Оптическая дифракционная нейронная сеть, изготовленная при помощи трехмерной печати, выполняет распознавание объектов буквально со скоростью света

Дифракционная нейронная сетьИскусственные нейронные сети, используемые сейчас в технологиях искусственного интеллекта и предназначенные для решения тяжелых вычислительных задач, таких, как распознавание объектов на изображениях, к примеру, ассоциируются у нас с большими высокопроизводительными вычислительными системами или специализированными нейроморфными процессорами, работа которых основана на принципах работы головного мозга. Однако, исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе нашли новый способ реализации искусственной нейронной сети, используя свет, проходящий через череду специальных дифракционных пластин, изготовленных при помощи технологий трехмерной печати. Естественно, что такая нейронная сеть буквально работает со скоростью света, а для ее функционирования требуется не такое уж и большое количество энергии.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 3

Ученые впервые получили трехмерные голографические изображения сложных молекул, детализированные до уровня отдельных атомов

Голографическая съемкаИсследователи из Технологического университета Дортмунд и Института физики микроструктур Макса Планка, Германия, разработали новую технологию съемки, которая позволяет получить трехмерное голографическое изображение внутренних частей сложных молекулярных структур, детализированное до уровня отдельных атомов. До последнего времени самые широко распространенные методы съемки, включая сканирующую туннельную микроскопию, могли просматривать лишь поверхность молекул, а способность проникновения вглубь молекулярных структур и способность видеть все атомы дает людям беспрецедентные возможность в деле понимания уникальных физических и химических свойств уже известных материалов и в разработке новых материалов.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 0
31 января 2015 | Космос и Авиация

Безлинзовый телескоп Aragoscope сможет обеспечить качество, в тысячи раз превосходящее качество съемки Хаббла

Телескоп AragoscopeКосмический телескоп Hubble уже в течение уже более двух десятилетий снабжает человечество высококачественными и красивейшими снимками глубин Вселенной, но, к сожалению, срок его службы неуклонно приближается к завершению. Его преемником считается новый космический телескоп James Webb Space Telescope, сооружение которого ведется в настоящее время и запуск которого запланирован на 2018 год. Но может так стать, что пальма первенства достанется совсем другому астрономическому инструменту, космическому телескопу под названием Aragoscope, разработка которого ведется специалистами Колорадского университета (University of Colorado Boulder), в конструкции которого будет использован огромный диск из непрозрачного материала, играющий роль фокусирующей линзы. И, благодаря столь необычной конструкции, телескоп Aragoscope сможет обеспечить качество съемки, минимум в тысячу раз превосходящее качество съемки телескопа Hubble.
 | Опубликовано Astronaut | Подробнее | Комментарии: 6

Ученым удалось снять движение биомолекул с самой высокой пространственной и временной разрешающей способностью

Фотоцикл молекулы PYPМеждународная группа ученых, возглавляемая профессором Мариусом Шмидтом (Prof. Marius Schmidt) из университета Висконсина-Милуоки (University of Wisconsin-Milwaukee), добилась успеха в проведении съемки движения светочувствительной биомолекулы определенного типа с беспрецедентно высоким на сегодняшний день уровнем пространственной и временной разрешающей способности. В качестве образцов исследователи использовали молекулы светочувствительного желтого белка (photoactive yellow protein, PYP), который является "приемником" свет синего цвета и который входит в состав фотосинтетического механизма бактерий некоторых типов. Когда молекула PYP улавливает фотон синего света, она начинает двигаться, принимая несколько промежуточных форм, максимально эффективно поглощая энергию фотона. Затем молекула возвращается к исходному состоянию и это является завершающим этапом фотоцикла, который уже достаточно хорошо изучен учеными.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 2

Нобелевская премия 2014 года в области химии присуждена изобретателям оптических микроскопов со сверхвысокой разрешающей способностью

Снимок ядра клеткиТрое ученых, которым удалось победить дифракционный предел и создать новые методы оптической микроскопической съемки молекулярного уровня, стали в этом году лауреатами Нобелевской премии в области химии. Согласно заявлению Нобелевского Комитета, премия за "разработку технологии флуоресцентной микроскопии со сверхвысокой разрешающей способностью" присуждается Эрику Бетцигу (Eric Betzig) из Медицинского института имени Говарда Хьюза в Эшберне, Вирджиния, Уильяму Мернеру (William Moerner) из Стэнфордского университета, и Штефану Хеллю (Stefan Hell) из Института биофизической химии Макса Планка, Германия.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 2

Миниатюрная безлинзовая камера может снабдить функцией "зрения" практически любое электронное устройство

Безлинзовая камераОбычно, для создания изображения, которое может быть захвачено датчиком цифровой камеры, используются линзы, которые преломляют свет таким образом, что он фокусируется на поверхности датчика. Но на микроскопическом масштабе использование линз или других оптических элементов является не очень практичным делом, даже самые крошечные дефекты и неточности изготовления оптических элементов приводят к серьезным искажениям получаемого изображения. К счастью, для формирования изображения не всегда требуется использование линз. И специалисты калифорнийской компании Rambus придумали весьма интересное решение. Разработанная ими камера совершенно нового типа не имеет традиционных линз, она настолько мала и дешева в производстве, что ее безболезненно можно интегрировать в состав практически любого электронного устройства.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 1

Новая технология позволяет получать высококачественные трехмерные изображения процессов, происходящих внутри живых клеток

Трехмерная модель живой клеткиГруппа исследователей из университета штата Иллинойс (University of Illinois) разработала новый метод микросъемки, который позволяет получить трехмерные изображения с высокой разрешающей способностью внутренних структур живых клеток, что позволяет отслеживать ход происходящих в них процессов. Самой главной особенностью нового метода является то, что для проведения съемки не требуется использования флуоресцентных красителей или других химических соединений, эта технология, получившая название томографии на основе дифракции белого света (White-light Diffraction Tomography, WDT), реализуется при помощи обычного микроскопа, специализированной приставки к микроскопу и источника белого света.
 | Опубликовано DrWho | Подробнее | Комментарии: 1

Разработан компактный метод получения сверхохлажденных атомов для квантовых технологий

Устройство охлаждения атомовМногие из самых точных измерительных устройств, к примеру, атомные часы, работают за счет перехода атомов определенных веществ из одного квантового состояния в другое. Наиболее высокая точность измерений получается за счет длительных времен наблюдения за сверхохлажденными атомами, получаемыми в специальных громоздких, сложных и дорогостоящих установках. Но теперь проблема получения сверхохлажденных атомов будет стоять менее остро благодаря совместной работе ученых из университетов Стратклайда и Глазго, Лондонского Имперского колледжа и Национальной физической лаборатории, которые создали портативную установку, позволяющую получать сверхохлажденные атомы для дальнейшего их использования в области квантовых вычислений, квантовых коммуникаций и измерительной технике.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 1

Технология Micro Color Splitter компании Panasonic позволяет удвоить цветочувствительность фото и видеокамер

Сравнение изображенийСпециалисты компании Panasonic разработали новую технологию цветоразделения, которая вскоре станет заменой цветных светофильтров, используемых в большинстве датчиков современных камер. В отличие от светофильтров, технология Micro Color Splitter позволяет разделить цвета на составляющие, используя явление дифракции, а не фильтрации света. Такая технология цветоразделения позволит значительно улучшить качество съемки в условиях низкой освещенности и удвоить цветочувствительность фото и видеокамер.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 1

Изучение насекомых-светлячков позволило резко увеличить эффективность светодиодных источников света

Светодиодный источник светаСветодиодные источники света, которые являются будущим осветительных систем, и так имеют достаточно высокую эффективность, но в их конструкции нет абсолютно ничего, что бы было почерпнуто из природы. Но тщательное изучение с помощью растрового электронного микроскопа поверхности тел некоторых насекомых-светлячков привело к созданию новой конструкции светодиода, имеющего гораздо большую эффективность, нежели обычный светодиод. В двух статьях, изданных в последнем выпуске журнала "Optics Express", описано изучение структур на поверхности тела светлячков, напоминающих черепичное покрытие крыши зданий, и эксперимент, в котором размещение подобной "наночерепицы" на поверхности светодиода позволило увеличить его эффективность на 55 процентов.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 1
11 ноября 2012 | Нанотехнологии

Исследователи создали крошечные лазеры, размеры которых не превышают нескольких нанометров

Плазмонные нанолазерыГруппа исследователей из Северо-Западного университета (Northwestern University) разработала метод изготовления единичных экземпляров крошечных нанолазеров, размеры которых составляют несколько нанометров и которые функционируют при комнатной температуре. Эти плазмонные нанолазеры без всяких затруднений могут быть интегрированы в состав кремниевых полупроводниковых фотоэлектрических приборов, оптических приборов и наноразмерных датчиков. Сокращение размеров фотонных и электронных приборов имеет очень большое значение для реализации сверхбыстрой обработки информации и достижения высокой плотности хранения информации и главным шагом в этом направлении является миниатюризацию ключевого элемента, источника света, лазера.
 | Опубликовано NanoMan | Подробнее | Комментарии: 0
1 ноября 2012 | Космос и Авиация

Марсоход Curiosity завершает первый анализ марсианского грунта и находит вулканические породы

Марсианская почваМарсоход Curiosity закончил проводить свой первый анализ образцов почвы, взятых с поверхности Красной Планеты. Для анализа автоматический исследовательский аппарат использовал высокотехнологичный миниатюризированный аналитический инструмент, работающий на дифракции рентгеновских лучей, и который является частью аналитического комплекса бортовой химической лаборатории CheMin. Анализ образцов почвы, взятых в месте под названием Rocknest, располагающемся в кратере Гейла, показал, что марсианский грунт является грунтом вулканического типа, подобным грунту на Гавайских островах.
 | Опубликовано Astronaut | Подробнее | Комментарии: 2

Благодаря использованию углеродных нанотрубок была создана голограмма с самой высокой разрешающей способностью.

Голограмма с высокой разрешающей способностьюНесмотря на все усилия различных групп ученых и исследователей, голография пока еще остается чем-то из разряда научной фантастики, технологией, которой еще предстоит проделать долгий путь, прежде чем она станет повседневным коммуникационным инструментом. Но наука не стоит на месте, благодаря чему голографические технологии понемногу продвигаются вперед небольшими шагами. Последним примером тому является работа исследователей из Кембриджского университета, которые воспроизвели голограмму, используя углеродные нанотрубки в качестве самых маленьких трехмерных пикселей создаваемого изображения.
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 3

"Игольный" луч света - решение проблемы потери уровня сигнала в оптических вычислительных системах.

Игольный луч светаМеждународная команда, возглавляемая учеными Гарвардского университета, продемонстрировала новый тип луча света, который распространяется, оставаясь очень узким и не рассеиваясь на беспрецедентно длинных расстояниях. Этот "игольный" луч, как его назвали исследователи, поможет уменьшить потери сигнала, распространяющегося в оптических системах на чипе, что в конечном счете сможет привести к появлению нового поколения мощнейших оптических и электронных микропроцессоров.
 | Опубликовано Electronic | Подробнее | Комментарии: 4
17 января 2012 | Научно-популярное

Технология "суперлинз" может стать основой для новых микроскопов со сверхвысокой разрешающей способностью.

Преломление света метаматериаломОбыкновенные оптические линзы, используемые в современных приборах, ограничены пределом дифракции света. Именно из-за этого, даже самые лучшие модели оптических микроскопов не позволят увидеть объекты, размер которых меньше 200 нм, а это уже близко к размеру самых маленьких микроорганизмов. Электронные микроскопы могут сделать изображения намного меньших объектов, нежели оптические микроскопы, но такие устройства дороги, тяжелы и габаритны. Но оказывается, что и с помощью оптического микроскопа можно будет вскоре рассматривать совсем маленькие объекты, но только в том случае, если в этом микроскопе будут использованы так называемые "суперлинзы".
 | Опубликовано Informatic | Подробнее | Комментарии: 4