پایگاه اطلاع رسانی ایران رصد، به نقل از سایت شبکه خبری نوآوری، در حال حاضر در حال توسعه یک فرآیند جدید برای استخراج فلزات ارزشمند از ضایعات معادن است. این فلزات سپس برای ساخت مواد ترموالکتریک جدید استفاده می‌شوند.

پروژه START با هدف تولید دستگاه های ترموالکتریک برای کاربردهای بازیافت گرمای زباله از منابع معدنی ثانویه (ضایعات معادن) است.

مواد ترموالکتریک می‌توانند گرما را به برق تبدیل کنند و برای بازیافت حرارت از منابع صنعتی و خانگی استفاده شوند. همچنین این پروژه می‌تواند موجب کاهش ضایعات معادن و آلودگی محیط زیست گردد و به تولید برق پاک و پایدار کمک کند.

در حال حاضر بیشتر دستگاه‌های تجاری ترموالکتریکی از بیسموت تلورید یا تلورید سرب به عنوان مواد ترموالکتریک استفاده می‌کنند که موجب شده است فعالیت و اقتصادی بودن فرایند به در دسترس بودن و قیمت تلوریم بستگی داشته باشد و از آنجا که چین حدود ۶۰ درصد از تولید تلوریم در جهان را به خود اختصاص داده و سیاست‌های صادراتی محدودکننده‌ای که اخیراً در مورد برخی مواد خام اتخاذ کرده است، این وابستگی به مواد مبتنی بر تلوریوم به یک نقطه ضعف بزرگ تبدیل می‌شود که مانع بکارگیری گسترده فناوری ترموالکتریک وابسته به تلوریوم در اروپا می‌شود و بازفرآوری پسماندهای معدنی حاوی سولفید یکی از راهکارهای این پروژه است.

شرح کامل این فرایند را می توانید در مقاله منتشره در سایت ساینس دایرکت مطالعه کنید.

پایگاه اطلاع‌رسانی ایران رصد، به نقل از سایت phys.org، یک صفحه تخت از اتم‌ها می‌تواند به عنوان نوعی آنتن دو بعدی عمل کند که نور را جذب و انرژی آن را به نانولوله‌های کربنی هدایت کند و باعث شود آنها بدرخشند. این پیشرفت می‌تواند به توسعه دستگاه‌های کوچک منتشر کننده نور در آینده که از اثرات کوانتومی بهره‌برداری می‌کنند، کمک کند.

نحوه عملکرد

نانولوله‌های کربنی شبیه سیم‌های بسیار نازک و توخالی با قطری حدود یک نانومتر هستند. آنها می توانند به طرق مختلف نور تولید کنند. برای مثال، یک پالس لیزر می‌تواند الکترون‌های با بار منفی درون ماده را تحریک کند و «سوراخ‌هایی» با بار مثبت باقی بگذارد. این بارهای متضاد می توانند با هم جفت شوند و حالتی پرانرژی به نام اکسایتون را تشکیل دهند که ممکن است قبل از اینکه انرژی خود را به عنوان نور آزاد کند، در طول یک نانولوله نسبتاً دور حرکت کند.

در اصل، این پدیده می تواند برای ساخت دستگاه های ساطع کننده نور در مقیاس نانو بسیار کارآمد مورد بهره برداری قرار گیرد.

محدودیت‌ها

متأسفانه، سه مانع برای استفاده از لیزر برای تولید اکسیتون‌ها در نانولوله‌های کربنی وجود دارد. اولاً، یک پرتو لیزر معمولاً ۱۰۰۰ برابر گسترده‌تر از یک نانولوله است، بنابراین مقدار بسیار کمی از انرژی آن در واقع توسط مواد جذب می‌شود. دوم، امواج نور باید کاملاً با نانولوله هماهنگ شوند تا انرژی خود را به طور مؤثر ارائه کنند. در نهایت، الکترون‌های یک نانولوله کربنی تنها می توانند طول موج‌های بسیار خاصی از نور را جذب کنند.

برای غلبه بر این محدودیت‌ها، تیمی به رهبری Yuichiro Kato از آزمایشگاه فوتونیک کوانتومی نانومقیاس RIKEN به کلاس دیگری از نانومواد، معروف به مواد دو بعدی، روی آوردند. این صفحات تخت فقط چند اتم ضخامت دارند، اما می‌توانند بسیار گسترده‌تر از پرتو لیزر باشند و در تبدیل پالس‌های لیزر به اکسیتون بسیار بهتر هستند.

فرایند اجرا

محققان نانولوله های کربنی را بر روی یک ترانشه که از یک ماده عایق تراشیده شده بود رشد دادند. آنها سپس یک پوسته نازک اتمی از تنگستن دیزلنید را در بالای نانولوله ها قرار دادند. هنگامی که پالس‌های لیزر به این پوسته برخورد می‌کنند، اکسیتون‌هایی تولید می‌کنند که به درون نانولوله و در طول آن حرکت می‌کنند، قبل از اینکه نوری با طول موج بلندتر از لیزر آزاد کنند. تنها یک تریلیونم ثانیه طول کشید تا هر اکسایتون از ماده دو بعدی به نانولوله عبور کند.

با آزمایش نانولوله‌هایی با طیف وسیعی از ساختارهای مختلف که بر سطوح انرژی حیاتی در مواد تأثیر می‌گذارند، محققان اشکال نانولوله‌ای ایده‌آل را شناسایی کردند که انتقال اکسیتون‌ها از مواد دو بعدی را تسهیل می‌کنند.

بر اساس این نتیجه، آنها قصد دارند از مهندسی باند (یک مفهوم مفید در مهندسی نیمه هادی برای تحقق بخشیدن به دستگاه هایی با خواص برتر) در مقیاس ریز اتمی استفاده کنند.

کاتو می گوید:

زمانی که مهندسی باند در نیمه هادی‌های کم بعدی اعمال می شود، انتظار می رود ویژگی های فیزیکی جدید و قابلیت‌های نوآورانه ظاهر شوند.

کاتو می‌افزاید:

امیدواریم از این مفهوم برای توسعه دستگاه‌های فوتونیک و اپتوالکترونیکی که فقط چند لایه اتمی ضخامت دارند، استفاده کنیم. اگر بتوانیم آنها را تا حد نازک اتمی کوچک کنیم، انتظار داریم اثرات کوانتومی جدیدی پدیدار شوند که ممکن است برای فناوری‌های کوانتومی آینده مفید باشند.

این مقاله در مجله Nature Communications منتشر شده است.

پایگاه اطلاع رسانی ایران رصد، به نقل از سایت تک اکسپلور، محققان یک مرکز فناوری در کشور استرالیا در حال پژوهش بر روی فناوری ربات‌های آینده هستند که قادر به حرکت مستقل در جبهه‌های آتش سوزی طبیعی جنگل‌ها و ارسال اطلاعات ارزشمندی به ستادهای آتش نشانی خواهند بود.

آتش‌سوزی‌ها می‌توانند با سرعت شگفت‌انگیزی حرکت کنند. زمین، میزان پوشش گیاهی و آب و هوا همگی تأثیر زیادی بر چگونگی گسترش آتش دارند. یک قدم جلوتر ماندن کار ساده ای نیست، اما محققان آتش سوزی ما روی آن کار می کنند.

آتش نشان ها باید بدانند که آتش سوزی های بوته ها کجا هستند، تا چه اندازه و با چه سرعتی می توانند گسترش پیدا کنند و چقدر می توانند خطرناک شوند. به خصوص زمانی که بیش از یک آتش برای اولویت بندی وجود دارد.

اما دریافت اطلاعات روی زمین اغلب می تواند آتش نشانان را به طور خطرناکی به آتش سوزی های فعال نزدیک کند. پهپادها می توانند منظره ای از آسمان ارائه دهند. اما آنها با دود و باد مبارزه می کنند، برای پرواز به مجوز نیاز دارند و عمر باتری محدودی دارند.

دانشمندان در مرکز فناوری های پیشرفته کویینزلند (استرالیا) در حال کار روی ربات هایی هستند که قادر به رفتن به درون جبهه‌های آتش خواهند بود. برخی از این ربات ها روی پای خود راه می روند و برخی دیگر روی مسیرهای ریلی. این ربات ها با رسیدن به جبهه آتش می توانند اطلاعات ارزشمندی را برای ستادهای آتش نشانی ارسال کنند. این اطلاعات شامل مکان آتش سوزی، مسیر حرکت آتش و میزان وجود سوخت (برای آتش) در مسیر هستند.

این ربات ها قادر به حرکت بطور مستقل به سمت جبهه آتش و بازگشت از آن و همچنین تهیه تصاویر، موقعیت مکانی و سایر نتایج هستند. ربات ها این اطلاعات را به پلتفرم هایی بر پایه ابر (cloud-based) منتقل می‌کنند و مقامات از راه دور قادر به نظارت بر آنها هستند.

ربات‌های آینده

دانشمندان مرکز فناوری‌های پیشرفته کوئینزلند Data61 روی ربات‌هایی کار می‌کنند که می‌توانند به جبهه‌های آتش سفر کنند. برخی روی پاها حرکت می کنند و برخی دیگر در مسیر حرکت می کنند. پس از حضور در جبهه، آنها می توانند اطلاعات ارزشمندی را به ستاد آتش نشانی ارسال کنند. این شامل محل آتش سوزی، حرکت آن و میزان سوخت در مسیر آن می شود.

این فناوری هنوز در حال توسعه است. سال گذشته تیم رباتیک Data61 ما به خدمات آتش نشانی نشان داد که چگونه این روبات ها می توانند در هنگام آتش سوزی در جنگل کمک کنند. آنها به نمایندگانی از خدمات زمین و حیات وحش کوئینزلند، Firesticks Alliance، و Digital Earth استرالیا، و همچنین محققان و توسعه دهندگان دانشگاه کوئینزلند، کاتالینک و وناکا تظاهرات کردند.

ربات هایی که در خط مقدم با آتش می جنگند

این ربات ها قادر خواهند بود به طور مستقل به سمت جبهه آتش حرکت کنند. آنها می توانند تصاویر، موقعیت های جغرافیایی و نتایج دیگر را ثبت کنند. آنها آنها را به یک پلتفرم مبتنی بر ابر منتقل می کنند، که مقامات می توانند از دور نظارت کنند.

لیزرهای سنجش از راه دور روی برد نیز می توانند تراکم درخت و برگ را اندازه گیری کنند. این به پیش بینی میزان سوخت در مناطق اطراف کمک می کند.

تام لو، دانشمند ارشد تجربی، گفت ربات ها در مناطقی مستقر خواهند شد که برای آتش نشانان بسیار خطرناک است.

تام گفت: با استفاده از این پلتفرم آنلاین، می‌توانید نقشه‌ای از آنچه روبات‌های زمینی پیدا کرده‌اند را مشاهده کنید.

“اگر تعدادی از این ربات های زمینی را داشتید که در مقابل آتش جستجو می کردند، حجم عظیمی از اطلاعات را در اختیار داشتید. سپس می توانید آن را با داده های یک هواپیمای بدون سرنشین و حتی اطلاعات جمع آوری شده از رسانه های اجتماعی ترکیب کنید. “

در حالی که این فناوری هنوز در حال توسعه است، این ربات ها در عرض چند سال می توانند آتش های واقعی را مهار کنند.

تام گفت:

“انتظار ندارم امسال شاهد کارکرد اینها در آتش سوزی های فعال باشیم، اما تا پایان دهه فکر می کنم این احتمال بسیار زیاد است.”

بیست سال پیش، مردم انتظار نداشتند که از پهپادهای هوایی در آتش نشانی مانند الان استفاده شود. و احتمالاً ۱۰ سال از روبات های زمینی جلوتر هستند.

تلاش تحقیقاتی بین المللی

ناویندا کوتگه، مدیر تحقیقات سیستم های فیزیکی-سایبری، گفت ربات های زمینی می توانند جان انسان ها را نجات دهند.

ناویندا گفت:

این ربات‌های زمینی می‌توانند روش مبارزه با آتش‌سوزی‌های خطرناک را تغییر دهند.

آنها توانایی درک محل قرارگیری جبهه های آتش و بارهای سوخت در جنگل یا بوته را از طریق پلت فرم وب در زمان واقعیدارا بوده و این برای آتش نشانان ارزشمند بوده و این مهم ترین مزیت این ربات‌ها در عدم نیاز آتش نشان ها به نزدیک شدن به آتش سوزی های بسیار خطرناک است.

این تحقیق بخشی از پروژه سیلوانوس اتحادیه اروپا است. این شامل محققانی از اروپا، استرالیا، اندونزی و برزیل است. Silvanus یک تلاش بین المللی برای توسعه یک پلت فرم مدیریت مقاوم سازی جنگل در برابر خطرات طبیعی است. هدف آن پیشگیری و سرکوب آتش سوزی در صورت نیاز است.

این پلت فرم از تصمیم گیری برای کمک به مقامات برای آمادگی بهتر برای آتش سوزی پشتیبانی می کند. آن همچنین به ساده کردن واکنش در هنگام وقوع آتش سوزی کمک می نماید.

این پروژه ارتباطات بی سیم، تشخیص از راه دور و مدل سازی رفتار آتش را یکپارچه می کند. این شامل هماهنگ کردن داده ها از هواپیماهای بدون سرنشین و ربات های زمینی در یک پلت‌فرم واحد برای مقامات آتش نشانی است.

استفاده از فناوری «رباتیک و عملیات کنترل فوجی» کمک خواهد نمود تا ربات‌ها هم همکاری نمایند تا مناطق وسیعی را پوشش داده و اطلاعات را برای مرکز کنترل آتش نشانان خارج از محدوده آتش سوزی فراهم نمایند.

پایگاه اطلاع رسانی ایران رصد، به نقل از سایت techxplore، طی مقاله منتشر شده در توسط دانشگاه کورنل در نشریات IEEE، یک الگوی مسیریابی هوشمند جهت پهپادها ابداع شده است که منجر به شیوه ای نوین در هماهنگی و انجام عملیات به صورت تکی و فوجی توسط پهپادها خواهد گردید. این الگوریم طول مسیر پرواز را کوتاه تر نموده و منجر به مصرف بهینه منابع توان پهپاد خواهد گردید.

پهپادها به عنوان ابزارهای ارزشمندی برای رسیدگی به گستره وسیعی از مشکلات در جهان واقعی به اثبات رسیده‌اند. این مشکلات شامل مواردی همچون نظارت بر محیط های زیست طبیعی و طرح های کشاورزی تا ماموریت‌های جستجو و نجات و فیلمبرداری صحنه‌های فیلم‌ها از منظره بالا می شود.

چالش اصلی

تاکنون بخش زیادی از این مشکلات با استفاده از یک پهپاد در یک زمان مورد رسیدگی قرار گرفته است به جای اینکه تیمی از چندین پهپاد خودکار یا نیمه خودکار مورد استفاده قرار گیرند.

تیم‌های پهپادی در مقایسه با پهپادهای منفرد می توانند نواحی جغرافیایی گسترده‌تری را پوشش دهند، فیلم‌های بیشتری از صحنه‌های خاص بگیرند یا اینکه ماموریت‌های مورد نظر را سریع‌تر انجام بدهند. از این رو، بسیاری از دانشمندان حوزه رایانه و رباتیک در حال کار بر روی فناوری‌های جدید برای تسهیل استفاده همزمان و هماهنگی مجموعه‌ای از پهپادها بوده اند.

پژوهشگران مقاله منشر شده به تازگی شیوه ای جدید برای طراحی مسیرهایی با حداقل انرژی برای پهپادهای یک تیم معرفی کرده‌اند که به آنها اجازه می دهد بطور موثر و کارآمد، محیط هایی را به عنوان یک تیم در طول ماموریت‌هایی پوشش بدهند.

این شیوه که در نشریه IEEE Robotics معرفی شده است ، میتواند مصرف انرژی تیم‌های پهپادی را با توجه به ظرفیت باتری پهپادها در زمان طراحی مسیرهای آنها به حداقل برساند و همچنین سرعت پرواز را بهینه‌سازی کند.

هدف پژوهش

هدف اصلی این کار تحقیقی جدید ایجاد یک مدل محاسباتی جدید برای هماهنگ‌سازی اقدامات چندین پهپاد است بطوری که بتواند پوشش محیطهایی را در جریان ماموریتها با آگاهی از وضعیت مصرف انرژی ممکن بسازد. این روش جدید بر خلاف بسیاری از چهارچوب‌های معرفی شده قبلی برای طراحی تیم‌های پهپادی، سرعت بهینه پرواز را برای پهپادهای حاضر در یک تیم و محدودیت‌های باتری هر کدام از آنها را در نظر میگیرد.

در آزمایشهای انجام شده مشخص شد که این شیوه جدید مصرف انرژی پهپادها را به میزان ۴۰.۴ درصد کاهش داده است. این رویکرد جدید در آینده می‌تواند استفاده از تیم‌های پهپادی را در شرایط جهان واقعی بخصوص برای انجام وظایف مستلزم زمان‌های پروازی طولانی‌تر مانند بازرسی از زیرساخت‌ها و کشاورزی دقیق و نظارت‌های محیط زیستی ، تسهیل کند.

پایگاه اطلاع رسانی ایران رصد، براساس مقاله متشر شده در سایت ساینس دایرکت، در حالی که خودروهای برقی بیشتری وارد جاده‌ها می‌شوند، تاثیر زیست محیطی ناشی از تولید باتری‌های این خودروها نیز افزایش خواهد یافت. ین مساله یک سوال مهم ایجاد می‌کند؛ چه نوع از باتری خودروی الکتریکی در مقیاس بالا سازگاری بیشتری با محیط زیست خواهد داشت؟ در این حال، یک مطالعه منتشرشده در اول فوریه در نشریه IEEE Access حاکی از این است که پس از بررسی پنج نوع مختلف از سلول های باتری خودروی الکتریکی مشخص شد که سلول های باتری لیتیوم-سولفور بیشترین سازگاری را با محیط زیست دارند.

نتایج این بررسی‌ها همچنین نشان داده است سلول‌هایی که بر فلزات گرانبها و حیاتی متکی نیستند، برای تضمین تولید پایدار این باتری‌ها نقش اساسی دارند.

متداول‌ترین باتری خودروهای برقی در حال حاضر باتری سلول لیتیوم-یون است اما بسیاری از انواع دیگر باتری هم در حال تولید و آزمایش شدن هستند و انتظار می رود در سال های آینده وارد بازار شوند. هر کدام از این باتری‌ها نقاط ضعف و قوت خاص خود را دارند.

انواع باتری مورد استفاده در خودروها

امروزه، بیشتر خودروهای الکتریکی (EVs) به دلیل چگالی انرژی بالا، چگالی توان بالاتر و درجه توسعه نسبت به سایر فناوری‌های باتری، از باتری‌های لیتیوم یون (Li-ion) تغذیه می‌شوند.

با پیشرفت فناوری Li-ion و افزایش ناوگان خودروهای برقی، درک اثرات زیست محیطی تولید انبوه بسته‌های باتری برای خودروهای الکتریکی مهم است.

با این حال، با تراکم انرژی ۸۰ تا ۱۵۰ وات ساعت بر کیلوگرم، باتری‌های لیتیوم یون فعلی قادر به تامین انرژی خودروهای الکتریکی برای محدوده رانندگی قابل مقایسه با خودروهای معمولی نیستند. باتری‌های لیتیوم-گوگرد (Li-S) به عنوان فناوری باتری امیدوارکننده با ظرفیت نظری و چگالی انرژی بالاتر نسبت به باتری‌های لیتیوم یونی که امروزه استفاده می‌شوند، ظاهر شده‌اند.

علاوه بر این، باتری‌های Li-S به دلیل ترکیب شیمیایی در مقایسه با باتری‌های Li-ion احتمالاً مشخصات محیطی کمتری دارند. برای تأیید این بیانیه، این مطالعه یک ارزیابی چرخه عمر (LCA) سلول‌های باتری Li-S (در حال توسعه صنعتی در حال حاضر) را انجام می‌دهد که بر این اساس برای تخمین عملکرد آنها به عنوان باتری برای خودروهای برقی مقیاس‌بندی شده‌اند.

این مقایسه تأثیر هر باتری و مزایای بالقوه را از نظر مقادیر شاخص تأثیر زیست محیطی فناوری Li-S ارائه می دهد. اثرات باتری Li-S با یک باتری نیکل- کبالت- منگنز (NCM) در فاصله رانندگی مشابه مقایسه می شود.

نتایج ارزیابی 

نتایج ارزیابی اثرات زیست‌محیطی نشان می‌دهد که باتری‌های Li-S نسبت به باتری‌های NCM مطلوب‌ترین مشخصات زیست‌محیطی را نشان می‌دهند، به‌ویژه در دسته‌های کاهش منابع طبیعی که در آن باتری‌های Li-S 70 تا ۹۰ درصد مقادیر کمتری نسبت به باتری‌های Li-ion دارند. .

باتری‌هایی که در «آند» خود سیلیکون دارند مانند باتری‌های سیلیکون-پلی‌اکریلونیتریل (SiCPAN) و سلول های نانووایر سیلیکونی (SiNW) چگالی انرژی بسیار بالاتری نسب به باتری‌های سنتی لیتیوم-یون دارند که با آندهای گرافیتی ساخته می‌شوند. اما این باتری‌های سیلیون‌پایه در حال حاضر مستلزم استفاده از فلزات گرانبها مانند نقره هستند. گزینه‌ دیگری که آنها نیز مستلزم کاربرد فلزات گرانبها هستند.

باتری لیتیوم-سولفور

در نهایت، سلول های لیتیوم-سولفور در حال ظهور به عنوان یکی از گزینه‌های امیدوارکننده برای ساخت باتری‌های خودروهای الکتریکی هستند زیرا از حیث تئوریک ظرفیت و چگالی انرژی بالایی دارند بدون اینکه دربرگیرنده فلزات نادر زمین باشند. اما با وجود این مزیت‌ها، پیشرفت های فناورانه بیشتری برای تحقق پتانسیل کامل این سلول ها مورد نیاز است.

در همین حال محققان دانشگاه پلی‌تکنیک تورین ایتالیا با انجام آزمایش هایی درباره انواع مختلف باتری‌های خودرو، این سلول ها را از حیث تاثیر آنها روی ۶ معیار آنالیز کردند. این معیارها عبارت بودند از تغییرات آب و هوایی یا میزان کل گاز گلخانه‌ای منتشرشده در طول فرایند تولید؛ اسیدی‌سازی یا انتشار اکسید سولفوریک یا نیتروژن؛ غنی شدن محیط های آبی یا اوتریفیکاسیون (eutrophication) آب‌های شیرین؛ سمی‌سازی آب های شیرین (ecotoxicity) یا وارد کردن مواد سمی به منابع آبی؛ استفاده از سوخت های فسیلی در تولید و در نهایت تخلیه‌کردن ذخایر معدنی و فلزی.

نتایج این بررسی نشان داد که در مجموع باتری‌های لیتیوم-سولفور بیشترین سازگاری را با محیط زیست دارند. این باتری در مورد چهار معیار از ۶ معیار ذکرشده عملکرد بهتری نسبت به باتری‌های لیتیوم-یون دارند.

«ایزیو اسپیسا» از محققان بخش انرژی دانشگاه پلی تکنیک تورین گفت:

توصیه ما ادامه تحقیقات برای یافتن بهترین راه حل از حیث عملکرد و هزینه ضمن در نظر داشتن مزایا و تاثیرات زیست محیطی است.

پایگاه اطلاع رسانی ایران رصد، به نقل از سایت اندپندت، دولت ایالات متحده در حال طراحی یک شبکه ریلی شگفت انگیز در ماه است که می تواند به گسترش حضور بشر در سطح ماه کمک کند. این سیستم ریلی پیشنهادی که از حمایت دولت و وزارت دفاع آمریکا برخوردار است. آن قادر خواهد بود انسان ها و تجهیزات را بر روی ماه جابجا کند.

این راه آهن ماه که توسط غول هوافضای نورثروپ گرومن طراحی شده، قرار است امکان توسعه اقتصادی جدی و پایدار در ماه را فراهم آورد. نمایندگان این شرکت می گویند: «شبکه راه آهن ماه می تواند انسان ها، تجهیزات و منابع را برای فعالیت های تجاری در سطح ماه جابجا کند و به ایجاد یک اقتصاد فضایی برای ایالات متحده و شرکای بین المللی کمک کند.»

نورثروپ گرومن یکی از ۱۴ شرکتی بود که در دسامبر ۲۰۲۳ توسط آژانس پروژه های تحقیقاتی پیشرفته دفاعی ایالات متحده که به اختصار دارپا (DARPA) نامیده می شود، برای شرکت در مطالعه Luna-10 انتخاب شد که هدف آن خلق ایده های فناوری جدید برای کمک به گسترش حضور اقتصادی بشر در فضای دور است.

طرح مفهومی

این شرکت گفته است که با تعیین منابع مورد نیاز برای ساخت یک شبکه ریلی در ماه، تهیه فهرستی از هزینه ها و ریسک ها و شناسایی نمونه ها و تجزیه و تحلیل های یک سیستم ریلی عملیاتی در ماه، به این مطالعه کمک خواهد کرد. همچنین به گفته نورثروپ گرومن، طراحی مفهومی ساخت و راه اندازی این سیستم با استفاده از ربات ها، از جمله مسطح سازی و آماده سازی پایه، قرار دادن و تراز کردن ریل، اتصال و تکمیل، بازرسی، نگهداری و تعمیر را بررسی خواهد کرد.

با این حال، نورثروپ گرومن هنوز جزئیات مالی را ارائه نکرده است، اگرچه دارپا درآگوست سال گذشته یک عدد تخمینی اعلام کرد و گفت که مطالعات انتخاب شده جایزه ای دیگر دریافت خواهند کرد که از ۱,۰۰۰,۰۰۰ دلار تجاوز نمی کند».

از جمله دیگر شرکت هایی که توسط دارپا برای شرکت در مطالعه Luna-10 انتخاب شده اند، اسپیس ایکس ایلان ماسک و بلو اوریجین جف بزوس هستند. دارپا هنوز جزئیات مشارکت آنها را فاش نکرده است.

هدف

این آژانس آمریکایی در دسامبر ۲۰۲۳ اعلام کرد که هدف این مطالعه «تسریع در ایجاد چارچوبی برای استفاده صلح آمیز ایالات متحده و کشورهای دیگر از ماه است». آنها افزودند: «Luna-10 به دنبال مطالعه توسعه سریع مفاهیم فناوری برای یک سری سیستم های قابل اشتراک و مقیاس پذیر است که می توانند به طور مشترک عمل کنند.»

دکتر مایکل نایاک، مدیر برنامه دفتر فناوری راهبردی دارپا، گفت که مطالعه شبکه ریلی فوق پیشرفته بر روی ماه پتانسیل آن را دارد که «نحوه تفکر جامعه غیرنظامی در مورد فضا و ترغیب فعالیت های تجاری گسترده در ماه و اطراف آن در ۱۰ سال آینده را دگرگون کند».

پایگاه اطلاع رسانی ایران رصد، به نقل از سایت ساینس دیلی، پژوهشگران دانشگاه ملی سنگاپور نوع جدیدی از سلول‌های خورشیدی با بهره‌وری بالا، را ابداع کردند. این سلول خورشیدی از نوع سه اتصالی پروسکیت (perovskite/Si tandem) است که در بهره‌وری تبدیل انرژی به سطح ۲۷.۱ درصد در سانتی‌مترمربع رسیده است. این میزان بهره وری بهترین عملکرد در این نوع سلول ها تا کنون به شمار می رود.

این محققان به این منظور یک سلول خورشیدی پروسکیت با سیانات یکپارچه (cyanate-integrated) را به صورت دو لایه‌ای و چند اتصالی به منظور افزایش بهره وری طراحی و نمونه آزملیشگاهی آن را تولید کرده‌اند.

هر کدام از لایه‌ها از مواد فتوولتاییک مختلفی ساخته شده و در گستره متفاوتی انرژی خورشیدی را جذب می‌کند. اما فناوری‌های کنونی سلول‌های خورشیدی چنداتصالی مشکلات زیادی دارند از جمله اینکه سبب هدررفت انرژی می شود که موجب ولتاژ پایین و ناپایداری وسیله در زمان عملیات است.

«هو» استادیار دانشگاه ملی سنگاپور و مدیر تیم پروژه گفت:

مساله قابل توجه این است که، بعد از ۱۵ سال تحقیقات مداوم در حوزه سلول های خورشیدی پروسکیت پایه، این کار اولین تجربه موفق در تزریق سینات در داخل پروسکیت برای تقویت بهره‌وری پایداری ساختار تبدیل انرژی است.

برای غلبه بر این مشکلات، «هو» رهبری گروهی از دانشکده طراحی و مهندسی را برعهده گرفت تا برای اولین بار تزریق موفقیت آمیز سینات در یک سلول خورشیدی پروسکیت را به اثبات برساند.

تیم تحقیقاتی دانشگاه سنگاپور آزمایشات خود را روی «سینات» انجام داد که یک نوع «سودوهالید» (pseudohalide) است و از آن به عنوان جایگزینی برای برومید استفاده کردند.

بهره‌وری تئوریک سلول های خورشیدی تاندمی سه اتصالی پروسکیت از ۵۰ درصد بالاتر رفته که این نشان دهنده پتانسیلی برای بهبود و ارتقای بیشتر است؛ به خصوص در زمینه کاربرد در فضای نصب محدود. این محققان قصد دارند در گام بعدی این فناوری برای ماژول‌های بزرگتر بدون کاهش بهرهوری و پایداری ارتقاء دهند.

پایگاه اطلاع رسانی ایران رصد، طرح‌ باورنکردنی بزرگ‌ترین هواپیمای جهان نشان می‌دهد که این جت باری می‌تواند کلید انتقال بزرگترین اقلام در سراسر جهان باشد. ظرفیت حمل بار «ویند رانر» با طول ۱۰۸ متری (تقریباً به اندازه ورزشگاه ومبلی)، ۱۲ برابر یک بوئینگ ۷۴۷ است.

توانایی حمل بار

ویند رانر توانایی حمل توربین‌های بادی با پره‌های بسیار بزرگ و سنگین را دارد و در صورت ساخت، به بزرگترین هواپیمای جهان از نظر طول و ظرفیت بار تبدیل خواهد شد.

تیم «رادیا» مسئولیت اجرای این پروژه بلندپروازانه را برعهده دارد و دانشمند موشکی، مارک لوندستروم در این تیم فعالیت می‌کند.

لوندستروم هفت سال اخیر را صرف کار با تیم مهندسی خود کرده تا در نهایت این هواپیما را طراحی کند.

هدف کلی از ساخت این هواپیما، حل چالش‌های متعدد حمل و نقل توربین‌های بادی غول‌پیکر است.

ویند رانر ۸۰ برابر بزرگتر از بزرگترین هواپیمای نظامی روی کره زمین است.

ابعاد و سرعت هواپیما

طول این هواپیما، حدود ۳۸ متر بیشتر از طول یک بوئینگ ۷۴۷ (بزرگترین هواپیمای مسافربری در جهان) است.

با وجود طول باورنکردنی ویند رانر، ارتفاع آن ۲۴ متر و طول بال آن ۸۰ متر است.

این هواپیمای باری با سرعت ۶۳۷ کیلومتر بر ساعت، در صورت ساخت می‌تواند باری تا حداکثر وزن ۷۵ تن را حمل کند.

این هواپیما به احتمال زیاد می‌تواند یک توربین بادی بزرگ دریایی یا ۴ توربین بادی کوچکتر را حمل کند.

پشتیبانی عملیات نظامی

اما لاندستروم امیدوار است که این هواپیما روزی کاربرد‌های خود را گسترش دهد و سایر تجهیزات بزرگ را برای عملیات نظامی حمل کند یا برای کمک به صنعت نفت و گاز استفاده شود که می‌تواند درآمدی چندین میلیارد دلاری به همراه داشته باشد.

آینده

تیم رادیا انتظار دارد که تولید تجاری این هواپیما تا پایان سال ۲۰۲۷ آغاز شود.

توربین‌های بادی دریایی، یکی از بزرگ‌ترین اقلام در جهان بوده و در حال حاضر تنها با قایق‌های عظیم قابل حمل هستند.

این توربین‌ها از پلی‌استر یا اپوکسی تقویت‌شده با فایبر گلاس ساخته شده‌اند، وزن زیادی دارند و قرار دادن آن‌ها در وسایل نقلیه غیر ممکن است.

بنابر گزارشات، سنگین‌ترین توربین‌های بادی دریایی حدود ۲۶ تن وزن دارند.

اما در صورت ساخت ویند رانر، می‌توان امکان ساخت و جا به جایی توربین‌های بزرگتری را در نظر گرفت.

رادیا به دنبال استقرار توربین‌هایی بوده که می‌توانند در آینده تا اندازه ۱۰۳ متر برسند. در حال حاضر، اندازه توربین‌ها تنها ۷۰ متر است.

چنین پروژه‌هایی می‌توانند به تولید دو برابری انرژی در تأسیسات خشکی کمک کنند.

هرچه توربین بزرگتر باشد، انرژی بیشتری تولید خواهد شد.

رادیا تخمین ‌زده که ساخت چنین توربین‌هایی می‌تواند هزینه‌های انرژی را تا ۳۵ درصد کاهش داده و ثبات تولید برق را تا ۲۰ درصد افزایش دهد.

پایگاه اطلاع رسانی ایران رصد، تروی دنومی، یک سرهنگ ارتش آمریکا، در کنفرانس South by Southwest در آستین، تگزاس در سخنرانی خود یک بازه زمانی برای استفاده موثر از انسان های ارتقا یافته و ربات های انسان نما در جنگ آینده اعلام کرد. او به حضار گفت: «ما عمدتاً درباره بازه زمانی بین سال‌های ۲۰۳۰ تا ۲۰۴۰ فکر می‌کنیم.»

دنومی در پنلی با عنوان «انسان‌نماها یا انسان‌های ارتقا یافته: شتاب بخشیدن به خودکارسازی با هوش مصنوعی» در این کنفرانس سخنرانی کرد.

ارنش ربات ها

در طول سخنرانی، نگرانی‌هایی درباره خطرات استفاده ارتش از هوش مصنوعی و ربات ها مطرح شد.

دنومی گفت:

«باید مطمئن شویم که ربات برای انسان کار می‌کند، نه اینکه انسان برای ربات کار کند. این اطمینان باید قبل از خارج شدن ربات های ارتش از مرحله آزمایشی حاصل شود.»

این سرهنگ مثالی از یک آزمایش رباتیک که اخیرا صورت گرفته بود ارائه کرد. در آن آزمایش برخی از افراد گردان احساس می‌کردند ربات ها کنترل را در دست دارند.

او گفت:

«اخیراً آزمایشی روی برخی قابلیت‌های ربات ها انجام دادیم و چند هفته دیگر هم آزمایش دیگری خواهیم داشت. رهبران آن گردان کنترل هایی داشتند که با آنها ربات های مختلف را کنترل می‌کردند.»

دنومی و اعضای دیگر موافق بودند که وظایف پیش پا افتاده مانند استفاده از کنترل‌های متعدد برای یک دستگاه، باید قبل از پیشرفت ارتش در زمینه رباتیک، خودکار شوند.

او اضافه کرد:

«در مورد آنچه درباره کنترلرها توضیح دادم، می‌توان گفت که انسان‌ها برای ربات ها کار می‌کنند. پس باید این روند را برعکس کنیم.»

دنومی از ابزارهایی مانند گوشی‌های هوشمند ویژه و پهپادهای سازگار شده به عنوان نمونه‌هایی از دستاوردهای فناوری که هم اکنون ارتش آمریکا را تقویت می‌کنند، نام برد.

اواخر سال گذشته، نیروی دریایی آمریکا، سگ‌های رباتیک مجهز به راکت انداز M72 را آزمایش کرد.

اعضای این پنل خاطرنشان کردند که وزارت دفاع آمریکا خط مشی جدیدی را اتخاذ کرده تا مطمئن شود در استفاده از هوش مصنوعی و رباتیک، همیشه یک انسان در جریان قرار دارد.

ضرورت مشارکت انسان در فرایند کنترل ربات ها

دنومی بر ضرورت مشارکت انسان‌ها در این فرایند تأکید کرد و هشدار داد:

«فکر می‌کنم تا روزی که ماشین‌ها بتوانند اخلاق را درک کنند، هنوز راه درازی در پیش است.»

این سخنرانی نشان می‌دهد که ارتش آمریکا در حال آماده سازی برای استفاده گسترده از ربات ها و انسان های ارتقا یافته با فناوری پیشرفته در جنگ‌های آینده است. البته با توجه به مخاطرات بالقوه، تلاش می‌شود که انسان همچنان در کنترل این فرایند باقی بماند و اخلاق و ارزش‌های انسانی در آن لحاظ شود.

پایگاه اطلاع رسانی ایران رصد، به نقل از سایت دانشکده پزشکی هاروارد. استفاده از تصاویر شبکیه برای پیش بینی خطر بیماری های چشمی و سیستمیک روش معمول چشم پزشکی ممکن است در پزشکی پیشگیرانه و تشخیصی کمک کند.

با ترکیب تصویربرداری شبکیه، ژنتیک و کلان داده ها، پزشکان, محققان دانشکده پزشکی هاروارد دریافته اند که می توانند تخمین بزنند که یک فرد چقدر احتمال دارد به بیماری‌های چشمی  و بیماری های سیستمیک در آینده مبتلا شود.

آنها ارتباط قابل توجهی بین نازک شدن لایه های مختلف شبکیه و افزایش خطر ابتلا به بیماری های چشمی، قلبی، ریوی، متابولیک و عصبی و ژن های مرتبط با ضخامت لایه شبکیه را یافتند.

یافته های آنها در Science Translational Medicine منتشر شده است.

سیده مریم ذکاوت، کارشناس بالینی چشم پزشکی، محقق فوق دکتری در موسسه Broad، گفت:

«ما نشان دادیم که تصاویر شبکیه را می توان برای پیش بینی خطر آینده بیماری های چشمی و بیماری های سیستمیک استفاده کرد.

او گفت:

“این به طور بالقوه می تواند به پیشگیری از بیماری کمک کند. اگر از تصویر شبکیه فردی متوجه شویم که در آینده در معرض خطر بالای ابتلا به گلوکوم یا بیماری قلبی عروقی است. می توانیم آنها را برای غربالگری بعدی یا درمان پیشگیرانه ارجاع دهیم.”

شبکیه به دلیل موقعیت آن در پشت ساختارهای شفاف چشم، تجسم و تصویربرداری غیرتهاجمی از آن آسان است. تصویربرداری شبکیه در حال حاضر یک روش معمول در چشم پزشکی است. این مطالعه جدید احتمالات پزشکی پیشگیرانه و گفتگوی متقابل بین چشم پزشکی و سایر زمینه های پزشکی را آشکار می کند.

مطالعات قبلی ارتباط بین سلامت شبکیه و شرایط سلامتی مانند پیری، بیماری‌های متابولیک قلبی مانند دیابت و فشار خون بالا و بیماری‌های عصبی مانند زوال عقل، سکته مغزی و ام اس را نشان داده‌اند.

روش غیر تهاجمی پیش بینی بیماری

نازلی زبردست، نویسنده ارشد، استادیار چشم پزشکی HMS و مدیر تصویربرداری گلوکوم در Mass Eye و می‌گوید:

واقعاً هیجان انگیز است که بتوانیم ببینیم این تصاویر، که بدون نیاز به انجام هر نوع روش تهاجمی به دست می‌آیند. با بسیاری از شرایط سیستمیک، هم در سطح ژنتیکی و هم در سطح اپیدمیولوژیک مرتبط هستند.

برای شناسایی ارتباط بین سلامت شبکیه و خطر بیماری، و برای شناسایی ژن‌های مرتبط با سلامت شبکیه، محققان داده‌های ۴۴۸۲۳ شرکت‌کننده در Biobank بریتانیا را که در سال ۲۰۱۰ تحت تصویربرداری توموگرافی انسجام نوری (OCT) از شبکیه، ژنوتیپ و اندازه‌گیری‌های پایه سلامت قرار گرفتند، تجزیه و تحلیل کردند. و سپس برای توسعه بیماری به طور متوسط طی ۱۰ سال پیگیری شدند.

برخلاف مطالعات قبلی که ژن‌های مرتبط با سلامت کلی شبکیه را جستجو می‌کردند، این مطالعه عمیق‌تر به نقش لایه‌های سلولی مختلف که شبکیه را می‌سازند، پرداخت.

ساختار لایه‌ای

زبردست، که همچنین یکی از دانشمندان مرتبط در موسسه برود است، می‌گوید:

هر لایه شبکیه از انواع مختلفی از سلول‌ها با ساختارها و عملکردهای متنوع تشکیل شده است. ما نشان می‌دهیم که ضخامت این لایه‌های مختلف با شرایط متفاوتی مرتبط است.

محققان می گویند این مطالعه همچنین بینشی در مورد ژن ها و مسیرهای بیولوژیکی تعیین کننده سلامت شبکیه ارائه می دهد. آن می تواند برای توسعه درمان های آینده مورد استفاده قرار گیرد. در مجموع، این تیم ۲۵۹ جایگاه ژنتیکی مرتبط با ضخامت شبکیه را شناسایی کردند.

یکی از دیدگاه‌های این کار این یافته است که چندین بیماری سیستمیک از جمله عملکرد ضعیف قلب، متابولیک، ریه و کلیه با نازک شدن بخش گیرنده نوری شبکیه مرتبط است. اگرچه تحقیقات بیشتری برای تأیید علیت مورد نیاز است. مطالعات آینده همچنین باید به دنبال تکرار روش‌های مطالعه در جمعیت‌های متنوع‌تر و گروه‌های سنی مختلف باشد. زیرا شرکت‌کنندگان در Biobank بریتانیا عمدتاً سفیدپوست بودند و ۴۰ تا ۷۰ سال سن داشتند.

امکان گسترش روش

تصویربرداری OCT شبکیه در حال حاضر یک روش بالینی استاندارد در چشم پزشکی در Mass Eye and Ear و جاهای دیگر است. اما نویسندگان می‌گویند که نتایج آنها نشان می‌دهد که استفاده از آن می‌تواند گسترش یابد.

کار بیشتر بر روی ارتباط بین سلامت چشمی و متابولیک قلب، درک کاربرد بالینی آن را امکان پذیر می کند. محققان در حال گسترش این خط از تحقیقات به همراه پرادیپ ناتاراجان، دانشیار پزشکی HMS، مدیر قلب و عروق پیشگیرانه در Mass General هستند. یک عضو وابسته در ابتکار بیماری های قلبی عروقی در موسسه براد.

زیبادست گفت:

بیماران برای سلامت چشم خود به ما مراجعه می‌کنند. ما اگر بتوانیم بیشتر از سلامت چشم، به آنها بگوییم چه می‌شود. اگر با استفاده از تصاویر شبکیه به او بگوییم، به نظر می رسد که شما در معرض خطر بالای ابتلا به فشار خون هستید. بنابراین شاید بهتر باشد شما غربالگری یا به پزشک مراقبت های اولیه خود مراجعه نمایید.

نویسندگان یک رابط کاربری آنلاین برای تمام یافته های خود در پورتال دانش چشمی توسعه داده اند. آن محققان را قادر می سازد تا ارتباط بین ضخامت لایه شبکیه، بیماری و ژنتیک را بررسی کنند.