По замыслу американцев, оно должно помешать наблюдению объекта с любого ракурса благодаря тому, что практически полностью устраняет рассеивание света. Принцип действия основан на «резонансе падающего света с частотой волн электронной плотности в поверхностном слое покрытия». Речь идет о резком снижении «поперечного сечения рассеивания». Иными словами, свет не поглощается, не рассеивается и не отражается зеркально. Неплохо, да?
Тут нужно добавить, что в полной мере эта идея применима лишь к телам, размер которых сопоставим с длиной волны, вследствие чего начинают работать квантовые эффекты, благодаря которым свет вообще не попадает на защищаемый объект. Потому перейти от этой идеи к созданию солдатской плащ-палатки-невидимки (вариант – каски-невидимки) едва ли когда-нибудь удастся. Покрытие plasmonic реагирует должным образом только на свет строго определенной частоты. Чем шире спектр освещения, тем хуже работает «щит»; при дневном свете объект фактически становится видимым.
Однако для идеально сферических или цилиндрических объектов технология дает любопытные результаты. Такие объекты для наблюдателя будут зрительно «стягиваться» в точку или линию.
Алу и Энгета утверждают, что plasmonic-покрытие для дальнего инфракрасного или высокочастотного радиоизлучения можно создать, используя так называемые метаматериалы – поверхности, образованные огромным числом микроскопических антенн определенной формы. Теоретически таким же образом можно укрывать очень крупные тела и от длинноволнового радиоизлучения.
В качестве прототипов или демонстраторов технологии можно упомянуть замечательную разработку фирмы Boston Dynamics [При участии специалистов компании Foster Miller, сотрудников лаборатории реактивного движения NASA (JPL) и ученых Гарварда (Harvard University). Финансирование обеспечивает научный отдел DARPA (Defense Sciences Office)]. В 2004 году Пентагон захотел получить роботов-носильщиков и выдал этой компании заказ на разработку стоимостью в полтора миллиона долларов. Всего в рамках контракта были созданы четыре шагающих робота: BigDog («Большой пес»), LittleDog («Малый пес»), а также шестиногий RHex и робот-паук RiSE.
BigDog невелик: высота «в холке» 70 см, длина 1,3 м, вес 75 кг. Передвигается он пока что со скоростью пешехода (5,3 км/час) и может тащить на себе груз в 55 кг. «Сердцем» робота является двухтактный двигатель внутреннего сгорания, который приводит в действие электрогенератор и гидронасос. Особенностью этого дрона является способность хорошо держать равновесие на склонах и даже при толчках. Третья версия робота, которая ожидается вскоре, будет обладать намного большей грузоподъемностью (до 300 кг), скоростью передвижения (до 40 км/час), развитыми способностями поиска маршрута движения, стабилизации положения груза (защита от тряски и раскачивания) и возможностями связи с себе подобными для организации согласованного поведения (смотрите, и здесь эта тенденция!) [Научная лаборатория ВВС США (www afrl af mil) несколько лет трудится над созданием технологии управления группами микророботов, имитирующих поведение насекомых. Подобные устройства смогут проникать в защищенные бункеры по узким вентиляционным каналам, кабельным шахтам, щелям и любым другим миниатюрным проходам. В условиях отсутствия связи с центром подобное устройство в одиночку не сможет отыскать и идентифицировать искомый объект (например, конкретного человека), но это будет вполне по силам координированно действующей группе роботов].
Помогать раненым тоже будут роботы. Прототипы дронов-спасателей разрабатывает и испытывает американская компания Vecna Technologies. Текущий проект [Исследовательский центр по телемедицине и передовым технологиям (Telemedicine and Advanced Technology Research Center – TATRC) выдал грант компании Vecna на развитие этого проекта] робототехнического отделения Vecna называется «Поисковый и спасательный робот поля боя» (Battlefield Extraction and Retrieval Robot – BEAR). Впрочем, на медведя он не похож, хотя очень силен – на руках робот способен удерживать груз в 227 кг. BEAR сегодня – это работающий прототип, машина так называемой «Фазы I», в которой используется шасси, заимствованное от самобалансирующегося скутера Segway. В таком виде робот уже продемонстрировал способность долго сохранять равновесие и перевозить на руках «бойца» (манекен, экипированный по-военному). Будущая «Фаза II» подразумевает замену нижней части робота на «ноги-гусеницы».
И все же наиболее готовы «к употреблению» на полях сражений колесные и гусеничные боевые роботы, способные нести разнообразное вооружение – от пулеметов до установок залпового огня. Из представителей этой когорты можно отметить довольно известные роботы-наблюдатели TALON («Коготь») и их вооруженную модификацию SWORD («Меч») компании Foster-Miller. «Малютки» вооружаются пулеметом M249 калибра 5,56 мм (750 выстрелов в минуту) или пулеметом M240 калибра 7,62 (700—1000 в минуту). Без перезарядки робот может произвести 300 и 350 выстрелов соответственно. Дополнительно SWORD можно оборудовать противотанковым ружьем, 40-миллиметровым гранатометом и 12-зарядным дробовиком [Компания Northrop Grumman открыла завод по производству высокоэнергетических лазеров для военных нужд. Особое внимание уделяется проекту размещения лазера мощностью 100 кВт на наземном внедорожном роботе TALON производства Foster-Miller. Робот уже оснащался пулеметами, гранатометами и противотанковыми ружьями, теперь очередь дошла и до боевых лазеров]. Передвигается робот с максимальной скоростью 7 км/час, может преодолеть груду камней и колючую проволоку и подниматься по лестницам. «Меч» ведет огонь по врагу с расстояния до 1,5 км, причем очень метко. По словам директора Foster-Miller Боба Куинна (Bob Quinn), человек-солдат с расстояния 300 м попадает в цель размером с баскетбольный мяч, а робот поражает монету. Во время испытаний «Меч» сделал 70 выстрелов и все – в «яблочко».
Еще более «страшен» Gladiator – довольно крупный (вес 3 т) и быстрый боевой робот (тактическое беспилотное наземное транспортное средство – TUGV), созданный в лабораториях Университета Карнеги-Меллона. Министерство обороны США намерено в 2009—2010 годах оснастить армию двумя сотнями этих механизмов, потенциально обладающих очень высокими боевыми характеристиками и огневой мощью. Пока роботом управляет оператор, однако в ходе испытаний планируется установить на него автономную самообучающуюся систему управления на базе нейросетевых алгоритмов.
Очень интересны планы по созданию автоматизированных систем вызова огневой поддержки сухопутных операций с кораблей и подводных лодок ВМС. Управляющий боем компьютер (или система компьютеров, установленных в боевых роботах) должен сам определять возможность вызова подкрепления при наличии поблизости военных кораблей, готовых к бою. С санкции командира огневое подкрепление вызывается автоматически, при этом также автоматически выдаются параметры целей и последовательность их поражения. Ясно, что успешность реализации этих задумок напрямую зависит от развития «безлюдных» технологий ведения войны…
Вероятно, самыми маленькими боевыми роботами можно считать самонаводящиеся на цель снаряды или крупнокалиберные пули.
Управляемые гаубичные снаряды большого калибра, которыми стреляют из гладкоствольного орудия, известны уже давно, но вот в прошлом году инженеры из лаборатории адаптивных аэроструктур (Adaptive Aerostructures Laboratory – AAL) американского университета Auburn взялись за решение гораздо более трудной задачи: создать систему управления полетом быстро вращающегося снаряда, выпущенного из нарезного ствола. Программа получила название «Адаптивные боеприпасы, запускаемые из ствола» (Barrel Launched Adaptive Munition – BLAM).
Приборы системы управления и привода должны быть так малы, чтобы поместиться в малокалиберный снаряд. Функции руля, по замыслу конструкторов, должен выполнять отклоняемый на небольшой угол нос или хвостовик снаряда, – ведь на сверхзвуковой скорости отклонения даже в долю градуса будет достаточно для создания необходимого управляющего усилия.
Для отклонения наконечника было решено использовать несколько пьезокерамических стержней, расположенных практически параллельно оси снаряда. Меняя длину в зависимости от подаваемого напряжения, они двигали бы кончик снаряда. Довольно долго не удавалось найти приемлемую технологию изготовления пьезопривода, способного выдерживать колоссальные перегрузки при выстреле и центробежные усилия во время полета. Так или иначе, но проблему удалось решить. Изготовленные экспериментальные головки соответствовали боеприпасам калибра от 20 мм.
Испытания в сверхзвуковой аэродинамической трубе показали, что нос снаряда может отклоняться на угол до 0,12 градуса в каждую сторону с частотой до 198 Гц. Необходимое напряжение составило сотни вольт при потребляемой мощности всего в 0,028 Вт. Прочность элементов привода тоже подверглась проверке – они перенесли 17000 g стартовой перегрузки.
Миниатюрными роботами-камикадзе заинтересовалось агентство HSARPA (Homeland Security Advanced Research Projects Agency), занимающееся передовыми исследовательскими проектами в интересах национальной безопасности США. Было решено использовать их в Electric bullets – так журналисты прозвали новый тип несмертельного оружия, опытные образцы которого, как ожидается, будут готовы к концу нынешнего года. Официально проект носит название «Инновационные несмертельные устройства для обеспечения правопорядка». Часть денег из ассигнованных $23 млн. получила компания Lynntech, разрабатывающая снаряд, который может быть выпущен из дробовика или 40-миллиметрового гранатомета. После фазы управляемого полета, в течение которого траектория корректируется по «зайчику» лазерной подсветки, снаряд «прилипает» к цели и разрядом в 80 тысяч вольт гарантирует 7-секундный шок. Последующие удары током инициируются дистанционно или автоматически.
Другой участник программы HSARPA – корпорация Midе Technology, предлагающая Piezer – управляемое устройство, вылетающее из дробовика 12-го калибра к цели, находящейся на расстоянии 40–50 м. В Midе отказались от традиционной схемы шокера «батарейка-трансформатор-конденсатор». Вместо этого Piezer содержит пьезоэлектрические кристаллы, которые генерируют высокое напряжение при сжатии.
О третьем разработчике по имени UHV Technologies известно мало. Он тоже рассчитывает на дробовик или гранатомет, но использует мощный электростатический заряд.
Чуть больше информации имеется о корпорации Physical Optics, которая тоже пошла другим путем, нежели конкуренты. Судя по очень скудным описаниям, ее устройство представляет собой тонкопленочный накопитель энергии (конденсатор), который заряжается в процессе изготовления. А заряд, сохраняющийся в течение многих лет, высвобождается только тогда, когда попадает в цель.
КАФЕДРА ВАННАХА: За ширмой копирайта
Автор: Ваннах Михаил
Триумф защиты авторских и смежных прав – осуждение директора школы за компьютерное пиратство – совпал с изобилием в отечественных СМИ дискуссий об эвтаназии. Что это – случайность?
Интересно было смотреть по отечественным телеканалам и комментарии экспертов по делу Поносова [О роли экспертов в современном глобальном обществе см. В. Пелевин, «Empire “V”»]. Местами эксперты были смелы – намекали на коррумпированность российских чиновников. Даже кивали на корпорацию, которая растлила этих (в смысле – чиновников) невинных агнцев, традиционно в России отличавшихся редкостным бескорыстием.
Молчали эксперты лишь об одном. О феномене свободного софта. И – естественно – о роли проприетарности в функционировании современной цивилизации. Поскольку одно неразрывно связано с другим, как курица и яйцо.
Начнем ab ovo. В роли яйца, с которого латиняне начинали трапезу, выступит технология. И в качестве примера возьмем обычные часы. О них Сергей Вильянов в редакторской колонке «ProDigi» как-то рассказал поразительную вещь. Оказывается, трудолюбивые и предприимчивые жители Поднебесной наладили выпуск фальшивых хронометров Omega, точностью хода практически не уступающих оригиналу, но стоящих на два порядка меньше – вместо трех тысяч евро рублей девятьсот, что ли… Этот пример хорош тем, что позволяет оценить долю производственных издержек в современном бизнесе. (В оригинальных изделиях могут использоваться материалы и техпроцессы более высокого качества и класса, что будет сказываться на долговечности.)
Итак – два порядка! На долю рабочих и инженеров, сырья и энергии приходится сотая часть цены. Остальное – доход предпринимателей. Торговцев, продающих дорогие часы в дорогих магазинах. Оптовиков. И – главное – обладателей торговых марок. Брэнды – вот самое ценное достояние магнатов современной цивилизации, то, на чем делаются деньги. А чтобы брэнды были способны деньги переносить, необходимо, чтобы они могли стать собственностью. Такой же собственностью, как земля, дома, зерно, скот, машины и механизмы. Несмотря на то что их копирование в отличие от земли и минеральных ресурсов, которые вообще создать нельзя, связано с крайне низкими (в случае с «левым» хронометром) или вообще бесконечно малыми (в случае софта) издержками и не приводит к отъему оригинала у владельца.
Иногда это представляется вполне оправданным – ну, в случае с изобретателем. Но в этом случае с охраной копирайта обстоит неважно – приходится видеть людей, которые «завязали» с изобретательством после решения суда, определившего, что хотя патент и его (изобретателя), но исполнение требований патентного законодательства «приведет к остановке градообразующего предприятия и значительным потерям бюджета». Напомним – речь идет об изобретателе-одиночке.
Иное – с мегакорпорациями. Какой бы антиглобалистской риторикой ни баловались вожди племен и национальных государств, их эмблемами заполнено и физическое, и информационное пространство. И государство вынуждено прибегать к насилию, защищая нематериальную собственность, – из-за дисциплинированного выполнения международных соглашений или элементарной покупки фирмачами отдельных чиновников, не суть важно. Главное, запомнить, что для государств Первого мира интеллектуальная собственность – важнейший актив. Британия еще с начала 1990-х выручала за музыку больше, чем за машиностроение. А учитывая изобилие небедных россиян в Лондоне – поймем, что Альбион легко найдет средство защиты СВОИХ активов…
Но ладно – современная музыка, дорогие часы…
А есть еще фармация. На основе наблюдений пасторского служения могу заметить, что россияне вместо скверной бесплатной медицины получили отвратительную платную. И заметная роль в этом принадлежит лекарственному бизнесу. Главным человеком в поликлинике стал торговый представитель, объясняющий участковым терапевтам и педиатрам, какие лекарства они должны выписывать. В большинстве своем имеющие более дешевые российские аналоги, но – защищенные товарными марками. И за выписку которых врачи получают процент [О деятельности фармацевтических корпораций см. Д. Ле Карре, «Верный садовник»].
Проблема не нова. Взять всем известный вазелин. Vaselin в 1870-х стали возить в Россию из Америки. Был этот применяемый в фармации препарат весьма дорог, куда дороже обычных жиров. И производство вазелина для нужд отечественного здравоохранения (и обороны – вазелин и поныне одна из ружейных смазок) наладил Дмитрий Иванович Менделеев, определивший состав вещества и разработавший технологию его получения.
В глобальном мире неизбежен следующий процесс – обитатели стран, не относящихся к Первому миру, обречены при покупке лекарств оплачивать не только стоимость производства и НИОКР, но и удовлетворять постоянно растущие аппетиты акционеров. Без доступа к каким-либо благам, предоставляемым жителям развитых стран притоком доходов от брэндов. Впору задуматься об эвтаназии для самых несчастных…
А объяснить эту ситуацию детям (в которой им предстоит жить!) проще всего на примерах проприетарного и свободного софта. И если в чем и виноваты здешние педагоги – так в том, что послушно выполняя чиновничью волю (за мелкие деньги – сделка с дьяволом, как правило, убыточна), умалчивают о существовании данной проблемы!
АНАЛИЗЫ: Убойное приложение
Автор: Киви Берд
Даже по грубым статистическим подсчетам популярнейшая в народе программа Microsoft PowerPoint к настоящему времени распространилась на планете в количестве, превышающем полмиллиарда копий. PowerPoint уже не просто программа подготовки презентаций, а скорее феномен культуры, оказывающий существенное влияние на человеческое сознание. Вот только не факт, что влияние это благотворно.
Недавно в Сиднее прошла международная научная конференция, посвященная сравнительно молодой, но уже довольно известной и авторитетной среди психологов «теории когнитивной нагрузки» (Cognitive Load Theory). Выбор Австралии в качестве места встречи исследователей, развивающих это направление, вряд ли случаен, ибо именно здесь живет и работает профессор Джон Свеллер (John Sweller), специалист по психологии обучения, заложивший фундамент концепции когнитивной нагрузки в конце 1980-х годов.
Новая теория ориентируется не столько на укоренившиеся традиции и подходы к организации эффективного обучения, сколько на объективные данные об особенностях работы человеческого мозга. Как поясняет Свеллер, «в большинстве случаев преподавание не берет в расчет то, как мы думаем и учимся, а потому так часто случаются неудачи». В поисках причин неудач была нащупана концепция «рабочей памяти», связанной с временным хранением и обработкой информации, которая необходима для выполнения сложных когнитивных заданий, таких как понимание языка, усвоение новых знаний и построение умозаключений. Изучая принципы функционирования рабочей памяти, ученые обнаружили, что она имеет весьма ограниченную пропускную способность, а когнитивные процессы мозга, участвующие в обучении и решении проблем, сильно различаются.
На основе этих открытий в теории когнитивной нагрузки сделаны серьезные выводы, касающиеся методик обучения. Согласно Свеллеру и его сторонникам, все, что мы знаем об этом мире, поступает через рабочую память. А ее пропускная способность такова, что лишь три или четыре блока информации могут удерживаться в сознании на протяжении трех-четырех секунд, а затем их нужно повторить. При этом по истечении двадцати секунд практически вся информация, если ее не освежать, уходит из рабочей памяти. Но этот недостаток проявляется лишь тогда, когда в рабочую память поступает новая информация. Если же информация уже попала в долговременную память, то она может быть возвращена обратно в рабочую память в очень больших объемах, о чем свидетельствуют многочисленные эксперименты.
С этой точки зрения оказывается противоестественной общепринятая система обучения, при которой ученикам дают для самостоятельного решения задачи по только что изложенному новому материалу. Ведь такой тип информации предъявляет к рабочей памяти чрезмерные требования. Однако ту же самую информацию можно переработать так, чтобы сделать ее более легкой для понимания и усвоения. В частности, ученикам на дом разумнее было бы задавать проработку уже готовых, типовых способов решения задач, а к самостоятельному решению переходить лишь после того, как в долговременной памяти уже осели освоенные приемы.
Другой важный момент, на который особо обращают внимание исследователи когнитивной нагрузки, это опасность неправильного использования программы PowerPoint. Стиль докладов и презентаций с применением PowerPoint чаще всего подразумевает, что лектор произносит краткие строчки тезисов-«буллитов», которые одновременно демонстрируются на экране. Психологи же установили, что человеческий мозг лучше оперирует с информацией в тех случаях, когда она поступает либо только в устной, либо только в письменной форме – но не в обеих формах одновременно. Зачитывание слов, проецируемых на экран, гораздо менее эффективно, потому что создает слишком большую нагрузку на рабочую память. Эти же результаты ставят под сомнение полезность многовековой практики совместного чтения, особенно распространенной на уроках в начальных школах и церквях при декламации пассажей из священного писания. Но наибольшее беспокойство психологов вызывает PowerPoint, неоспоримую популярность которой Джон Свеллер, к примеру, характеризует сильным словом «катастрофа».
Особый интерес ученых-психологов к PowerPoint вовсе не случаен. Уже возник специальный термин «мышление в стиле PowerPoint», и мышление это успело проникнуть буквально во все уголки планеты, охваченные компьютеризацией. Поскольку там, где есть компьютеры, есть и сверхпопулярные программы пакета Microsoft Office. На сегодняшний день PowerPoint – самый востребованный инструмент для визуального представления информации. По сообщениям экспертов, без использования этой программы не принимается решение ни в одной мало-мальски заметной корпорации.
Один из давних и убежденных противников PowerPoint, профессор Йельского университета Эдвард Тафти (Edward Tufte), никак не связан с психологической школой когнитивной нагрузки. Он является видным специалистом по графикам, диаграммам, таблицам и прочим средствам наглядного представления информации. В ряде работ Тафти доказывает, что эта программа по самой природе своей стимулирует развитие «ложно-аналитического» мышления, то есть человек вместо трезвого и содержательного обмена информацией предпочитает столбики диаграмм и «маркетинговые» идеи, излагаемые в виде сверхлаконичных списков из строчек-лозунгов. Стиль PowerPoint подталкивает к неоправданно частому применению списков с буллитами – приему, который, как пишет Тафти, «обманным путем» избавляет докладчика от ответственности логически увязывать подаваемую информацию в единое целое.
Учитывая популярность PowerPoint в корпоративной, политической, образовательной и прочих средах, было бы странно, если б не звучали громкие голоса в защиту этой программы. Пожалуй, одно из самых талантливых выступлений принадлежит Дональду Норману (Donald Norman), профессору когнитивной психологии в Калифорнийском университете, профессору информатики в Северо-Западном университете, а с конца 1990-х – еще и удачливому бизнесмену, владеющему консалтинговой фирмой Nielsen Norman Group. Даровитый и широко востребованный лектор, Норман авторитетно заявляет, что все разговоры о вредности программы PowerPoint – чушь собачья или «рure nonsense», выражаясь более дипломатично.
Просто критики, уверен Норман, плохо представляют, что такое искусство хорошего доклада. Плохие доклады и лекторы были всегда – задолго до появления PowerPoint, причем таковых, увы, во все времена больше, чем хороших. Плакаты с лозунгами-буллитами тоже появились до рождения PowerPoint, а неумелые докладчики так же нудно их зачитывали, усыпляя аудиторию. Но умелый лектор никогда не допускает такой ошибки – материал на слайдах он делает не в виде безликих тезисов-подсказок, а как наглядную иллюстрацию и крючок-наживку для привлечения внимания аудитории к собственно докладу.
Иначе говоря, по мнению Нормана, для тех, кто умеет делать доклады, PowerPoint – отличный вспомогательный инструмент, а остальным и PowerPoint ничем не поможет. Однако винить в собственном неумении программу, по убеждению профессора, крайне глупо.
Возможно, самая неприятная и тревожная тенденция в ситуации вокруг PowerPoint – ее включение в школьные программы. Чем лучше компьютеризирована школа, тем раньше детей начинают приучать к PowerPoint-мышлению. Становится обычным делом, когда PowerPoint-слайды учат создавать уже на первых занятиях по компьютерной грамотности. Ученик, садящийся за клавиатуру, гораздо больше энергии затрачивает на выбор шрифтов и надписей, чем на смысл предложений. Ведь, работая в PowerPoint, можно вообще ничего не писать самому, поскольку есть утилита автоматического составления реферата, которая все сделает за пользователя по чужому тексту. Вместо того чтобы учить детей связно излагать мысли, их, по сути, учат тому, как делать рекламные ролики и отчеты о продажах. Из опубликованных в Интернете пособий для учителей и самих ученических работ можно видеть, что упражнения с PowerPoint для начальной школы в типичных случаях представляют собой презентацию из трех-шести слайдов. В каждом слайде – по десять-двадцать слов и пристегнутая к ним «для наглядности» картинка. В общей сложности это примерно 80 слов (15 секунд при чтении про себя) для задания сроком на неделю. Приводя эти оценки в одной из статей, Эдвард Тафти с иронией замечает, что для обучения детей было бы гораздо полезнее на это время просто закрыть школу, раздав задания написать иллюстрированный обзорный доклад по какой-нибудь теме.