ده مهندس برتر تمام دورانها

مهندسان افرادی هستند که دنیای مدرن پیرامون ما را ساخته اند. هر وسیله ای که اکنون در دست شماست زمانی وجود نداشته ولی یک فکر و ایده یک یا چند نفر همراه با نبوغ منجر به طراحی و ساخت تجهیزات پیشرفته امروز شده است. اما اگر بخواهیم ارزش کار مهندسان را بررسی کنیم آن را با چه معیاری می سنجیم؟ آیا تا به حال فکر کرده اید بزرگترین مهندسان تاریخ چه کسانی بوده اند؟ این همان چیزی است که در این مقاله مهمان نساین اس در جی  خواهید بود.

 در اینجا ما 10 مهندس برتر تاریخ را به صورت معکوس از دهم تا اولین آنها بررسی می کنیم.

10- نیکلاس اتو

نیکلاس اتو اولین موتور چهار زمانه یا موتور سیکل اتو را ساخته است. به این موتور ها موتور های احتراق داخلی یا درون سوز می گویند، چون سوخت مستقیماً در اتاقکی که پیستون وجود دارد می سوزد. موتور های سیکل اتو یا چهار زمانه هنوز در اتومبیل هایی که در خیابان در رفت آمد هستند استفاده می شوند. البته در آنها بهینه سازی هایی برای افزایش راندمان، کاهش مصرف سوخت، کاهش سر و صدا و... انجام شده است. گذشته از طراحی اتو سرمایه گذاری دو تاجر بزرگ به نام های گاتلیب دایملر و کارل بنز موجب شد موتور اتو محرک اتومبیل های امروزیباشد.

9- آلن تورینگ

آلن تورینگ ساختار دودوی یا باینری را در ریاضیات پایه گذاری کرد، که امروزه در تمام کامپیوتر های دنیا مورد استفاده قرار می گیرد. او را پدر علم کامپیوتر می دانند. کامپیوتری که شما اکنون در حال استفاده از آن هستید، بدون ساختار دودویی کار نمی کند. او همچنین در جنگ جهانی دوم کد آلمانی انیگما را شکست که بدون آن اگر نگوییم پیروزی بر نازی ها غیر ممکن باید بگوییم بسیار دشوار بود. هر چند او هیچگاه چیزی نساخت ولی اثر کار بزرگی که در صنعت کامپیوتر انجام داد او را به این جایگاه رسانید.

8- میخائیل کلاشینکف

هر چند بیشتر قسمت های کلاشینکوف AK-47 از اسلحه های دیگر اقتباس شده بود ولی این کار با زیرکی و ظرافت زیادی انجام شده بود. در حقیقت طراحی ساده اسلحه ای تقریباً بی عیب که کارایی فوق العاده ای داشت. سبب شد سازنده اش را به عنوان یک نابغه مطرح کند. تولید این اسلحه ارزان تمام می شد استفاده از آن بسیار ساده بود به راحتی نمی شکست و بعد از پنجاه و اندی سال هنوز تولید می شود. از روی این مدل انواع مختلفی اسلحه ساخته شده است و آن را می توان یکی از بهترین های تاریخ دانست که قدرت نفوذ بالایی دارد.

7- ارشمیدس

ارشمیدس مردی است که نمی توان افتخار را از او دور دانست. او مهندسی است که می گویند توانست با تعداد زیادی آینه کشتی دشمن را به آتش بکشد. یا می گویند جرثقلی ساخته بود که می توانست کشتی های رومی را بلند کند و در هم بکوبد. هر چند درباره صحت و سقم این حرف ها مدرک معتبری در دست نیست ولی هنوز افتخارات بزرگی وجود دارد که به او نسبت می دهند. که به تعدادی از آنها اشاره می کنیم: محاسبه عدد پی یا همان 3.14 معروف، مارپیچ ارشمیدسی که وسیله ای بود برای بالا آوردن آب مورد نیاز کشاورزی و کار معدن استفاده می شد. او همچنین در استفاده از اهرم ها و قرقره ها روش های جدیدی را خلق کرد. چندین منجنیق ساخت. و در علم ریاضی مطلبی را عنوان کرد که مهندسی امروز بدون آنها وجود نداشت.

6- اولیور و ویلبر رایت

افراد زیادی قبل از این دو نفر سعی کردند پا به عرصه هوانوردی بگذارند ولی اکثر آنها کارشان از نظر مهندسی بی ارزش بود. اما برداران رایت کسانی بودند که توانستند به طور واقعی مهندسی هوانوردی را پایه گذاری کنند. آنها زمانی موفق به پرواز شدند که تصور افراد از علم هوانوردی چیزی شبیه به حرکت بر روی زمین بود. ولی برادران رایت دیدگاه جدید برای این علم خلق کردند. برای اینکه پرواز قابل کنترل باشد سیستم سه محوری ساختند که برای پرواز یک ضرورت بود. همچنین برادران رایت اولین افرادی هستند که ملخ هواپیما را با دید آیرودینامیکی ساختند.

5- هرو اهل اسکندریه

این مرد 50 سال قبل از میلاد مسیح یک انقلاب صنعتی را آغاز کرد. او چرخی ساخت که با نیروی بخار به حرکت در می آمد و یک گوی را می چرخاند. هر چند او نتوانست دیگران را قانع کند که دستگاه او چقدر می تواند مفید باشد و اختراعش در حد یک اسباب بازی باقی ماند. ولی او را می توان پایه گذار توربین های بخار دانست.  او همچنین نوشته هایی درباره پنوماتیک، ریاضی و فیزیک دارد.

4- جمیز وات

جمیز وات موتر بخار را به صنعت معرفی کرد و انقلابی در صنایع آن زمان بوجود آورد. گاورنری ( یک کنترل کننده سرعت مکانیکی ) که او ساخت موتور بخار را در دور مطلوب نگاه می داشت. ساخت یک کنترل کننده دور برای موتور های بخار کار بسیار ظریفی بود. او اصلاحات زیادی روی موتور های بخار انجام داد. تا جاییکه امروزه ما او را یکی از برترین مهندسان تاریخ می دانیم.

3- توماس ادیسون

ادیسون را می توان یکی از پرکارترین مخترعان تاریخ دانست. او رکورد 1097 اختراع ثبت شده را دارد.ادیسون صنعت عکاسی را توسعه داد، لامپ رشته ای، دوربین تصاویر متحرک، پروژکتور برای نمایش تصاویر متحرک و صد ها اختراع دیگر دارد. او همچنین نخستین نیروگاه برق و سیستم توزیع آن را ساخت. بدون اختراعات او دنیای مدرن کنونی غیر قابل تصور بود.

2- نیکلا تسلا

بی شک نیکلا تسلا بزرگترین مهندس برق همه دورانهاست. از اختراعات او می توان به لامپ فلورسنت، بوبین تسلا، موتور القایی و برق سه فاز اشاره کرد. او سیستم مولد جریان AC را ساخت که از یک موتور و یک ترانسفورماتور ساخته شده بود. بعضی ها می گویند او قرن بیستم را اختراع کرد. ولی متاسفانه در آخر عمر مشکلات روانی پیدا کرد و مرگ خوبی نداشت. اما کار های پر ارزش او همیشه در یاد ها باقیست.

1- لئوناردو داوینچی

شاید داوینچی را بتوان یکی از خیال پرداز ترین مردان تاریخ دانست. لئوناردو  بسیاری از اختراعات کنونی را از هلی گوپتر گرفته تا تانک و زیردریایی پیش بینی کرده بود. بعدها مهندسان ثابت کردند بسیاری از رویا های او مانند چتر نجات، پل ها وسیستم های حمل نقل و... قابل ساخت و استفاده اند. لئوناردو وسایل انقلابی بسیاری طراحی کرد. لئوناردو را بی شک می توان بزرگترین مهندس طراح دانست.

مهندسان بزرگ قابل احترام دیگری وجود دارند که ذکر نام آنها را در اینجا ضروری می دانم.

الی ویتنی ماشین پنبه پاک کنی

رودولف دیزل - موتور دیزل

ورنر ون بران - سیستم موشکی

انریکو فرمی و لئو اسزیلارد - اولین راکتور هسته ای

حسگر باران

حسگر باران یا کلید واکنش‌دهنده آب باران، وسیله‌ای است که هنگام بارندگی از خود واکنش نشان داده و باعث به حرکت در آمدن برف‌پاک‌‌کن‌ها می‌شود. در گذشته، خودروسازان برای نصب سیستمی به‌منظور جمع‌آوری (پارو کردن) اتوماتیک آب از روی شیشه جلوی خودروها، تلاش و کوشش زیادی انجام داده‌اند.  بعضی از آنها اقدام به طراحی‌های خاصی کرده‌اند که از آن جمله می‌توان طراحی سیستم لرزشی شیشه جلو را نام برد که در هنگام بارندگی، بر اثر لرزش شیشه جلو، آب جمع‌شده بر روی شیشه، حذف می‌شد.

حسگر باران یا کلید واکنش‌دهنده آب باران، وسیله‌ای است که هنگام بارندگی از خود واکنش نشان داده و باعث به حرکت در آمدن برف‌پاک‌‌کن‌ها می‌شود. در گذشته، خودروسازان برای نصب سیستمی به‌منظور جمع‌آوری (پارو کردن) اتوماتیک آب از روی شیشه جلوی خودروها، تلاش و کوشش زیادی انجام داده‌اند. بعضی از آنها اقدام به طراحی‌های خاصی کرده‌اند که از آن جمله می‌توان طراحی سیستم لرزشی شیشه جلو را نام برد که در هنگام بارندگی، بر اثر لرزش شیشه جلو، آب جمع‌شده بر روی شیشه، حذف می‌شد.

استفاده از پوشش‌های ویژه بر روی شیشه جلو، از دیگر تکنیک‌های پاک کردن قطرات آب بود. در این روش، قطرات آب بر روی شیشه غلطیده و از سطح کناری شیشه خارج می‌شد.

در روشی دیگر، با استفاده از شیوه‌های اولتراسونیک، قطرات باران، ریز شده و از روی شیشه پراکنده می‌شدند. تمامی این روش‌ها، علاوه‌بر ایجاد مزاحمت برای راننده و صدمه دیدن خودرو، از سرعتی پایین برای حذف آب از روی شیشه برخوردار بوده و بازدهی کمی داشتند. سرانجام، سیستم برف‌پاک‌کن کنونی برای خودروها طراحی و ساخته شد که آب را بخوبی از روی شیشه جمع‌آوری می‌کند. در توسعه این روش شرکت TRW سیستمی طراحی و ابداع کرده است که براساس حسگر نوری کار می‌کند. این مکانیزم، میزان آب روی شیشه و میزان بارش باران را از طریق حسگری که بین آینه و شیشه جلو قرار دارد، محاسبه و پردازش می‌کند. روش کار به این‌صورت است که نور مادون قرمز این حسگر با زاویه 45 درجه به شیشه جلو تابیده می‌شود و میزان و زاویه برگشت پرتوهای نور بسته به خشک یا خیس بودن سطح شیشه، متفاوت است.

شدت بازتاب این پرتوها توسط نرم‌افزاری ویژه که درون حسگر قرار دارد، پردازش شده و دستور لازم برای تنظیم زمان کارکرد و سرعت حرکت بازویی برف‌پاک‌کن را به موتور آن ارسال می‌کند.

حسگرهای باران، دو نوع کاربرد دارند. اولین کاربرد آنها هنگام قطع باران است. در این هنگام، به‌دلیل خیس بودن جاده و یا خیابان، آب ناشی از حرکت خودروهای دیگر به روی شیشه ریخته می‌شود. در این هنگام، حسگر از خود واکنش نشان داده و به شیشه شور، فرمان پاشش آب و همزمان به برف‌پاک‌کن، فرمان حرکت می‌دهد و در نتیجه باعث تمیزشدن شیشه می‌شود. دومین کاربرد آن، هنگام بارش باران است که فرمان حرکت به برف‌پاک‌کن می‌دهد و باعث جمع‌آوری آب از روی شیشه می‌شود.

حسگرهای شیشه‌شور

این حسگر، در دو دسته «با سیم» و «بدون سیم» طراحی و عرضه می‌شوند. روش فعال شدن این دو دسته، مشابه است. این حسگرها با اتصال به صفحات حساس به آب، متورم شده و از خود واکنش نشان می‌دهند و در هنگام خشک شدن، به حالت قبلی باز می‌گردند. اتصال این صفحات به کلیدهای حساس الکتریکی، باعث کاهش یا افزایش شدت پاشش آب شیشه‌شور می‌شود. در بازار، انواع حسگرهای الکتریکی وجود دارد که شدت میزان آب باران را اندازه‌گیری کرده و شیشه‌شور را فعال می‌کنند. سیستم‌های باسیم و بی‌سیم شیشه‌شور، کاربردهایی مشابه دارند. آنها با توجه به مشخصات الکتریکی خود، اطلاعات دریافتی از شدت بارش و آب بر روی شیشه خودرو را به حسگرهای نهایی منتقل می‌کنند. استفاده از سلنوئیدها نیز متداول و مرسوم است. این حسگرها حجم و شدت بارندگی را اندازه‌گیری کرده و به شیشه‌شور انتقال می‌دهند. برخی از این حسگرها به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که در درجات آب و هوایی خاصی، قابلیت کاربرد دارند. استفاده از آنها در زمستان و مناطق سردسیر، توصیه نمی‌شود زیرا هنگام شب و سرمای زیاد، امکان یخ‌زدگی آنها وجود دارد. در بعضی مناطق امریکا، از سیستم قطره‌ای شیشه‌شور استفاده می‌شود.

حسگرهای خودرویی

در 1985، شرکت جنرال‌موتورز در یکی از مدل‌های کادیلاک خود، نوعی کلید حسگر آب را مورد آزمایش قرار داد. این کلید در مواجهه با آب یا باران، از خود واکنش نشان می‌داد و باعث به حرکت درآوردن موتورهای الکتریکی متصل به آن می‌شد. تندی و کندی حرکت این موتورها بستگی به شدت باران و حجم آن داشت.

در 1996 این شرکت نوعی دیگر از حسگرهای خود را به بازار معرفی کرد. این حسگرها همان برف‌پاک‌کن شیشه جلوی خودرو است که به‌صورت اتوماتیک یا دستی به بازار عرضه شده و به «برف‌‌پاک‌کن‌های هوشمند» معروف شده است.

حسگرهای مدرن امروزی، براساس انعکاس نور طراحی می‌شوند. این حسگرها نور مادون‌قرمز را با زاویه 45 درجه از داخل خودرو، بر روی شیشه جلو تابنده و انعکاس آن را اندازه‌گیری می‌کنند. اگر بازتاب یا انعکاس آن با مقدار نور تابیده شده متفاوت باشد، به برف‌پاک‌کن دستور فعالیت می‌دهند. سرعت حرکت برف‌پاک‌کن، بستگی به بازتابی دارد که حسگر از شیشه دریافت کرده است.

منابع

1 . http://auto.howstuffworks.com/wiper.htm

2 . http://en.wikipedia.org/wiki/rain_sensor

ترجمه : احسان

 این مقاله اختصاصاً برای وبلاگ نساین اس دی جی تهیه شده است و استفاده از آن فقط با ذکر نام نویسنده یا مترجم و نام  نساین اس دی جی همراه با لینک آن مجاز  است

GPS چگونه مختصات شما را پیدا میکند؟

امروزه گشت و گذار داخل شهر به راحتی و بدون گم شدن صورت می گیرد. این در حالی است که یک دهه پیش، وقتی من و شما گواهینامه رانندگی خود را می گرفتیم حتما یک نقشهٔ شهری هم می گرفتیم تا مبادا با رانندگی داخل شهر گم نشویم. منظور به چگونگی پیدا کردن مسیر در اطراف شهر است. بعد از مدتی که TomTom، گارمین و دیگر ابزارهای جی پی اس همانند گوشی های هوشمند گسترده شدند، نقشه کل جهان را در کف دست خود دیدیم.

 زمانی که ما در استفاده از نقشه به مشکل  خوردیم با گذشت زمان به سیستم ناوبری یا GPS تلفن های هوشمند و دستگاه‌های GPS روی آوردیم. اما سیستم GPS چگونه کار می کند؟ اگر برای شما هم این سوال مطرح است با ما در ادامهٔ مقاله همراه باشید.

ماهواره ها 

 

سیستم ناوبری یا GPS مخفف کلمهٔ Global Positioning System و به معنای سیستم موقعیت یابی جهانی میباشد که در واقع یک مجموعه ۲۴ تایی از ماهواره های است که در مدار زمین مستقر شده اند. اولین ماهواره GPS در سال ۱۹۷۸ به فضا پرتاب شد و مابقی ۲۴ عدد آن ماهواره ها در دسامبر ۱۹۹۳ تکمیل و از سال ۱۹۹۵ استفاده از آنها عملیاتی شد. هزینهٔ ساخت این سیستم ۱۰-۱۲ میلیارد دلار و هزینه های سالانه جهت نگهداری و تعمیر آنها ۴۰۰ میلیون دلار تخمین زده شده است. وزن هر ماهواره حدود ۲۰۰۰ پوند (حدودا ۹۰۸ کیلوگرم) می باشد. این ماهواره ها حدودا ۱۰ سال عمر کرده و از انرژی خورشیدی بهره می برند. چرخش هر ماهواره به دور زمین در هر روز حدود ۱۱ ساعت و ۵۸ دقیقه به طول می انجامد. ضمن اینکه این ماهواره ها در ارتفاع ۱۰۶۰۰ کیلومتری زمین قرار دارند.

 

ماهواره ها در ابتدا برای استفاده توسط ارتش ایالات متحده برای کنترل سلاح در نظر گرفته شده بود – سیستم با نام NAVSTAR شناخته می شد. اما در سال ۲۰۰۰، سیستم GPS را در مقیاس بزرگ با اشاره به ابزار جهانی بودن آن، افتتاح کرد. کاملا واضح است که این سیستم بارها و بارها فواید خود را به ما اثبات کرده است.

 

موقعیت ماهواره ها به گونه‌ایست که حداقل چهار ماهواره و حداکثر ۱۲ ماهواره توسط دستگاه GPS شما قابل مشاهده هستند. موقعیت ماهواره ای و مسیرهای مداری ماهواره ها با نام Birdcage یا قفس پرنده شناخته می شود. دستگاه GPS شما موقعیت دقیق خود را طی یک فرایندی به نام Trilateration توسط سه ماهواره پیدا می کند. بدین صورت که توسط ۳ ماهواره با ارسال امواج فرکانس بالا، سیگنال های رادیویی کم قدرت که با سرعت نور جابجا می شوند طی فرایند ذکر شده با محاسبات ریاضی و میانگین گیری از ۳ موقعیت اعلام شده توسط ۳ ماهواره، محل دقیق شما را شناسایی میکند. از آنجا که این ماهواره ها دارای یک الگوی ثابت مداری هستند و با ساعت های اتمی از رصدخانه نیروی دریایی ایالات متحده همگام سازی میشوند، این روند و عملکرد خواندن محل استقرار شما دقیق است.

 

اما برای بهبود دقت و صحت و بخصوص برای تعیین ارتفاع، دستگاه های GPS به طور معمول به دنبال داده ها از چهار یا تعداد بیشتری از ماهواره ها استفاده میکنند. به محض اینکه GPS موقعیت شما را پیدا کند، میتواند نقشه راه، سرعت و سایر اطلاعات همانند طلوع و غروب خورشید را تعیین کند. 

 

* برای درک بهتر عملکرد Trilateration مطالعه صفحهٔ ویکیپدیای این موضوع در "این آدرس" توصیه می شود.

 

سیستم ناوبری

 

دانستن مکان، سرعت و ارتفاع خود –و حتی فرد دیگری- یک ابزار فوق العاده قدرتمند است، با پیامدهای بسیار گسترده تر از استفادهٔ نظامی. اما در این مرحله، از این سیستم برای کمک به مردم در سفرها استفادهٔ بسیار مفیدی می شود، چه با پای پیاده باشند یا ماشین و یا قایق. اما ابزار GPS برای خلبانان هواپیما نیز فوق العاده مهم است. استفاده از GPS در هواپیما برای جلوگیری از برخورد هواپیماها حین پرواز و به زمین است.

 

سیستم ناوبری GPS در حال حاضر در یک سری از اپلیکیشن‌ها و برنامه ها در حال ارائهٔ خدمات است و به مرور زمان، دولت‌ها نیز با استفاده از این فناوری و به اشتراک گذاری داده‌ها می توانند در بهبود مشکلات ترافیکی شهری کمک کننده باشند. علاوه بر این شرکت‌های دیگری نیز وجود دارند که می توانند از این خدمات ارائه کرده و یا حتی از خدمات ارائه شده بر روی GPS استفاده کنند. Inrix محصولی است که با همکاری شرکت فورد اقدام به ارائه اطلاعات ترافیکی با استفاده از سنسورهای جاده ای GPS می کند. شرکت TomTom یکی از معروفترین شرکت های ارائه دهنده دستگاه های GPS که بیش از ۶۵ میلیون دستگاه ناوبری شخصی فروخته است و همچنین هزاران هزار برنامه و اپلیکیشن که با کمی جستجو می توانید بهترین آنها را برای دستگاه تلفن هوشمند خود پیدا کنید.

 

چرا GPS شما گاها با خطا مواجه میشود؟

 

تکنولوژی GPS همانطور که ابزار فوق العاده بزرگ و کارآمدی است، اما به طور قطع کامل و بی عیب نیست. سیستم GPS اینگونه است که ماهواره ها با ارسال سیگنال و محاسبات مدت زمانی که سیگنال مورد نظر با سرعت ۱۸۶هزار مایل (حدودا ۳۰۰هزار کیلومتر) در ثانیه به دستگاه شما می رسد، برای تعیین محل شما از آن استفاده می کند. اما گاهی شما با تعجب متوجه می شوید نسبت به محل حقیقی شما، چند کیلومتر اختلاف وجود دارد که البته توضیحاتی نیز وجود دارد.

نخست اینکه سیگنال ارسالی و سیگنال دریافتی با عبور از تراکم های مختلف در اتمسفر ممکن است با مشکل تاخیر در دریافت یا ارسال مواجه شود و در محاسباتی که گفته شد اختلال و اشتباه پیش می‌آید.

 

دوم اینکه مجددا مشکل تاخیر در سیگنال ها را در مواجهه با ساختمان های بلند یا اجسام سخت داشته باشیم. حتی نفوذ سیگنال از شاخ و برگ متراکم نیز میتواند باعث تاخیر در دریافت و ارسال سیگنال شود.به همین دلیل است که عمدتا این سیستم در زیر زمین اصلا کار نمی کند.

 

و دلیل سوم ممکن است ساعت گیرنده خاموش باشد –قرار با این است که دستگاه به طور دائم با ساعت های اتمی به روز شود- و یا با ساعت اتمی کمی تفاوت داشته باشد. پس فاصلهٔ دریافت شده توسط گیرنده شما میتواند اشتباه باشد.

 

پیشتر در بالا توضیح دادیم که به طور معمول سه یا چهار ماهواره برای دریافت مکان دقیق شما با دستگاه هماهنگ هستند بنابراین در صورت تفاوت در ساعت ارسالی و دریافتی دقت محاسبات در عملکرد Trilateration را تحت تاثیر قرار دهد و مشخصا در تعیین محل شما اشتباه پیش می آید.

 

شما از چه ابزار یا اپلیکیشنی برای GPS به طور منظم استفاده می کنید؟

منبع :  Mashable

ترجمه : احسان

 این مقاله اختصاصاً برای وبلاگ نساین اس دی جی تهیه شده است و استفاده از آن فقط با ذکر نام نویسنده یا مترجم و نام  نساین اس دی جی همراه با لینک آن مجاز  است

ابر ماده ای که می تواند جلوی گلوله را بگیرد !

   محققین دانشگاه رایس بر روی فن آوری کار می کنند که قابلیت متوقف کردن یک گلوله 9 میلیمتری را دارد و پس از آن این ماده می تواند حفره ناشی از برخورد گلوله را پر کنند. شکی نیست که دارنده این فن آوری برتری معنا داری در میدان نبرد خواهد داشت. این فن آوری برای حفظ جان سربازان و افراد پلیس بسیار با ارزش است.

در آزمایشی که انجام شد محققین توانستند با شلیک به لایه نازکی از شیشه که از این جنس ساخته شده بود با موفقیت گلوله 9 میلیمتری را متوقف کنند.

در ادامه با ما همراه شوید . . .

محققین دانشگاه رایس بر روی فن آوری کار می کنند که قابلیت متوقف کردن یک گلوله 9 میلیمتری را دارد و پس از آن این ماده می تواند حفره ناشی از برخورد گلوله را پر کنند. شکی نیست که دارنده این فن آوری برتری معنا داری در میدان نبرد خواهد داشت. این فن آوری برای حفظ جان سربازان و افراد پلیس بسیار با ارزش است.

در آزمایشی که انجام شد محققین توانستند با شلیک به لایه نازکی از شیشه که از این جنس ساخته شده بود با موفقیت گلوله 9 میلیمتری را متوقف کنند.

ند توماس یکی از دانشمندانی که روی این پروژه کار می کند گفت:  این فن آوری در ساخت شیشه ضد گلوله بسیار ارزشمند خواهد بود.

این گروه تحقیقاتی که از دانشمندانی چون توماس، محقق دانشگاه رایس جی-هانگ لی و یک تیم تحقیقاتی از موسسه سربازان نانوتکنولوژی دانشگاه MIT به دنبال راهی برای ساخت موادی مقاومتر در برابر تغییر شکل یا شکستن هستند. نتیجه آن سربازان و نیرو های پلیسی هستند که دارای تجهیزات مقاوم تر و سبک تر هستند آنها قادر خواهند بود سریعتر حرکت کنند. همچنین در ساخت وسایل نقلیه نظامی و امنیتی با استفاد ه از این مواد آنها قادر خواهند بود سریعتر در میدان کارزا مانور دهند. همچین در ساخت ماهواره ها این مواد بسیار کارا خواهند بود.

اما ماده ای که آنها برای متوقف کردن گلوله ساخته اند این قابلیت را دارد که یک گلوله 9 میلیمتری را سد کند. وقتی که گلوله به این پلیمر ترکیبی نفوذ می کند این پلیمر ذوب می شود انرژی گلوله را جذب می کند و آنرا متوقف می کند سپس همین ماده ذوب شده خود فضای خالی را پر می کند.

توماس می گوید: هیچ شکاف میکروسکوپی باقی نخواهد ماند این جسم نه شکست و نه  ترک خورد.

در حین مطالعات آنها به ماده ای فوق العاده دست یافتند که آنرا پلیسترین-پلیدیمتیلسلوگزان دیبلاک-کوپلیمر نامیدند.

این ماده می تواند داستان انقلابی را نقل کند که در علم مواد رخ داده است و به ما کمک کند تا بفهمیم چه مکانیزمی در مقیاس یک بیلیونیم وجود دارد که می تواند چنین انرژی را جذب کند.

بی شک در آینده نزدیک از این ماده فوق سبک وزن و با مقاومت بالا بسیار خواهیم شنید.

ترجمه: احسان

 این مقاله اختصاصاً برای وبلاگ نساین اس دی جی تهیه شده است و استفاده از آن فقط با ذکر نام نویسنده یا مترجم و نام  نساین اس دی جی همراه با لینک آن مجاز  است

از اتاق عمل تا ایستگاه فضایی

روبات دستگاهی الکترومکانیکی است که برای انجام وظایف گوناگون طراحی و ساخته می‌شود. در حقیقت روبات .ماشینی است که می‌توان

 آن را برای انجام دستورهای گوناگون برنامه‌ریزی کرد، به ویژه آن دسته از کارها که فراتر. از توانایی‌های طبیعی و ذاتی بشر باشند. یکی

 از اولین روبات‌ها، «Hidden Mafia» نام داشت و که «جورج دوول» .و «جو انگلبرگر» آن را در دهه‌های ۱۹۵۰ و ۱۹۶۰ میلادی ساخته

 بودند. «انگلبرگر» اولین شرکت رباتیک را با نام «RoboBand» بنیان نهاد و نیز امروزه با لقب پدر علم رباتیک شناخته می‌شود.

روبات دستگاهی الکترومکانیکی است که برای انجام وظایف گوناگون طراحی و ساخته می‌شود. در حقیقت روبات ماشینی است که می‌توان آن را برای انجام دستورهای گوناگون برنامه‌ریزی کرد، به ویژه آن دسته از کارها که فراتر از توانایی‌های طبیعی و ذاتی بشر باشند. یکی از اولین روبات‌ها، «Hidden Mafia» نام داشت که «جورج دوول» و «جو انگلبرگر» آن را در دهه‌های ۱۹۵۰ و ۱۹۶۰ میلادی ساخته بودند. «انگلبرگر» اولین شرکت رباتیک را با نام «RoboBand» بنیان نهاد و نیز امروزه با لقب پدر علم رباتیک شناخته می‌شود. روبات‌ها را برای انجام بهتر کارهایی مانند حس‌کردن، دریافت جابه‌جایی اشیا یا کارهای تکراری طراحی می‌کنند. ویژگی‌های اصلی روبات‌ها هنوز جای بحث دارد ولی به‌طور کلی روبات‌ها باید چندین ویژگی شاخص داشته‌باشند، از جمله: از مواد مصنوعی ساخته شده باشند، قادر به درک محیط خود باشند، بتوانند در اشیای محیط خود تاثیر بگذارند، درجه‌ای از هوش داشته باشند، یا توانایی انتخاب بر اساس محیط را داشته باشند، یا به صورت کنترل خودکار برنامه‌ریزی مجدد شوند و قابل برنامه‌ریزی باشند. امروزه از روبات‌ها در موارد بسیاری استفاده می‌شود برای مثال انجام کارهای دقیق و ظریف (برای مثال جوشکاری در کارخانه‌های خودروسازی) یا انجام کارهایی که برای انسان خطرناک است مثل جست‌وجو در میان آوارهای زلزله یا بررسی وضعیت در رآکتور یک نیروگاه اتمی. با این‌همه چند دهه است که روبات‌ها علاوه بر کارخانه‌ها و پژوهشگاه‌های علمی به زندگی روزمره ما نیز وارد شده‌اند. از طرف دیگر به‌جز برخی روبات‌های نظامی، دیگر روبات‌ها کاربردهای کاملا صلح‌آمیز دارند. در ادامه به بررسی چند کاربرد جالب روبات‌ها می‌پردازیم.

جارویی به نام رومبا

یکی از محبوب‌ترین روبات‌های دنیا، جارویی به نام رومبا است. این جاروبرقی می‌تواند در مدت زمان کوتاهی همه جای خانه یا محل کار را به‌طور کامل و دقیق جارو کند. حتی می‌تواند زیر کمدها و تخت‌ها هم برود و با دقت آنجا را هم تمیز کند. رومبا از پله‌ها بالا و پایین می‌رود و فرق بین موکت یا سنگ را به خوبی می‌داند به‌طوری که همه جا را با دقت تمیز می‌کند. با استفاده از حسگرها، می‌تواند موانع سرراهش را تشخیص دهد و بدون برخورد با آنها، به کار خود ادامه دهد. حتی متوجه می‌شود که چه موقع در اتاق باز است و به بیرون از منزل و روی خاک‌ها نمی‌رود. رومبا با برس‌های ویژه‌ای که دارد، همه ذرات و موجودات ریزی را که به فرش و موکت چسبیده‌اند، به‌طور کامل از زمین پاک و در قسمت پشتی ربات جمع می‌کند. هرکدام از کلیدهای رومبا، نشانگر کار خاصی است، با فشردن کلید (Clean)، رومبا اندازه اتاق و محلی را که باید تمیز کند، معین و زمان لازم را با آن سازگار می‌کند. کلید (spot) موجب می‌شود که رومبا روی یک نقطه متمرکز شود و تمام زمان لازم را در آنجا صرف کند. با فشردن کلید (Max)، رومبا تمام ذخیره باتری خود را صرف تمیزکردن می‌کند که این زمان حدود دو ساعت است.

روبات فضانورد

Robonaut 2 یا R2 روبات انسان‌نمایی است که با همکاری ناسا و جنرال‌موتورز ساخت شده و انسان‌های فضانورد، مشغول خدمت در ایستگاه فضایی بین‌المللی است. این روبات تنها ساکن دایمی ایستگاه فضایی است. روبات R2 فوریه 2011 و طی آخرین ماموریت شاتل فضایی دیسکاوری، به این ایستگاه منتقل شد و کارش را در کنار انسان‌های فضانورد آغاز کرد. هرچند انسان‌های فضانورد می‌آیند و می‌روند، قرار نیست R2 هیچ‌گاه ایستگاه را ترک کند. R2 محصول پروژه‌ای 15 ساله در زمینه طراحی روباتی انسان‌نماست که بتواند در فضا و در کنار انسان‌ها کار کند. اندازه، شکل و دست‌های آن (که شبیه دست انسان است و سرانگشت‌هایش حس لامسه دارد) به آن امکان می‌دهد تا از همان ابزارهایی استفاده کند که دیگر فضانوردان به کار می‌برند. اما سرعت حرکت دست‌ها، کمتر از دو متر در ثانیه است و به همین دلیل چندان چالاک محسوب نمی‌شود. هم مرکز فرماندهی زمینی و هم خدمه ایستگاه فضایی، می‌توانند این روبات را از راه دور کنترل کنند. اما خودش هم می‌تواند دستورالعمل‌هایی را به صورت خودکار انجام دهد.
 

روبات آتش‌نشان خودکار

محققان روبات آتش‌نشان خودکاری ساخته‌اند که می‌تواند جان قربانیان آتش‌سوزی‌ها و آتش‌نشانان را نجات دهد. این روبات که محصول دانشگاه کالیفرنیاست روی دو چرخ حرکت می‌کند و می‌تواند تعادل خود را حفظ کند. این روبات می‌تواند در ساختمان‌های آتش‌گرفته، به عنوان دیده‌بانی برای آتش‌نشانان، عمل کند. این روبات‌ها دوربین‌های فرو سرخ و قرمز- سبز- آبی دارند که از آنها برای ثبت دما و تشخیص گازهای فرار استفاده می‌کنند و البته در عین حال به جستجوی قربانیان نیز می‌پردازند. این روبات با بهره‌مندی از مجموعه‌ای از نرم‌افزارها، اطلاعات جمع‌آوری شده را به شکل نقشه‌های سه‌بعدی عرضه می‌کند تا آتش‌نشانان بتوانند از این نقشه‌ها استفاده کنند. این روبات می‌تواند از پله‌ها بالا برود و از موانع بزرگ عبور کند. مهندسان این روبات‌ها را کوچک، ارزان، چابک و خودکار توصیف می‌کنند. آتش‌نشانانی که وارد صحنه آتش‌سوزی می‌شوند، باید چندین کار انجام دهند. این روبات‌ها نیز برای آنکه مفید باشند باید مانند سگ‌های شکاری خوب تربیت شده کار کنند، به سرعت اعزام شوند و برای دستیابی به اهداف پیچیده با هم همکاری کنند، البته خودشان هم می‌توانند برای انجام کارهای‌ضروری تصمیمات سطح پایین اما ضروری را اتخاذ کنند.

روبات جراح با سیستم تصویربرداری سه‌بعدی

چند سالی است که مهندسان روباتی ساخته‌اند که می‌تواند عمل‌های جراحی دشوار را با دقت زیاد انجام دهد. سیستم داوینچی که در روزهای پایانی سال 2008 عرضه شد، به پزشکان امکان می‌دهد با استفاده از هوش مصنوعی روبات‌ها، بیماران را جراحی کنند. بعدها سیستم جراحی روباتیک داوینچی، برای افزایش دقت و ایمنی جراحی، به سیستم تصویری سه‌بعدی و کنترل دقیق‌تر انسانی نیز مجهز شد. دست‌های روباتیک داوینچی نسبت به دست‌های انسان، قوی‌تر و چالاک‌تر است. سازندگان این دستگاه معتقدند استفاده از این سیستم جراحی روباتیک، از میزان ریسک نهایی جراحی و آلودگی‌های پس از جراحی و در نتیجه زمان لازم برای بهبود بیمار را کاهش خواهد داد. سیستم سه‌بعدی تصویربرداری آن نیز تصویرهای بهتر و بیشتری از منطقه جراحی به جراحان می‌دهد و به این ترتیب دقت جراحی را افزایش خواهد داد. سیستم کنترلی داوینچی نیز به دلیل تنظیمات جدید ارتقا یافته است تا جراح بتواند با اطمینان بیشتر عملیات را به انجام برساند. همچنین این تنظیمات جدید امکان کنترل دو نفره سیستم جراحی یا استفاده‌های آموزشی از آن را نیز به وجود آورده است. سازندگان این دستگاه گفتند آن را در راستای ارایه راه‌حل‌های سریع و موثر برای کاهش ریسک در انجام انواع جراحی‌ها و کاهش زمان بهبودی نهایی بیمار ساخته‌اند.
 

روبات جراح در ایستگاه فضایی

تعمیر سفینه‌های فضایی یا اجزای مختلف ایستگاه‌های فضایی کاری بسیار پرهزینه در عین حال پرریسک است و نیاز به تربیت فضانوردانی ماهر و جان برکف دارد. از طرفی پیش از این نیز یک روبات جراح با نام «داوینچی» ساخته شده بود که از آن برای انجام عمل‌های جراحی حساس استفاده می‌شود و قابلیت کنترل از راه دور را نیز دارد. همین موضوع باعث شد که مسوولان ناسا به فکر استفاده دیگری از این روبات جراح بیفتند یعنی تعمیر فضاپیماها. به همین دلیل ناسا به سراغ مهندسان روباتیک پزشکی دانشگاه جان‌هاپکینز و دانشگاه ویرجینیای غربی رفت و از آنها خواست تا روبات داوینچی را طوری طراحی و برنامه‌ریزی کنند که برای انجام کارهای ظریفی در حد بریدن نوارهای پلاستیکی نگهدارنده، بدون آسیب‌رساندن به دیگر اجزا آماده باشد. به این ترتیب اکنون مهندسان می‌توانند با نشستن روی صندلی خود در مرکز فرماندهی یا کنترل، از روی زمین و بدون تحمل سختی‌های سفر به فضا، کار تعمیر یک فضاپیما را به‌راحتی انجام دهند.

روبات‌هایی برای مهار بحران هسته‌ای ژاپن

متخصصانی که برای جلوگیری از ذوب‌شدن هسته نیروگاه اتمی فوکوشیما داییچی تلاش می‌کردند، از کمک‌های یک روبات نمونه‌گیر در کنار خود بهره‌مند بودند. این روبات «مونی‌روبو» (مخفف واژه Monitoring Robot به معنی روبات ناظر) نام دارد و وقتی که میزان تشعشعات رادیواکتیو برای انسان بسیار بالا باشد، وارد عمل می‌شود. این روبات 1/5 متری با استفاده از یک جفت زنجیر حرکت می‌کند و با دست‌هایش موانع را از سر راه برمی‌دارد و از محیط نمونه‌گیری می‌کند. همچنین این روبات مجهز به ردیاب رادیواکتیو، سیستم دوربین سه‌بعدی و حسگرهای دما و رطوبت است. این روبات را می‌توان از مسافت یک کیلومتری هم کنترل کرد. مونی‌روبو حدود 600 کیلوگرم وزن دارد و حداکثر سرعت حرکتش، 2/4 کیلومتر در ساعت است. بعد از مرگ دو کارگر در حادثه هسته‌ای توکایمورای ژاپن در سال 1999، مرکز امنیت هسته‌ای ژاپن، وابسته به وزارت اقتصاد، بازرگانی و صنعت این کشور این روبات را برای حفاظت از جان کارگران خود ساخته است. به‌کارگیری روبات‌ها می‌تواند نیاز به حضور نیروی کار انسانی را در محیط‌های خطرناک کاهش دهد. از آنجا که پرواز بر فراز نیروگاه فوکوشیما با هواپیمای سرنشین‌دار ممنوع بود، یک هواپیمای بی‌سرنشین به نام «گلوبال هاوک» (Global Hawk) نیروی هوایی ایالات متحده آمریکا، کار تهیه تصویر از این مجموعه را عهده‌دار شد. این هواپیمای بی‌سرنشین، مجهز به دوربین‌های عکاسی مادون قرمز و رادار ترکیبی آپرچر (Aperture) است که می‌تواند در طول شبانه‌روز و در تمام شرایط آب‌وهوایی، عکس‌هایی با تمام جزییات از این منطقه رآکتوری تهیه کند.