Znajdź zawartość

Profesor Xiang Zhang z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley nie rzuca słów na wiatr. Przed dwoma laty wraz ze swoim zespołem połączył metalowe plazmonowe soczewki z "latającą głowicą" udoskonalając proces litograficzny i obiecał, że w ciągu 3-5 lat nowa technologia znajdzie komercyjne zastosowanie. Już rok później znacząco udoskonalił plazmonowy laser (spaser), dzięki czemu jest on w stanie wygenerować światło na przestrzeni zaledwie 5 nanometrów. Teraz ze swoimi współpracownikami stworzył technikę, która pozwala plazmonowym laserom pracować w temperaturze pokojowej. Dotychczas wymagały one bardzo niskich temperatur, co uniemożliwiało ich praktyczne zastosowanie. Lasery plazmonowe pozwalają na stworzenie bioczujników składających się z pojedynczej molekuły, fotonicznych obwodów scalonych czy bardzo wydajnych optycznych systemów komunikacyjnych, ale żeby to wszystko wyprodukować, musimy zmusić lasery do pracy w temperaturze pokojowej - mówił Zhang. Dotychczas lasery plazmonowe działały w komorach próżniowych i temperaturze 10 kelwinów, czyli około -263 stopni Celsjusza. W wyższych temperaturach światło takich laserów ulega dużemu rozproszeniu, co wymagało zwiększenia natężenia pozostałego światła, a to można było osiągnąć w niezwykle niskich temperaturach. Zespół Zhanga postanowił skorzystać z ciekawego zjawiska, którego możemy doświadczyć w wielu budynkach (np. na Grand Central Terminal w Nowym Jorku). W przykrytych dachem owalnych pomieszczeniach dźwięk emitowany z jednego końca zostaje odbity i wędruje do drugiego końca, dzięki czemu bardzo oddalone osoby mogą rozmawiać tak, jakby stały obok siebie. Uczeni wykorzystali podobny pomysł do odbijania plazmonów. Na srebrze najpierw umieszczono 5-nanometrowej grubości warstwę fluorku magnezu, a na nią nałożono siarczek kadmu o grubości 45 nanometrów i długości 1 mikrometra. Dzięki takiej architekturze światło udało się wygenerować na przestrzeni 20 nanometrów, to 20-krotnie mniej niż długość jego fali, i wzmocnić aż 18-krotnie. Taki laser działa w temperaturze pokojowej i do pracy nie wymaga próżni.

Prace nad udoskonalaniem robotów nie zawsze muszą oznaczać, że urządzenia te zostają wyposażone w zdolności trudno dostępne nawet ludziom. Udowodnili to naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley, który stworzyli robota... składającego ręczniki. Ta prosta dla człowieka czynność stanowiła dotychczas spore wyzwanie dla maszyn, które muszą rozpoznać niewidziany wcześniej obiekt i zdecydować, co należy z nim zrobić. Roboty od dziesięcioleci pracują np. w fabrykach samochodów, jednak mają tam do czynienia z dobrze sobie znanym, dokładnie kontrolowanym środowiskiem. Jednym z największych wyzwań dla urządzeń jest rozpoznawanie i manipulowanie obiektami, które łatwo podlegają deformacjom. Takim obiektem jest właśnie ręcznik - obiekt bardzo giętki o nieprzewidywalnym kształcie. Film, który można zobaczyć poniżej, prezentuje zdolności robota wykonanego przez firmę Willow Garage i wyposażonego w algorytmy, które powstały na UC Berkeley. To właśnie one są kluczem do sukcesu. Dzięki nim robot jest w stanie rozpoznać ręczniki - o różnym kolorze, z różnymi wzorami, wykonane z różnych materiałów i przybierające różne kształty - i odpowiednio nimi manipulować. To nie tylko olbrzymi krok w kierunku budowy robotów pomagających ludziom w domach. To niezwykle istotne osiągnięcie na polu robotyki w ogóle, gdyż umożliwi maszynom pracę z obiektami, z którymi wcześniej nie miały do czynienia. Profesor Pieter Abbeel i doktorant Jeremy Maitin-Shepard, którym pomagali studenci Marco Cusumano-Towner i Jinna Lei, stworzyli nowy algorytm dla systemu optycznego rozpoznawania kształtów, dzięki któremu robot, posługując się tylko danymi geometrycznymi, jest w stanie zidentyfikować ręcznik. System pozwolił urządzeniu na pomyślne przejście wszystkich 50 prób z uprzednio niewidzianymi ręcznikami. Szczegóły nowego algorytmu zostaną zaprezentowane w maju podczas International Conference on Robotics and Automation 2010.

Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley oraz Pennsylvania State University nie wykluczają, że znajdujemy się u progu kolejnego masowego wymierania gatunków. Dotychczas na Ziemi miało miejsce pięć takich wydarzeń. Do ostatniego doszło 68 milionów lat temu, gdy wyginęły dinozaury. Trzeba jednak zaznaczyć, że przewidywania uczonych obarczone są sporym marginesem błędu, gdyż nie jesteśmy w stanie dokładnie porównać życia na Ziemi w różnych okresach. Naukowcy porównali bioróżnorodność ssaków na terenie Ameryki Północnej z trzech okresów. Pierwszy to czas pomiędzy 500 a 40 000 lat temu, drugi 40 000 a 5 milionów, a trzeci 5 a 30 milionów lat. Dane uwzględniały wszystkie ssaki lądowe, oprócz nietoperzy. Z uzyskanych w ten sposób informacji wynika, że gdy przed 13 000 lat na kontynent północnoamerykański przybyli ludzie, rozpoczęła się masowa zagłada ssaków. Trwała ona przez 2000 lat. Pocieszający jest fakt, że w ciągu ostatnich 10 000 lat proces ten nie posunął się do przodu. Mieliśmy do czynienia z pewnym zjawiskiem, związanym z pojawieniem się ludzi przed 13 000 lat, ale mniej więcej od 10 000 lat sytuacja jest stabilna - mówi współautor badań, profesor Anthony Barnosky. Uważa on, że podobne zjawisko będzie można zauważyć w odniesieniu do Europy, na terenie której Homo sapiens pojawił się około 40 000 lat temu. Na tym jednak kończą się dobre wiadomości. Od mniej więcej 100 lat obserwujemy szybszą niż można by się spodziewać utratę bioróżnorodności. Obserwujemy znikanie podgatunków, a nawet kilku gatunków. Wygląda na to, że znowu rozpoczęło się wymieranie - stwierdza Barnoski. Jestem jednak optymistą, ponieważ nie straciliśmy wielu gatunków i jeśli zwiększymy nasze wysiłki na rzecz ich ochrony, przetrwają one w przyszłości - dodaje. Naukowcy stwierdzili, że gwałtowne zmiany klimatyczne z przeszłości, które były znacznie większe niż te zachodzące obecnie, nie wpłynęły negatywnie na bioróżnorodność ssaków. Dopiero pojawienie się człowieka prowadzi do ich wymierania, tym szybszego, że akurat kończyło się zlodowacenie i klimat się ocieplał. Obecnie mamy do czynienia z podobnymi zjawiskami. Liczba ludzi szybko rośnie i mamy do czynienia z ociepleniem. Uczeni sądzą, że przeanalizowanie podobnych danych dla innych gromad zwierząt i roślin pozwoli ujawnić więcej danych dotyczących przebiegu wymierania gatunków. Jednak przeprowadzenie takich analiz będzie trudniejsze, gdyż nie pozostawiają one po sobie tak wielu skamieniałości jak ssaki.