Энергию, которую можно носить: Футболки как зарядные устройства для смартфонов

Перевод статьи
Wearable Energy: T-Shirts Could Charge Phones
Оригинал здесь

Однажды, когда вы будете одевать футболку, это будет так же означать, что вы оснащаетесь умным зарядным устройством. Инженерам удалось трансформировать хлопковую ткань в гибкий, хорошо проводящий элемент, с помощью которого, можно будет заряжать различные электронные устройства.

"Только представьте, в будущем наши мобильные телефоны станут похожи на листок бумаги, мы сможем их скручивать в трубочку. Но нам будут нужны устройства, построенные на основе гибких и эластичных материнских платах". - говорит Сяодун Ли (Xiaodong Li), профессор машиностроения Университета Южной Калифорнии.

Ли знает насколько креативно можно использовать футболки из хлопка. В 2010 он и его коллеги, превратили такую в легкую нательную броню, преобразовав ее материал в нано-нити из карбида бора. И когда он начал искать основу для эластичных батарей, он обратился к пятидолларовым хлопковым футболкам из магазина.

"Чтобы сделать хлопок сверхпроводящим, Инженерам пришлось испробовать несколько «рецептов» " - рассказывает Ли. Он сопоставил их эксперименты с попытками воссоздания блюда из ресторана в домашних условиях, видя, как его готовил шеф повар. Сначала материал погрузили во фтористый раствор на час, затем они высушили его при высокой температуре без доступа кислорода в течение трех часов и на последней стадии они подвергли футболки воздействию еще большей температуры в течение часа.

В итоге хлопок превратился в активированный углерод. Несмотря на то, что футболки пропеклись, их обугленный материал все еще сохранил гибкость и эластичность. В заключение, инженеры покрыли их нанометровым слоем кондуктивного металла оксида марганца для улучшения способностей хранения энергии. Это создало, так называемый, высокопроизводительный конденсатор, способный реагировать гораздо быстрее, чем обычная батарея на потребности в энергии. Такой конденсатор можно заряжать и разряжать тысячи раз с минимальными потерями производительности.

«Это достаточно простой и дешевый процесс» - говорит Ли.

Он и его группа планируют, что зеленый возобновляемый материал будет проще заказывать напрямую у текстильных фабрик, это будет в 10 раз дешевле, чем преобразовывать уголь или нефть в активированный углерод через химический процесс.

Сейчас они работают над оптимизацией процесса производства для внедрения его на рынок. Они ищут партнера в индустрии текстиля, а так же представляют этот проект государственным деятелям, приводя в пример как один из плюсов этой технологии - помощь местной текстильной промышленности.

Использование GPU в процессе управления полетами

Места для ног мало, где-то плачет ребенок, а запасы еды уже наполовину закончились. Подобные кошмары подстерегают людей, которые оказались "пленниками" на борту самолета. К счастью, ребята из компании Optymal Synthesis, из Силиконовой Долины, работают над продвинутым управлением воздушным движением, используя (графические процессоры) GPU с процессорами CUDA.
По некоторым оценкам, количество самолетов в воздушном пространстве удвоится к 2025 году. Для правительства США это не новость, так как они приступили к межведомственной программе нового поколения еще в 2003 году, используя программные алгоритмы и автоматику помогая авиадиспетчерам.


В двух частях этой статьи, мы взглянем на две компании, которые используют графические ускорители (GPU) для решения завтрашних проблем с воздушным движением.


Наша первая история о компании Optymal Synthesis, располагающейся в Силиконовой Долине, которая сотрудничает с NASA , чтобы наглядно отображать модели воздушного движения, используя поцессоры графических ускорителей Valley и CUDA. Доктор Мониш Тандали говорит: «сегодняшний контроль за воздушным движением в основном выполняется людьми», но следующее поколение воздушного транспорта будет использовать автоматику, что позволить летать большему количеству людей избегая неудобства от перегруженности взлетно-посадочных полос и отмененных рейсов.




Ключ к оптимальной работе Synthesis - это возможность анализировать воздушное движение в реальном времени. Вычисления с помощью GPU позволяет использовать параллельность для предсказывания траекторий – объясняет др. Мониш Тандали. «Это дает нам возможность за один шаг увидеть в реальном времени модель и детально ее анализировать".

Optimal Synthesis и NASA, используя процессоры CUDA и Графические Ускорители (GPU) в вычислениях, смогли достигнуть прироста производительности в 250 раз больше, в соотношение со стандартным программным обеспечением NASA.

Параллельные вычисления прокладывают путь к возможности обнаружения рака на ранней стадии

Параллельные вычисления прокладывают путь к возможности обнаружения рака на ранней стадии

Каждый год около 6 миллионов случаев диагноза рака ставится по всему миру. Определение ранних симптомов , которые легко поддаются лечению, является ключевым фактором к успешному выздоровлению, и все больше исследователей используют параллельные вычисления чтобы помочь выполнить важную диагностику. Празднование всемирного дня рака, 4го февраля, наша команда в России распространила новости о многообещающих разработках ученых, использующих технологию NVIDIA для улучшения обнаружения рака.



Ненормально пролиферирующие клетки схожие с раковыми известные как новообразования. Находить их в живых тканях все равно, что искать иголку в стоге сена, используя при этом самых последних разработок биомедицинских исследований. Один из самых продвинутых диагностических тестов на новообразования является Диффузионная Флуоресцентная Томография (ДФТ), которая наблюдает за абсорбцией и рассеиванием света в тканях на местах опасных опухолей.

Вот как это работает: специальные флуоресцентные маркеры, которые приклеиваются к злокачественным клеткам введенные в организм. Когда ткани просвечивают световой волной определенной длинны, маркеры флуоресцируют, обозначая места аномального роста клеток. Сложность этого теста заключается в том, что этот свет рассеивается по пути сквозь тело, делая сложным нахождение маркеров в случае если зараженные клетки расположены глубоко в организме.

Чтобы решить эту проблему, исследователи в Институте Прикладной Физики в Российской Академии Науки (РАН) начали симуляцию света и радиационное проникновение сквозь ткань. Они разработали алгоритмы для отображения позиции флуоресцентных маркеров в трехмерной проекции используемых при ДФТ. В результате этого они смогут выявить новообразования с гораздо большей точностью.
Проблема рассеивания света проходящего сквозь человеческие ткани имеет последствия не только для Диффузионной Флуоресцентной Томографии. Онкологи, которые лечат раковых больных с помощью лучевой терапии, так же должны прослеживать, как облучение проникает сквозь ткани и внутренние структуры. Если бы у них были более точные модели пучка облучения проходящего сквозь тело, то доктора смогли бы проводить лучевую терапию более точно, не затрагивая здоровые клетки.

Мы взволнованы этими исследованиями команды РАО и ждем новостей от других исследователей, которые используют GPU в своих исследованиях.

Оригинал здесь

"Design Diplomacy: Architecture’s Relationship with Public Policy" by Richard Swett, FAIA

Дипломатия дизайна: Взаимоотношения архитектуры и государственной политики.
Ричард Свэт, FAIA (Член Американского Института Архитекторов)

оригинал здесь

Два года назад, по прибытии в Данию в качестве посла США, я оценил явный датский идеальный и проверенный временем микс из хорошей архитектуры, дизайна и государственной политики. Примерно за декаду до моей заметки здесь я решил построить между архитектурой и государственной политики в Соединенных Штатах. Мое первое впечатление о Дании заставило меня поверить, что я наконец-то попал в страну, где этот мост уже стоял.

Как тринадцатый архитектор на службе у конгресса Соединенных Шансов и единственный в 20 веке, я приехал в Данию, с надеждой, что влияние дизайна на общественную политику выращивалось через успешное взаимодействие архитекторов на общественной арене. Я быстро ознакомился с длинным списком архитекторов, выбранных в качестве государственных должностных лиц, и был удивлен, найдя, что профессия, это просто прикрытие для государственной службы, как у нас в США. Однако, здесь гораздо большее влияние на профессию оказывают другие факторы. Отношения между правительственными чиновниками и дизайнерами здесь превалируют. В прошлом профессия приняла особенные позиции в отношении к социальной политике, на которую влияют законодательные органы. Но до сих пор не многое известно об отношениях между государственной политикой и дизайном.

Взаимодействие государственной политики и архитектуры требует тщательного рассмотрения для лучшего понимания динамики преуспевающего общества. Вообще-то присущая связь между дизайном и государственной политикой редко обсуждается.
У меня было много привилегий и я перемерил много шляп в течение моей карьеры архитектора и государственного служащего. Моя архитектурная выучка сослужила мне хорошую службу в течение моей карьеры. В моей частной практике это расширило и дополнило мои способности для предоставления компетентных услуг моим клиентам и руководителям, начиная с неправительственных организаций и гражданских групп. Деятельность, связанная с архитектурой продолжает улучшать и дополнять мою профессию, и тогда, когда я служил общественности Конгрессменом в Нью-гемпшире, и сейчас, когда я служу своей нации послом в Дании. В общем-то, архитектура сыграла роль в моей карьере в государственной службе с самого ее начала. Мой первый слоган в моей первой избирательной компании конгрессмена был таким: « Каждому дому хорошую архитектуру».
В продолжение, я наблюдал и участвовал во множестве комплексных систем, государственных урегулирований, профессиональных дисциплинах, специальных определенно ориентированных группах, в небольших общественных организациях и крупных бизнесах, стремящихся улучшить нашу «антропогенную среду». И я понял, что было всего несколько людей достаточно квалифицированных, чтобы конструктивно разобраться и достичь абсолютной гармонии во всей этой какофонии конкурирующих интересов. В силу нашей подготовки, навыков и перспектив, архитекторы должны были бы играть эту роль, но, к сожалению, это бывает чрезвычайно редко.
В этом болоте конфликтов, архитекторы должны создать громогласные сооружения, которые перейдут в разряд постоянных ценностей; произведения искусства, если можно так сказать. Однако эти образы, что мы создаем, являются больше чем искусством. Они одновременно должны функционировать как защитные машины обеспечения порядка и в качестве места улучшающего условия жизни человека, как духовно, так и в буквальном смысле. И как вы все знаете, это просто, очень просто сказать, нежели сделать. Но это то, что мы, архитекторы, призваны делать, это главная задача нашей профессии. Устрашающая, как и эта архитектурная миссия, правда состоит в том, что сегодняшнему миру этого недостаточно. Мы должны быть готовыми делать больше. Из-за нашего одностороннего внимания к эстетическому дизайну без уделения внимания к социальному дизайну, из-за того что мы направили наши носы к более «светским» или административным аспектах нашей профессии, и из-за того, что мы притеснили руководящие обязанности во избежание ответственности вместо того чтобы улучшать их для увеличения влияния, мы видели себя как главных провидцев в обществе, идущему в упадок. Пришло время изменить наши взгляды на будущее.

Название этой статьи, «Дипломатия дизайна: Взаимоотношения архитектуры и государственной политики», возможно, заинтриговало и смутило некоторых из вас. Но позвольте мне объяснить, что я имел ввиду под фразой «Дипломатия дизайна». Под понятием «дизайн», с его обусловленным эстетическим чувством и расширяющимся стремлением задействовать людей, общество и качество жизненных проблем, мы изменяем традиционную парадигму архитектуры от дизайна зданий до влияния на процесс «Дизайна» чтобы разрешить проблемы в обществе (или государственном политическом строе). Креативным процессом архитектуры является конструирование, как часть процесса ведения политики, следовательно, методы ее ведения получаются более дипломатичные, нежели агрессивные или конфронтальные. И название, «Дипломатия дизайна: Взаимоотношения архитектуры и государственной политики» можно объяснить так - архитекторы необходимые участники, даже практически ваятели, окружения, в котором мы живем. Но все же они казалось всегда играли второстепенные роли в лучшем случае или немногие роли в худшем, в разных пьесах разворачивающих на главной общественной сцене. Это время, чтобы сделать свежий взгляд на нашу профессию и на роль, которую она играет в сегодняшнем мире. Поэтому логично начать с новых определений и плана из нескольких ключевых тем и терминов:
1. «Глобальная деревня» и «Глобализация»
2. «Новая экономика»
3. Управление знаниями и высокими технологиями.
4. Обязанности и ответственности перед местным сообществом.
5. Руководство
Возможно, не все из этих тем на первый взгляд взаимодействуют с миром архитектуры и дизайна, но они определенно должны.

«Глобальная деревня» и недавно придуманное существительное «Глобализация» стало часто используемой фразой. Но оно в состоянии охватить неизбежного, но очень предсказуемого развития всемирного общества: создание общественной инфраструктуры. Примеры могут быть найдены вокруг нас. Как пример - Эресуннский мост в Копенгагене. Инженерное проявление искусства длинной в 16 миль состоящее из подвесного моста и тоннеля, изменяет больше чем культурную и коммерческую жизни в этом городе и Мальме через пролив в Швеции.


to be continued...

"Ai And Nvidia Parallel Processing: A PhD Student’s Research"

Оригинал здесь


Искусственный Интеллект и Параллельные Вычисления: исследование-диссертация

Автор: Мартин Пеньяк (MARTIN PENIAK)
Перевод: Старицын Станислав

Меня всегда в основном интересовали гуманоидные роботы и технологии в этой сфере. В детстве это доставляло кучу проблем моим родителям. Я разбирал практически все электрические приборы в нашем доме в надежде понять основополагающие принципы заставляющие их работать.

Когда я подрос, это любопытство расширилось и я начал задавать вопросы о фундаментальных законах вселенной, о природе реальности и о нашем сознании. Я закончил инженерную школу в моей родной стране Словакии, и вскоре переехал в Англию где начал изучать вычисления и астрономию.




Сейчас я пишу диссертацию доктора наук в Университете Плимута для проекта iTalk (Интеграция Поведения и Языка в Гуманоидных Роботов). Проект iTalk (www.italkproject.org), подав заявку, выиграл в конкурсе, среди еще 31 проекта, гранд на сумму 4,7 миллионов фунтов стерлингов от проекта Европейской Комиссии «Седьмая Системная Программа» (The European Comission’s Seventh Framework Programme). Этот высоко амбициозный проект, под руководством моего начальника Профессора Анджело Кангелоси, нацеленный на развитие, биологически вдохновленными, искусственными системами, которые могут постепенно развивать свои когнитивные возможности через взаимодействие с окружающей их средой.

Основываясь на знаниях из неврологии, психологии развития, робототехники, лингвистики и других наук, мы считаем, что когнитивные навыки (например: память, размышление, символическое мышление, визуальное и аудитативное восприятие и т.д.) происходят из их морфологических и материальных свойств наших организмов. Проект iTalk подчеркивает роль олицетворения, используя один из наиболее сложных гуманоидных роботов в мире. Сложная гуманоидная роботизированная платформа под названием iCub примерно 105 см в высоту, весом около 20,3 кг, разработанная компанией RobotCub Consortium (www.robotcub.com).

Впервые я услышал об архитектуре CUDA от русского друга, который планировал использовать ее для ускорения обработки Симулятора Марсохода, который я до этого разработал во время нашего сотрудничества с ESA (Европейское Космическое Агенство). Я не мог больше уделять времени исследованию ESA, так как мне нужно было продолжать работу над моей диссертацией и начинать приступать к исследованию. Впрочем, однажды я нашел статью о реализации нервной сети с помощью CUDA и я был впечатлен тем, какой прирост производительности был достигнут. Днем позже, я показал статью моему коллеге Антони Морсу и после многих дискуссий мы сошлись во мнении, что обработка с помощью графических процессоров (GPU), это точно то, что нам было нужно в нашей лаборатории, так как большинство систем, которые мы использовали, могут быть параллелизированны.


Мы рассматривали OpenCL как альтернативу, но архитектура CUDA обеспечивала намного большую поддержку и интерфейс программирования приложений (API) был также хорош. Поэтому мы решили использовать CUDA, заказали шесть серверов с несколькими Tesla C1060 и видеокартами GeForce GTX470 и создали кластер суперкомпьютера, основанный на ОС Linux, за приемлемую цену и способный производить 12 Терафлоп (Триллион операций в секунду с плавающей запятой). Чтобы начать использовать эту мощность мы приступили к разработке программного обеспечения для CUDA под названием Aquila, которая была ориентирована на гуманоидного робота iCub для исполнения различных, биологически основанных, систем.

Для моей диссертации, я использовал Aquila чтобы развивать сложные искусственные нейронные связи, взяв за основу те, что в мозгу и использую их для управления роботом iCub в реальном времени. Эти искусственные нейронные связи в основном состоят из тысячей нейронов, которые связаны с множеством других нейронов, а также нескольких условий (соматосенсорных, визуальных, лингвистических и т.д.) для робота iCub через миллионы синаптических соединений. Многомерный ввод данных из разных сенсоров чувств, направленный на внутреннее отражение смысла в систему. Это достигалось за счет использования, так называемых, самоорганизовывающихся карт, которые близко походят на характерно организованную кору головного мозга. Часто достигая размеров в несколько тысяч нейронов, эти карты отражают оригинальную визуальные данные полученные через процесс применения специальных фильтров к миллионам пикселей. Помимо этой визуальной обработке, системе нужно работать с лингвистическими и соматосенсорными потоками данных во время выполнения миллионов вычислений, нужных, чтобы активировать сеть в каждые 50-100мс.



Архитектура CUDA ускоряет контроль активной нейронной сети в среднем в несколько сотен раз,а алгоритмы, ответственные за обучение iCub, показывают прирост производительности в 50 раз. Я разработал обе версии программы – и для CPU, и для GPU, но у меня не была завершена комплексная оптимизация, что со стороны архитектуры CUDA выполнялось очень просто - благодаря простейшей параллелизации кода для CPU и помогало достигать огромного ускорения, при использовании графических адаптеров (GPU).

Квантовые вычисления до сих пор находятся в зачаточной стадии и мне кажется, что массивная параллельная обработка с помощью GPU может стать способом, чтобы продвинуться в этой области, с тех времен как архитектура CPU оказалась просто непригодна для параллельных вычислений из-за потребления огромного количества энергии, а так же CPU не очень хорошо справлялись с задачей.