تالارهای گفتگوی انجمن دانش پژوهان ایران

مهشید دهقان · همدم Joined: 10 Apr 2008 Posts: 113

پرواز اولين هواپيماي هيدروژن سوز سرنشين دار
دور دنيا بدون سوخت

سليمان فرهاديان

يک شرکت امريکايي اعلام کرده که پرواز آزمايشي يک هواپيماي سازگار با محيط زيست را که با سوخت هيدروژن کار مي کند، با موفقيت به انجام رسانده است.

براي تامين انرژي اين هواپيما از سوخت هيدروژن مايع استفاده مي شود. هيدروژن در باک هواپيما ذخيره مي شود، اما اکسيژن لازم براي سوزاندن هيدروژن از هوا به دست مي آيد. سپس اين دو در يک سلول سوختي با يکديگر ترکيب مي شوند. الکتريسيته يي که از اين پيل هاي سوختي به دست مي آيد، نيروي لازم براي پرواز هواپيما را فراهم مي کند. شرکت ايرو وايرونمنت سازنده اين هواپيما مدعي است که يک هواپيماي بدون سرنشين از اين نوع با باک پر مي تواند تا 24 ساعت به پرواز خود ادامه دهد.

پژوهشگران بر اين باورند که مي توان با استفاده از هواپيماهاي مجهز به پيل هاي سوختي از شدت انتشار گازهاي گلخانه يي در اثر فعاليت هاي هوانوردي کاست. شکل ظاهري اين هواپيما که «ديده بان جهاني» نام دارد، بيشتر شبيه يک گلايدر است تا هواپيماهاي تجاري معمولي. طول بال هاي هواپيما بيش از 15 متر است. در قسمت جلويي بال هاي اين هواپيما هشت موتور وجود دارد. اما چيزي که در اين هواپيما به راستي نوآورانه محسوب مي شود، منبع انرژي آن است.الکس هيل مدير بخش واشنگتن شرکت سازنده اين هواپيما مي گويد؛ «اين هواپيما در جايي که هوا بسيار سرد است، هيدروژن مايع با خود حمل مي کند. بنابراين نوع عايق بندي باک آن بسيار مهم است.»تاکنون طرح دقيق و کامل باک هواپيما و همچنين ماهيت پيل هاي سوختي که وظيفه ترکيب هيدروژن و اکسيژن (که پس از آغاز پرواز از هوا به دست مي آيد) را برعهده دارد، مخفي مانده است.اين هواپيما که شکل ظاهري آن به هواپيماهاي گلايدر شبيه است، اولين بار 26 مه و بار ديگر سوم ژوئن از پايگاه آريزونا به پرواز درآمد.

اين شرکت پيش از اين يک سامانه پيشران مبتني بر سلول سوختي را روي هواپيماي قديمي هليوس نصب کرد که از صفحه هاي خورشيدي براي تامين انرژي استفاده مي کرد. هواپيماي هليوس در سال 2001 توانسته بود به ارتفاع پرواز 2915 کيلومتر دست يابد و رکورد پرواز هواپيماهاي غيرموشکي را از آن خود سازد. با اين همه هواپيماي هليوس در سال 2003 طي يک پرواز و پيش از آنکه سامانه پيل هاي سوختي براي نصب در آن آزمايش شود، سقوط کرد و نابود شد.

شرکت سازنده اين هواپيما معتقد است از هواپيماهايي مانند اين مي توان براي اهداف ارتباطات راه دور استفاده کرد. برخي اميدوارند اين هواپيما بتواند جانشين ماهواره ها يا کامل کننده عملکرد آنان شود.

اين هواپيماي کوچک توسط شرکت بوئينگ توليد شده و به گفته مسوولان تاکنون سه پرواز کوتاه در مادريد انجام داده است. با توجه به اينکه موتور اين هواپيما از سلول هاي سوختي استفاده مي کند، از اگزوز آن فقط بخار آب خارج مي شود و هيچ گونه گاز آلاينده يي از خود منتشر نمي کند. شرکت بوئينگ مدعي است انجام اين آزمايش ها مي تواند راه را براي ظهور نسل تازه يي از هواپيماهاي سبز هموار کند.

طراحي اين هواپيما به گونه يي است که امکان نصب يک باتري هيبريد و يک سيستم سوخت هيدروژني در آن وجود دارد. پيل هاي سوختي اين هواپيما که با ترکيب اکسيژن و هيدروژن، الکتريسيته توليد مي کنند، مي توانند موتورهاي الکتريکي ملخ را به حرکت درآورند.

هرچند اين هواپيما هنگام پرواز در آسمان تنها از پيل هاي سوختي براي تامين انرژي استفاده مي کرد، اما هنگام برخاستن از زمين از باتري استفاده کرد تا انرژي بيشتري را براي عمل دشوار برخاستن فراهم آورد.

هرچند بوئينگ اعلام کرده اين هواپيما مي تواند به مدت 45 دقيقه پرواز کند، اما در هر آزمايش زمان پرواز نصف اين مقدار بود. با اينکه نتيجه اين آزمايش ها موفقيت آميز بوده است،بوئينگ اذعان کرد به پيل هاي سوختي به عنوان تنها منبع تامين کننده انرژي هواپيماهاي بزرگ مسافربري اتکا کرد، اما مي توان آنها را به عنوان يک منبع جانبي براي توليد انرژي در هواپيماهاي بزرگ به کار گرفت، با اين همه توليد آنها براي استفاده تجاري ممکن است به زمان نياز داشته باشد. به گفته برخي کارشناسان براي تجاري شدن هواپيماهاي اينچنيني هنوز هم بايد زماني حدود 20 سال منتظر بود.اما يکي از موضوع هايي که باعث شده به اين هواپيما توجه شود، نقش هيدروژن و استفاده از آن در هواپيما براي کاهش تاثير فعاليت هاي هوانوردي بر تغييرات آب وهوايي است. به گفته پژوهشگران شدت افزايش انتشار گازهاي گلخانه يي در بخش هواپيمايي بيش از هر بخش ديگري در صنعت است. در سال 1999 يک هيات بين المللي بررسي تغييرات آب و هوايي (سازماني که به جمع آوري و ارزيابي شواهد مربوط به وضعيت آب وهوا و ارائه آن مي پردازد) گفته است که فعاليت هاي مربوط به هوانوردي عامل حدود 5/3 درصد از گرمايش جهاني ناشي از فعاليت هاي انساني است. هم اکنون شمار مسافراني که با هواپيما پرواز مي کنند هر ساله پنج درصد زياد مي شود. به همين دليل کارشناسان حدس مي زنند تا سال 2050 سهم هواپيمايي در پديده گرمايش جهاني

6/2 تا 11 برابر بيشتر شود. با اين همه برخي اميدوارند با استفاده از فناوري هاي جديدتر که از ميزان انتشار گازهاي گلخانه يي مي کاهد، بتوان از شدت اين پديده کاست. هرچند در گذشته هم هواپيماهايي با سوخت هيدروژن پرواز کرده بودند، اما اين اولين بار بود که چنين هواپيمايي با خلبان و سرنشين پرواز مي کرد. در سال 2005 موسسه ايرو وايرونمنت يک هواپيما را به پرواز درآورد که از هيدروژن مايع به عنوان سوخت استفاده مي کرد، اما آن هواپيما سرنشين نداشت.نگراني ها در مورد تغيير وضعيت آب و هوايي کره زمين باعث شده شرکت هاي بسياري براي توليد هواپيمايي که کمتر به محيط زيست آسيب مي رسانند، تلاش کنند.براي مثال اوايل سال جاري ميلادي، شرکت هواپيمايي ويرجين آتلانتيک اولين پرواز تجاري با استفاده از سوخت زيستي را انجام داد. در آن پرواز يکي از موتورهاي هواپيما با استفاده از سوخت هاي زيستي به حرکت درآمده بود.سال گذشته نيز شرکت کينه تيک هواپيمايي را به پرواز درآورد که با انرژي خورشيدي کار مي کرد. اين هواپيما که «باد صبا» نام داشت، به مدت 54 ساعت پرواز کرد و رکورد طولاني ترين پرواز هواپيماهاي بدون سرنشين را از آن خود ساخت. برتراند پيکار هوانورد سوئيسي نيز قصد دارد در سال 2010 يک هواپيماي سرنشين دار را به پرواز درآورد که توسط انرژي خورشيدي به حرکت درمي آيد. طول بال هاي آن هواپيما 80 متر است که از طول بال هاي ايرباس A380 (بزرگ ترين هواپيماي مسافربري جهان) نيز بزرگ تر است. پيکار تصميم دارد با اين هواپيما به دور دنيا سفر کند.
پيشرفت هاي تازه در علوم کامپيوتر
در جست و جوي شخصيت گمشده
احسان شارقي

سرمايه گذاري هدفمند نيازمند ارائه تعريف مشخصي از هدف و سرمايه است. حتي اگر هر دو اين مهم هم تعريف شده و مشخص باشند، لزوم داشتن برنامه ريزي بلندمدت يا کوتاه مدت براي رسيدن به هدف، امري حياتي است. در هر کشوري که بخواهد پيشرفت کند، نقش دانشگاه ها به عنوان کانون هايي که احتمالاً هدفمند هستند و سرمايه زيادي را هرساله به خود اختصاص مي دهند تا نيروي احتمالاً متخصص تربيت کنند، انکارناپذير است. در اين ميان پاسخ به اين سوال که در سيستم آموزشي ما ورودي و خروجي چيست، مهم است و اينکه در کشورهاي توسعه يافته اين فرآيند چگونه طي مي شود، مهم تر. اين مقدمه همين جا به طور نيمه کاره رها مي شود. در ادامه چند خبر را مي خوانيم.

آلاباما و مرکز دائمي روباتيک

فرماندار ايالت آلاباما از تاسيس مرکز روباتيک طي دو سال آينده در محل دو کالج والاس و کلهون در اين ايالت با تمرکز بر آموزش و صنعت، با بودجه يي چند ميليون دلاري خبر داد. قرار است تمرکز کاري اين مرکز سه گرايش مختلف باشد.مرحله آموزش تکنسين ها براي کار با روبات هاي صنعتي است که در صنايع کوچک به کار گرفته مي شوند. آموزش توسط متخصصان شرکت هاي بزرگ توليدکننده اين روبات ها انجام مي شود. مرحله ديگر اين پروژه ايجاد مرکز تحقيق و توسعه براي کار روي پروژه هاي مربوط به سازمان فضايي ناسا و وزارت دفاع ايالات متحده است و در نهايت مرحله سوم که به عنوان يک کارگاه آموزشي براي ساخت روبات ها و آموزش نيروي متخصص است، براي دانش آموزان و دانشجويان اين حوزه برپا مي شود.

روباتي که از ارتفاع نمي ترسد

RiSE نخستين روبات پاداراي است که بدون اتصال به هيچ ابزار نگهدارنده يي، مي تواند روي سطوح عمودي و افقي حرکت کند. اين روبات که محصول همکاري چند دانشگاه و موسسه معتبر از جمله دانشگاه هاي برکلي، پنسيلوانيا، استنفورد و بوستون است، مي تواند با بهره گيري از طراحي خاص پاهاي خود، روي سطوح افقي، شيبدار، مسطح يا ناهموار و همچنين سطوح صيقلي به راحتي حرکت کند.از مشخصات ظاهري RiSE مي توان به 6 پا و 25 تا 50 انگشت در هر پا (بسته به ضخامت سطوح)، وزن حدود 8/3 کيلوگرم و سرعت حرکت چهار سانتي متر در هر ثانيه (که قرار است تا 25 سانتي متر افزايش يابد) اشاره کرد. در حال حاضر سه باتري ليتيومي مي تواند قدرت حرکت اين روبات را تا 45 دقيقه تامين کند. حرکت اين روبات تاکنون روي سطوح عمودي از جنس آجر، گچ، سيمان و همچنين درختاني نظير کاج، بلوط و اکاليپتوس آزمايش شده است.روبات RiSE ويژگي هاي زيادي را از حيوانات مختلف به ارث برده است. به عنوان نمونه اين روبات با فرو بردن پنجه هاي بلندش که از خرس ها الگوبرداري شده است، براي صعود از سطوح نرم مانند درختان استفاده مي کند. انگشتان خاردار در بالا رفتن از سطوح سخت و ناهموار به او کمک مي کند. براي حرکت بر سطوح ليز همانند قورباغه ها و حشرات ديگر از مکنده هايي که در انگشتانش تعبيه شده است، استفاده مي کند. هر موجود زنده يي سعي مي کند در زمان حرکت بر سطوح عمودي، بدنش را هر چه بيشتر به ديواره نزديک کند. اين نوع حرکت را در ميان سنجاب ها به خوبي مي توان ديد. با استفاده از همين الگوست که بيشتر از 55 درصد وزن اين روبات در ناحيه شکمش که به هنگام حرکت در چند سانتي متري ديواره است، قرار گرفته است. استفاده از ساختارهاي هوشمند درون خود روبات (که او را قادر مي سازد در مورد نحوه فاصله گذاري بين گام ها تصميم گيري کند) حفظ تعادل را در اين روبات به شدت تقويت کرده است.از مرحله هاي بعدي اين پروژه مي توان به بهينه کردن مصرف انرژي، کاهش وزن اين روبات به 5/1 کيلوگرم، طراحي موتور و گيربکس سبک تر، سرعت حرکت بيشتر، نصب حسگر براي انتقال سريع وضعيت سطح ديواره به اپراتور و در شرايط ايده آل، حذف انسان کنترل کننده اشاره کرد.

روباتت را بپوش، بعد بجنگ

اگر فيلم پليس آهني را ديده باشيد، احتمالاً اکنون مي توانيد تصور کنيد در مورد چه چيزي صحبت مي کنيم. XOS نخستين نمونه از روبات ها نيست که انسان به عنوان کنترلگر درونش قرار مي گيرد، اما کامل ترين نمونه تا به امروز است. اين لباس فلزي که محصول تحقيقاتي شش ساله است، به تازگي از جايزه ده ميليون دلاري وزارت دفاع ايالات متحده نيز برخوردار شده است. وزن 70 کيلويي اين روبات علاوه بر اينکه هنگام پوشيدن زياد به چشم نمي آيد، کنترلگر خود را قادر مي سازد اجسام سنگين وزن را به راحتي جابه جا کند. از موارد کاربري اين روبات به غير از اهداف نظامي، مي توان به توانمندسازي معلولان حرکتي نيز اشاره کرد. محققان بزرگ ترين مسائل مطرح شده در اين زمينه را طراحي سيستم تامين انرژي اين روبات مي دانند که قرار است براي مدتي طولاني فعاليت کند.

فرودگاه آمستردام

يکي از وظايف ماموران مراقب باندهاي پرواز در تمام نقاط دنيا فراري دادن پرندگان است که به طور رايج اين کار از طريق پرتوهاي ليزر، پخش صدايي مشابه وضعيت هشدار بين پرندگان و همچنين تربيت سگ ها و پرندگان شکاري انجام مي گيرد. به تازگي و براي اولين بار فرودگاهي در آمستردام هلند از نوعي روبات به شکل عقاب استفاده کرد که هنگام پرواز مي تواند پرندگان ديگر را بترساند. پيش بيني مي شود کارايي اين روش از روش هاي ديگر به کار رفته بيشتر باشد.

شخصيت در روبات ها

دانشگاه کويين مري لندن به همراه دانشگاه هايي از نه مليت مختلف، کنسرسيومي را با بودجه 5/6 ميليون پوند براي تحقيق درباره تاثير ساختار ظاهري روبات ها روي انسان ها تشکيل داده اند. اين پروژه تحقيقاتي که LIREC نام دارد، براي نخستين بار در جهان روي انتقال ويژگي هاي ظاهري روبات از حالت سخت افزاري به دنياي مجازي مانند صفحه مانيتور و تاثيرات متقابل آن بر انسان ها تحقيق مي کند.LIREC در گام هاي نخست با بررسي فناوري هاي موجود و نمونه هايي که در اين زمينه وجود دارد، به بررسي شرايط فعلي خواهد پرداخت تا در گام هاي بعدي به پيش بيني شرايط آتي در اين عرصه بپردازد. اين پروژه مشترک از 17 آوريل با گردهمايي اعضايش فعاليت خود را شروع کرده است.
ساخت خودروهاي کم مصرف و سبک وزن
همگام با توسعه پايدار
راجر هارابين

ترجمه؛ عبدالله مصطفايي

اخيراً در خبرها ذکر شده بود که شرکت هندي تاتا دو کارخانه خودروسازي لندرور و جگوار را خريده است.جالب است بدانيد که يک مهندس قول داده است طي يک سال آينده شروع به فروش خودرويي کند که با هواي فشرده کار مي کند تا هيچ گونه آلودگي را براي شهر ايجاد نکند.خودروي onecat خودرويي با پنج صندلي است که بدنه آن از جنس فايبرگلاس است که با 350 کيلوگرم وزن، به قيمت حدود 2500 پوند انگليس به فروش خواهد رسيد.نيروي محرکه اين خودرو از طريق هواي فشرده تامين مي شود که در درون تانک هاي ساخته شده با الياف کربني ذخيره مي شود.

اين تانک ها مي توانند ظرف سه دقيقه توسط هواي خروجي از يک کمپرسور بيروني پر شوند. البته مي توان کمپرسور داخل خودرو را به کار گرفت و ظرف مدت چهار ساعت، تانک ها را پر کرد. براي سفرهاي طولاني به عنوان يک کمک براي هواي فشرده (که محرک پيستون است)، مي توان از يک مشعل با سوخت مايع استفاده کرد که باعث گرم شدن اين هوا و انبساط آن مي شود تا فشار پيستون ها افزايش يابد. اين مشعل مي تواند از همه نوع سوخت مايع استفاده کند.اين طراحان مي گويند؛ «در سفرهاي طولاني اين خودرو مي تواند با هر گالن سوخت حدود 120 مايل (حدود 200 کيلومتر) را بپيمايد. البته در شهر، چون به سوخت نياز ندارد، هزينه خودرو کاهش مي يابد.»مخترع فرانسوي اين خودرو،گاي نيگره، معتقد است؛ «اولين خريداران اين خودرو کساني خواهند بود که نگران محيط زيست هستند. البته اين خودرو اقتصادي نيز خواهد بود.»

صرفه جويي

نيگره يک دهه است که به دنبال چنين نقطه عطفي است. البته ناظران مستقل طي اين مدت درباره اين ايده بيش از پيش متقاعد شده اند و از اين روست که اخيراً مجموعه بزرگ تاتا در هند از او پشتيباني کرده است تا اصلاحات نهايي روي موتور اين خودرو را انجام دهد.مجموعه تاتا، تنها شرکت بزرگي است که اجازه فروش اين خودروها در هند را خواهد داشت. اين مخترع اميدوار است سرمايه گذاران زيادي را در ديگر نقاط جهان بيابد که با برپايي کارخانه در کشور خود بتوانند خودروهايي را با خودکفايي 80 درصدي از مواد موجود در کشور خود بسازند. البته نيگره اشاره دارد؛ «اين خودرو کاهش شديدي در ميزان آلودگي هاي منتشره ايجاد مي کند.»او مي افزايد؛ «تصور کنيد که ما مي توانيم تمام صنعت حمل و نقل را پوشش دهيم.»

او در نظر دارد که هر کارخانه محلي بتواند خودروهاي توليدي خود را به مصرف کنندگان واقعي بفروشد و با اين کار دست واسطه ها کوتاه شود و بتواند يک درصد از بازار جهاني خودرو را در اختيار خود درآورد و اين به معني سالانه 680 هزار خودرو خواهد بود.تري اسپال از موسسه مهندسين مکانيک مي گويد؛ «من واقعاً اميدوارم او موفق شود. اين يک تجربه شجاعانه در توليد يک خودروي همخوان با توسعه پايدار است.»اما وي افزود براي او جالب است که ببيند اين خودرو آزمايش هاي مربوط به ايمني را چگونه پاس مي کند و ديگر اينکه نبايد فراموش کرد اين خودرو براي جذب عامه مردم بايد قطعات لوکس و تجملاتي را در خود جاي دهد که اينها باعث افزايش وزن خودرو خواهد شد.

البته در جواب،نيگره اشاره دارد که اين خودرو در ارتباط با مسائل ايمني هيچ گونه مشکلي نخواهد داشت، چون در صورت تصادف خودرو، تانک هاي ذخيره هوا متلاشي نخواهد شد بلکه فقط با يک صداي شديد چندپاره خواهد شد و از اين بابت «بزرگ ترين خطر اين خودرو متوجه گوش هاي سرنشين است.»

نيمي از بازار خودروهاي باربري و بيست درصد از بازار خودروهاي سواري شبه قاره هند در اختيار شرکت تاتا است.

www.bbc.co.uk
نسخه برداري از سيستم بينايي حشرات
عکسبرداري در تاريکي
دانشمندان معتقدند نسخه برداري از سيستم بينايي حشرات، انسان را قادر مي سازد دوربين هايي بسازد که جرئيات تصاوير را چه در تاريکي و چه در روشنايي تشخيص دهند.دکتر «راسل برينک ورث» يکي از محققان بخش فيزيولوژي دانشگاه آدلايد استراليا با تقليد از سيستم بينايي حشرات، موفق به ساخت تصاوير ديجيتالي با جزئيات کامل و کيفيت بسيار بالا شده است.با تکنيکي که او به کار گرفته است، پايين بودن وضوح تصاوير که همواره مشکل عمده در تصويربرداري هاي تخصصي بوده نيز برطرف خواهد شد. دکتر «برينک ورث» در اين باره مي گويد؛ «در مقام مقايسه، حتي مغز حشرات بسياربسيار کوچک، کاراتر و حساس تر از هر سيستم مصنوعي ساخت بشر عمل مي کند. حشرات نيز مانند انسان ها قادر به تشخيص جزئيات تصاوير به طور همزمان در تاريکي و روشنايي هستند.» او در ادامه مي افزايد؛ «در دوربين هاي تلويزيوني فعلي از يک سيستم نوري متوسط براي کنترل نور هر تصوير استفاده مي شود. اين روش در زماني که نورها در بخش هاي مختلف صحنه موردنظر، اختلاف جزيي داشته و کاملاً نزديک به هم باشند، مناسب است. اما در صحنه هايي که برخي قسمت ها نسبت به بقيه روشن تر هستند، کارايي چنداني ندارد.»

به گفته دکتر «برينک ورث»، «در طبيعت هر يک از سلول هاي چشم، با هدف دريافت بيشترين حجم جزئيات اطلاعاتي يک صحنه، به طور مجزا خود را با قسمت هاي مختلف آن صحنه منطبق مي کند. بدان معني که حتي در شرايط نوري نامناسب، مانند زماني که يک شخص در کنار پنجره ايستاده، شما مي توانيد هم زمان صورت شخص و منظره بيرون را کاملاً واضح ببينيد. اما يک دوربين معمولي نمي تواند چنين کاري را انجام دهد.»دکتر «برينک ورث» و همکارانش در تحقيقات اخير خود نشان داده اند که بررسي و تعيين طرز کار سيستم بينايي حيوانات انجام پذير بوده و مي توان کليه مراحل آن را با تجهيزات مختلف نرم افزاري و سخت افزاري بازسازي کرد. او در اين باره مي گويد؛ «اساساً به کارگيري اين روش نگاه جديدي به تکنولوژي بينايي است، چشمان انسان و چشمان حشرات طوري طراحي شده اند که حرکت را نيز مي تواند تشخيص دهد. در حقيقت ما تنها تصاوير و اشياي ثابت را نمي بينيم، بلکه تصاوير ذهني ما در حال حرکت بدن و چشمان ما ساخته مي شوند. نسخه برداري از سيستم بينايي حشرات، ما را قادر به ساخت دوربين هايي خواهد کرد که جزئيات تصاوير را چه در تاريکي و چه در روشنايي تشخيص دهد، اشياي در حال حرکت را شناسايي کند و سرعت اشياي بسيار کوچک در مسافت هاي دور را نيز تشخيص دهد.»

او در پايان افزود؛ «کاري که ما قصد انجام آن را داريم، انتقال سيستم فوق به فناوري حسگرهاي فعلي موجود در دوربين هاي تلويزيوني است. نرم افزار ما روي يک تراشه کامپيوتري نوشته مي شود که بين حسگر و مبدل ديجيتالي دوربين ها قرار خواهد گرفت.»

www.farya.com

Google · Posted: Sat May 03, 2008 7:04 am Post subject: Adv