В октябре российским учёным удалось создать программу для перевода русского жестового языка в текст или голос, создать портативный аппарат ИВЛ и термоэлектрический генератор, которые можно использовать в быту, разработать биопрепарат для очистки сточных вод промышленных предприятий и способ увеличения добычи нефти из действующих местороджений, и даже приоткрыть тайну эволюции некоторых объектов во Вселенной.
💡 Это материал из цикла «Сделано в России 🇷🇺», в котором описываются главные отечественные изобретения, а также важные события в различных областях науки и промышленности России.
Учёные НГТУ первыми в мире создали программу, переводящую жесты глухих в текст или голос
💡 Простыми словами
Российским учёным удалось создать программу, которая с точностью до 90% может переводить знаки русского жестового языка в текст или голос, не имеющую аналогов в мире. Кроме того, команда ведёт работу над тем, чтобы переводчик работал и в обратную сторону, то есть мог переводить речь в жесты. Это существенно упростит общение между глухонемыми людьми и теми, кто не знает язык жестов.
👨🔬 Детально
По данным Всемирной организации здравоохранения, более 466 миллионов человек в мире страдают от инвалидизирующей потери слуха. По данным Всероссийского общества глухих, численность носителей жестового языка в России превышает 300 тысяч человек. Поэтому создание технологий, упрощающих общение для этих и с этими людьми, — задача довольно актуальная. Учёные Новосибирского государственного технического университета НЭТИ разработали систему компьютерного распознавания русского дактильного алфавита, которая с помощью камер и нейронных сетей узнаёт жесты глухонемых и переводит их в текст или голос. Причём точность выделения жестов на данный момент составляет 85-90%. Такого результата удалось добиться за счёт обучения нейронной сети выделять компоненты и локализацию жеста, конфигурацию и ориентацию ладони, а также межжестовое движение (эпентезу), благодаря чему программа может сама определять, где начало жеста, а где завершение. Аналогов подобной системе не существует в мире. Также учёные намерены обучить программу другим жестовым языкам мира, которых насчитывается около 130. Более того, в перспективе переводчик сможет работать и в обратную сторону, то есть переводить речь в жесты.
Учёные СПбПУ создали эффективный термоэлектрический генератор, который можно использовать в быту
💡 Простыми словами
Генератор, который переводит тепловую энергию в электрическую, называется термоэлектрическим. Учёным удалось создать малогабаритное и гораздо более эффективное существующих аналогов устройство подобного рода, которое можно использовать не только в промышленности, но и в быту. Для вырабатывания электричества, чтобы заряжать бытовые приборы, генератору будет достаточно температуры батарей отопления. В перспективе — создание портативных термоэлектрических зарядок для мобильных телефонов.
👨🔬 Детально
Термоэлектрический генератор представляет собой устройство, которое переводит тепловую энергию в электрическую. Оно стремительно набирает популярность ввиду тренда на декарбонизацию (стремления человечества сжигать как можно меньше ископаемого топлива и углеводородов для сокращения выбросов углекислого газа в атмосферу). Учёные Санкт-Петербургского политехнического университета разработали термоэлектрический генератор нового поколения, который в десятки раз эффективнее имеющихся на рынке аналогов. В его основе лежит сложная углеродная наноструктура, внутри которой при нагревании происходят квантовые электродинамические процессы, запускающие термоэлектрическую генерацию. По словам учёных, устройство в корпусной сборке будет иметь небольшие размеры — 5×2×1 миллиметр. Таким образом его можно будет использовать в домашних условиях, например, устанавливая около батарей отопления. Вырабатываемого электричества будет достаточного для зарядки бытовых приборов. В промышленности устройство можно поместить на поверхность турбинного двигателя, нагревающегося до полутора тысяч градусов, и оно будет питать датчики, предназначенные для мониторинга состояния систем этого двигателя. Готовый продукт обещают внедрить в производство уже к концу 2021 года.
Российские учёные разработали новый биокомпозитный материал для очистки сточных вод
💡 Простыми словами
Поиск новых эффективных методов и материалов для снижения сбросов и выбросов в окружающую среду вредных веществ представляет собой очень важную задачу, так как проблема загрязнения окружающей среды носит острый и глобальный характер. Для очистки сточных вод промышленных предприятий от химических загрязнителей российские учёные предложили использовать новый биопрепарат из безопасных для человека бактерий, который снижает содержание вредных веществ на 81–99%.
👨🔬 Детально
Для того, чтобы очищать сточные воды промышленных предприятий от химических загрязнителей до их сброса в городские коллекторы, применяют метод предварительной детоксикации биопрепаратами на основе иммобилизованных микроорганизмов. Команда российских учёных разработала новый биокомпозитный материал для очистки сточных вод от нитрит-, нитрат- и фосфат-ионов. Он состоит из полимерной матрицы (нетканого материала на основе сополимера акрилонитрила и метакрилата, имеющего трёхмерную структуру), наполнителя (активированного угля и растительных компонентов) и иммобилизованных бактерий родов Rhodococcus, Leuocobacter, Pseudomonas безопасных для человека. Данный материал позволяет снизить содержание загрязняющих веществ в сточных водах на 81–99%, то есть до уровня ниже предельно допустимой концентрации для водных объектов хозяйственно-питьевого и культурного назначения. В зависимости от задач и условий очистки его можно выпускать в виде полотна или гранул. В виде полотна материал можно помещать в очистную установку в специальные пластиковые кассеты либо фиксировать на металлических рамках с помощью зажимов. Другая модификация материала может использоваться для очистки акваторий от нефти и нефтепродуктов.
Астрофизики МГУ разработали картину эволюции сверхкомпактных объектов Вселенной
💡 Простыми словами
Вселенная — очень сложная структура, объяснить все явления которой практически невозможно. Однако российским учёным удалось создать наглядную картину появления и существования таких сложных объектов, как радиопульсары, поляры, магнитары и других. С её помощью можно описать многие проявления нейтронных звёзд и белых карликов, способы образования миллисекундных радиопульсаров и магнитаров, а также предсказать новые, ещё не открытые объекты.
👨🔬 Детально
Астрофизики МГУ решили описать существование радиопульсаров, поляров, магнитаров, рентгеновских пульсаров и других не до конца объясненных явлений. Также они предприняли попытку создать единый эволюционный подход. В его основу был положен теоретический объект «Грави-Магнитный Ротатор» (ГМР), предложенный профессором МГУ Владимиром Липуновым. Он обладает всего-лишь тремя параметрами: массой, магнитным дипольным моментом и скоростью вращения вокруг оси. Однако взаимодействие настолько сложное, что позволяет описать электродинамические процессы в падающей под действием гравитационного поля компактной звезды плазмы для множества объектов. Например, в процессе аккреции (приращения массы небесного тела путём гравитационного притяжения) в маломассивных двойных системах красных карликов и нейтронных звезд последние теряют своё магнитное поле и раскручиваются падающим на них веществом до миллисекундных периодов. Когда красный карлик, теряя массу, превращается в планету — темп аккреции уменьшается в десятки миллионов раз. Так, старая нейтронная звезда превращается в миллисекундный радиопульсар.
Учёные получили диаграмму, которая подсказывает, как обычные радиопульсары затухают, переходя на стадию пропеллера, а некоторые из них — те, что оказались в двойных системах, потом превращаются в рентгеновские пульсары. Более того, с помощью полученной картины можно предсказать, что поляры (белые карлики) и магнитары (нейтронные звёзды), несмотря на различия, являются рекордсменами магнитных полей в своих классах звёзд, и даже могут образовываться друг из друга. Дело в том, что белые карлики в двойных системах могут набирать массу и в какой-то момент превратиться в нейтронные звёзды. Получается, что из самых сильно замагниченных поляров могут появляться магнитары.
Учёные ТюмГУ нашли новый способ увеличить добычу нефти
💡 Простыми словами
Учёные создали модель оптимального распределения концентрации газов и расположения некоторых элементов в трубчатых селективных мембранах для более эффективной очистки газов. Это поможет повысить добычу нефти из действующих месторождений благодаря закачке более чистого газа в нефтеносный пласт. Также достижение российских специалистов может быть использовано для совершенствования процессов в других отраслях химической промышленности.
👨🔬 Детально
Одним из вариантов увеличения нефтеотдачи является закачивание газа в нефтеносный пласт, но для этого газ должен иметь высокую степень очистки. Очищают его при помощи селективных мембран, которые состоят из сотен трубок из пористого материала. Однако точных моделей оптимального распределения концентрации газов и даже расположения некоторых элементов в трубчатых мембранах не существовало. Поэтому учёные из Тюменского государственного университета разработали новую модель, которая учитывает явления, происходящие не только внутри отдельных трубок, но и между ними. Она позволяет производить точные количественные расчёты, благодаря чему концентрация газа после очистки будет свыше 90%, что на 10-20% больше, чем в существующих сегодня подходах. Более того, новая технология поможет не только повысить добычу нефти из действующих месторождений, но и усовершенствовать другие технологические процессы в химической промышленности.
Новинки «Ростеха»
💡 Простыми словами
В октябре «Ростех» представил несколько интересных разработок. Модуль акустической разведки «Атака-Шорох», способный обнаруживать небольшие дроны, уличные драки или ДТП по характерным звукам. Обновлённое нелетальное оружие для самообороны «Оса», а также травматические, светошумовые, сигнальные и другие боеприпасы к нему. Устройство защиты от дугового пробоя для снижения риска бытовых пожаров. Портативный аппарат ИВЛ, который не зависит от внешних источников питания и может быть использован даже людьми без медицинского образования в домашних условиях.
👨🔬 Детально
«Ростех» представил модуль акустической разведки «Атака-Шорох», которая выслеживает беспилотные дроны по звуку благодаря сверхчувствительным микрофонам, специальной электронике, нейронным сетям и искусственному интеллекту. Он работает точнее радиоэлектронных аналогов и может вычислять даже небольшие коптеры, летящие в режиме радиомолчания. Интересно, что на его работу не влияют шумовые акустические помехи. Модуль также можно использовать для определения, например, уличных драк или ДТП по характерным звукам.
Также «Ростех» показал обновлённый комплекс нелетального действия «Оса», являющийся одним из лучших личных гражданских средств самообороны в мире. Он состоит из пистолета, изготовленного из высокопрочного алюминиевого сплава, и боеприпасов к нему. Размер оружия составляет 114×119×39 миллиметров, вес — 320 грамм. Пистолет оснащён умным электронным пусковым механизмом, который всего за несколько микросекунд проверяет работоспособность заряженного патрона. Боеприпасы делятся на несколько видов: травматические, светошумовые, сигнальные и другие.
«Росэлектроника» (входит в «Ростех») начала производство нового устройства защиты от дугового пробоя (УЗДП) для бытовых электросетей. Оно предназначено для обнаружения опасных электрических дуг, которые приводят к искрению в цепи, а при распознавании тока с ненормальной формой волны автоматически отключает сеть от питания. Именно электрические дуги в повреждённой электропроводке являются одной из самых частых причин бытовых пожаров. УЗДП может контролировать электросеть помещения площадью до 150 м².
Инженеры «Концерна Радиоэлектронные технологии» (входит в «Ростех») представили портативный аппарат ИВЛ «Авента-Вита». Это первое отечественное устройство подобного рода, которое могут использовать даже люди без медицинского образования в том числе и в домашних условиях. Однако аппарат способен выполнять и сложные программы лечения. Его основными преимуществами являются компактность, малый вес, независимость от внешних источников питания. Кроме того, «Авента-Вита» гораздо дешевле зарубежных аналогов с таким же набором функций.
