Машины-монстры [Технологии]

Огромные роботы, которые будут добывать золото на дне океана

Находящаяся в Торонто, Канада, компания Nautilus Minerals разработала ряд глубоководных горнодобывающих роботов, предназначенных для добычи золота, серебра и других металлов в районах подводных геотермальных источников, горячая вода из которых выносит эти металлы из недр Земли на поверхность морского дна. В настоящее время компания Nautilus Minerals уже строит специализированное судно, с которого будет произведен спуск роботов на поверхность дна моря и куда потом будет поступать собираемый роботами материал, богатый редкими и драгоценными металлами. Начало проведения работ запланировано на 2018 год и сейчас представители компании ведут переговоры с правительством Новой Гвинеи с целью получения разрешения на добычу в районе моря Бисмарка.

Роботы, которые будут использоваться для добычи драгоценных металлов под водой, уже были изготовлены британской компанией Soil Machine Dynamics, специализирующейся на производстве машин и механизмов для укладки глубоководных кабелей и трубопроводов. Размеры роботов сопоставимы с размерами хорошего экскаватора и они разработаны для работы в составе команды.



Робот первого типа оснащен вращающимся барабаном, шириной четыре метра, поверхность которого усеяна зубцами из карбида вольфрама. Это барабан способен "пережевать" породу выходов геотермальных источников, из которой состоят мини-вулканы, формирующиеся вокруг струй горячей воды. Второй робот также предназначен для размельчения материала, но делает это он при помощи "руки", на которой установлен вращающийся барабан с шипами из карбида вольфрама. Третий робот выполняет функции подводного пылесоса, втягивающего воду и размельченные породы, которые по трубопроводу подаются на борт судна, где и осуществляется переработка собранного материала.

Однако, прежде чем компания Nautilus Minerals станет первым участником подводной "золотой лихорадки", ей будет необходимо произвести испытания роботов и судна на относительном мелководье, доказав работоспособность системы и ее безопасность для морской окружающей среды. Естественно, проведение испытаний станет возможным только по завершению строительства судна, а результаты этих испытания повлияют на принятие решения правительством Новой Гвинеи относительно выдачи разрешения на проведение работ под водой.



Однако, несмотря на столь значительные затраты на первом этапе реализации планов, в случае успеха мероприятия компания Nautilus Minerals окажется в большом выигрыше. Проведенные разведывательные работы показали, что только в одном месте проведения глубоководной добычи можно извлечь золото и другие металлы на сумму минимум в 1.5 миллиарда долларов.

Beetle - 77-тонный робот, предназначавшийся для работы в условиях высокой радиации

В 1962 году Центр специальных вооружений (Special Weapons Center) американских ВВС впервые продемонстрировал чудовищного робота, весом в 77 метрических тонн, созданного для проведения работ в условиях высокого уровня радиации. Этот робот, получивший название "Beetle", был предназначен в первую очередь для выполнения монтажных и ремонтных работ на двигателях стратегических бомбардировщиков с ядерной энергетической установкой, самолетов, которым так и не суждено было появиться в реальности.

Особое внимание при конструировании этого робота было уделено его манипуляторам, которые получились настолько точными и ловкими, что при их помощи можно было взять куриное яйцо, не повредив его хрупкую скорлупу.

Несмотря на достаточно большие габариты кабины, человек-пилот находился внутри этого робота в достаточно тесных условиях, ведь он был окружен защитным свинцовым слоем, толщиной в 30 сантиметров. Для поддержания комфортной температуры внутри кабины у робота был резервуар, в котором находилось три тонны охлажденного воздуха. Кислород, необходимый для дыхания человека, хранился в баллонах высокого давления, а его запасов было достаточно на 8 часов непрерывной работы.

Робот Beetle является невероятно сложным устройством, суммарная длина всех проводов, соединяющих его отдельные узлы и агрегаты в общую электрическую схему, составляет 640 километров. Стоимость этого робота в то время составляла 1 500 000 долларов и из-за его сложности этот механизм очень редко находился в состоянии полной работоспособности. Большую часть времени своего существования он провел в состоянии "перманентного ремонта".



Несмотря на то, что программа создания авиации с ядерными двигателями была свернута в 1961 году, специалисты американских ВВС продолжали работу и планировали в будущем создание подобных роботов следующего поколения, меньших размеров, меньшего веса, более легких в управлении и роботов, способных действовать при помощи систем дистанционного управления.

В конце концов, робот Beetle был передан в НАСА для его использования в программе по созданию ракет с ядерными двигателями. Но и там его возможности не были использованы из-за ненадежности его конструкции и реализации некоторых инженерных решений.

Сферический микрофон, который позволяет создавать акустические голограммы

Представьте себе живой концерт, во время которого музыканты находятся очень далеко за пределами концертного зала. Специальные технологии позволяют создать голографическое "звуковое изображение", оцифровать его, и воспроизвести в удаленном концертном зале, полностью повторяя все тонкости живого звука. Пока это походит на что-то из разряда научной фантастики, тем не менее, в самом скором будущем все это станет возможным благодаря работе австрийских исследователей-акустиков.

Технология, разрабатываемая Францем Зоттером (Franz Zotter) и Мэттиасом Франком (Matthias Frank) из Института электронной музыки и акустики (Institute of Electronic Music and Acoustics, IEM), Грац, Австрия, составляет нечто родственное телепортации звуков музыкальных инструментов. Основой этой технологии является ажурная сфера, в узлах которой установлены высокочувствительные и высококачественные микрофоны, совокупная работа которых позволяет создавать акустические голограммы, в точности определяющие все тонкости звучания каждого музыкального инструмента.

Такая запись звука позволяет записать не только тональность, амплитуду и частоту звуковых волн, она позволяет определить направления распространения звуковых волн, которые могут иметь достаточно сложную форму. Для воспроизведения такой записи используется специальное сферическое устройство в форме иксаэдра, на гранях которого установлены небольшие широкополосные громкоговорители. Это устройство позволяет в точности воспроизвести звук так, словно он был издан реальным музыкальным инструментом. Кроме этого, новый способ записи учитывает положение тела музыканта и музыкального инструмента. Это особенно важно в случае некоторых музыкальных инструментов, которые производят звуки различного тембра в зависимости от их положения и положения тела музыканта.



"Мы уже проводили демонстрацию работы нашей системы. Трубач играл музыку, находясь внутри сферы, которая была установлена в Граце, а акустическая голограмма была воспроизведена в Париже" - рассказывает Франц Зоттер, - "Эта демонстрация проводилась в 2010 году в рамках 2-го Международного симпозиума по звукозаписи (2nd International Symposium on Ambisonics and Spherical Acoustics) и все находившиеся в зале были уверены в том, что на сцене в Париже играет живой музыкант".

В настоящее время технология "сферической звукозаписи" используется в синтезе компьютерной музыки, которая по качеству не уступает звучанию реальных музыкальных инструментов. Но самой многообещающей областью применения станет область компьютерных игр и виртуальной реальности, где при помощи акустических голограмм можно будет творить настоящие чудеса.

А в настоящее время Франц Зоттер и Мэттиас Франк занимаются составлением подробных "голографических карт" звучания различных музыкальных инструментов. Применение этих карт позволит музыкантам услышать, как будут звучать их музыкальные инструменты в незнакомых помещениях с различными акустическими свойствами. И эта задача является основной задачей, над которой работают специалисты Института электронной музыки и акустики в Австрии, Института технической акустики в Ахене (Institute of Technical Acoustics), Германия, и других учреждений подобного профиля.

За новость спасибо markfiter