[Most Recent Entries] [Calendar View]
Sunday, September 29th, 2019
| Time | Event |
| 3:09p | Цифровой мир заведомо в тупике. Поиски возвращают экспертов в эру аналоговых схем. Пока что я предлагаю для обсуждения три материала - очень любопытных на мой взгляд. 1 Мнение: "Современные аналоговые компьютеры: есть будущее?" https://habr.com/ru/post/146680/ (Цитата): "Аналоговый компьютер — это устройство, выполняющее вычислительные задачи, оперируя не дискретными, а непрерывными данными. Бит — это дискретная величина, единица или нолик. Ток, напряжение, давление, температура, яркость, сила — этот список можно продолжать долго — есть величины непрерывные, то есть их точное значение измерить нельзя в принципе, все ограничивается точностью измерительного прибора. Если идеальной средой для цифровой техники является обработка цифровых данных, то идеальной средой для аналогового компьютера по логике должна стать обработка данных реального мира — изображение или звук, например. Но по какой-то, непонятной мне причине, эта область знаний практически заброшена. Вероятно, ответом являются какие-то непреодолимые сложности, возможно, что-то еще, но за последние лет десять в этом направлении нет практически никаких сдвигов. Чаще всего под аналоговыми компьютерами понимают чисто гидравлические или механические устройства, преобразующие входной сигнал в выходной по конструктивно запрограммированной функции. ...Мне хотелось бы поднять вопрос об автоматических электронных устройствах, решающих задачи обработки сигналов реального мира без их оцифровки. Ну или получить убедительный ответ, почему на данном этапе развития цивилизации таких примеров нет. Вот смотрите — с одной стороны, почти все интерфейсы к реальному миру у нас аналоговые: микрофон, веб-камера, мышь. На пути от физических явлений (сдвинули мышь, произвели звук или включили свет) до зафиксированных компьютером сигнал проходит через АЦП — аналого-цифровой преобразователь, где аналоговый сигнал оцифровывается. В итоге мы «огрубляем» исходный сигнал до приемлемого уровня. И как ни крути, серьезно обрабатывать видео высокого качества в реальном времени у нас пока получается не очень хорошо (например, распознавать на нем объекты). Если задуматься, то цифровая обработка сигналов практически не имеет аналогов в природе, в отличие от практически всего остального, что изобрело человечество. Любой живой организм устроен иначе — это исключительно аналоговый компьютер." 2. обзор "Возвращение АВМ (АВМ — Аналоговая Вычислительная Машина)" https://itc.ua/articles/vozvrashhenie_av (Цитата): "Проект FACETS уже показал более чем впечатляющие результаты. Скажем так, для четырехлетней работы сравнительно компактного интернационального научного коллектива результаты достигнуты не просто впечатляющие, а даже вовсе неожиданные. Впрочем, по порядку. Уже само название FACETS (Fast Analog Computing with Emergent Transient States, техника быстрых аналоговых вычислений с медленно изменяющимися переходными процессами) говорит о том, что мы вторгаемся в область, одновременно и непосредственно относящуюся к наукам о вычислениях (computing), и безгранично далекую от де-факто стандартной «классической» цифровой вычислительной техники. С тех пор как производительность (имеющая непосредственное отношение к количественному анализу) цифровых машин и пригодность к повторному использованию библиотек научных программ стали достаточными для быстрого и удобного решения сложных задач качественного анализа, интерес к аналоговым вычислениям угас... Хотя вполне очевидная цепочка рассуждений приводила к весьма убедительному выводу – аналоговым вычислениям еще предстоит сказать свое слово в компьютинге. Логика, стоящая за этим утверждением, проста – потребности в системах, обладающих тем, что мы условно называем «интеллектом», никто не отменял, но все попытки создания искусственного интеллекта на основе цифровой вычислительной техники не просто оказались тщетными, но, скорее всего, будут тщетными и впредь, потому как «вычислители» живых интеллектуальных машин (которыми являемся мы с вами) ничего общего, хоть бы и отдаленно, с нашими двоичными цифровыми машинами и потугами любого их детерминированного программирования не имеют". 3. "Стоит ли возвращаться к аналоговым компьютерам?" https://elenergi.ru/stoit-li-vozvrashhat (Цитата): "Аналоговые компьютеры были на вершине популярности в 1960-х и 1970-х годах. Хотя к тому времени существовали уже и цифровые компьютеры, однако они были слишком медленны для большинства математических операций, особенно по вычислению больших и сложных задач, например в аэрокосмической или химической областях. Также стоит отметить, что именно аналоговые компьютеры сыграли очень важную роль в программе «Аполлон», позволив сымитировать систему управления космическими аппаратами и динамику их поведения. В течении этого периода происходило объединение аналоговых и цифровых компьютеров в так называемые гибридные компьютеры. Крупные задачи разделялись на сегменты, подходящие для каждого типа вычислений. Цифровые модули выполняли точные вычисления с меньшей скоростью, в то время как аналоговые модули выполняли быстрые и сложные математические вычисления, но с меньшей точностью. Эти два вида компьютеров обменивались информацией между собой с помощью аналогово-цифровых преобразователей (АЦП) и цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП). Аналоговые компьютеры были всегда быстрее, но не всегда достаточно точны. Также они страдали от таких явлений как дрейф и смещения нуля операционного усилителя, разбалансировки компонентов схемы (например, изменение сопротивления элементов от жары или холода), а также от других традиционных неисправностей в аналоговых схемах. На сегодняшний день элементная база значительно улучшилась, что позволяет предположить о «перерождении» аналогового компьютера." Из этих (и аналогичных) материалов можно сделать очень значительное количество выводов, относящихся к разным областям информатики, прикладной физики, технического проектирования, социальной экономики, и т.п. Так конструктивные идеи и тезисы - приветствуются. |
| 11:02p | Как мы будем жить на астероидах - с комфортом. Попробуем сломать стереотипы. Сначала - видео (с канала "Злой космос") о текущей японской миссии "Хаябуса-2" - многостороннее роботизированное исследование километрового астероида Рюгу. Теперь о стереотипах, из-за которых экспедиции к астероидам получают несравнимо меньше внимания в СМИ и блогосфере, чем экспедиции к Луне или к Марсу. Заголовки "Как мы будем жить на Марсе" и "Как мы будем жить на Марсе" - встречаются часто. Но заголовок "Как мы будем жить на астероиде" очень редкий, и то с вопросительным знаком. Почему такое пренебрежение к этим симпатичным микро-планетам? Перейдем к стереотипам. Стереотипов, в общем, четыре: 1. Астероиды слишком маленькие. 2. На астероидах нет ничего, даже воды. 3. До астероидов слишком далеко, они между Марсом и Юпитером. 4. Колонизация астероидов абсурдна из-за почти полного отсутствия гравитации. Идем по этим пунктам: 1. Да, астероиды маленькие - но не слишком. Километровый астероид имеет массу порядка миллиарда тонн. 5-километровый - порядка 100 миллиардов тонн. 10-километровый - порядка триллиона тонн. 2. Нет, на астероидах есть все то же самое, что на планетах. Оксиды кремния и металлов, углерод, и вода. Как правило на водяной лед приходится порядка 1/1000 массы астероида, т.е. миллионы тонн. Для маленькой колонии этого достаточно на столетия. 3. Большинство астероидов действительно находятся в Главном поясе (их орбиты лежат между орбитами Марса и Юпитера). Но есть три группы астероидов - Аполлоны, Атоны и Атиры, которые на большей части своей орбиты ближе к Земле, чем Марс и даже чем Венера. Аполлоны — их орбиты пересекают земную орбиту с внешней стороны (а в основном они перемещаются между орбитами Земли и Марса). Этих астероидов известно более 5000. Атоны — их орбиты пересекают земную орбиту с внутренней стороны (а в основном они перемещаются между орбитами Земли и Венеры). Их известно более 700. Атиры — их орбиты полностью находятся внутри орбиты Земли (они все время перемещаются между орбитами Земли и Венеры). Их известно около 20. 4. Гравитация астероидов действительно очень слабая, однако это не минус, а плюс. Астероиды (в отличие от планет) не образуют "гравитационный колодец", вход и выход из которого требует огромных расходов топлива (для торможения или для разгона). Стратегия основания колонии на астероидов напоминает не посадку на поверхность, а причаливание - грубо говоря, как к айсбергу в океане. Что касается локальной гравитации в самой колонии - то для биологически комфортной жизни вполне годится псевдогравитация, создаваемая вращением этой пришвартованной колонии. Тут надо отметить важный момент. В отличие от лунных и марсианских колоний. астероидная колония уже разработана и рассчитана. Это классическая станция-бублик Вернера фон Брауна. История вопроса такова. "Во время проведения Первого Симпозиума по космическим полётам, состоявшегося 12 октября 1951 года в Нью-Йорке, Фон Браун предложил орбитальную станцию в виде тороида (кольца), первоначальный проект которой относился ещё к 1946 году. Форма космического аппарата была выбрана далеко не случайно. Её корпус собирался из 20 цилиндрических секций, каждая длиной 8 метров и шириной 3 метра. Общий диаметр станции составлял 50 метров. В середине находился центральный модуль с двигателями и оборудованием. Он крепился к секциям при помощи специальных силовых конструкций, а для перехода экипажа от жилых отсеков к приборному использовалось два узких туннелеобразных трубы. Электропитание станции производилось при помощи аккумуляторов, работавших от солнечных батарей. Была также предусмотрена система искусственной гравитации, обеспечивавшейся при помощи вращения В 1952 году появился новый проект станции, диаметр которой был увеличен до 75 метров, а команда составила 80 человек. Теперь цилиндрические секции изготовлялись из каучука специального состава – их должны были доставлять на орбиты в “упакованном” виде, что заметно сокращало стартовую массу ракеты-носителя. После этого их надували уже на орбите, соединяли в тороид на каркасе из пластика, и укрепляли металлическими вставками. Внутри станция делилась на несколько отсеков. Самые дальние отдавались под различное оборудование, соединительные кабели, систему стабилизации и т.д. Для экипажа было предусмотрено два жилых отсека, располагавшихся ближе к переходам, ведущих к центральной приборной секции. Остальные отсеки были заняты аппаратурой связи (как с космическими кораблями, так и с Землей), метеорологической аппаратурой, приборами наблюдения (включая военными), фильтрами для очистки воды, станцией контроля за окружающей средой внутри корабля и даже компьютер! Кроме того, фон Браун предложил использовать небольшие космические корабли, которые бы доставляли космонавтом и различные грузы на корабли, идущие через станцию “транзитом” на Луну и Марс. Для защиты от метеоров и “космического мусора” должен был устанавливаться металлический экран, крепившийся в 3 см от основного корпуса. Электричество генерировалось турбиной, которая работала на ртутной системе с концентратором, где жидкость под воздействием солнечных лучей нагревалась до температуры 700 градусов по Цельсию и перекачивалась по трубам под давлением 50 кг\см.кв. Также был предусмотрен ядерный реактор. По предварительным оценкам проектный вариант подобного солнечного генератора давал бы 1660 кВт тепловой энергии, которая могла быть преобразована в 500 кВт электрической энергии. При полном внутреннем объёме станции в 18400 кубических метров для полного экипажа из 80 человек и обеспечения герметизации потребовалось бы 24 тонны воздушной смеси азота и кислорода. В варианте использования гелия вместо азота потребляемый объём уменьшался до 16 тонн, а кроме того, данная смесь устранялась риск изгиба и пролома корпуса в случае разгерметизации. Потребление воздуха в течении суток оценивалось в 110 кг, причем для поглощения углекислого газа собирались использовать синие морские водоросли, размещавшихся в ёмкостях общей площадью 23 кв.м. и глубиной 3 см. Суточные запасы воды составляли 225 литров, при этом, в целях экономии, запасы влаги находились бы в замкнутом цикле с минимальными отходами." http://astrotek.ru/kosmicheskaya-stanciy "Идею Циолковского [который первым предложил станцию-бублик - A.R.] популяризировал физик Вернер фон Браун в 1950-х годах. В годы Второй Мировой он работал на нацистов, в 1945-м был вывезен американцами в США, подписал договор о сотрудничестве и проделал огромную работу по созданию опытного образца тороидной станции диаметром 80 метров, которую предполагалось использовать в космической миссии на Луну. Проект Gateway Foundation собрал космических энтузиастов, инженеров и 3D-аниматоров для возобновления работы над этим проектом [проект представлен NASA в марте 2017 - A.R.]. Уже есть 25-минутное видео, которое визуализирует идеи фон Брауна во вращающейся кольцевой космической станции von Braun Rotating Space Station". https://ecotechnica.com.ua/kosmos/3932-v https://gatewayspaceport.com Этот проект разрабатывался для станции на лунной орбите. однако ничто не мешает использовать его для колонизации астероида - это не потребует переделок. Такие дела. |
| << Previous Day |
2019/09/29 [Calendar] |
Next Day >> |