эксперимента учёные создали искусственный сад с цветами пяти разных цветов. Цветы синего цвета всегда содержали сахарный сироп, зелёного — только воду с добавлением тоника, что категорически не нравилось пчёлам, а остальные цветы были случайно наделены глюкозой. Затем исследователи с помощью камер фиксировали перемещение 20 подопытных пчёл по саду в поисках питания. Последующий разбор полётов показал, что пчела принимает решение опуститься на цветок или лететь дальше в течение 0,6 с.

Построение компьютерной модели поведения пчёл совпало со строением нейронных связей в их мозге. На этой основе учёные начали более детальное изучение связей в мозгу насекомых, что фактически соответствует процессу реинжиниринга. Один из участников проекта на базе полученных знаний создал компанию Opteran, целью которой ставится задача изготовления лёгких и недорогих кремниевых «мозгов» для роботов и автономных транспортных средств, которые могли бы видеть, чувствовать, ориентироваться и принимать решения, как это делают насекомые.

Природа в очередной раз подсказала путь к открытию. Учёные из Кентского университета в Кентербери, Англия, использовали белок под названием талин для создания нового амортизирующего материала, способного без разрушения останавливать летящие со сверхзвуковой скоростью снаряды. Такой материал найдёт применение в бронежилетах, на транспорте, а также в авиации и космонавтике. И носимой электронике такая защита тоже не помешала бы.

Источник изображения: Wikimedia / Nathan Boor & Kurt Groover of Aimed Research

В составе живых клеток белок талин служит «естественным амортизатором». Его структура на молекулярном уровне демонстрирует способность разворачиваться при растяжении после ударного воздействия и после рассеяния ударной энергии снова сворачиваться в первоначальную форму. Иными словами, белок в целом не разрушается и может многократно выполнять задачу амортизатора, чего не скажешь об обычных материалах, используемых, например, в бронежилетах.

На основе талина британские учёные создали амортизирующий материал TSAM (Talin Shock Absorbing Material). Для этого к нему добавили другие ингредиенты и провели полимеризацию. Процесс сохранил основные амортизирующие свойства талина. Для проверки этого материал TSAM подвергся бомбардировке базальтовыми частицами размером около 60 мкм — это чуть меньше диаметра человеческого волоса, а затем по нему на скорости 1500 м/с ударили частицами большего размера из алюминия. Во всех случаях удар был полностью поглощён, а сами частицы в процессе не были разрушены.

Серия проведённых экспериментов лишь показала потенциал разработки, поэтому говорить об остановке пушечного снаряда пока преждевременно. Тем не менее, надежда на появление нового амортизирующего материала есть, и она вдохновит не только военных, но также космонавтов и даже нас с вами, которым неубиваемость смартфонов важна не просто в виде шутки о «бессмертной» Nokia, но очень пригодилась бы в повседневной жизни.