Вчені з’ясували, що луска акули може зробити літаки більш ефективними

8 Лютого 2018
креатівіті технології

Американські фізики запропонували поліпшити аеродинамічні характеристики літаків, покривши крила невеликими лусочками, що за формою повторюють геометрію луски акули. В деяких випадках це покращує ефективність в чотири рази.

Зміна геометрії крила літака – один із способів поліпшити його аеродинамічні характеристики, адже це дозволяє зменшити силу опору повітря і збільшити підйомну силу. Такі зміни не вимагають додаткових джерел енергії і покращують аеродинаміку тільки за рахунок взаємодії потоку повітря з поверхнею крила.

Американські вчені під керівництвом Джорджа Лаудера з Гарвардського університету запропонували використовувати для зниження аеродинамічного опору зубчасті лусочки, аналогічні тим, які покривають шкіру акул. Що підтвердити те, що ці швидкі риби не дарма вирощують собі такі деталі, вчені побудували тривимірну модель і надрукували штучні елементи аналогічної форми з фотополімера на 3d-принтері.

Такими штучними лусочками науковці покрили модель крила літака. Для оцінки їх ефективності автори роботи проаналізували зміни в підйомній силі і силі аеродинамічного опору, до яких призводить нанесення лусочок на поверхню. Аналіз проводився як в реальності, так і за допомогою комп’ютерного моделювання.

Виявилося, що використання лусочок дійсно призводить до одночасного зниження аеродинамічного опору і збільшення підйомної сили. За деяких умов це призводить до збільшення відносини підйомної сили до сили опору в 4,2 рази.

Вчені пояснюють це механізмом, який включає в себе два процеси. По-перше, відбувається поділ обсягів повітря в області за кожною лусочкою, що призводить до утворення неоднорідного розподілу тисків і збільшення ефективності засмоктування повітря. По-друге, в напрямку потоку формуються вихори, які компенсують втрату імпульсу через тертя повітря об поверхню крила.

Також замість окремих лусочок вчені запропонували використовувати один загальний протяжний елемент, який призводить до формування не окремих невеликих вихорів після лусочок, а одного великого вихору. Цей метод теж показує високу ефективність, а також значно простіше, тому, ймовірно, саме такі елементи більш перспективні для подальшого використання.

8 Лютого 14:29
креатівіті технології
Найцiкавiше на сайтi

«Получил Нобеля, позвонил маме»: разговор с выдающимся химиком о его Украине

Роалд Хоффман – один из самых именитых химиков современности, профессор Корнеллского университета и лауреат Нобеля-1981 за работы в сфере химических реакций. А еще он родился в Золочеве Львовской области и несколько раз приезжал на историческую родину. Platfor.ma поговорила с ученым по скайпу, чтобы расспросить его об украинской семье, изнанке Нобеля и том, почему он чувствует вину за свою фундаментальную науку.

– Расскажите, как вы записывали видеопослание жителям Золочева из Корнеллского университета (оно есть чуть ниже. – Platfor.ma).

– Я надеялся заинтересовать молодых людей наукой. В первые годы после получения независимости украинская молодежь хотела изучать скорее бизнес и экономику – все то, что способствовало построению нового общества. Кроме того, тогда поддержка науки была недостаточной. И в результате молодые люди просто в ней разочаровались. Сейчас ситуация улучшилась, но это все равно нужно поддерживать.

Для того, чтобы страна развивалась, ей нужны образованные молодые люди. Какой-то процент из них поедет учиться в европейские страны или США. Кто-то там останется – и это нормально. Но важно, что они будут помнить свою родину и могут вернуться в будущем. Это определённый этап развития страны. 15 лет назад 10% китайских выпускников после окончания университета оставались в США, а теперь больше половины из них вернулись на родину. Дело в экономической ситуации страны – сегодня в Китае очень благоприятная среда для науки и исследований. Я думаю, что Украину ждёт то же самое.

Ро­алд Хоф­фман

А история с видео такая – я записал его в своем университете. Меня об этом попросил Евгений Захарчук – он мой хороший знакомый, работает в западном центре украинской Академии наук. Вообще-то поначалу он и вовсе пригласил меня снова приехать в Украину. Я был очень тронут, но, увы, не мог, поэтому хотя бы записал сообщение.

16 Січня 2018

Борис Бурда: «Образование — это мост к знаниям. И по нему плохо ходить строем»

3 Квітня 2017

Одессит Борис Бурда – один из лучших знатоков «Что? Где? Когда?» в истории игры и классический эрудит. Platfor.ma поговорила с ним о том, как влияет на человечество развитие технологий, где брать знания и почему во многих нынешних проблемах нет ничего нового.

– Вы классический эрудит – человек, который много помнит. Но существует мнение, что сейчас можно вообще ничего особо не знать, потому что всегда под рукой интернет, в котором есть любая информация…

– Это не так. Дело в том, что если решение интересующей вас проблемы уже где-то существует, вам все равно нужно хорошо осознавать саму задачу, чтобы его найти. Интернет ничего не изменил. Раньше все было в книгах, которые находились в библиотеках. Весь вопрос состоял только в том, чтобы найти нужную. Сейчас поиск этих «книг» стал просто быстрее, а сама процедура, по сути, не изменилась: все равно проблему нужно понимать.

Меня всегда поражают реминисценции по поводу того, что люди стали иначе воспринимать информацию из-за того, что она теперь написана не на бумаге, а на экране. Сразу представляю себе какого-то древнего шумера, который возмущается тем, что все вокруг начали использовать папирусы, и требует вернуться к старым добрым глиняным табличкам. Люди и сейчас все так же читают буквы.

Один из моих приятелей пересказывал слова своего преподавателя: «Вопросы на моих экзаменах всегда одинаковые, а вот ответы каждый год меняются».

– Можем попробовать провести аналогию с появлением калькуляторов. Если раньше вычисления приходилось делать вручную, то после их изобретения все значительно упростилось. Нет ли опасности возникновения таких своеобразных костылей для мозга, которые избавят человечество от необходимости думать?

– Подобные математические упражнения никогда не считались особо творческим занятием. Да, тогда люди лучше считали в уме. Когда Леонард Эйлер скончался, о нем сказали: «Он перестал вычислять и жить». Но теперь-то мы понимаем, что главные достижения этого ученого вовсе не в том, что он много раз хорошо умножал и делил.

– Как должно измениться образование, учитывая распространение интернета и доступ к любой информации?

– Это уже происходит само собой. Самое главное – заранее понимать, что с теми вопросами, которые можно решить интенсивным поиском, стало проще справляться. Но ведь не в таких вопросах были главные затруднения на пути человечества.  Все равно до чего-то приходится додумываться самим. Мы ведь не стали страшно могущественными и грамотными где-то в XIII веке, когда появился нормальный алгоритм деления, позволявший любому делать то, что до этого считалось просто чудом. Тогда тоже случилось нечто радикальное: удел особо способных стал доступен практически всем. Сейчас тонкости деления знают даже в младших классах школы.

– Успокойте меня: развитие технологий к оглупению человечества не приведет?

– Оглупение человечества – это настолько простая, привлекательная и интересующая многих задача, что хотелось бы, конечно, чтобы мы боялись чего-то более грозного и неожиданного. Я все же уверен, что мы совершенно не стали хуже из-за того, что добираемся в другой город не пешком, а на самолете. Мы просто стали быстрее во всем.

– Есть ли некий способ быть всесторонне развитым сейчас, когда ты только что-то выучил, а оно уже устарело?

– Вообще-то так было всегда. На самом деле я не заметил, чтобы изменение знаний человека о мире резко участилось. Смешно опасаться того, что система научных знаний просто выстраивается подробнее. Мы будем с этим жить. Хорошо сказал де Голль: «Мы думаем, что будем решать проблемы, но на самом деле просто приучаемся с ними жить».

Мне ка­жет­ся, что чем мень­ше в об­ра­зова­нии ка­нонов и ог­ра­ниче­ний, тем луч­ше. Лю­ди раз­ные, по­это­му всем под­хо­дят раз­ные фор­мы обу­чения.

Общий путь познания всегда один и тот же. Как выразился Ньютон, мы стоим на плечах гигантов. Прожитый опыт – это очень важный путь постижения истины и без него не обойтись. Меняется только скорость постижения, но это связано даже не столько с революционностью наших изобретений, сколько с темпами передачи информации. При этом мало какое открытие средневековых математиков изменило эту скорость так, как книгопечатание. Раньше с тем, чтобы раздавать информацию, проблемы были просто колоссальные. Сам факт появления книг не то что умножил эту скорость, а изменил ее на многие порядки. От начала умения считать до XIII века, о котором мы уже говорили, человечество шло несколько тысяч лет. Следующий шаг занял десятилетия. Все дело в том, что информацию научились раздавать и сохранять.

Если скорость передачи данных менялась, то вот человеческий мозг особо не трансформировался. Мы не стали думать лучше, мы просто отработали несколько технологий. Фигурально выражаясь, нам все равно нужно перетащить груз из одного места в другое, просто теперь у нас есть автомобили.

– А как вы относитесь к различным методикам воспитания из ребенка гения?

– Сейчас появляется все больше разных соображений по поводу воспитания детей, чтобы они быстрее и качественней усваивали новое и обобщали более глубоко. И, конечно, чтобы они сохраняли ко всему этому интерес. Думаю, здесь есть определенные достижения. С другой стороны, вот скажите, что революционного произошло за последнее столетие в вопросах образования?

– Систематическое включение игровых моментов в учебу?

– Есть масса ссылок на то, что подобное использовали в античной Греции.

– Хорошо, а то, что детям передают не набор фактов, а учат действовать в определенных условиях?

– Это уж точно было еще раньше, чем в античности. Сейчас, к счастью, несколько ослабла тяга изобрести один-единственный универсальный способ учить. Хотя это такое неотъемлемое свойство бюрократии. Мне кажется, что чем меньше в образовании канонов и ограничений, тем лучше. Люди разные, поэтому всем подходят разные формы обучения.

Борьба систем все еще продолжается. Есть французы, у которых министр образования точно знает, что написано на любой странице любого учебника. Есть англосаксы – у них вариативности в учебе намного больше и школы могут пробовать что-то новое, чаще ошибаться, но и проще, не нарушая правил, выйти на новый уровень. Я считаю, что нужны очень разные методики учебы.

Образование – это мост от наших начальных знаний к знаниям большим. Как и по любому мосту, по нему плохо ходить строем.

А вообще безумная идея воспитать гениев из всех противоречит самому определению гения как человека, резко отличающегося в лучшую сторону. А превратить ребенка в гения под угрозой наказаний – метод заведомо неработающий.

– В теме образования часто вспоминают понятие клипового мышления, которое говорит о том, что людям все сложнее сконцентрироваться на чем-то. Что вы об этом думаете?

– Я получил образование в очень традиционные времена. И помню, что эта проблема была у всех детей. Никогда особо не было выбора, за какое время воспринимать информацию, был выбор: а не отложить ли книжку. Я уверен, что в этом плане ничего особо не изменилось. Более того, сейчас в учебе легче, потому что появилась масса технологий, которые помогают подкрепить интерес к образованию, подавать информацию более ярко. Любой хороший преподаватель непременно использует развлекательный элемент, любой плохой всегда его изгоняет. И в целом то, что раньше мог позволить себе только герцог или прелат, теперь доступно каждому.

Согласитесь, если мы волнуемся по поводу того, что человечество столкнулось с каким-то новым вызовом, то это означает, что мы что-то узнали – потому и столкнулись. В советское время было понятие торговли с нагрузкой: хочешь банку икры – возьми еще и три банки морской капусты, а то куда нам ее девать. Так и с познанием.

Бе­зум­ная идея вос­пи­тать ге­ни­ев из всех про­тиво­речит са­мому оп­ре­деле­нию ге­ния как че­лове­ка, рез­ко от­ли­ча­юще­гося в луч­шую сто­рону. А прев­ра­тить ре­бен­ка в ге­ния под уг­ро­зой на­каза­ний – ме­тод за­ведо­мо не­рабо­та­ющий.

3 Квітня 2017

Звіра надія і любов: як тварини вчаться говорити з людьми і доводять свій розум

На початку серпня в зоопарку Атланти у віці 39 років помер орангутан Чантек. Він прославився тим, що вивчив мову жестів і мав цілий ряд інших інтелектуальних здібностей. Чантек ходив до коледжу і любив бургери, а його ім’ям назвали проект, що ставить за мету узаконити існування особистості у всіх людиноподібних мавп. Platfor.ma розповідає історію мавпи, яка вміла спілкуватися, і з’ясовує, чи готове людство поділитися частиною прав зі співмешканцями.

Чантек народився у 1977 році в дослідницькому центрі в США. Перші дев’ять років життя він провів у Теннессі з антропологом Лін Майлз. Лін досліджувала  навчання мавп мові – дуже поширений експеримент в Америці впродовж ХХ століття. За цей час орангутан усвідомив необхідність прибирати за собою в кімнаті, навчився використовувати і комбінувати підручні засоби у повсякденні, а також запам’ятав дорогу з кампусу до найближчої закусочної, яку міг навіть показати водієві. Однак найголовнішим його досягненням стало оволодіння американською мовою жестів – Чантек мав словник у 150 символів, – а також розуміння розмовної англійської. Відтепер у світі лишилось тільки дві мавпи, що користуються людськими жестами: горила Коко і шимпанзе Уошо.

Чантек навіть відвідував заняття у місцевому університеті (про це зняли документальний фільм від Animal Planet та PBS: «Мавпа, що ходила до коледжу») та був улюбленцем академічної спільноти. Однак врешті адміністрація, яка побоювалася інцидентів і можливих судових позовів, наполягла, щоб вже дорослого Чантека відправили назад до зоопарку. Наступні 11 років він провів у тісній клітині, де страждав від депресії і зайвої ваги.

Одного разу колишні друзі-науковці завітали до нього. Чантек дуже розхвилювався, жестами показав ключі від автівки і попросив забрати його додому. Врешті в 1997 році зоопарк Атланти запропонував для розумного орангутана зону природного проживання, де він і залишився до кінця життя.

Чантек – гібрид двох єдиних існуючих на планеті видів орангутанів: борнейського і суматранського, а з місцевих мов його ім’я перекладається як «прекрасний». Це дуже розумні тварини, яким зараз загрожує зникнення. Разом з шимпанзе і горилами вони належать до родини гомінідів – де також є люди і наші викопні предки. Орангутанів, шимпанзе і горил відносять до людиноподібних мавп – тварин настільки фізіологічно і розумово близьких до людей, що деякі вчені домагаються визнання в них особисті і надання розширених прав.

Так, наприклад, у 1983 році була написана книга «Розум мавпи», автори якої, Девід та Анна Премаки, стверджували, що людиноподібних мавп можливо навчити мові. Вони писали: «Ми знаємо, що той, хто розуміє мовлення, повинен знати мову, навіть якщо він або вона не здатні відтворити її самостійно».

В 50-х роках ХХ століття проводився експеримент з шимпанзе Вікі, де її розумові здібності порівнювалися з дитячими. За рівнем логіки вона цілком могла конкурувати з дітьми – людиноподібні мавпи користуються метафорами та вміють узагальнювати, використовуючи знайомі слова для описання нових: «запальничка – це пляшка і сірник». Але мовлення при цьому стало нездоланною перешкодою: вважається, що на заваді стоїть будова голосового апарату та можлива відсутність у мозку певних структур, пов’язаних з вимовою.

Натомість шимпанзе довели свою здатність до повноцінного спілкування, успішно освоївши мови жестів, символів та лексиграм – несхожих на позначувані предмети умовних знаків, які вигадали спеціально для навчання людиноподібних мавп. В більшості випадках вони могли переносити властивості символів на схожі предмети: наприклад, якщо синій трикутник позначав червоне яблуко, то шимпанзе могли використати цей символ для позначення вишні, яка здавалася їм схожою.

10 Серпня 2017

Плащ из травы, пластинка из крови: как дизайн ищет новые пути и находит их

Пока консерваторы копают картошку у бабушки на огороде, новаторы из мира дизайна озаботились тем, как синтезировать из этой картошки что-то полезное в хозяйстве, например, ложку. Ресурсы планеты исчерпываются, а человечество не только потребляет все больше, но и отправляет в отходы невероятное количество сырья. Выпускница Эйндховенской академии дизайна Даша Цапенко прочла лекцию о биоматериалах в дизайне, а Platfor.ma записала самое интересное.

В Эйндховенской академии лабораторию биоматериалов открыли несколько лет назад, а в США дизайнеры уже многого достигли в этом направлении. Очевидно, руководство академии решило не отставать от тренда – и в первый год магистратуры нам предложили создать что-то свое, используя потенциал биотехнологий.

Я, например, вырастила плащ из семян чиа. Прорастила их в ткани, пока «ворс» не достиг нескольких сантиметров. В Голландии постоянно идут дожди, и никто не любит эту погоду. А суть моей идеи была именно в том, чтобы человек искал дождь ради полива плаща. Я сама ходила так под ливнем, а потом выкладывала плащ на специальный поддон. В итоге он «прожил» около двух недель.

А наш преподаватель Эрик Кларенбик создал стул из мицелия – это корневая система грибов. Для этого он использовал специальный 3D-принтер, поместил субстрат с мицелием в него и напечатал части стула, которые потом собрал в единую конструкцию.

Плащ из ростков чиа - проект Даши Цапенко / dashatsapenko.com
Myceliumchair - проект Эрика Кларенбика / ericklarenbeek.com

Кстати, в качестве биоматериала чаще используют именно мицелий, а не сами грибы. Американская компания Ecovative увидела в этом материале строительный потенциал и начала выращивать утеплитель для домов. Он легкий, плотный, пористый, полностью биоразлагаемый. Для субстрата они применяют местные материалы: солому, например. Измельчают ее и смешивают с грибными спорами. Когда добавляют влагу, материал растет. Чтобы остановить рост и получить готовый продукт, который не будет расти даже при попадании воды, его запекают при определенной температуре.

Несколько лет назад Ecovative создали биоразлагаемые кирпичи.  В качестве субстрата использовали сельскохозяйственные отходы. Потом из кирпичей выстроили временную башню для проекта, разработанного архитектором Дэвидом Бенджамином в рамках программы молодых архитекторов MoMA.

Кроме того, в США уже довольно давно продают наборы по принципу «Сделай сам», только теперь это «Вырасти сам». В них вегетативная корневая структура грибов, субстрат и разъемная форма. Делаешь все по инструкции: растишь, запекаешь в обычной духовке – и готова твоя лампа, горшок для цветов или какая-то другая несложная вещь для дома.

30 Січня 2018