Цифровой журнал «Компьютерра» № 194

Модульные роботы M-Blocks, которых не может быть Андрей Васильков

Опубликовано 07 октября 2013

Молодой инженер Джон Романишин (John Romanishin) создал роботов M-Blocks, которые совсем недавно считались невозможными. Они уникальны тем, что умеют выполнять самосборку, и в них отсутствуют внешние подвижные части. Такая конструктивная особенность не мешает им передвигаться, карабкаться, соединяться друг с другом и демонстрировать другие чудеса ловкости.

Ранее два профессора робототехники заявляли о бесперспективности попыток создания таких моделей. Романишин предложил идею самостоятельно собирающихся модульных роботов два года назад, когда был студентом MIT. Его куратор профессор Даниэла Рус (Daniela Rus) ответила кратко: «Это невозможно». Спустя два года, когда разработка прототипа уже была почти завершена, её слова повторил профессор Корнеллского университета Ход Липсон (Hod Lipson).

Позже Даниэла признает свою неправоту и возглавит проект, но тогда она была настроена крайне скептически. Вместе с коллегами она рассказала Джону об опыте создания подобных роботов в рамках проекта Molecule. Самостоятельной сборке более сложных механизмов из универсальных роботизированных блоков препятствовала именно проблема выступающих элементов. Их пробовали миниатюризировать, делать выдвижными, предлагали концепцию «скользящей самосборки», но конструкция только усложнялась. Однако попыток не прекратили. Их важность Даниэла Рус комментирует на страницах сайта MIT:

Каких-то практических результатов до сих пор удалось достичь только группе Эрика Швайкарда (Eric Schweikardt) из компании Modular Robotics. Однако их самосборка — тонкий процесс, который пока часто требует вмешательства человека.

Предлагаемый Джоном вариант и вовсе казался абсурдным. Как заставить двигаться кубики с шестью гладкими сторонами? Идея создания таких роботов напоминала рассказ барона Мюнхгаузена о вытаскивании себя из болота за парик.

В самом деле — любой движущийся механизм перемещается за счёт взаимодействия с окружающей средой или поверхностью. Колёса автомобиля и гусеницы тяжёлой техники катятся, ноги шагающих роботов отталкиваются, винты создают тягу. Иначе работает реактивный двигатель, но здесь нет совершенно ничего подобного. Роботы M-Blocks двигаются как будто сами по себе.

http://www.youtube.com/watch?v=6aZbJS6LZbs

Конечно, никакого нарушения законов физики (в частности третьего закона Ньютона) в них не происходит. Просто Джону и помогавшему ему Кайлу Глипину (Kyle Gilpin) удалось точно рассчитать условия для эффективного применения старой идеи — движения тела за счёт внутреннего перемещения массы.

Годами в разных формулировках её высказывали десятки изобретателей, и часто независимо друг от друга. Попытки создать физическую модель обычно заканчивались неудачей из-за невозможности учесть множество второстепенных факторов или некорректного объяснения наблюдаемых эффектов.

Современный вариант описан в патенте США 2,886,976, выданном в 1956 году. В двух словах: если массивное тело внутри объекта будет перемещаться от стороны «B» в направлении стороны «A» и обратно, то в большинстве случаев сам объект останется неподвижным. Однако можно подобрать параметры внутреннего перемещения массы так, что сила трения скомпенсирует отдачу на первом этапе цикла и удержит объект от перемещения назад. Тогда объекту будет сообщено поступательное движение в направлении «A->B». Ключевой момент состоит в том, что взаимодействие со средой для объекта сохраняется (через силу трения), но внешне процесс выглядит как магическое перемещение.

Такой тип устройств получил название «инерциоиды» и был популярен в семидесятых годах, находя применение в основном в развлекательных целях. По понятным причинам данный способ не работает на скользкой поверхности и тем более в условиях невесомости (см. печальный эксперимент Роскосмоса «Гравицапа»). Он практически бесполезен в технике (обычные колёса удобнее), но может оказаться единственным в специфических условиях применения.

Внутри каждого M-блока размещён маховик, вращающийся с частотой до 2 000 об/мин. В момент резкой остановки маховик передаёт кинетический момент кубу, что приводит к его направленному движению. На каждом ребре M-Block и на каждой его стороне расположены магниты, помогающие кубам соединяться между собой. Соавтор разработки Кайл Глипин так комментирует её особенности:

Грани кубов немного скошены, поэтому между ними (и между магнитами) всегда остаётся небольшой зазор. Это обеспечивает возможность реконфигурации и лёгкость изменения формы образованной кубами фигуры.

Пока роботы двигаются не слишком уверенно, однако проект находится на ранней стадии. В будущем роботы M-Blocks будут не только собирать себя самостоятельно и менять форму. Помимо универсальных блоков, появятся специализированные — несущие различные датчики, модули беспроводной связи, источники питания, компоненты манипуляторов и другие элементы:

Основные усилия команды направлены сейчас на миниатюризацию блоков. Конечная цель — создать множество микроскопических роботов, способных к самостоятельной сборке в любые макроструктуры, от ручных инструментов до инженерных сооружений. Очень похоже на продвигаемую DARPA идею «умной пыли» или на частицы «жидкой» модели из второй части «Терминатора».

Их автор утверждает, что это произойдёт быстрее, чем вы думаете, но указывает исключительно созидательные области применения. М-Blocks помогут в ликвидации чрезвычайных ситуаций, будут способны работать в труднодоступных человеку и обычным роботам местах, подстраиваясь под меняющиеся условия и восстанавливаясь после повреждений.

Сейчас Джон работает в лаборатории искусственного интеллекта Массачусетского технологического института. Он занимается разработкой и внедрением новых распределённых систем в сфере робототехники.

К оглавлению

IGZO-технология, представленная Dell в ноутбуках, может повысить и чёткость изображения, и продажи ИТ Михаил Ваннах

Опубликовано 07 октября 2013

О грустном для классических персональных компьютеров — десктопов и ноутбуков — прогнозе на этот год, сделанном аналитиками IDC, мы говорили в колонке «De mortuis». Напомним вкратце, что, по мнению International Data Corporation, поставки традиционной вычислительной техники в 2013 году упадут на 9,7%. Причины — коктейль из глобальной экономической ситуации (IDC делало прогноз ещё задолго до учинённого исполнительной и законодательной властями США шатдауна) и отсутствия принципиально новых возможностей, предлагаемых потребителю. Причём — возможностей наглядных, видимых невооружённым взглядом конечному пользователю.

Мы ещё летом предполагали, что следующий виток потребительского спроса в информационных технологиях будет связан с внедрением стандарта 4K в бытовую электронику и потребительские устройства («4К и оптика»). С потребительским рынком — даже в губернских городах — всё в порядке. В паре ближайших магазинов электроники народ взирает на телевизоры формата UltraHD, а сибсы (в варварско-псевдонаучном наречии англосаксов этот социологический термин обозначает сестёр и братьев) скидываются на такой агрегат родителям на золотую свадьбу (стоит он в пересчёте на доллары примерно столько же, как в конце 90-х плазменная панель меньшей диагонали и несопоставимо меньшего разрешения). И демонстрируют снятый в 4К ролик с внуком, резвящимся на пляже Индийского океана (что потребовало привычки носить с собой штатив и пользоваться им). Пока это недешёвое удовольствие, но закон Мура никто не отменял, и панели UltraHD вскоре станут столь же общедоступны, как и обычные LED…

А вот теперь хорошие новости приходят от Dell Inc. — или как там её нынче надлежит называть после событий, связанных с её предстоящим buyout’ом (то ли выкупом бывшим владельцем Майклом Деллом, то ли реприватизацией). Это — третий (уступающий HP и Lenovo) из крупнейших вендоров вычислительной техники в мире. 51-е место в планетарном списке крупнейших компаний Fortune-500. Более ста тысяч работников. И вот анонсирован действительно приличный ноутбук. Это — Dell XPS 15 с дисплеем в 15,6 дюйма. И разрешение его уже ближе к стандарту 4K, нежели к нынешнему FullHD, которым вынуждены довольствоваться обладатели устройств такой диагонали, не желающие «мыслить инаково»… Оно – 3200×1800 пикселей (обозванное стандартом quad HD+, учетверённый HD+, то бишь 1600×900 пикселей).

В потребительском плане такой дисплей превосходит пресловутый Retina Display с разрешением 2880×1800 пикселей, которым гордились — и вполне заслуженно — и производители, и обладатели ноутбуков MacBook Pro, и приближается к качеству Nexus 7 образца 2013 года. Ну а картинка — это именно то, что видит потребитель и за что он готов отдать деньги… Нет-нет, на качество написанных текстов и на рентабельность организованного бизнеса разрешение экрана влияет не так уж сильно. Пушкин Александр Сергеевич гусиным пером писал, при дрожащем свете свечей, а где те, кто может с ним сравниться на просторах рунета, имея даже самую эргономичную клавиатуру и самый чёткий монитор… Только вот какое дело: привыкнув к работе с экраном качественным, потом уже пользоваться чем-то худшим психологически невозможно… Падение характеристик злит, даже если даёт выигрыш во времени автономной работы (не зря же встарь любили бумагу верже). Так что отделам сбыта есть что предложить потребителю, ну а потребителю остаётся выбрать время, когда нужное качество он сможет купить по той цене, которая покажется ему разумной…

Но возможности эти предложены технологией. Dell представила устройство, в котором применена технология действительно новая. Зовётся она IGZO. Это аббревиатура для нового полупроводникового материала. Оксида индия, галлия и цинка (In-Ga-Zn-O). Материал действительно нов. Всего лишь десять лет назад профессор Токийского технологического института Хидэо Хосоно (Hideo Hosono) создал первый прозрачный транзистор из кристаллического оксида индия, галлия и цинка. Год спустя было объявлено о первом гибком прозрачном транзисторе из аморфного оксида этого же материала. Запатентованы плёнки из оксида индия-галлия-цинка (IGZO-TFT) и их применение Японским научно-технологическим агентством (Japan Science and Technology Agency). В 2011 году лицензию приобрела Samsung, а в 2012-м — Sharp. Летом 2013 года на международной выставке SIGGRAPH 2013 Dell Inc. представила 32-дюймовый монитор UltraSharp 32. Dell UltraSharp 32 — это монитор на IGZO-матрице с разрешением Ultra HD: говоря в пикселях — 3840×2160, на дюйм приходится 140 пикселей, хроматическая гамма – 1,07 млрд цветов… Так что налицо полномасштабная тенденция к переходу на новую технологию.

Чем же хорош новый материал? Для начала вспомним, что экраны с плёнками из аморфного кремния, который он заменяет, впервые появились на ноутбуках субкомпактного класса. (В аморфное состояние кремний приходилось переводить из кристаллического потому, что стекло, на котором ему предстояло жить и работать, даже не честный твёрдый материал, а гнусная переохлаждённая жидкость…) Были такие устройства, предшествовавшие и по размерам примерно соответствующие нетбукам, но несопоставимо более дорогие, от двух тысяч долларов. Их девяти–десятидюймовые экраны по тем временам поражали чёткостью, заставлявшей тянуться к бумажнику. А у оксида индия, галлия и цинка есть одно свойство, которым он превосходит аморфный кремний. Зовётся оно подвижностью электронов (electron mobility). И вот в среде IGZO она в 40–50 раз больше, чем у аморфного кремния. Одним из параметров, по которому даже лучшие матрицы IPS безнадёжно уступают SuperAMOLED, является время переключения тонкоплёночных транзисторов. С помощью технологических ухищрений, гидратизации аморфного кремния (нет-нет, он не подмачивается, а просто насыщается водородом) положение исправляют, но не намного… А тут — прорыв. Экраны будут реагировать быстрее, а пиксели можно делать меньше по размеру. Изображение станет более естественным… Поэтому механизмы переноса электронов при создании IGZO-технологии исследовали очень тщательно: суть дела в них…

Так что в ближайшее время на рынок придёт целая гамма продуктов с совершенно иными — и, главное, наглядно совершенно иными — потребительскими свойствами. От 32-дюймовых мониторов до 7-дюймовых планшетов. Как же это повлияет на ИТ-отрасль в целом? Рискнём предположить, что это окажется действительно причиной вывода спроса на новый уровень. Ну, простейший случай планшет с дисплеем высокого разрешения. Нужен качественный контент, а он – объёмен (не только пропорционально росту числа пикселей, но и учитывая лучший динамический диапазон). Поэтому нужна будет более объёмная память. Значит — потребуется встраивать большее её количество…

Встроенной не хватит: полезно будет купить внешний накопитель с Wi-Fi. (Кстати, очень удобно, настроив Windows 8 на резервное копирование, сохранять данные, просто положив ноутбук рядом с таким накопителем…) Пиксель переключается быстро: нужен будет более новый процессор и новый, более качественный кодек, способные обеспечить полноценное использование новых возможностей — чтобы не вызывали раздражение своей заторможенностью… Контент где-то надо будет брать: потребуются более быстрые каналы передачи информации, вне зависимости от того, будет ли потребитель радеть о доходах правообладателей или поднимет Весёлого Роджера... Кстати, в последнем случае требования к толщине каналов повысятся: возможно, придётся употреблять всякие там «луковые браузеры» и прочие анонимные сети, съедающие часть пропускной способности на свою поддержку. Так что возникшая из головоломной физики твердого тела технология IGZO имеет хорошие шансы оказать в ближайшее время солидную поддержку ИТ-рынку.

К оглавлению

Аппаратный антивирус в виде зарядки для смартфонов Андрей Васильков

Опубликовано 07 октября 2013

Молодая компания Kaprica Security совместно с Belkin разрабатывает зарядку для смартфонов с функцией антивирусной проверки. Устройство получило название Skorpion. По выбору пользователя во время подзарядки оно будет только проверять запущенные процессы в памяти телефона (быстрое сканирование) или также выполнять полный анализ его файловой системы на предмет наличия руткитов, троянов и бэкдоров. Любая проверка может быть запланирована на указанное время.

Принцип щита и меча сработал и на этот раз. Антивирус в виде зарядки появился в ответ на демонстрацию нового метода атаки. Этим летом на ежегодной конференции по вопросам информационной безопасности Black Hat трое исследователей из Технологического института штата Джорджия показали, как внедрить троянского коня в iPhone, используя модифицированную зарядку Mactan.

После подключения к Mactan вы можете сделать с iPhone всё, что и при обычном подключении по USB, причём джейлбрейк не требуется. Например, можно создать профиль разработчика и добавлять в iPhone любые приложения без разрешения пользователя. Для этого Mactan получает уникальный идентификатор устройства (UDID) в обход штатных методов. Добавляемые приложения изначально запускаются в режиме «песочницы», но даже в частично изолированном программном окружении они получают доступ к системным API и могут сильно навредить — украсть пароль или набрать указанный атакующим телефонный номер.

Соучредитель и генеральный директор Kaprica Security Дуг Бриттон (Doug Britton) говорит, что исследование вдохновило его на решение обратной задачи — разработку универсального внешнего средства антивирусной проверки смартфонов, работающего аналогичным образом.

Созданное устройство Skorpion выполняет функции обычной зарядки, но вдобавок получает полный доступ к подключённому смартфону.

В планах компании говорится о выпуске вариантов для всех мобильных операционных систем.

По понятным причинам первыми на рынке появятся зарядки с аппаратным антивирусом для смартфонов с ОС Android и Windows Phone. Ориентировочная цена составит от $50 до $75.

Любой смартфон — это настоящий подарок для атакующей стороны. Он всегда в сети, сопоставлен минимум с одним счётом и содержит массу приватных данных. Мобильные устройства активно используются для создания ботнетов и давно стали одной из промежуточных целей при совершении преступлений в сфере высоких технологий. Только за первое полугодие в базы McAfee было добавлено более семнадцати тысяч образцов вредоносных программ для мобильных операционных систем. Примерно столько же, сколько за весь прошлый год.

Считаю, что разработка Skorpion — чрезвычайно удачная идея. Проверка будет выполняться регулярно и без ущерба для времени автономной работы. Кроме того, такой внешний анализатор гораздо надёжнее любой программы для мобильных ОС, поскольку здесь антивирус находится вне операционной системы смартфона. Обычными мобильными антивирусами трудно (или вовсе невозможно) обнаружить вредоносный код, если он уже перехватил управление и обладает развитыми механизмами противодействия. Чтобы полностью проверить любую (мобильную) ОС, надо выйти за её рамки и выполнять сканирование из доверенной среды. Именно такая и создаётся в «умной зарядке» Skorpion от Kaprica Security и Belkin.

К оглавлению

Гореть, а не тлеть! Что на самом деле случилось с электроседаном Tesla Motors? Евгений Золотов

Опубликовано 07 октября 2013

За неполных двадцать лет в бизнесе Элон Маск навидался всякого: взрывались интернет-компании, падали ракеты, давило нефтяное и бензиновое лобби. Поэтому едва ли случившееся в минувшую среду стало для него шоком — но малоприятным переживанием было точно. Вы, конечно, слышали: в Штатах сгорел легендарный электромобиль Model S.

общем-тоМинутный ролик, сделанный очевидцем на смартфон, демонстрирует неугасимое пламя, объявшее переднюю часть автомобиля на в спокойной, чистой от препятствий дороге — и была минута, когда казалось, что в этом пламени сгорит и репутация Tesla Motors, и лично Маска, совсем недавно во всеуслышание объявивших свой суперкар «беспрецедентно безопасным». По крайней мере акции Tesla немедленно двинулись вниз. Но эмоций за прошедшие дни было выплеснуто столько, что сейчас я предлагаю успокоиться и расставить события в хронологическом порядке. Мы можем это сделать, потому что отчёты и пожарных, и самой Tesla уже обнародованы (отчёт государственной комиссии задержится по причине временного паралича госмашины Соединённых Штатов). Так что же и когда случилось, чем было вызвано и куда может привести?

Началось всё в среду на автомагистрали близ городка Кент, где автомобиль Model S налетел на некий «металлический мусор» — а точнее, как выяснилось позже, на приличный кусок корпуса, отвалившийся от трейлера. Скорость была велика (цифра пока не названа, но охарактеризована как «highway speed»: среднее ограничение скорости на хайвеях в США 113 км/ч), а форма объекта подходящая, чтобы он ударил автомобиль снизу вверх с усилием в 25 тонн (в Tesla это назвали «эффектом прыжка с шестом», то есть, в общем, получился рычаг) и взрезал бронированное днище, причинив «существенные повреждения». Говоря попросту, пробил дыру 7 сантиметров в диаметре, в результате чего была повреждена спрятанная под полом кабины аккумуляторная батарея. Пассажир не пострадал: следуя указанием бортовой информационной системы, он увёл машину с магистрали на ближайший съезд (где её и «поймал» смартфон очевидца), затормозил и покинул салон без какого-либо вреда для себя. К тому моменту или сразу после него возник пожар, который и тушили запечатлённые на видео пожарные.

Почему автомобиль загорелся? В Model S установлена литий-ионная аккумуляторная батарея — самая удобная, самая ёмкая, но далеко не самая безопасная из имеющихся на массовом рынке. Из литий-ионной технологии давно выжато всё возможное, и сейчас ситуация плачевна: в попытках ещё хоть немного увеличить ёмкость производители лишают батарею корпуса, расширяют температурные допуски, экспериментируют с химическими добавками — короче, пускаются во все тяжкие, естественно, увеличивая риски для пользователя (подробности см.: «Аккумулятор: трудная судьба»). Механические повреждения, и даже просто тяжёлые режимы эксплуатации способны привести к возгоранию и взрыву — что периодически и случается везде, где такие аккумуляторы используются: от наладонной цифровой электроники до электрокаров и авиалайнеров. И, конечно, в автомире Tesla Motors не стала первой, чьё авто заполыхало по вине аккумулятора: горели уже электрокары Mitsubishi, General Motors, Toyota, Chrysler и многих других.

Пожалуй, самое опасное свойство батарей Li-Ion в том, что внутренние дефекты могут «дремать» некоторое время, прежде чем проявятся. К примеру, Chevrolet Volt однажды полыхнул лишь спустя три недели после того, как (незаметно снаружи) был повреждён в краш-тестах. В Tesla — молодцы: знали, что батарея будет гореть, и сконструировали её с прицелом на максимальную пожаробезопасность. Семь тысяч аккумуляторных ячеек батареи Model S поделены на шестнадцать секций, каждая из которых изолирована от соседних в том числе и огнеупорной защитой, чтобы пожар, если уж он возникнет, был максимально ограничен по площади. Железка, на которую наехал Model S в среду, повредила одну из передних секций аккумулятора. Благодаря конструкции батареи и корпуса авто огонь не только не распространился на соседние секции, но и не проник в салон (он был направлен вниз).

Парадоксальным образом спровоцировали разрастание пожара прибывшие к месту аварии пожарные. Проблема была не в воде, которой поначалу пытались тушить машину: химия аккумулятора Model S такова, что его можно тушить и водой. Однако пожарные, следуя стандартной инструкции (то есть не понимая, с чем имеют дело) пробили и пропилили дыры в корпусе автомобиля и аккумулятора, чем только ухудшили положение.

Справедливости ради нужно отметить, что показания Tesla Motors и пожарного управления, расчёты которого тушили авто, слегка расходятся. Из отчёта пожарных действительно следует, что поначалу они не понимали, что перед ними электромобиль — где ни двигателя, ни вообще каких-либо пожароопасных деталей под крышкой капота нет. Но к моменту, когда пустили в ход лом и циркулярные пилы, чтобы вскрыть днище, они уже знали, что проблема в аккумуляторе, и действия их были вполне логичными: залить источник огня и устранить тем самым причину пожара.

Эти расхождения, впрочем, мелочь по сравнению с тем поистине чудовищным когнитивным диссонансом, который случился у СМИ и обывателя с лёгкой руки немногочисленных паникёров. Вообразите. С одной стороны беспрецедентная безопасность Model S — факт, подтверждённый госиспытаниями и разрекламированный самой Tesla Motors. Правда, не было краш-тестов на столкновение с арматурой, прорезающей дно на скоростях «под сотку», но имидж был создан. С другой — полыхающая на спокойной дороге, без видимых повреждений машина и странные сообщения, что попытки тушить привели только к усилению огня. Оставалось лишь спустить курок, что и сделали биржевые аналитики, кормящиеся раздачей советов: кто-то переставил рекомендацию на акции Tesla с «очуменные» на «ничего себе» — и понеслось. За неполных два дня бумаги Tesla потеряли в цене почти десять процентов, опустившись со 190 до 170 долларов.

В пятницу Элон Маск потерял терпение и лично прокомментировал инцидент в корпоративном блоге. Он утверждает (и сторонние эксперты с этим в общем согласны), что, окажись на месте Model S обычный бензиновый автомобиль, последствия могли быть намного тяжелей. Дно обычного авто не защищено, бензобак горит целиком, а не частями, наконец, «энергия сгорания» (полагаю, Маск привёл этот ненаучный термин, чтобы простой публике было понятней; речь, скорее всего, идёт о теплоте сгорания) аккумулятора Model S вдесятеро меньше типичного бака с бензином. Да и горела батарея лишь своей шестнадцатой частью. Так что нет смысла сравнивать статистику «пожароопасности» бензиновых и электрических авто: в данном случае есть аргумент лучше.

Точку в споре ставит обнародованная Tesla Motors переписка собственно с пострадавшим, неким Робертом Карлсоном, любезно давшим на это разрешение. Он машиной доволен, считает, что она вела себя достойно для такой экстремальной ситуации, и планирует купить новую Model S. Немного портит картинку то обстоятельство, что его, похоже, «подмазали», предложив новенькое авто на льготных условиях, но опять-таки для Tesla вынесенный из инцидента опыт, несомненно, того стоит.

Что же до имиджа Tesla Motors в целом, достаточно взглянуть на курс её акций в историческом разрезе. В среду и четверг, сделав минус 10%, они, можно сказать, лишь слегка дрогнули, а уже в пятницу отыграли половину «обвала», ибо, кроме благополучного завершения истории с пожаром, Tesla ещё и отстояла в суде право продавать автомобили в одном из американских штатов самостоятельно, без посредников (которые паразитируют там на автопродажах благодаря местным законам). То ли ещё будет!

К оглавлению

OpenRemote: программное решение для хозяина «умного» дома Андрей Васильков

Опубликовано 11 октября 2013

Создатель Java-сервера приложений с открытым исходным кодом JBoss и соучредитель фирмы OpenRemote разработал одноимённое программное обеспечение для управления любыми компонентами «умного дома» через интернет. Оно подходит для автоматизации с использованием всех видов существующих компонентов «умной» электроники независимо от различия в протоколах передачи данных и другой специфики.

Идея умного дома появилась задолго до термина «интернет вещей». Проектов автоматизации жилища была масса, но их реализация затормозилась по разным причинам. Главными из них стала сложность настройки, несовместимость продуктов отдельных производителей и нежелание совместно разрабатывать индустриальный стандарт.

На раннем этапе для автоматизации дома можно было с трудом найти лишь несколько простейших компонентов вроде программируемого термостата, датчиков присутствия, управления светом и жалюзи. Каждый из них требовал своего подхода к установке и обслуживанию, для каждого был свой способ дистанционного управления.

В последнее время отдельные производители стали выпускать действительно интеллектуальные приборы, которые можно интегрировать в существующую схему управления домом. К примеру, электронный страж Twine может оповестить через СМС, электронную почту или даже Twitter о таких проблемах, как пожар, затопление, разбитое окно или открытая дверь. Он способен принимать данные не только от встроенных датчиков, но и от внешних устройств. Самое печальное, что большинство других «умных» компонентов обычно не видит друг друга в упор.

На аппаратном уровне заметные улучшения в сложившейся ситуации стали появляться только сейчас — в частности благодаря инициативе компании Freescale, освоившей серийный выпуск сверхминиатюрных чипов класса «всё в одном». Создать универсальное программное решение оказалось едва ли не сложнее.

Компания OpenRemote была основана в 2008 году. Её основателями стали один из авторов JBoss Марк Флёри (Marc Fleury) и профессор кафедры прикладных информационных технологий университета Лапландии Юха Линдфорс (Juha Lindfors).

Смартфоны тогда только появлялись, планшеты были лишь в проекте. Автоматизация дома на тот момент представлялась дорогостоящей задачей, требовавшей сложного процесса установки и согласования работы множества устройств. Главной целью OpenRemote стала разработка программных средств интеграции разрозненных компонентов «умного» дома и развитие «интернета вещей».

Сейчас OpenRemote поддерживает множество серийно выпускаемых продуктов и продолжает добавлять поддержку всё большего числа по мере их появления. Пока компания не предлагает купить готовые типовые решения. Зато для конечных потребителей это универсальное программное обеспечение доступно бесплатно (версии с расширенной функциональностью обойдутся в €150 и €350). В любой из них вы сами можете создать свой вариант «умного» дома при поддержке сообщества пользователей. На этом видео показан пример интерфейса для устройств с сенсорными экранами.

http://www.youtube.com/watch?v=eehsnwWw6qs

Одним из тех, кто охотно делится своим практическим опытом, стал бывший системный администратор компании Clark Nexsen Architecture & Engineering Эльер Рамирес (Elier Ramirez). Весь его дом управляется с планшета iPad через удобный пользовательский интерфейс. Как это работает?

Система автоматизации дома построена на базе компонентов WeMo, термостата и датчиков Nest, уже упомянутого электронного стража Twine и других решений разных производителей. Всё они подключены к домашнему серверу по Wi-Fi. Роль сервера выполняет простейший миниатюрный компьютер, доступ к которому осуществляется преимущественно через веб-интерфейс.

На сервере установлено программное обеспечение OpenRemote. В специализированной среде разработки Рамирес создал интерфейс клиентской части для iOS. Он начертил схему квартиры и добавил все управляемые компоненты в виде пиктограмм на основе их фотографий. Если на этой схеме нажать на иконку лампы, то соответствующий ей светильник в доме выключится или включится в следующую секунду. Рамирес может при этом находиться хоть на другом континенте, а все изменения тут же отобразятся на экране.

Для удобства он составил список устройств, которые должны быть выключены в его отсутствие. Сервер проверяет, не подключён ли смартфон хозяина к домашней сети, и таким образом определяет присутствие хозяина в доме. Дополнительно вся эта группа приборов может быть отключена нажатием одной кнопки на экране iPad или смартфона под управлением ОС Android.

Рамирес не останавливается на достигнутом и постепенно создаёт шаблоны оптимального поведения всей системы как единого организма. К примеру, окна будут открываться в режиме проветривания при получении сервером сигнала от датчика углекислого газа, стереосистема будет изменять уровень громкости в зависимости от удалённости от неё хозяина и переходить в режим паузы при включении телевизора.

Слабое место концепции Open Remote в том, что хозяин должен оставаться умнее своего дома. Поэтому массовым такое решение станет очень не скоро.

Развитием бизнес-стратегии компании сейчас занимается специалист международного уровня Пьер Кил (Pierre Kil), ранее работавший в подразделении Philips Lighting.

Он видит конечную цель в создании силами OpenRemote единой платформы, которая пришлась бы по душе как производителям, так и конечным пользователям, не обладающим столь высоким уровнем технических познаний и навыками программирования. В качестве параллельно развиваемого направления Пьер предлагает разрабатывать подобные системы «умный» город:

Для проведения эксперимента был выбран город Эйндховен на юге Нидерландов. OpenRemote собирала данные с камер слежения, регистрировала количество единиц транспорта, уровень шума и количество людей в разных местах. Одновременно проводилось анкетирование для оценки комфорта фактических условий. Более масштабное исследование будет проводится в следующем году.

К оглавлению

От гаража к городку: для чего Facebook собственный город? Евгений Золотов

Опубликовано 11 октября 2013

На свете не много найдётся работодателей, пекущихся о своих сотрудниках столь же трепетно, как Facebook. Пусть пресса полощет компанию и её основателя, для девяти из каждой десятки айтишников фейсбуковский кампус — воплощённый рай на земле. Нет смысла перечислять здесь все материальные и нематериальные блага, проливающиеся на голову попадающих туда счастливчиков: это делалось не раз и не два (от бесплатных кафе, парикмахерской и спортсекций до прачечной и уличного кинотеатра; что же касается рабочего места, вспомните «где-тоПадение офисной стены»). Главное, что легко верится: для посетившего эти райские кущи мир за фейсбуковской оградой навсегда теряет краски. Тем не менее фейсбуковцы вынуждены периодически за эту ограду выходить — знаете, ведь людям нужно жить, когда они не работают. Но уже через пару лет для многих из них этот процесс станет менее болезненным: компания Марка Цукерберга решила построить возле своей штаб-квартиры настоящий городок!

Штаб-квартира Facebook и её центральный рабочий кампус с 2011 года квартируют в местечке Менло Парк, что в Кремниевой долине (Калифорния, США). Здесь круглый год тепло и солнечно, здесь рукой подать до Пало-Альто и Стэнфорда, здесь самое высокообразованное население в стране и самая большая удельная плотность венчурных инвесторов. И вот здесь, в пяти минутах велосипедной езды по собственной велосипедной трассе от своих офисов, Facebook руками нанятых архитекторов и девелоперов, возведёт (как его окрестила безжалостная жёлтая пресса) Фейсбуквиль, он же Цукланд, а если серьёзно — городок Anton Menlo на 394 квартиры.

В Anton Menlo будет всё, что только может понадобиться его обитателям. Помимо апартаментов разной площади (но ничего шикарного, максимум три спальни), будут магазины, бары, зоны отдыха, даже центральный бассейн и ветклиника. Ключевая идея: сформировать пространство, которое воссоздаст царящую в рабочих помещениях Facebook атмосферу открытости, творчества. Сделать это будет не трудно, ибо архитектор тот же, что проектировал часть фейсбуковского кампуса, а команда Цукерберга принимала в процессе проектирования самое непосредственное участие. Квартиры планируется сдавать в аренду по обычным ценам (жильё в Долине недешёвое, примерно от двух тысяч долларов в месяц), а строительство уже начато и завершится в 2015 году.

Возведение Anton Menlo обойдётся Facebook в $120 млн. И если сумма сама по себе не впечатляет (в «инстаграмах» получается примерно одна шестая?), то функционально проект станет беспрецедентным в истории интернет-компаний. Рабочие городки — изобретение XIX века: сто — сто пятьдесят лет назад их строительством увлекались британские и в особенности американские промышленные гиганты. (В Соединённых Штатах на пике моды в рабгородках проживало несколько процентов населения страны!) Такие «города» — а точнее, посёлки — строились в непосредственной близости от фабрик и предоставляли своим жителям необходимый минимум услуг, от здравоохранения до юридических. Но никогда ещё интернет-компании не отваживались на подобное. А ведь, вспоминая присущую доткомам манеру заимствовать удачные идеи, не трудно предвидеть, как подобными городками обзаведутся Google, Twitter, другие. Но зачем это понадобилось «Фейсбуку»?

Одна из версий — экономия. Имея собственную жилплощадь под боком, будет легче и дешевле импортировать рабочую силу издалека. Но, честно говоря, для корпорации, ворочающей миллиардами, это выглядит экономией на спичках. Куда вероятней прицел на повышение производительности: устроив своим сотрудникам не только рабочее место, но и быт, можно с большей уверенностью рассчитывать, что сотрудники будут «выкладываться» полностью. Ведь головы их к моменту прихода в офис будут свободны от бытовых проблем. Вокруг этого аспекта и разгорелись самые жаркие дебаты в прессе и на форумах.

Скажется ли проживание в Фейсбуквиле на производительности в лучшую сторону? Искать ответ в прошлом бесполезно: рабгородки образца столетней давности — отнюдь не весёлые места. Фактически они были способом привязать работника к компании, сделать его максимально зависимым. Многие даже называли это узаконенной формой рабства: вместо денег рабочим часто платили талонами компании (которые принимались, естественно, только ею самой), да ещё и в таких размерах, что работник был вечно должен.

В Anton Menlo, понятное дело, все иначе, туда будут мечтать попасть. Но представьте на минуту, что вы, пусть и по собственному желанию, оказались в среде, где вашему работодателю принадлежат не только столы, стулья и компьютеры, но и ваша жилплощадь, деревца в саду, бассейн под вашим окнами. Что снимать квартиру вам предстоит на пару с коллегами, и ваши же коллеги будут попадаться вам по пути в магазин, на прогулке в парке, вечером в баре. Не появится ли у вас ощущение, что вы «на работе» всегда, даже когда рабочее место покинули?

Кто-то возразит, что такова уж тяжёлая доля айтишников: мы и так обречены работать всегда и везде, потому что имеем дело с бесплотной информацией. Но вы понимаете беспокойство: в Anton Menlo мысль «Трудись!» будет навязана, ею будет пропитано всё вокруг. Как это скажется на людях?

Существует интересная (хоть, конечно, и спорная) теория, согласно которой инновации есть результат переработки незнакомых, непривычных идей, фактов, ситуаций. Покидая рабочее место, мы погружаемся в эту неизвестную, непредсказуемую действительность (автор «Чёрного лебедя» Нассим Талеб называет город «зоной концентрированной случайности») и возвращаемся на следующий день интеллектуально готовыми к новым свершениям.

Но во что будут погружаться фейсбуковцы, проживающие в Фейсбуквиле, равно как и обитатели следующих дотком-городков? Не случится ли у них в результате дефицита идей? Не наступят ли интернет-компании, строящие свои города, на горло собственной песне? Ведь без людей, способных творить, чего стоит свобода творчества?

К оглавлению

МММ в космосе: микроэлектроника рождает микроспутники Михаил Ваннах

Опубликовано 10 октября 2013

Есть в окрестностях Земли такая область магнитосферы, которая ловит и удерживает заряженные частицы, преимущественно электроны с протонами. Зовётся она радиационным поясом. Школьнику шестидесятых было обидно узнавать, что в англоязычной литературе принято имя Van Allen radiation belt. Дело в том, что пояс этот открыл Джеймс ван Аллен во время полёта первого американского спутника Explorer-I.

У Соединённых Штатов, отстававших в то время от СССР, достаточно мощного носителя не было. Штурмбаннфюрер СС барон фон Браун, которому поручили дело после ряда неудач американских военных, занялся почти что цирковой эквилибристикой, спешно соорудив комбинацию из жидкотопливной Jupiter-C в качестве первой ступени и пятнадцати твердотопливных Sergeant, которые без всякой системы управления — перед стартом их блок для придания гироустойчивости раскрутили электродвигателем — образовывали вторую, третью и четвёртую ступени. Орбита получилась эллиптической, с изрядным эксцентриситетом 0,14 (стабильная круговая требовала более точного управления). Так что Explorer-I периодически оказывался в зоне, изобилующей заряженными частицами… Радиацию надо было чем-то замерять. Тут помог счётчик Гейгера, смонтированный на борту. Периоды его молчания, когда сигнал забивал мощный поток частиц, дали возможность ван Аллену предположить наличие поясов мощной радиации. И интересно то, что по современным понятиям Explorer-I относился к классу микроспутников (его вес был лишь 8,3 килограмма, ровно в десять раз меньше, чем у отечественного «Спутника»), но благодаря наличию миниатюризованной (для тех времён) электроники смог совершить важное научное открытие.

Но всё это было пятьдесят пять лет назад. А теперь новости о микроспутниках приходят уже из сегмента военной космонавтики, и не от сверхдержав, а от стран, недавно звавшихся «развивающимися», а теперь определённых в группу BRICS. В начале октября Бразилия продемонстрировала микроспутник военного назначения. Называется он MMM-1 – Microsatellite Military Multimission, многоцелевой военный микроспутник. Вес — около десяти килограммов. Диаметр — около тридцати сантиметров. Аппарат будет исполнять функции обеспечения видовой разведки и военной связи. Более подробные данные, по присущей военным ведомствам скромности, пока что не называются. Однако большой интерес представляет структура его разработки.

Генподрядчик, который и осуществлял демонстрацию в Порту-Алегри, — фирма AEL Sistemas. Это бразильское отделение известного израильского разработчика и производителя военной электроники Elbit Systems. Девиз её — «Модернизация авионики». Раньше речь шла о самолётах, вертолётах, дронах… Теперь к этому списку добавляются и космические аппараты. Оплату работ — в размере R$ 43 milhões, то есть 43 млн бразильских реалов, чуть меньше $20 млн — осуществляло Бразильское агентство по инновациям.

Кроме AEL Sistemas, к работам были привлечены несколько университетов штата Риу-Гранди-ду-Сул, где находится фирма, и бразильские военные, которые, насколько можно понять, исполняли функции, аналогичные тем, что в СССР играли «представители заказчика» и НИИ Министерства обороны. Первый запуск MMM-1 намечен на декабрь 2015 года. Осуществлён он будет из Centro de Lançamento de Alcântara, со стартового комплекса Алькантара ВВС Бразилии.

Итак, попытаемся проанализировать эти новости. Ну, микроспутники сами по себе новостью не являются. «Компьютерра» рассказывала о миниатюрных аппаратах серии CubeSats — скажем четырёхкилограммовом CINEMA (CubeSat for Ions, Neutrals, Electrons, & MAgnetic fields), созданном международным студенческим коллективом («В космос отправятся 11 наноспутников, созданных студентами»). Говорилось и о микроспутниках военного назначения, которые DARPA создает по программе SeeMe («Космические возможности для боевых целей»), сорокапятикилограммовых аппаратах по полмегабакса за штуку («DARPA запускает программу разработки дешёвых военных микроспутников»). Но теперь можно отметить, что технология микроспутников достигла коммерческой зрелости. Прежде всего она теперь доступна не для одного из участников изначальной космической гонки, а для новой индустриальной страны. Доступна за весьма скромные (по военно-космическим меркам) деньги. И — что особенно интересно — в разработке реального военного аппарата активное участие принимают университеты (аналогичная практика существовала в военно-промышленном комплексе СССР, обеспечивая раннее включение студентов в процессы создания новой техники).

Ну а что делает возможным сам феномен микроспутников? Это в первую очередь микроэлектроника, создаваемая и массово выпускаемая благодаря спросу со стороны рынка ИТ. Именно её потенциал и возможности позволяют вместить полезные функции в крохотные корпуса этих аппаратов. Электроника Explorer-I, несмотря на её военное происхождение, проработала на орбите ровно месяц (причём это был коротенький февраль). Современные микроспутники, сделанные студентами с использованием микросхем общего назначения (отнюдь не градации Military, и уж тем более не специализированный Space), причём, похоже, без применения специальной схемотехники для защиты от ЭМИ, работают на орбите по году, а то и больше… Таково качество современной потребительском микроэлектроники, к которому мы настолько привыкли, что уже его не замечаем.

Иными словами, аппаратная база для создания даже космической техники доступна в современном мире практически всем. Дело в том, чтобы суметь её правильно использовать. А правильно — это значит с той эффективностью, которую дают стандартные решения. Ведь почему завоевал весь мир классический персональный компьютер? Да потому, что он был открытой системой со стандартными шинами. И именно стандартизацией шин сегодня активно занимаются разработчики микроспутников.

Вот один из таких разработчиков — канадская фирма Microsat Systems Canada Inc. (MSCI). Она, будучи ещё космическим подразделением Dynacon Inc., получила известность как создатель первого канадского космического телескопа Microvariability and Oscillations of STars telescope, обычно сокращаемого до MOST. Этот аппарат с 15-сантиметровым телескопом оптической схемы Максутова на борту весил 53 кг и был запущен носителем «Рокот» с разгонным блоком «Бриз-КМ» с космодрома Плесецк в 2003 году. Ну а выделившиеся в самостоятельную фирму разработчики из Microsat Systems Canada Inc. (обратим внимание: «микроспутник» вынесен в название) сосредоточились на создании базовой структуры для общедоступных космических аппаратов.

И тут тоже появляется МММ. На этот раз это Multi Mission Microsatellite Bus. Унифицированная шина для многоцелевых микроспутников. Как видим — вполне компьютерный подход! Она создана как результат стандартизации аппаратуры для микроспутников и дальнейшее развитие шины Commercial Microsatellite Bus (CMB). Сами канадцы говорят о том, что применение Multi Mission Microsatellite Bus кардинально изменяет динамику рынка космических услуг, позволяя создавать микроспутники различного назначения подключением стандартных устройств к стандартной же шине. Подчёркиваются широта предоставляемых возможностей, гибкость, ценовая эффективность и малое время, необходимое для создания нового образца. Microsat Systems Canada Inc. создала специализированную фирму COMMStellation™, которая уже занимается непосредственной разработкой специализированных микроспутников под конкретные задачи. Естественно — используя стандартную архитектуру Multi Mission Microsatellite Bus, разработанную родительской фирмой. Сейчас ведётся работа по развёртыванию на низких околоземных орбитах группировки из 72 коммуникационных спутников, которая будет завершена в 2018 году.

Подведём итоги. Микроспутники, порождённые доступностью мощной и надёжной цифровой электроники, прошли путь от бюджетных научных экспериментов и студенческих лабораторных работ до полноценных систем. Интерес к ним военных показывает надёжность и возможности таких систем, а коммерческое использование демонстрирует экономическую эффективность. Причём ключевой инновацией, похоже, стоит считать внедрение типичной для информационных технологий стандартной шины. Там нет ничего такого, что не было бы возможно применить в нашей стране (ну, взглянем ещё раз на канадский MOST: там телескоп схемы ленинградского оптика, отечественный носитель, российский космодром).

К оглавлению

Свой робот ближе к телу: экзоскелет с поддержкой мелкой моторики и точная роборука Андрей Васильков

Опубликовано 10 октября 2013

Сегодняшние роботы не только обретают новые качества: они всё теснее взаимодействуют с человеком, расширяя его возможности. Появилось даже целое новое направление в носимой робототехнике — экзоскелеты.

При разработке экзоскелетов приходится искать компромисс между целым рядом параметров. Среди них сила и точность движений, скорость выполнения манипуляций и степень их разнообразия, надёжность и сложность конструкции, время автономной работы и масса. Последние два особенно актуальны для всех носимых роботизированных компонентов.

На втором ежегодном коллоквиуме по робототехнике в Гарвардском университете доцент кафедры механической и биомедицинской инженерии Конор Уолш (Conor Walsh) представил экзоскелет с роботизированными перчатками для спасателей и военных. Он не только защищает суставы от избыточной нагрузки и усиливает движения крупных мышц, но также помогает при совершении мелких манипуляций.

Многочисленные моторы усиливают движения пальцев, позволяя орудовать рукой в перчатке как универсальным и необычайно удобным инструментом. Человек, чьи возможности расширены при помощи такого экзоскелета, получает дополнительную силу без ущерба для ловкости, как это обычно происходит с другими подобными изобретениями.

Солдаты смогут увеличить массу носимого снаряжения и переносить тяжёлые грузы на большие расстояния, оставаясь всё время готовыми к бою. Во многих ситуациях спасатели получат возможность действовать в экстремальных условиях, не дожидаясь подхода тяжёлой техники, и в одиночку эвакуировать раненых.

Исследование финансировалось DARPA, однако экзоскелет найдёт применение и в реабилитационной медицине, помогая пациентам быстрее восстанавливаться после инсульта и различных травм. Для этих целей команда Уолша разработала вариант мягкого эластомерного экзоскелета. Он аккуратно выполняет упражнения на восстановление подвижности пациентов с любыми поражениями нервной и опорно-двигательной систем, кроме паралича.

Это ограничение обусловлено необходимостью совершения хотя бы минимальных усилий самим пациентом. Экзоскелет берёт на себя роль тренера, который помогает правильно дозировать нагрузку и постепенно увеличивать амплитуду движений, но не станет выполнять упражнения вместо человека.

Аналогично баланс между массой параметров необходимо соблюдать и при создании манипуляторов для автономных роботов, потребность в которых растёт с каждым днём. Хотя манипуляторы для всех видов работ создавались десятилетиями, в этом направлении каждый год появляется что-то принципиально новое.

На том же коллоквиуме другой гарвардский профессор, Роберт Хау, представил i-HY — роботизированный манипулятор с открытой архитектурой, обеспечивающий высокую точность движений.

В своём выступлении профессор Хау так прокомментировал важность разработки:

На протяжении многих лет группы исследователей тщетно пытаются создать робота с манипуляторами, обладающими достаточной силой, но в то же время способными быстро и точно выполнять мелкие движения, так необходимые при ремонте и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. Называя разработку «роботизированной рукой для реального мира», Хау комментирует историю её создания:

Универсальный манипулятор получился больше похожим на клешню омара. Это трёхпалая роботизированная рука, прототип которой создан методами 3D-печати. Она снабжена сенсорами, благодаря которым постоянно подстраивается под меняющиеся условия и дозирует усилия на каждый искусственный палец отдельно.

Совсем недавно основная масса роботов представляла собой тяжёлое автоматизированное оборудование для выполнения рутинных производственных процессов. Тяжёлые промышленные роботы производили сборку автомобилей и различной техники, с каждым поколением всё сильнее вытесняя людей с их прежних рабочих мест. Большинство людей вообще старалось не приближаться к ним без особой нужды из-за риска производственной травмы и психологической боязни, а операторы ограничивались дистанционным управлением.

Сейчас робототехника меняется на глазах. Один за другим создаются лёгкие, гибкие и даже носимые варианты, нацеленные на постоянное взаимодействие с человеком. Современные роботы не вытесняют людей, а лишь расширяют их возможности, позволяя работать более эффективно.

К оглавлению

Домашняя энергонезависимость: просто, быстро и (пока не очень) дёшево Евгений Золотов

Опубликовано 10 октября 2013

Тема «чистой электроэнергии», поднятая неделю назад (см. «Чистая энергия: трудный возраст»), вызвала неожиданно большой поток отзывов — и, что самое приятное, дискуссия получилась конструктивной, богатой идеями. Грех не продолжить, тем более что и продолжить есть чем: на днях в Великобритании компания IKEA начала продажи солнечных батарей для стандартного жилого дома в три спальни. В этом коротком известии спрятана не одна, а сразу две изюминки, о которых сейчас и пойдёт речь.

Изюминка первая — сам факт появления солнечных батарей в таком месте, как IKEA. Если вам не довелось бывать в её магазинах, попробую вкратце это великолепие описать. IKEA — это планетарная сеть гигантских супермаркетов, формально специализирующихся на мебели, фактически же предлагающих широкий ассортимент товаров для дома. Полезная площадь типичной «Икеи» измеряется, пожалуй, квадратными километрами, что, конечно, здорово (и в хорошем смысле) даёт по мозгам посетителям. Но популярность компания снискала ещё и либеральным подходом к товарам и покупателю. Мебель у неё преимущественно самосборная — а значит, компактная, функциональная, сравнительно дешёвая. Покупателям же, путешествующим по торговому залу, который разбит на десятки «среднестатистических квартир», разрешено вытворять почти всё что угодно. Вот так и вырос гигант с годовым оборотом в десятки миллиардов евро (подробнее см. «Сколько стоит IKEA? А кому принадлежит?»).

Пусть не функционально, но духовно IKEA очень похожа на Apple: она так же переживает за каждый цент, так же благоволит покупателям, так же не любит журналистов. Наконец, появление в ней того или иного товара служит для последнего своего рода аттестатом зрелости: если уж что-то предлагает IKEA — значит, это готово к эксплуатации в самых суровых бытовых условиях! И в общем, похоже, мы наблюдаем первый случай, когда ширпотребный ритейлер мирового размаха включает в свой ассортимент солнечные батареи.

Согласитесь, солнечные батареи никогда ещё ширпотребом не были. Как ни крути, а до сих пор они оставались довольно дорогим и технически сложным продуктом. Но для британцев это правило более не действует. Уже сейчас многие из них (а к следующей осени и большинство) могут подъехать в ближайшую «Икею» и, выложив 5 700 фунтов (около четверти миллиона рублей; естественно, возможна рассрочка), получить набор панелей солнечных элементов мощностью в 3,3 кВт для установки на крыше, собственно поставить их и прекратить платить за электричество (по крайней мере днём).

Конечно, покупка домашней солнечной электростанции всё-таки сложнее приобретения сборного кресла (панели на руки не выдаются, а доставляются в течение нескольких недель, после чего их нужно правильно установить и подключить к электросети — самому либо с участием квалифицированных электриков от партнёра IKEA), но, по уверениям продавца, звучит это страшнее, чем оказывается в действительности. Установка и подключение якобы тривиальны, для частного дома каких-то административных разрешений не требуется, работает система автоматически, без участия человека.

Насколько это выгодно? В грубом приближении математика такая (цифры от IKEA и её производственного партнёра, так что если заметите явное враньё — милости прошу в комментарии). Средний дом в Великобритании тратит на электроэнергию около £800 в год, причём размер годового счёта растёт: в середине «нулевых» он был приблизительно вдвое меньше, а к 2020-му, как ожидается, вырастет ещё на 50%. Солнечная батарея покрывает от трети до половины потребностей дома в электричестве. Таким образом, в лучшем случае установка солнечника обеспечит экономию в £400 каждый год, а на окупаемость потребуется 14 лет. При этом гарантия производителя на механические и электрические дефекты составляет всего 5 лет (зато производительность батарей на уровне 80% от номинальной гарантируется даже после 25 лет эксплуатации). Полтора десятилетия — не слишком ли много? Но денежный вопрос в данном случае нельзя рассматривать без учёта технических особенностей батарей и государственной поддержки. Благодаря им срок окупаемости сокращается до семи лет (и даже скептики говорят максимум о девяти годах).

Техническая часть — это вторая изюминка истории. Ведь речь, если вы заметили, о Великобритании — Туманном Альбионе! И пусть говорят, что лондонские туманы больше легенда, нежели явь (нынче их принято списывать на плохую «экологию» последних двух веков), но даже сами британцы согласны, что особенно солнечным местом их острова не назовёшь. Так что IKEA было бы логичней продавать ветряки! А вместо этого она скооперировалась с гонконгской Hanergy Solar Group, которая и стала её производственным партнёром в солнечно-электрическом проекте, поставляя и панели, и необходимую электрическую обвеску (так называемый инвертор для подключения дома и выдачи излишков электричества во внешнюю электросеть, систему мониторинга и учёта потребления).

Китайцы, с которыми в последние годы у Запада по поводу «солнца» разгорелась чуть ли не настоящая торговая война, видите ли, наловчились делать самые дешёвые солнечные батареи. Причём в данном случае IKEA/Hanergy предлагают покупателям батареи, собранные из «тонкоплёночных элементов» (производимых осаждением полупроводников на тонкую гибкую подложку) — по сути, солнечных элементов второго поколения, обещающих в скором будущем вытеснить элементы классические (твердотельные). Тонкоплёночные СЭ уже дешевле классических, и хотя они обладают меньшим КПД, их главное достоинство — большая восприимчивость к видимому свету, тогда как «классика» работает в значительной степени от тепловой (инфракрасной) составляющей солнечных лучей. Это позволяет им сохранять приемлемую работоспособность даже в условиях рассеянного света.

Таким образом, туман и облака для икеевских батарей не помеха. Сильнее сказываются чисто бытовые мелочи: даже «умеренная» тень на крыше (деревья и пр.) способна срезать энергопроизводительность на 5%; отберут своё также направление крыши, угол наклона, площадь (20 квадратных метров достаточно для выработки только 2,5 кВт). Для солнечной Калифорнии результаты и требования, конечно же, были бы другими.

Но если британцам не повезло с климатом, им определённо повезло с законодателями. Преследуя свои цели — национальную энергонезависимость, улучшение экологической обстановки, — британское правительство агрессивно субсидирует «чистую энергию». Каждое домохозяйство, покрывающее часть своих потребностей в электричестве самостоятельно, за счёт солнца или ветра, имеет право претендовать на две льготы. Во-первых, ему причитается (из кармана обычных поставщиков электроэнергии) по 15 пенсов за каждый произведённый киловатт-час (именно произведённый, не обязательно потреблённый!). Плюс ещё 5 пенсов за каждый киловатт-час, отданный во внешнюю электрическую сеть. Всего набегает примерно £500 в год на средний дом. Прибавьте к этому хотя бы £200 чистой экономии на электричестве — и получите окупаемость за семь лет.

Государственные субсидии в Великобритании — по крайней мере в случае с солнечными батареями — дали неоспоримый положительный эффект: только за последние два года число установленных домашних солнечных электростанций выросло вдвое (называется цифра в полмиллиона домов), а цены на них упали. И это результат! В Соединённых Штатах бытовые солнечники «под ключ» сдают несколько крупных компаний (включая Solar City Элона Маска и торговую сеть Home Depot), но американцам, повторю, проще: у них больше солнца.

А IKEA рассматривает Британию как тестовую площадку. Если продажи пойдут (а они уже идут: в одном из графств компания продаёт солнечные батареи некоторое время и вышла на продажи по экземпляру в день), она планирует распространить предложение и на другие страны.

Когда дойдёт до нас? Не берусь предсказать. Да ведь и субсидий, подобных британским, у нас наверняка никогда не будет. С другой стороны, эксперты настроены оптимистично: для тонкоплёночных СЭ уже в ближайшее время ожидается падение себестоимости ниже 50 центов за ватт. Это означает, что львиная доля в розничной цене домашней солнечной электростанции будет составлена не собственно фотоэлементами, а упомянутой выше обвеской, в которой нет ничего особенно дорогого. С ростом объёмов рухнет и её производственная цена — и вот тогда, очевидно, в игру включимся мы. Домашняя солнечная электростанция за две–три тысячи долларов — вы бы купили? Я — не задумываясь.

К оглавлению

Так почему гас олимпийский факел и можно ли было этого избежать? [дополнено] Евгений Золотов

Опубликовано 09 октября 2013

В науке производства есть замечательная находка под названием poka-yoke. В переводе с японского — а если верить легенде, концепцию её формализовал один из отцов корпорации Toyota — это техническое решение, помогающее пользователю произвольного устройства или процесса избежать ошибки. Poka-yoke — это обязательно выжатая педаль тормоза, прежде чем сработает зажигание в автомобиле. Это резервное отверстие в ванне, помогающее не затопить соседей по невнимательности. Это электрические штекеры особой формы, не дающие вставить себя «наоборот». И так далее, и так далее: примеров бесконечное множество, ибо и мест, и ситуаций, где человек способен совершить глупую ошибку, ровно столько же. Согласно той же легенде, сами японцы поначалу предпочитали менее политкорректный вариант «baka-yoke», «защита от дурака», но со временем термин поменяли. А вот в русском языке он остался. И вспоминается сейчас, на фоне драматических событий, развернувшихся близ Кремля.

Ведь стыд, да и только! За первые же два дня путешествия из сердца Российской Федерации олимпийский факел потух дважды! И если первый раз — в воскресенье, когда он погас прямо в кремлёвских воротах (кстати, узнали Шаварша Карапетяна?), — проблему ещё можно было списать на гулявший в арке ветер, то когда это повторилось на следующий день опять-таки неподалёку от Кремля, на фоне его башен, и на замену притащили аж два запасных, но и их удалось разжечь не сразу, — вот тогда уже зашевелилась не только российская пресса. Запад перевёл на аглицкий шутку про «Газпром» («Спонсор Олимпиады в Сочи...»), пошутил сам насчёт того, что курильщиков, мол, в России каждый первый, намекнул на несоответствие картинки потраченным средствам (цена «Сочи-2014» беспрецедентна для истории Олимпиад, ну да об этом слышали все), помянул геев. Как ещё не вспомнили про РПЦ с её органическим неприятием языческих символов: Гера и Прометей, уж конечно, ничем не лучше Нептуна!

Глупо делать из случая с погасшим факелом политические выводы, глупо вспоминать приметы. Но и не задаться вопросом, почему космическая держава, первая экономика Европы, родина крупнейшего мирового поставщика природного газа и место проведения самых дорогих Олимпийских игр в человеческой истории, не смогла сконструировать надёжный ручной светильник, тоже не получается.

Вообще, олимпийскую чашу и факельную эстафету придумали не в Древней Греции. Огненной чаше в знакомом нам виде около века, а факелу и того меньше: впервые его зажгли в нацистской Германии, для летней Олимпиады 1936 года в Берлине. Тот первый факел запечатлела бесподобная Лени Рифеншталь в кинофильме «Олимпия» — и сцена вноса огня на стадион впечатляет и сегодня (очень рекомендую весь фильм: невероятная смесь политпропаганды и спорта, восхитительный дух времени). Нынче олимпийский огонь зажигают в Греции, откуда он путешествует к месту проведения следующей Олимпиады. Несколько дней он побыл в Первопрестольной, где по улицам и памятным местам его пронесли почётные гости, а теперь отправляется в многомесячное путешествие по России с конечной точкой в Сочи 7 февраля 2014 года.

Красивая идея: напомнить миру, какая мы большая и разная страна! И сложная техническая задача: гарантировать, что факел выдержит наши ветры, слякотную осень, суровую зиму. Поэтому ничего удивительного в том, что именно факел стал одним из технологических символов надвигающейся Олимпиады: большую часть пути Огонь проедет, пролетит, проскачет в закрытой лампаде, но на остановках, которых планируется свыше ста, пойдёт, побежит по стране именно в факеле.

Факел «фашистских» Олимпийских игр «работал» на каком-то примитивном топливе, возможно, даже пропитанной горючей смесью пакле (в «Олимпии» видно, как от него отваливаются горящие куски). В середине века в поисках более яркого пламени австралийцы опробовали смесь магниевых и алюминиевых опилок: вышло впечатляюще, но брызги обжигали руки спортсмену. С 70-х годов олимпийские факелы запитываются сжиженным газом, то есть фактически мало чем отличаются по принципу действия и химии от карманных зажигалок. Разве что горелку модифицируют ради большей надёжности: то сделают её двойной (австралийцы в 2000-м мешали низкотемпературное пламя с более интенсивным высокотемпературным), то приспособят к горению под водой (там же, Сидней-2000), а у нас нынче поставили вспомогательный возжиг (нихромовую спираль, которая раскаляется огнём и не даёт ему потухнуть). Увы, если имена конструкторов факела Сочи-2014 в конце концов рассекретили, то сама конструкция так секретной и осталась. (Буквально! В пресс-службе завода-изготовителя минимум раз так и сказали.)

Те же австралийцы гордятся своим факелом просто до неприличия, и история его создания описана подробнейшим образом. О нашем же мы знаем вот что. Проектированием и производством занимался Красноярский машиностроительный завод (производит межконтинентальные баллистические ракеты «Синева» и части «Протона»). Всего изготовлено 14 тысяч экземпляров, что необычно много (на прежних Играх ограничивались максимум несколькими тысячами штук), но ведь и территория, которую предстоит нашему факелу покрыть, непревзойдённо велика: больше пятидесяти тысяч километров. В общих чертах о своей работе один из представителей «Красмаша» рассказал ещё в начале года — назвав задачу «простой инженерной» и попутно уверив, что огонь не погаснет ни при каких обстоятельствах, «будет гореть и в сильный мороз, и при ветреной погоде, и даже под водой» (куда его планируется опустить на одном из этапов эстафеты).

РИА Новости благодаря статусу официального уполномоченного информагентства МОК взяло телеинтервью у разработчиков, в котором прояснило некоторые дополнительные детали. Корпус выполнен из алюминиевого сплава с пластиковыми вставками. Горелка разбрызгивает сжиженный газ, запаса которого хватает на 8 минут, причём гарантируется работоспособность при температуре воздуха до минус 40 градусов и ветре до 35 м/с. Весь проект обошёлся государству в 207 млн рублей (эту цифру приводят уже «Ведомости»). Короче говоря, что с технической, что с финансовой точки зрения и за полярным кругом, и в водах Байкала факел Сочи-2014 должен гореть без перерывов. Так почему же он гас, даже не выбравшись из Москвы?

Вообще, само по себе угасание олимпийского огня отнюдь не редкость. Гасли или гасили факелы в Атланте, Нагано, Париже, Афинах, где от ветра, где от дождя, а где и от рук каких-нибудь активистов. И даже реанимировать огонь от зажигалки (и подвернувшихся под руку газет) уже доводилось минимум раз, в Монреале 1976-го: там, правда, был не факел, а целая олимпийская чаша. Почему погас наш? «Красмаш» от комментариев отказался, но Дмитрий Чернышенко, президент Оргкомитета нашей Олимпиады, назвал причиной «не полностью открытый клапан». Пять баллов, что тут ещё можно сказать! Люди, которые строят ракеты, прекрасно знали, для кого они делают факел. Но в погоне за высокими технологиями о защите от дурака, похоже, просто забыли.

Впрочем, если позволите ещё личного, меня больше расстроил не погасший факел, а то, что при ожидаемой проблеме (ну ведь гаснут, гаснут у всех, задумайтесь вы о резерве! Немцы уже в 36-м везли запасной факел зажжённым сразу за факелоносцем) возобновлять пламя пришлось от случайного источника — зажигалки, очень похожей на изделие американской компании Zippo. Которая, кстати, немедленно сменила фотографию в профиле на своей странице в Facebook и придумала замечательный хештег #ЗиппоСпасаетОлимпиаду. «Зиппо», которая в десять раз дешевле нашего факела, но горит даже в московскую непогоду! Олимпийский мишка, наверное, перевернулся в гробу...

P.S. По состоянию на 14 октября олимпийский факел гас в общей сложности восемь раз. Поэтому официальную версию о случайном недосмотре разумно считать несостоятельной. На первый план выходит версия о конструктивных недоработках. Которая, конечно, ставит новые вопросы...

К оглавлению

LG представила свою версию гибких экранов и уже начинает их производство Андрей Васильков

Опубликовано 08 октября 2013

Компания LG продемонстрировала свой вариант гибкого дисплея толщиной менее 0,5 мм. Он использует полимерную подложку, благодаря чему многократно выдерживает умеренное сгибание и скручивание.

Гибкие экраны в последние три года стали настоящим камнем преткновения для разработчиков мобильных устройств. Их прототипы давно показывают на каждой конференции, но серийные устройства с ними по-прежнему найти практически невозможно.

Много раз мы видели сверхтонкий AMOLED-дисплей Samsung Youm, огибающий корпус смартфона. Правда, неизменно выяснялось, что он был установлен не на смартфоне, а на внешне имитирующей его приставке. Каждый раз демонстрировались серия слайдов и заранее записанный ролик.

http://www.youtube.com/watch?v=N3E7fUynrZU

Нам показывали огромные гибкие экраны Plastic logic, но из-за монохромности и низкого разрешения их нецелесообразно использовать в планшетах. Они скорее найдут применение в информационных панелях и рекламных стендах.

http://www.youtube.com/watch?v=81iiGWdsJgg

Многие крупные игроки на рынке мобильных устройств участвовали в разработке гибких дисплеев. Nokia представила действующий прототип ещё два года назад и даже одной из первых планировала выпуск смартфона с изогнутыми дизайном, но судьба компании сложилась совсем иначе.

http://www.youtube.com/watch?v=tuqAzdmsBWE

О том, что LG тоже занимается разработкой гибких экранов, стало известно полтора года назад. В сеть утекли крохи информации и единичные фотографии, вызывающие множество вопросов. Главный из них касался актуальности низкого разрешения (1024×768 при диагонали 6") и возможности отображать цвет (на снимках изображение было черно-белое).

Сейчас стало известно, что дисплеи будут классическими цветными OLED с разрешением Full HD. В них использован гибкий материал подложки, за счёт чего радиус кривизны экрана составит 700 мм, а его толщина — 0,44 мм. По неофициальным данным, первые смартфоны LG с гибким экраном появятся в продаже уже в следующем месяце. Среди них указывается модель G Flex с диагональю экрана 6".

Сразу после анонса LG компания Samsung Обновление объявила, что начнёт выпуск гибких панелей Youm с диагональю 5,7" на следующей неделе. Их толщина составит 0,12 мм (почти вчетверо тоньше, чем у LG), а радиус кривизны — 400 мм. Экраны Samsung будут примерно на треть легче при одинаковых габаритах. Предположительно, первым серийным продуктом с Youm станет модификация смартфона Galaxy Note 3. Она выйдет в конце октября под именем Galaxy Round или просто с добавлением к названию Special Edition.

Samsung и LG вновь на пике конкуренции. Обе компании сейчас постоянно корректируют даты выхода своих версий смартфонов с гибким экраном, борясь за каждый день в стремлении стать первыми в мире.

К оглавлению

Пишем правильно! Готовые рецепты действительно защищённых персональных коммуникаций Евгений Золотов

Опубликовано 08 октября 2013

Есть старый, времён ФИДО и раннего Веба, анекдот. Новоиспечённого интернет-предпринимателя, запустившего очередную службу бесплатной электронной почты (модная была тема), спрашивают: а зачем? И он начинает издалека: знаете, мол, мало какое удовольствие сравнится с чтением чужих писем...

С тех пор если что и изменилось, то только в худшую сторону: раньше письма прятали от случайных соглядатаев, сегодня — спасибо, Эдвард! — хочется спрятать от тех, для кого перлюстрация частной корреспонденции входит в служебные обязанности. И если позволите личное мнение, то никогда ещё за последние двадцать лет вопрос сохранения тайны переписки не стоял так остро. Так как же — и можно ли вообще — гарантированно уберечь переправляемые через Сеть сообщения от посторонних глаз? Пятнадцать и даже десять лет назад стандартным ответом на это была PGP. Вплоть до июня года нынешнего, когда Сноуден открыл всем глаза, ответом был любой интернет-пейджер с встроенной криптографией. Однако сегодня ни то ни другое уже не годится!

PGP, познакомившая массы с прелестями стойкого крипто, была хорошим решением для своего времени — когда средним сетянин был человеком с техническим образованием. Сегодня типичный юзер — это обыватель, и мучить его мозг правилами менеджмента криптоключей бессмысленно и бесполезно. Это просто не его уровень, ему нужно готовое, без оговорок, работающее сразу решение — вроде пальцевого сенсора в новом «Айфоне».

Пейджер со встроенным прозрачным шифрованием/дешифрованием (Pidgin, Audium — из тех, что open source) вроде бы сгодится, однако и здесь уже есть «но»: метаинформацию такой способ общения не скрывает — а значит, враг будет знать, с кем, где и когда вы общались, и эти сведения, возможно, станут ниточкой, потянув за которую он извлечёт всё ваше интернет-досье (см. «какой-либоКак АНБ строило свою соцсеть»). Кроме того, обмен мгновенными сообщениями, как правило, централизован, то есть ведётся через серверы компании — а её, естественно, могут принудить к сотрудничеству (почти так, как принуждают немногих провайдеров защищённой веб-почты: вспомните Lavabit).

Вот так мы и оказываемся в текущей ситуации. Скрыть содержимое сообщений и метаинформацию, не быть специалистом по криптографии и не полагаться при этом на посредников можно. Но придётся изучить новые инструменты. Вариантов как минимум два. Пожалуй, они не так просты в обращении, как пальцевый сенсор Apple, зато определённо надёжнее: об успешных атаках против них до сих пор неизвестно.

Вариант номер один представлен приложением TorChat. Если вы знакомы с TOR (поверх которой TorChat и работает), объяснить принцип действия этого инструмента будет просто. Вспомните о «подпространстве TOR», в котором невозможно определить IP-адрес узла: обмен информацией между TOR-клиентами ведётся посредством виртуальных криптоадресов (их принято писать с окончанием «.onion»), спрятать в это пространство можно любой интернет-сервис, и, кстати, именно здесь долгих два с половиной года прятался от преследователей магазин Silk Road.

Так же работает и TorChat. После запуска он генерирует уникальный 16-символьный .onion-адрес, который становится вашим идентификатором: на него вам могут присылать текстовые сообщения и файлы, с него пишете и посылаете файлы вы. TorChat пользуется всеми преимуществами TOR (ваш IP-адрес и метаинформация скрыты), но для пользователя криптографическая механика невидима — так что в обращении программа похожа на обычный интернет-пейджер или чат-клиент. Теоретически TorChat столь же надёжен, сколь и TOR. Недостатки в другом: сообщения доставляются только пока собеседник онлайн (ведь компании-посредника, которая хранила бы их, нет), адрес при переходе с устройства на устройство придётся поменять (знатоки, поправьте: вероятно, есть способ перенести конфигурационные файлы и сохранить адрес?), и ваши адресаты тоже должны пользоваться TOR.

Если перечисленные факторы для вас критичны, выручит второй вариант — экспериментальный протокол и одноимённое приложение-коммуникатор вообще-тоBitMessage. BitMessage похож на электронную почту: отправить письмо можно адресату, который отсутствует в Сети (правда, храниться оно будет максимум двое суток). Но технически имеет больше общего не с e-mail, а с криптовалютой Bitcoin. Напомню, идея Bitcoin сводится к ведению общего, видимого всем списка, в котором фиксируется, кто кому и сколько должен (подробнее см. «Bitcoin для чайников: три друга, монета и конфета»). И даже Bitcoin можно использовать для передачи сообщений открытым текстом: для этого вы отправляете на кошелёк адресата некую очень маленькую сумму, а в примечании к переводу размещаете собственно текст (вот пример того, что пишут сетяне в Федеральное бюро расследований — на кошелёк, где хранятся изъятые у Silk Road деньги).

BitMessage действует схожим образом: здесь все видят всё. Несколько упрощая, процесс выглядит так. Отправляемое сообщение шифруется открытым ключом получателя и — децентрализованное P2P в действии! — рассылается всем пользователям системы. В свою очередь, каждый пользователь пытается расшифровать своим ключом все проходящие через него сообщения: те, что адресованы ему, расшифровать удастся, остальные — нет. Наконец, отправка требует решения компьютером отправителя некоторой математической задачи (сложность которой определяет получатель), что просто и элегантно устраняет проблему спама.

Метаинформация в BitMessage размывается за счёт перемешивания сообщений от разных пользователей. Однако принцип «все видят всё», реализованный в чистом виде, сделал бы масштабирование системы вверх невозможным: представьте, каким будет трафик, проходящий через каждый узел BitMessage, когда количество отправляемых ежесуточно писем станет измеряться миллионами! Чтобы избежать паралича, в архитектуре BitMessage предусмотрено древовидное дробление адресов: грубо говоря, вышестоящий узел 1-го порядка («потока») обрабатывает трафик всех нижестоящих узлов (2-го, 3-го и следующих порядков), но нижестоящие вышестоящим не помогают.

Теоретически схема должна работать, но практически её ещё предстоит проверить: если TorChat существует уже шесть лет, то BitMessage не отпраздновал ещё и первого дня рождения. И если успешных атак не было (в августе один умник сумел извлечь IP-адреса пятисот клиентов BitMessage, но сделал он это не атакой на протокол, а благодаря невнимательности самих пользователей — прислав им ссылку на веб-страничку и попросив туда перейти), то масштабируемость вызывает опасения (идея иерархического дробления адресов малопонятна даже для айтишников).

Так или иначе, спрос есть. Я не нашёл статистики по TorChat, но в BitMessage каждые сутки доставляется полторы тысячи сообщений. О степени готовности к практическому употреблению судите сами. И просто ради интереса — мои адреса: zbz7hxstflme4brb и BM-NBfErHWGTgiGWKeXWCwqLBxfVAjPmprY.

В статье использована иллюстрация Timothi Brown.

К оглавлению