Помоги проекту - поделись книгой:
Порох вместо пресса. «Вообще-то взрывные технологии в нашей стране применяются начиная с 50—60-х годов прошлого века, – начал рассказ Дмитрий Борисович. – Но это вовсе не значит, что все секреты подобной технологии разгаданы. Производство подкидывает технологам все новые задачки, которые они и стараются решить всеми доступными им методами».
Началась же, по словам Крюкова, все с того, что в авиации и космонавтике наряду с алюминием стали применять титановые сплавы и иные жаропрочные материалы. И тут же посыпались жалобы с заводов: вследствие низкой теплопроводности и пластичности заготовки из этих материалов при штамповке очень часто трескаются и рвутся. Идет сплошной брак, причем горю не помогает и нагрев заготовок до высокой температуры.
Вот тогда-то ленинградские ученые и инженеры всемирно известного Кировского завода и разработали оригинальные методы взрывной штамповки. Технология процесса стала выглядеть так. Железобетонный блок состоит из двух частей: нижняя – матрица, имеющая полость по форме детали, верхняя – крышка с вмонтированным в нее патронником. Патронник заряжается обычным охотничьим порохом, между крышкой и матрицей устанавливаются специальная смягчающая прокладка и металлический лист заготовки. Выстрел и в считаные доли секунды высокое давление пороховых газов вгоняет заготовку в матрицу.
Причем чем заготовка толще, чем проще ее оказалось штамповать. Мгновенно нарастающие давление меняются сами свойства металла. Хрупкие, плохо деформируемые материалы начинают течь, словно жидкость.
Ну а на случай, если вдруг какая заготовка закапризничает, весь блок с матрицей помещают в глубокий бассейн. Вода не только усиливает ударную волну, но как бы смягчает ее. А заодно и глушит грохот взрыва.
Поначалу, конечно, производственники с некоторой опаской отнеслись к такому нововведению: все-таки заводской цех – не полигон для стрельбы и взрывов. Однако многочисленные эксперименты, строго выверенные формулы и методики расчетов количества взрывчатого вещества, применяемого в том или ином случае, строгое соблюдение техники безопасности привело к тому, что на некоторых производствах ныне можно видеть нечто вроде цирковых фокусов.
Представьте себе цилиндрический сосуд с толстыми стенками, наполненный водой. На дне сосуда – слой песка в несколько сантиметров. На песок укладывают профилированную матрицу, на нее – заготовку. К контейнеру подходит человек и стреляет в воду из обыкновенного пистолета или даже дробовика. Легкий всплеск жидкости, и вот уже из контейнера достают готовую деталь.
А весь «фокус» в том, что пуля или дробь, врезаясь в воду, заставляет жидкость динамически сжиматься, создавая ударную волну. Она нажимает на заготовку, заставляя ее деформироваться. Причем позади пули образуются пузыри, каверны, которые схлопываясь, опять-таки порождают серию гидравлических ударов, «дожимающих» деталь. И все это опять-таки в считаные доли секунды.Демонстрация детонации. «Всем, казалось бы, хороша взрывная штамповка, но есть и у нее своя “ахиллесова пята”, – продолжал рассказ Крюков. – Согласно “Единым правилам безопасности при взрывных работах” при ее использовании сразу же возникает необходимость в специально обученных людях, отдельных складских помещениях, особых транспортных средствах… Со взрывчаткой, с порохом не шутят!»
А нельзя ли чем-то заменить взрывчатые вещества? Думали, технологи думали и решили вместо пороха взрывать газовые смеси – например, бутан, пропан, ацетилен, природный газ в смеси с кислородом или воздухом.
Эти газы дешевы, доступны, куда привычные для производственников, часто использующих их для нагрева заготовок, при производстве сварочных работы и т. д. Да и по калорийности они намного превосходят многие виды взрывчатки. Скажем, при сгорании килограмма дымного пороха выделяется всего 720 килокалорий, килограмм тротила – 1010, а килограмм, например, водородно-кислородной смеси дает уже 3800 килокалорий.
Все, казалось бы, хорошо. Однако уже первые опыты с «газовой взрывчаткой» обескуражили специалистов. Оказалось, что при взрыве газа давление во взрывной камере нарастает не скачком, как при пороховом заряде, а слишком плавно. В итоге заготовка «недодавливалась», получался брак. Что делать?
Пришлось технологам обратиться за помощью к ученым. Специалисты Института химической физики РАН проанализировали ситуацию и пришли к выводу: надо взрыв заменить детонацией.
Для человека несведущего кажется, что всякий взрыв обязательно сопровождается детонацией – образованием мощной ударной волны, мчащейся со скоростью 3–3,5 км/с. Однако если воспламенить газовую смесь электрической искрой, как это обычно делается в двигателе внутреннего сгорания, то детонации, как правило, не возникает. Иначе двигатель попросту шел бы вразнос.
Однако то, что хорошо для двигателистов, плохо для производственников. И в данном случае вместо электрической искры для возбуждения детонации требуется что-то более энергичное: детонационный запал или, на худой конец, быстро летящая пуля…
В общем, на колу мочало – начинай сначала. От чего пытались отказаться, к тому и пришли?.. Ан нет, сотрудники Института химфизики все-таки нашли способ «предварительного получения детонационной волы в трубке малого сечения с последующим выпуском ее в объем любой формы».
Так он описан в официальном документе. Практически же все делается так. К корпусу конической сужающейся кверху взрывной камеры приваривают тонкую трубку длиной около 10 ее диаметров. Внутрь трубки вставляют проволочную спираль для лучшего завихрения смеси, а сверху подсоединяют манометр, меряющий давление исходной смеси во взрывной камере. Рядом монтируют обычную свечу зажигания. Добавляют к этому пару баллонов высокого давления с редукторами кранами и трубками для подвода газов во взрывную камеру. Вот, собственно, и весь детонационный газовый пресс.
Закрепив заготовку на матрице с помощью специального кольца, рабочий открывает краны и подает во взрывную камеру горючую смесь под давлением до 8 атмосфер. Затем краны перекрывают, нажимают кнопку зажигания, и электрическая искра воспламеняет смесь в верхнем конце трубки. Двигаясь по внутреннему каналу, пламя разгоняется все быстрее и турбулизуется, то есть завихряется. И когда вихрь врывается в пространство основной камеры, происходит детонация взрывной волны.
При этом развивается давление до 400 атмосфер. Этого вполне достаточно для штамповки даже толстых заготовок. А если вдруг потребуется особая равномерность силы удара, на заготовку наливают слой воды толщиной примерно в 5 см, а иногда даже всю взрывную камеру помешают под воду.
Кстати, наличие подводной камеры сгорания опять-таки позволяет приглушить шум детонационного процесса. А кроме того, в принципе, позволяет и вообще обойтись даже без горючего газа. Его можно получать прямо на месте. Ведь вода, как всем известно, состоит из водорода и кислорода. А значит, если в воду наряду с матрицей и заготовкой мы еще опустим и устройство для электрического разложения водорода, то гремучий газ – смесь водорода с кислородом – получим, не отходя от установки. Отмерить же его необходимое количество можно очень просто – по электрическому счетчику. Количество потребляемой энергии и получаемого газа при электролизе строго пропорционально.
И как только газа накопится достаточное количество, можно производить его подрыв.
При экспериментах, кстати, выяснилось, что скорость детонации гремучего газа достигает 12 км/с, что соответствует второй космической скорости! В итоге вода реагирует на взрыв как твердое тело. Она даже не расплескивается и равномерно передает давление на заготовку. В итоге деталь получается настолько гладкой и чистой, что даже не требует дальнейшей обработки.
Удобно и то, что после взрыва не остается никаких газов или нагара – ведь продуктом взрыва гремучего газа является опять-таки вода.Электричество из… бомбы?!
Проект геолога. Лет двадцать пять тому назад в журнале «Техника – молодежи» была опубликована любопытная заметка, в которой кандидат геолого-минералогических наук Джума Хамраев из Ташкента рассматривал проект ядерно-взрывной электростанции.
«Представьте себе огромные шары, вложенные один в другой, – писал автор. – Они замурованы в гигантском бетонном блоке, зарытом в землю. В центральном шаре-камере взрывается ядерный заряд. Возникающие излучения, налагаясь на пластины теплоаккумулятора, преобразуются в тепло. Оно через расположенный в среднем шаре газовый теплорегулятор нагревает воду, налитую в крайний шар – рабочую камеру, и пар выводится на поверхность – к парогенераторам…»
Описывая конструктивные особенности, автор не забыл и о мерах безопасности. Чтобы сила ядерного взрыва не разорвала бетон, во внутренней камере должен поддерживаться высокий вакуум. А кроме того, сама поверхность выполнена в виде клиньев, что многократно увеличит теплопередачу, а стало быть, не даст материалу перегреваться… Проект был опубликован, обсужден и благополучно… забыт. Отчасти потому, что, как всегда, не хватило денег на доведение проекта до стадии «железа». К тому же «мирные взрывы», проходившиеся с целью интенсификации нефтегазовых месторождений и строительства подземных хранилищ, показали, что хлопот с ними не оберешься из-за радиоактивного загрязнения. Ну а Чернобыль окончательно расставил точки над «i», показав, насколько опасно шутить с ядерным «джинном».
Что думают американцы? Тем не менее от идеи ядерной взрывной электростанции не отказались окончательно. За прошедшие годы она оказалась в значительной степени модернизированной. Вот что пишет по этому поводу американский журнал «Текнолоджи ревью»:
«Небольшие подземные ядерные взрывы могли бы снабжать мир электроэнергией в течение нескольких столетий. В отличие от других способов осуществления термоядерного синтеза этот метод уже сейчас осуществим и доступен».
Наиболее практичный и экономичный путь получения термоядерной энергии видится таким. В подземных камерах производятся небольшие взрывы, а высвобождаемая при этом энергия поглощается теплоаккумуляторами. В их роли могут выступать соли, плавящиеся под действием термоядерного тепла. Далее через теплообменник тепло будет передаваться воде, и, преобразованная в пар, она будет крутить турбины парогенераторов.
Удалять отходы и неиспользованное топливо из рабочей камеры будут те же соли. Их переправят на находящийся тут же, под землей, завод по переработке. А те отходы, использовать которые уже невозможно, превращены в стеклообразную твердую массу и похоронены глубоко под землей.
«Подобная идея, конечно, кажется опасной, – пишет журнал. – Однако электростанции, основанные на процессах мирных термоядерных взрывов (МТВ), будут в действительности все же безопаснее, чем нынешние АЭС, сравнимые с электростанциями, базирующимися на синтезе с магнитным и инерционным удержанием плазмы…»
Так это или нет, должны подтвердить более детальные расчеты и компьютерное моделирование. Однако уже сегодня можно увидеть одну из положительных сторон нового проекта.
С помощью МТБ станет возможным постепенно избавиться от излишков ядерного оружия, которого накоплено столько, многие эксперты задумываются: как его уничтожить с минимальным уроном для окружающей среды?
Жаль только, что в «Текнолоджи ревью» нет и намека на то, что у авторов идеи МТБ были предшественники. Возможно, конечно, они не читают наших научно-популярных журналов. Или в очередной раз повторяется старая история: идеи наших соотечественников всплывают через некоторой время за рубежом, принося изрядные дивиденды. Только, увы, не нам…Начнем с простого. И все же наши энтузиасты продолжают свои разработки. Так недавно мне довелось познакомиться с еще одним проектом использования энергии взрывчатки в мирных целей. Ее авторы – московские исследователи А. Яковенко, Э. Шабалин и С. Хилов придумали вот что.
«Борясь за чистоту атмосферы, технический мир ищет и находит множество типов альтернативной энергетики, – начал свой рассказ руководитель разработки инженер-гидротехник Александр Леонидович Яковенко. – Один из видов – это гидроэлектростанции всех типов, как по конструкции, так и по условиям эксплуатации»…
Причем ныне имеет смысл обратить особое внимание на малую гидроэнергетику, так как в России охвачено центральным электроснабжением только 40–45 % территории, а энергетический потенциал малых рек России в несколько раз выше, чем всех крупных ГЭС, вместе взятых. Но любая ГЭС не может работать без воды и ее напора; чем выше напор и больше расход воды, тем мощнее гидростанция.
Значит, ГЭС строятся только на реках, а чтобы создать напор, надо возводить плотину. А нельзя ли построить ГЭС, не привязывая ее к потоку реки? Оказывается, можно, и вариантов достаточно много, нужно только найти наиболее технологичный и дешевый вариант для данного конкретного случая.
«Несколько вариантов микро– и мини-ГЭС, с замкнутым циклом потока воды, мы и решили вынести на суд специалистов», – продолжал Яковенко. И далее изложил следующие подробности. Разработанные исследователями схемы позволяют в принципе создавать ГЭС даже в заброшенных шахтах, в карьерах и разработках, в отслуживших свой срок зданиях ТЭЦ и АЭС…
Главная часть новой ГЭС – цилиндрический или торообразный корпус с поддоном в нижней части. С ним соединяется водоводом накопительную емкость. Внутри корпуса помещена турбина. Она представляет собой барабан, имеющий вертикальную ось вращения. По наружной поверхности барабана закреплены лопасти, которые принимают импульсный поток и приводят барабан во вращение.
Главное в этой системе – обеспечить подъем воды в накопительную емкость, или, говоря проще, в водонапорную башню. Если просто накачивать воду насосами из реки или иного ближайшего водоема, овчинка может получиться не стоящей выделки – насосы наверняка потребуют больше энергии, чем сможет выработать наша мини-ГЭС.
И тогда в поисках источника «даровой» энергии изобретатели обратили свое внимание на… боеприпасы. Дело в том, что на военных складах ныне скопилось огромное количество снарядов, мин и бомб, хранящихся еще со времен Второй мировой войны. А любая взрывчатка тоже имеет свой гарантийный срок. И после его истечения возможны несанционированные взрывы, которые последнее время случаются на военных складах нашей страны то там, тот тут.
Военные вынуждены вывозить просроченные боеприпасы на полигоны и взрывать их там. Но по-хозяйски ли это? Вот наши изобретатели и предлагают, например, такой вариант. Вода из речки или пруда самотеком заполняет некую емкость, в центре которой периодически размещают тот или иной боеприпас, а потом подрывают его. Возникает ударная волна, избыточное давление которой загоняет воду по специальному водоводу в емкость водонапорной башни, расположенную на некоторой высоте.
А уже оттуда вода, по другому водоводу, падает с высоты на лопасти турбины, вращая ее. А в нижний водоем тем временем натекает новая порция воды, следует новый взрыв, и весь процесс повторяется опять и опять.
По расчетам конструкторов, стоимость 1 кВт электроэнергии будет эквивалентна взрыву 30–50 г тротила.
Накопив таким образом необходимый опыт, можно затем будет подумать и о взрывных электростанциях, которые будут использовать все более и более мощные заряды, включая и ядерные…Бомба против пожара
«Обычно пожары с воздуха ликвидируют с помощью авиационных сливных систем, – рассказал ведущий инженер-конструктор ГНПП “Базальт” Николай Владимирович Середа. – Говоря проще, в специальные танки самолета Бе-200 или Ил-76 заливают воду или иную огнегасящую жидкость. Пролетая над очагом пожара, экипаж самолета сбрасывает ее, сбивая огонь»…
Так предполагается в теории. На практике же обычно с одного захода редко удается сбить пламя. Во-первых, потому, что не так просто точно попасть в назначенное место – ветер может снести водяное облако в сторону. Во-вторых, сама вода рассеивается в воздухе, превращаясь в капли своеобразного тумана, гасящей способности которого недостаточно, чтобы сбить сильное пламя.
В общем, как показывает практика, КПД подобных систем редко когда превышает 5 %. Иное дело, если мы используем авиационные бомбовые средства пожаротушения. В основе их использования лежат стандартные авиационные 500-килограммовые бомбовые кассеты. Только начиняют их, наряду со взрывчаткой, еще и пламягасящими составами.
«Сама операция по тушению пожара теперь во многом напоминает обычное бомбометание, – продолжал свой рассказ Н.В. Середа. – Бомбардировщик заходит на цель и прицельно сбрасывает бомбы. Вероятность попадания тут куда выше, чем при “бомбардировке” просто водой. И погодные условия куда меньше влияют, и военные пилоты, как правило, имеют для такой работы большие навыки».
В общем, как показали испытания на полигоне, при новой методике вероятность накрытия очага пожара уже при первой атаке возрастает до 90 %. А стоимость такой операции с учетом затрат горючего, повторных заходов для набора воды и ее сбрасывания удешевляется в 6–8 раз.
Еще одно преимущество новой методики – бомбами удается сбить пламя даже с горящей нефти или газа. Потому как образующая при взрыве ударная волна начисто «отрезает» пламя, лишает его кислорода.Робот-стеноход
И тут вперед выдвинулся некий смельчак. Окутанный отражающей инфракрасное излучение серебристой тканью, он размеренной походкой приблизился вплотную к баку и начал подниматься… прямо по его гладкой отвесной стене. Пожарные замерли: «А ну как сорвется?»
Но отважный незнакомец поднимался все выше. Наконец, он достиг расчетной отметки и двинулся вбок, оставляя за собой едва заметную снизу полоску. «Люк для подачи пены режет», – догадался кто-то. Телемонитор подтвердил: ловко орудуя сразу двумя резаками, смельчак успешно завершал начатое.
«Готовь ствол! – прозвучала команда. – Давай пену…»
Через несколько минут с пожаром было покончено.
Вы, конечно, догадались, что наш незнакомец – вовсе не Супермен или Бэтмен из одноименных кинобоевиков, а просто-напросто… робот.
А с примерной схемой действий кибернетического пожарного познакомил меня профессор В.Г. Градецкий. Создали прототип робота сотрудники его лаборатории совместно со специалистами Всероссийского научно-исследовательского института противопожарной обороны.
«Правда, в настоящем деле он еще не бывал, – пояснил Валерий Григорьевич, – но первые испытания подтвердили эффективность его применения».
Небольшое отступление. Пожары в нефтехранилищах, или, как говорят специалисты, в резервуарных парках, довольно частое явление. Так, в США за XX век случалось до 20 пожаров в год. Сходные «показатели» и у нас. Причем ущерб всякий раз огромен – от 1 до 10 млн долларов. Нередки и человеческие жертвы.
В конце концов, пожарным удается обуздать стихию. Но какой ценой? Когда 8 апреля 1985 года на Московском нефтеперерабатывающем заводе загорелся бензин в резервуаре с плавающей крышей РВС-10 000, для борьбы с огнем задействовали 117 пожарных автомобилей, которые израсходовали в общей сложности около 300 т пенообразователя. Тушение пожара осложнили перекос плавающей крыши, а также образование недоступных для пены «карманов», сильный порывистый ветер. В этих условиях современные автоматические установки малоэффективны.
Подобные случаи побудили специалистов искать новые приемы и средства борьбы с огнем. Вот один из них. В металлической стенке резервуара, чуть выше уровня горючего, прорезается окно, через которое внутрь закачивают пену. Но делать отверстие вручную, да еще с помощью газовых резаков… Где гарантия, что дополнительным источником возгорания не послужит сам резак? И что тогда станется с рискнувшим его применить человеком? Да и сможет ли он в принципе выполнить это при адской жаре, в удушающем дыму, а то и пламени?
«Вот мы вместе с пожарными и решили: такая работа – по плечу лишь мобильному роботу», – подытожил Градецкий.
Проблем оказалось немало. Первая и, пожалуй, главная: каким образом робот сможет взобраться по отвесной гладкой стене резервуара?
Пришлось обратиться к опыту «братьев наших меньших». Пауки, мухи и другие насекомые запросто бегают не только по стенам, но и по потолку. Как им удается?
Точного ответа нет до сих пор. Одни исследователи полагают, что все дело в особом клейком составе на лапках. Другие – что подобное хождение обеспечивают электрореологические жидкости, то есть соединения, способные «схватываться» под действием электромагнитного поля.
В Институте проблем механики не стали дожидаться, пока биологи закончат свои споры. Выбор остановили на присосках, какими обладают, скажем, геконы. Но робот куда массивней ящерицы. Пришлось присоски несколько модернизировать.
«Чтобы создать требуемое разрежение, можно, конечно, использовать вакуумный насос, – пояснил Градецкий. – Но отечественная промышленность не выпускает достаточно компактных и мощных устройств. Пришлось идти в обход»…
Помните, как действует пульверизатор? Поток воздуха из одной трубки, проходя над срезом другой, перпендикулярной первой, создает разрежение, благодаря которому засасывается и разбрызгивается жидкость, в которую эта вторая трубка погружена. Аналогичным образом – с помощью насоса, прокачивающего воздух, – создается разрежение под каждой из присосок транспортного робота.
Всего же их шестнадцать, и разделены они на группы. Восемь расположены непосредственно на днище модуля. Еще по две распределены по четырем «лапам». Прильнув к отвесной стене, робот может одновременно оторвать от нее все «лапы» – оставшиеся присоски надежно удержат его на вертикальной поверхности. А переставляя по очереди «лапы», включая и отключая присоски, модуль способен перемещаться, повинуясь командам оператора или заложенной программе.
Достигнув запланированной высоты, робот пускает в ход одну или две газовые горелки, которыми оснащены его «руки» (или, если угодно, передние «лапы»), и вырезает в стене резервуара отверстие, в которое затем закачивают пену. Намного ускорит резку использование плазменных или лазерных резаков. При особой необходимости можно прибегнуть к кумулятивному взрыву, который продырявит емкость в считаные доли секунды. Рассматривают специалисты и возможность резки струей воды под высоким давлением. Водяной резак намного безопаснее обычного – особенно при работе с легковоспламеняющимися жидкостями. Беда в том, что в стране нет насосов достаточной для того мощности: потребуется давление до 100 МПа.
А главное – нет средств для ускорения разработок. Сумм, которые выделяет Госкомитет по науке, хватает лишь на то, чтобы удержать сотрудников в лаборатории, не закрыть тему.
Похоже, денежные препятствия – покруче отвесных стен…Робот-«муха»
«В современном мегаполисе все чаще возникают задачи, которые не могут решить ни пожарные, ни спасатели на вертолетах, – рассказал изобретатель. – Например, тушить пожар выше 12-го этажа – проблема. А небоскребов становится все больше. Моя “муха” сможет доставлять на большие высоты спасательные комплекты, автоматические средства пожаротушения всего за несколько минут».
Свое детище, которое пока существует лишь в макете, Денис Свистулин назвал «ДЛАНЬ» (Дистанционно пилотируемый Летательный Аппарат – НосителЬ), или попросту «муха».
«По внешнему виду аппарат пока действительно напоминает гигантскую муху, – говорит изобретатель. – Но в окончательном виде аппарат может иметь и другой облик – главное не внешний вид, а его конструктивные особенности и возможности».
Изобретатель не просто скрестил беспилотный летательный аппарат и робота-стенохода (такие конструкции уже существуют), но и научил его садиться на любые наклонные поверхности, будь то бетон, кирпичная стена или штукатурка. Для этого на «лапках» у «мухи» есть специальные вакуумные присоски.
А вот совершать продолжительные горизонтальные полеты такой аппарат не сможет. Но это, по мнению разработчика, и не нужно – к месту работы робота будет доставлять наземный автотранспорт. Затем летающий робот взлетит вертикально вверх, достигнет нужной точки, выполнит задачу и так же быстро вернется.
Над проектом изобретатель работает более 7 лет. В создании высокотехнологичной «мухи» ему помогли специалисты СПбГПУ, Университета авиационного приборостроения и коллеги из других учебных заведений. Размах крыльев в макете – почти метр, но у реальной «мухи» крылья будут в 3 раза больше.
Аппарат был бы давно готов в «железе». Но для создания опытного образца требуется около 5 млн долларов, а такой суммой ни сам изобретатель, ни учебное заведение, где он работает, не обладают.
«В США выделяют по 3 млрд долларов ежегодно на разработку беспилотных аппаратов разного назначения, проводятся различные инновационные программы, – говорит Денис. – Мы надеемся на российские гранты, подаем документы на участие в программах Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере. Ведь ныне создание беспилотных летательных объектов – приоритетная тема для нашей страны».Во глубине веков и пирамид
Преодолеть «проклятие фаранов». Эта история началась еще 13 февраля 1923 года, когда спонсор экспедиции, английский лорд Карнарвон, доктор Картер и еще 15 человек шагнули в погребальную камеру фараона Тутанхамона, несмотря на предупреждение, начертанное на обнаруженной глиняной табличке: «Вилы смерти пронзят того, кто нарушит покой фараона».
И предупреждение не замедлило сбыться. Участники экспедиции один за другим стали погибать от загадочной болезни. Причем, кроме тех, кто непосредственно побывал в самой камеры, умерли еще и те, кто так или иначе имел дело с мумией фараона.
Медики уже много позднее пришли к выводу, что виной всему так называемая «пещерная болезнь», возбудителями которой являются микроскопические грибки, которых предостаточно в склепах фараонов.
С той поры погребальные камеры стали вскрывать со всевозможными предосторожностями, отправляя вперед, на разведку, специально сконструированных роботов. Кроме всего прочего, такой аппарат может проникнуть и в те ходы, куда человеку никак не пролезть.
Впервые робота отправили в один из недоступных человеку туннелей пирамиды Хеопса в 1990 году. Изготовленный германским конструктором Рудольфом Гантеноринком робот проник в «кроличий лаз» и обнаружил в его конце известняковую плиту-дверь, укрепленную металлическими стержнями! Поскольку до наружной стены пирамиды оставалось 15 метров, возникло предположение, что за дверью скрывается погребальная камера, предназначенная для существ, которые могут воспользоваться лазом 22×23 см!
Это открытие взволновало научное сообщество, поскольку ранее никто из археологов не находил в пирамидах каких-либо металлических деталей. Тут же начались споры: одни посчитали стержни ручками дверцы, другие – ключами к ней, а третьи и вовсе уверовали, что они суть не что иное, как части энергетической системы, созданной карликами-инопланетянами. А сама пирамида не что иное, как своеобразная энергостанция, созданная представителями неизвестной нам цивилизации.Пошли на приступ. Все это весьма подогрело интерес исследователей и общественности. В итоге в 2002 году была предпринята новая попытка штурма закоулков пирамиды Хеопса.
Впрочем, телешоу во многом разочаровало зрителей. Нет, главный герой исправно исполнил свою роль. В ночь с 17 на 18 сентября 2002 года миниатюрный робот «Pyramid Rover» («Исследователь гробниц»), сконструированный инженерами из Бостона и стоивший 250 тыс. долларов, проник в узкий лаз, преодолел 65-метровую вентиляционную шахту камеры царицы, приблизился к каменной двери толщиной в 7,6 см и принялся сверлить преграду.
Зрители затаили дыхание: что-то за ней откроется?! Но когда в просверленное отверстие проник световод с телеглазом, раздался дружный вздох разочарования. Телекамера показала еще один узкий коридор, который заканчивался опять-таки каменной плитой.
Ученые несколько месяцев анализировали полученные снимки, а затем приступили к конструированию нового робота. В феврале 2004 года «Pyramid Rover-2» был закончен. По сути, это был модифицированный прототип, на котором взамен сверлильного агрегата установили ружейный ствол двенадцатого калибра и дистанционный спусковой механизм.
15 апреля 2004 года «Pyramid Rover-2» двинулся по Южной шахте. Остановившись на расстоянии 2 м от заслонки, он произвел в нее выстрел мешочком с мелкими свинцовыми опилками. Преграда была разрушена. Сутки понадобились ученым, чтобы извлечь обломки известняковой плиты с помощью того же «Pyramid Rover-2». Новая универсальная конструкция имела съемный манипулятор, легко устанавливаемый взамен ружейного ствола. 17 апреля снабженный сверлильным агрегатом «Pyramid Rover-2» достиг второй перегородки. «Будет ли за ней третья? – этот вопрос беспокоил исследователей. – Неужели и на сей раз усилия окажутся тщетны?» Однако ученых ждал успех. Вторая дверь оказалась последней. Когда в просверленное отверстие «Pyramid Rover-2» внедрил оптиковолоконный световод, собравшиеся у монитора испустили вздох изумления. За маленькой дверью действительно находилась погребальная камера.
За загадкою – загадка… За второй дверью «Pyramid Rover-2» обнаружил обширную полость примерно 5×4,5 метра. Взорам потрясенных ученых предстал каменный саркофаг около 120 см в длину. Не такой богатый, как саркофаг Тутанхамона, он представлял собой ящик из серого гранита с крышкой, вытесанной в виде лежащего человека.
Можно было предположить, что в каменном гробу находится внутренний деревянный саркофаг, а в нем – мумия крошечного человечка, соплеменники которого могли обставить погребальную камеру, пользуясь «кроличьим лазом» 22×23 см.
Снабженный цифровой камерой робот заснял погребальную камеру, после чего манипулятором накинул на саркофаг нейлоновый трос. Ученые извлекли робота и осторожно потащили добычу ко входу в шахту.
Саркофаг удачно развернулся торцом в проход и… застрял! Он оказался чуть больше сечения шахты. Очевидно, в погребальную камеру саркофаг и крышку доставили по отдельности, а уже потом втащили мумию во внутреннем деревянном гробу.
Были приложены неимоверные усилия, чтобы отодвинуть роботом саркофаг от входа, но тщетно. Груз оказался слишком тяжел. Работы были приостановлены.
Они возобновились в мае 2011 года. Теперь в поход отправилось творение инженера Роба Ричардсона из Университета Лидса и его коллег. Первые пробные вылазки робота «Джеди», названного так в честь прорицателя, с которым советовался фараон Хеопс во время постройки места своего вечного упокоения, были проведены в июле и декабре 2009 года.
И ныне исследователи предприняли еще один решительный штурм. «Джеди» оборудовали видеокамерой с эндоскопом, миниатюрным ультразвуковым устройством, которое определяло толщину и состояние каменных стен туннеля, роботом-жуком, который мог бы протиснуться в отверстие диаметром 20 мм (появись такая необходимость), высокоточным компасом и уклонометром, а также сверлом, способным пробурить вторую «дверцу».
Джеди пробрался по туннелю, осматриваясь при помощи видеокамеры. Робот, в частности, взглянул на заднюю часть первого каменного блока. Оказалось, что она тщательно отшлифована, а значит, вряд ли имеет лишь функциональное предназначение. Кроме того, выяснилось, что металлические стержни загнуты в виде петель, что отметает версию об электрической схеме и роли пирамиды как энергостанции.
На полу за первой дверцей «Джеди» увидел красные надписи. Археологи полагают, что их расшифровка позволит понять, каково было истинное предназначение туннеля. Хотя возможно, что это лишь некие служебные пометки, оставленные строителями. А может, это очередное роковое предупреждение?
Впрочем, ученые обещают вскоре выпустить новый, более подробный отчет. Параллельно идут совещания на тему, не может ли за вторым блоком скрываться что-то еще?
В общем, весьма не просты оказались древние строители пирамиды. В их тайны не проникнешь вот так, с кондачка. Будем ждать, что придумают археологи в следующий раз и какие чудеса техники они призовут себе на помощь…На старте – энтомоптеры
Диверсанты, засланные в тыл условного противника, как-то не обратили внимания на вьющуюся над ними небольшую птичку. И были весьма удивлены, когда узнали, что именно благодаря этой «птичке» затеянная ими операция провалилась, а сами они попали в плен.
Подобный эпизод, говорят инженеры, может стать реальностью уже через пару лет. В нескольких лабораториях мира, специализирующихся в области миниатюризации и робототехники, создаются, в частности, летающие самолетики величиной с ладонь, снабженные дистанционным управлением.
Инициатором этого направления на Западе явилась научно-исследовательская организации Министерства обороны США, название которой по первым буквам ее английского названия выглядит так – DARPA.
«По величине и подвижности ваши микророботы не должны уступать колибри», – наставляют конструкторов заказчики. В переводе на язык техники это означает – дальность полета порядка 10 км, скорость – 80 км/ч, длительность автономной работы – хотя бы 3–5 ч.
Конструирование микролетов – непростое дело. «Любой авиамоделист понимает, что глупо ждать о самолета, просто уменьшенного до карманных размеров, хорошего полета, – считает Уильям Дэвис, руководитель новой программы в лаборатории Линкольна при Массачусетском технологическом институте. – Тут законы аэродинамики действуют иначе, чем в мире больших летательных аппаратов».
Одна из лабораторий, например, полгода бьется над выбором оптимальной величины и конфигурации пропеллера. Другая решает проблему, как бороться с воздушными вихрями, для которых микролеты – просто игрушка. А какими должно быть навигационное оборудование для таких крох?..
«Для микролетов нужна и совершенно новая технология производства, – говорит Роберт Майкельсон, главный инженере научно-технического института в Атланте, штат Джорджия. – Традиционная тут не подходит»…
Когда все трудности были осознаны исследователями, началось выполнение программы по созданию микролетов. На три года отпущено 35 млн долларов, но участники работ жалуются, что этого им мало.
Эксперты полагают, что подобные летательные аппараты не должны превышать 15 см, иметь массу – не более 100 г. Правда, полезная нагрузка при этом уменьшается до 14 г, но и этого оказывается вполне достаточно для микротелекамер последнего поколения. Зато такую «птаху» уже куда труднее заметить и обезвредить. Тем более что она развивает скорость до 60 км/ч.
Еще один недостаток: удалиться от своей базы микролет пока может не более чем на 5 км, иначе слабый сигнал будет попросту забит помехами. Тем не менее и достигнутому рады фронтовые разведчиков, корректировщики артиллерийского и минометного огня. Могут «микроптахи» нести на себе акустические датчики, сигнализирующие о приближении танков, а также сенсоры радиации, химического и бактериологического оружия…
Немалое внимание обращают конструкторы и на простоту управления микролетами. Любой солдат должен иметь возможность запустить его и тут же забыть о его существовании. Большинство своих операций по управлению полетом, снятию информации микролет осуществляет автономно, передавая на землю добытую информацию и получая с пульта управления лишь общие указания: «Повернуть налево… Снизиться до высоты 50 м…Увеличить скорость…»
Уильям Гарвей, руководитель группы микролетчиков из корпорации «Интелледжин автомейшн», расположенной в Роквелле, штат Мэриленд, рассказал, что его коллегам удалось изготовить микролет длиной в 5 см, использовав традиционные технологии, применяемые авиамоделистами. Топливом служит спирт, а мотор представляет собой уменьшенную вдвое копию авиамодельного движка.
Другие исследователи вносят в конструкцию более радикальные изменения. Девид Стиклер, например, полагает, что для таких случаев более приемлема дисковидная форма, напоминающая «летающие тарелки». «Выпуклый сфероид может, если нужно, лететь медленнее других микролетов и использует топливо более рационально», – говорит он. Однако главное новшество в этом проекте – не форма аппарата, а его двигатели – турбины длиной около 6 см и диаметром порядка 1 см. Их проектируют в Массачусетском технологическом институте.
Впрочем, Роберт Майкельсон из научно-технического института в Атланте свой летающий аппарат, названный «энтомоптер», предлагает оснастить принципиально новым источником энергии – химической мышцей, выполняющей нечто вроде возвратно-поступательного движения за счет экзотермической реакции. Мощность такого двигателя всего 1 Вт, но этого уже вполне достаточно, чтобы привести в действие миниатюрную конструкцию. Благодаря искусственным мышцам энтомоптер сможет, махая крылышками, подниматься ввысь и опускаться.
Майкельсон получил патент на свое изобретение. Его группа успешно испытала ползающую, но пока еще не летающую модель. «Когда мы построим летающий энтомоптер, то поначалу он будет иметь не два крыла, а четыре, как бабочка, – рассказывает Майкельсон. – А со временем эта “бабочка” должна научиться еще и прыгать, словно кузнечик. Словом, кибер должен уметь делать, что умеют настоящие насекомые».
И вот для чего это надо…
Представьте себе: возле дома, обрушившегося в результате землетрясения, ведутся спасательные работы. Казалось, люди обшарили уже все развалины. Но не остался ли кто-то в глубине завала? Ответить на этот вопрос опять-таки помогает небольшое существо, на сей раз больше смахивающее на паука. Оно проворно устремляется в глубь развалин и вскоре подает сигнал: «Человек под большой балкой». Вскоре пострадавшего извлекают на поверхность и отправляют в госпиталь.
И это лишь одна из возможностей применения энтомоптеров. Они могут быть использованы во время спасательных работ при землетрясениях, при ликвидации пожаров, для наблюдений за дорожным движением, состоянием лесов и т. д.
Название «энтомоптер» происходит от греческого «энтомо» – «насечка, неровность» (намек на неровности крыла также запечатлен в русском слове «насекомое») и «птер» – «крыло».
Сегодня первые крылатые роботы уже летают. Правда, они еще довольно велики и неуклюжи. Но уже понятно, что принципиальные трудности на пути их совершенствования вполне преодолимы.
Так что, как видите, осуществление идеи, взятой из пушкинской сказки, уже не за горами.Настоящий ли вы Джеймс Бонд? Или как обмануть детектор лжи
С чего начинается проверка? Такова стандартная форма заявления, заполняемого при прохождении обследования на детекторе лжи. Ставлю дату, подпись на бланке и чувствую, что ладони мои уже предательски вспотели. Ну а что дальше будет?..
Я глубоко вздыхаю напоследок вольной грудью и подставляю ее, эту самую грудь, под широкие ленты с датчиками. Раз! – один бандаж опоясывает верхнюю часть груди. Два! – второй проходит пониже, чуть ли не на уровне живота.
– Не жмет? – участливо спрашивает меня проводящий исследование психофизиолог, кандидат медицинских наук и он же заместитель генерального директора НПЦ «Инекс-полиграф» Александр Борисович Васильев. – Если жмет, не стесняйтесь, скажите – бандаж можно ослабить…
– Нет, вполне терпимо, – говорю я и подставляю пальцы рук. На правой мне закрепляют два датчика, замеряющие кожно-гальванические реакции организма (проще говоря, отмечающие, насколько я потею при ответе на тот или иной вопрос), на левой – датчик, который будет отмечать, как холодеют или теплеют кончики пальцев, а заодно и перепады кровяного давления.
– В вашем случае полагаю, что трех каналов информации – частоты и глубины дыхания, кожно-гальванической реакции и кровяного давления – вполне достаточно, – отмечает мой собеседник. – В принципе, таких каналов может быть 5 или 8, а то и еще больше…
При этаких словах я начинаю ерзать на стуле, вспомнив, что в начале нашего разговора Александр Борисович отмечал, что в некоторых случаях скрытые датчики монтируют и в сиденье кресла, на котором располагается испытуемый. Эти датчики отмечают, насколько он спокойно сидит, не напрягает ли излишне мышцы – таким образом, оказывается, можно в известной степени управлять бросками кровяного давления. Но нет, кажется, подо мной обыкновенный стул, никаких датчиков я не ощущаю.
Впрочем, чего это я так забеспокоился? Просто мне хотелось испытать на собственной шкуре, что чувствует человек, когда его подвергают испытаниям на детекторе лжи, или, говоря по-научному, на полиграфе. Тем не менее волнуюсь, вон даже лоб испариной покрылся. Впрочем, меня предупреждали – это нормальная реакция испытуемого. Уж очень все мы не любим, когда нас выводят на чистую воду…Каковы истоки? Китайские императоры несколько тысячелетий тому назад применяли такой «детектор»: испытуемому давали горсть сухого риса и велели его есть. Если человек не волновался, слюны во рту выделялось достаточно, он мог прожевать и проглотить рис. Если же во рту пересыхало, его ждали крупные неприятности – считалось, тем самым он подтверждал, что совесть его нечиста.
Средневековые арабы поступали и того жестче: на язык испытуемого клали кружок раскаленного металла, скажем монету. И горе тому, у кого на языке вскакивал волдырь. Ему тут же этот самый лживый язык и отрезали…
Истоки современного детектора лжи (он же лай-детектор, или полиграф) восходят к концу прошлого столетия, когда итальянский врач Цезаре Лаброз сделал открытие: частота пульса увеличивается, когда человек лжет. Это случилось в 1895 году – так что детектор лжи, можно считать, недавно отпраздновал свое 115-летие. Двадцать лет спустя соотечественник Лаброза – Витторио Бенусс – заметил, что при вранье увеличивается не только частота пульса, но и количество вдохов и выдохов в минуту. Полученные знания тут же были применены на практике – в годы Первой мировой войны пойманным шпионам во время допросов стали делать соответствующие замеры.
Однако подлинную популярность подобные приемы приобрели в США. В начале 20-х годов XX века американский физиолог и юрист Уильям Мартсон в ходе процесса по делу об убийстве измерил кровяное давление у подозреваемого по фамилии Фрей. Давление оказалось нормальным: на основании этого Мартсон сделал заключение, что обвиняемый невиновен. Присяжные, впрочем, не приняли доказательств – подозреваемый был осужден на пожизненное заключение. Через три года поймали настоящего убийцу, и репортеры тут же вспомнили о методе Мартсона.
После этого за дело взялся Джон Ларсон, полицейский из Калифорнии, который и разработал аппарат, непрерывно регистрировавший кровяное давление, частоту пульса и записывавший данные на самописец. Стоило задать обвиняемому несколько вопросов относительно совершенного преступления, как на ленте тут же вырисовывались эмоциональные пики, даже если человек и не сознавался. «Дожать» обвиняемого после этого не составляло особого труда. Многие «раскалывались», как только им показывали запись и объясняли, что значат те или иные кривые.
Последователи Ларсона еще больше усовершенствовали прибор, прибавив измеритель потовыделения и разместив устройство в компактном чемоданчике. Примерно в таком виде полиграф дожил до наших дней. Только ныне для удобства пользования к датчикам и самописцу добавился еще и персональный компьютер-ноутбук, на дисплее которого и высвечиваются кривые.Процедура обследования. Васильев тем временем закончил приготовления, повернулся ко мне:
– Помните, на любой вопрос вы отвечаете только «да» или «нет». Готовы?
Я проглотил слюну и молча мотнул головой.
– Начали. Первый вопрос: «Вы любите сладкое?»
«Всего-то, – пронеслось в голове. – Кто же его не любит?..» И я сказал:
– Да!
Несколько последующих вопросов были не сложнее первого, и я поуспокоился. И тут…
– Воровали ли вы в возрасте до 16 лет?
Я готов был выпалить возмущенное «нет», но вовремя спохватился: «А яблоки в соседском саду?..» Пришлось нехотя сказать «да».
Еще несколько нейтральных вопросов и снова коварный:
– Вы пришли к нам выведать интересующую вас информацию?
После секундного замешательства я сообразил, что взять интервью – это и есть «выведать интересующую информацию». Ответ я дал положительный, но компьютер наверняка зафиксировал и мою заминку, и вспотевшие ладони, и участившееся дыхание…
– Потребляете ли вы наркотики?
– Нет.
– А раньше потребляли?
– Нет. (В голове между тем мысль: «Раньше-то я курил. А кое-кто из экспертов ныне никотин относит к наркотикам…»)
И это было отмечено в памяти компьютера…
Так мы еще беседовали минут тридцать – сорок. За это время я успокоился, расслабился, стал замечать, что некоторые вопросы повторяются по второму, а то и третьему разу. Правда, формулировка их несколько отличалась, но суть оставалась прежней…
– Ладно, достаточно, – сказал, наконец, Александр Борисович. – Конечно, ваши ответы нуждаются еще в дополнительном анализе. Однако даже сейчас, так сказать навскидку, могу сказать – общая реакция положительная. Если бы вы устраивались к нам на работу, я бы, пожалуй, вас взял…
Да, уважаемые сограждане, готовьтесь к тому, что детекторы лжи вскоре могут появиться во многих отделах кадров. Во всяком случае, специалисты фирмы «Инекс-полиграф» уже сегодня выполняют заказы на тестирование тех или иных лиц по заказам банков, коммерческих структур и т. д.
И не стоит по этому поводу особо рвать и метать. Ведь не возмущаетесь же вы, заполняя сегодня анкету при приеме на работу? Причем в ряде случаев анкета достаточно обширная, и ваши ответы потом проверяются 2–3 месяца спецслужбами.
– Иногда заказчики ставят нам специальные задания для тестирования, – продолжал разговор Васильев. – Скажем, один управляющий банка сделал такое заявление: «Меня не интересует, пьет человек или нет. Я и сам к рюмочке прикладываюсь. Вы, пожалуйста, выясните, азартный он человек или нет? Если играет, я его и на порог не пущу – он же меня по миру пустит…»
Есть своя специфика и при опросе лиц, чья профессиональная деятельность связана с материальной ответственностью, с прохождением через руки больших денежных сумм. Конечно, обследование ведется в таком случае более дотошно (бывает, и достаточно жестко – в перечень включаются вопросы, которые в обыденной жизни задавать не принято: о сексуальных наклонностях, пагубных привычках, уровне потребностей).
И уж «раскрут» идет по полной программе, когда ведется расследование уголовного дела или есть подозрения в шпионаже.
– Александр Борисович, но, с другой стороны, ЦРУ, говорят, ныне отказывается от полиграфа, поскольку тот же Олдрич Эймс трижды успешно проходил проверки на таком аппарате. Стало быть, ничего, кроме излишней нервозности, такие проверки не дают…
– Говоря иначе, вы хотите выяснить, насколько легко перехитрить детектор лжи? Да, тренированный человек вполне может обмануть прибор. Более того, могу дать вам простой совет. Выпейте перед обследованием 10–15 чашек крепкого кофе – тогда все реакции вашего организма изменятся. Или пару литров пива – тогда ваши мысли будут заняты другим… Тем не менее, уверяю вас, обмануть детектор намного сложнее, чем многих людей. Хотите проведем еще эксперимент?
И мы провели. Я задумал число в пределах десятка. Александр Борисович последовательно стал перебирать цифры, называя их вслух. И хотя я последовательно говорил «нет», он все-таки назвал задуманную мною цифру. Пик на экране полиграфа вырисовался возле «семерки».Завтра начинается сегодня. Вот так работает один из первых отечественных полиграфов. История его создания в общем-то довольно обыденна. В свое время полковник А.Б. Васильев работал с различными моделями импортных полиграфов и понял, что ничего исключительного они не представляют. В 1992 году накопленный опыт он и его коллеги – Анатолий Валерьевич Поляков и Игорь Евгеньевич Дудник – обобщили и подали патентную заявку на «Устройство для контроля физиологической информации». В марте 1994 года был получен патент, и дальше дело пошло своим чередом. От первого опытного образца специалисты перешли к серийному.
Так что, если у вас есть желание, вы можете приобрести неплохой полиграф примерно за 5000 долларов США. Аналогичные приборы за рубежом стоят от 12 до 18 тыс. долларов, а то и более. Качеством же приборы импортным не уступают. Как только патент был обнародован, на фирму тут же пожаловала представительная американская делегация, которую возглавлял Гордон Борланд, ответственный сотрудник соответствующего ведомства, работающего на ЦРУ и Пентагон. Специалисты не только тщательным образом ознакомились с оборудованием на месте, задали не один десяток вопросов, но и один комплект оборудования увезли с собой – для дальнейшего тщательного изучения.
– Не боитесь, что скопируют?
– Во-первых, у нас есть патентная защита. Во-вторых, мы ведь тоже не стоим на месте: ныне ведем разработку усовершенствованной, еще более компактной модели. Видите, какая получается? – Александр Борисович продемонстрировал коробку размерами с переносной радиоприемник.
Так что, глядишь, вскоре очень многие деловые люди будут носить в карманах портативные детекторы лжи, замаскированные, скажем, под мобильные телефоны.
Да что там бизнесмены! Каждый из нас теперь будет иметь дело с таким детектором. Дело в том, что летом 2011 года Сбербанк начал тестирование нового высокотехнологичного банкомата со встроенным детектором лжи.
Разработка Петербургского центра речевых технологий умеет не только сканировать паспорт, снимать отпечатки пальцев, делать трехмерный фотоснимок лица, но и распознавать интонации, а также тембр голоса клиента.
– Система голосовой навигации позволит клиенту проходить через все этапы заказа банковских услуг посредством голосовых команд, – пояснили эксперты Сбербанка. – Она не только дает подсказки и задает вопросы для комфортной и быстрой навигации клиента по меню, но и одновременно анализирует эмоциональное состояние клиента. И если автомат решит, что клиент излишне волнуется, путается в своих ответах и пытается говорить чужим голосом, то денег не даст. Зато подаст сигнал тревоги.
Во время «обучения» терминала использовались базы данных правоохранительных органов, в частности ФСБ. В качестве исходного материала взяты образцы голоса тех людей, которые лгали во время проведения допроса. А оригиналы «голосовой подписи» клиентов будут храниться в чипах на банковских картах пользователей.
Вот тогда жизнь начнется! Лишний раз и не соврешь…Что можно сделать силой мысли?
Почти фокус… Показанное на телеэкране – публичная демонстрация устройства, созданного сотрудниками японской компании Hitachi. Работает оно довольно просто. Датчики шлема сканируют живые ткани в инфракрасном диапазоне на глубине нескольких сантиметров, определяя таким образом уровень гемоглобина в коре головного мозга. По нему устанавливается объем крови в той или иной области мозга. Если объем крови увеличивается, значит, человек о чем-то думает; если нет – значит, нет и мысленного приказа. Таким образом, получается, что данная игрушка вовсе не читает мысли, а просто реагирует на прилив крови к голове.
Иное дело, когда с помощью датчиков исследователи пытаются считывать те слабенькие электромагнитные сигналы, которые излучает мозг при своей работе. В простейшем случае – при снятии энцефалограмм – медики таким образом пытаются понять: здоров мозг или нет, какие области его функционируют?
Исследования нейронной активности мозга помогают при лечении некоторых болезней, а также уже в настоящее время позволяют узнать, говорит человек правду или нет. Причем вскоре детекторы станут непосредственно реагировать на мысли человека. Как выяснилось, если он лжет, то возбуждается один центр в коре головного мозга, если говорит правду, то другой…
Зримые мысли. Ну а там, как полагают специалисты, недалеко останется и до чтения самих мыслей. Они будут фиксироваться столь же ясно, как если бы человек произносил их вслух. Причем для этого вовсе не надо будет вживлять электроды. Достаточно будет настроить специальный приемник на «мыслеволну» данного человека.
Во всяком случае, прогресс в области технологий компьютерной обработки энцефалограмм уже позволил создать готовую к серийному производству адаптивную систему, позволяющую вводить информацию в компьютер одним усилием мысли.
Как сообщает Space Daily, группа ученых из государственного центра Wadsworth в Олбани, штат Нью-Йорк, представила на Международной выставке передовых технологий в Париже интерфейс-систему для непосредственной передачи сигналов мозга в компьютер Brain Computer Interface (BCI).
Работу интерфейса продемонстрировал для посетителей выставки один из его создателей, доктор Питер Брюннер. Надев легкий шлем с двумя десятками проводов, он одним усилием мысли написал на большом демонстрационном экране приветствие на французском языке: «B-O-N-J-O-U-R».
В основе изобретения лежит технология, позволяющая преобразовывать сигналы мозга в цифровые электрические импульсы, которые затем расшифровываются компьютером и воспринимаются как конкретные команды.
«Система совершенно не связана с мышцами и нервами, – прокомментировала действия своего коллеги соавтор изобретения, доктор Тереза Селлерс, – поэтому она применима даже для полностью парализованных людей, не способных ни говорить, ни двигаться».В родном Отечестве. Аналогичные работы ведутся и в нашей стране. Не так давно в Политехническом музее в Москве журналистам продемонстрировали технологию «распознавания воображаемых образов». Проще говоря, компьютер угадывал, о чем думает человек. Оператор надевал себе на голову устройство, похожее на ободок, и несколько минут сосредоточенно смотрел на дисплей. От него требовалось запомнить, а затем мысленно воспроизвести одну из двух картинок, предлагаемых системой, – автомобиль или гамбургер. Компьютер распознавал задуманный образ и выводил его на большой экран.
Суть дела опять-таки в том, что при восприятии разных изображений активизируются различные участки мозга, пояснил доктор биологических наук Александр Фролов, главный научный руководитель проекта. Допустим, вы смотрите на одного человека – возбуждаются определенные нейроны, перевели взгляд на второго – активны другие. Всякий набор таких клеток будет уникальным. Как следствие – уникальна и энцефалограмма, отвечающая за конкретную картинку. Получается, что по ней можно определить, на что именно человек смотрит.
Из научных опытов уже пытаются получить и конкретную пользу. В лаборатории физиологии сенсорных систем Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН создали компьютерную программу, которая позволяет писать на экране слова и даже целые фразы без помощи рук.
По словам Елены Михайловой, главного научного сотрудника лаборатории, 40 электродов шлема, надетого на голову испытуемого, фиксируют изменения электрической активности его мозга. И после некоторого процесса обучения человек уже способен силой мысли заставить компьютер отображать на экране собственные пожелания и мысли в виде текста.
Точность набора текстов силой мысли уже достаточно велика – порядка 97 %, а вот скорость низкая – не более 15 букв в минуту. Основная сложность в том, что оператору приходится в буквальном смысле «работать мозговыми извилинами», меняя параметры своей ЭЭГ, а природа не предусмотрела у человека такого навыка. И как только человек отвлекается на нечто постороннее – компьютер тотчас зависает.
Но ученые полны оптимизма. Они уверены, что в будущем технология станет значительно удобнее. Работать с компьютером можно будет обучить любого за четверть часа.Виртуальные путешествия
Поначалу я словно бы спускался с большой высоты на парашюте. Ландшафт подо мной все укрупнялся, пока, наконец, не состоялось условное «приземление» в одном из районов Санкт-Петербурга. А именно на улице Большой Морской, у дома номер 67, где размещается Государственный университет аэрокосмического приборостроения (СПбГУАП).
Прошел вдоль здания и, заметив приоткрытую дверь, указал мышкой на него. Дверь отворилась, ваш покорный слуга оказался в вестибюле и… замер в изумлении. У меня явно начиналось раздвоение личности. Часть ее сидела перед мониторам, а другая находилась в трехмерном виртуальном пространстве.
Единственное, что меня несколько успокоило: подобным то ли пороком, то ли достоинством страдал не только я один. Помните, как удивился старик Хоттабыч, увидев в кинозале, как люди-киноактеры спокойно смотрели на экран, на котором их герои скакали на лошадях, дрались на саблях и вообще вытворяли бог знает что?.. И в данном конкретном случае мои новые знакомые, студенты СПбГУАПа Оксана Мухина и Александр Никитин, спокойно сидели рядом со мной, и в то же время все вместе мы прогуливались по зданию университета.
Виртуальные двойники любезно пригласили меня подняться по лестнице на второй этаж, пройтись по аудиториям университета. Мы даже заглянули в кабинет ректора – благо что он оказался пуст – вышли на балкон, еще разок осмотрели окрестности с высоты второго этажа. Потом вернулись внутрь и пошли дальше.
Послушали немного лекцию в одной аудитории и отправились в библиотеку. Прошли по коридору, стены которого были увешаны портретами знаменитостей, причем о каждой тут же давалась короткая справка, и оказались в книгохранилище.
«Вы можете подойти к стеллажу и взять на выбор любую книгу», – пояснила Оксана. Я попробовал: указал стрелкой мышки на один том. Тот послушно покинул свое законное место, раскрылся, и я стал листать виртуальную книгу, разглядывая каждую страницу, примерно так же, как это я обычно делаю в библиотеке с книжкой бумажной…
А Александр предложил мне посетить военную кафедру. И мы тут же оказались на полигоне, где разворачивался грозный зенитно-ракетный комплекс С-300. Сначала влезли в кабину ракетовоза, потом произвели некие манипуляции с пультом управления. И дело, в конце концов, кончилось тем, что я нажал красную кнопку и посланная мной ракета улетела неизвестно куда.
После этого, пообвыкнув, я уж как-то не очень удивился предложению одного из руководителей проекта «Виртуальный мир», доцента кафедры вычислительных систем и сетей СПбГУАПа А.В. Никитина побывать на… Луне.
Причем в отличие от астронавтов, я прокатился по ней не на луноходе, а на велосипеде. Взгромоздился в седло, нахлобучил на себя шлем с виртуальными очками и мягко покатил по лунной пыли.
Ландшафты, я вам скажу, вокруг были обалденные. Я даже как будто почувствовал себя намного легче – ведь на Луне притяжение куда меньше земного.
«Эх, жаль, что мы вам пока еще не можем продемонстрировать соответствующие запахи, – посетовали мои гиды. – Тогда эффект присутствия был бы полным»…
Оказывается, ныне уже существует экспериментальная установка, позволяющая по ходу виртуального путешествия синтезировать и распространять в воздухе соответствующие запахи. Плывете вы, скажем, по виртуальному океану, а в воздухе пахнет морской солью, заглянули в райский сад, и ноздри вам щекочет аромат волшебных цветов…
Вернувшись с небес на землю, мы занялись делом вполне прагматическим – ремонтом автомобиля. И компьютер послушно продемонстрировал нам, как именно надо снять переднее колесо, чтобы добраться до забарахливших тормозных колодок.
Для более сложных случаев, кроме оптической мышки, потенциальному ремонтнику приходится пользоваться еще и интерфейс-перчатками, позволяющими даже ощутить те усилия, которые нужно приложить, чтобы отвернуть или завернуть ту или иную гайку или болт, снять какой-то узел.
Таким образом, человек, занимающийся ремонтом или наладкой сложнейшей аэрокосмической техники, получает подробный инструктаж, обретает необходимые навыки еще до того, как приступит к реальному делу.
Кроме того, «Виртуальный мир» уже сейчас позволяет ознакомиться с ландшафтами того или иного города, выучить пересечения его улиц еще до того, как в нем побываете. Мы, например, не сходя с места отправились в финский город Тампере, словно на велосипеде проехались по его улицам. Заглянули в виртуальный магазин и приценились к понравившимся нам вещам.
Точно так же потенциальный путешественник может ознакомиться с меню местных ресторанов, узнать, в каком театре идет тот или иной спектакль или представление, ознакомиться с отрывками из них.
«Со временем в нашей базе данных через Интернет будут появляться виртуальные описания все новых городов, включая не только Москву и Санкт-Петербург, – закончил пояснения доцент А.В. Никитин. – Будущим абитуриентам будет представлена возможность виртуального знакомства не только с нашим университетом, но и с другими ведущими вузами Санкт-Петербурга»…
А я подумал: подобной технике путешествий позавидовали бы, наверное, и Алиса с Льюисом Кэрроллом. Даром что сказочник по совместительству был еще и профессором математики. В его времена мысленные путешествия можно было совершать лишь в пространстве собственного разума. И рассказать о них только в сказке…Компьютер из… пробирки?!
Все началось с молекулы. В современные интегральных схемах процессы переработки информации идут уже и на атомно-молекулярном уровне. По сути дела, модель молекулы уже своего рода процессор. Вот и организовали в свое время в подмосковном Зеленограде Институт молекулярной электроники, который занимался интегральными и полупроводниковыми схемами. Ближе к 80-м ученые стали интересоваться электрофизическими свойствами органических кристаллов. Была открыта их высокая проводимость.
Однако все это было еще только присказкой. А настоящая молекулярно-электронная сказка началась в 80-х в США, где благодаря работам Эли Авирама из Thompson IBM Research Centre и Фореста Картера из Navy Research Laboratory начались попытки сделать устройство по переработке информации на молекулярном уровне.
Авирам и Картер выдвинули интересную идею: имеет смысл заменить диоды и проводники молекулами. Принципиальную возможность такой машины Авирам продемонстрировал в эксперименте.
Эти работы и положили, по существу, начало молекулярной электронике, под которой надо понимать использование органических материалов там, где роль играет не ансамбль молекул, а сами по себе отдельные молекулы, которые используются для решения задач электроники. Появилась возможность создавать то, что ныне называется молекулярными компьютерами.
Сразу возникло несколько направлений. Они были в общем-то на поверхности. Первое – это использование органических материалов в традиционной полупроводниковой вычислительной технике. Второе – попытки создать вычислительные машины, где бы использовались физические процессы, происходящие в молекулах. А третье, наименее разработанное направление попыталось отойти от господствующей схемотехники и попытать счастья в нетрадиционных архитектурах и подходах.
Чем же привлекал ученых молекулярный компьютинг? Во-первых, он отличается полной идентичностью чипов. Молекула – она молекула и есть. И природа сама побеспокоилась, чтобы такая схема оказалась дешевле нынешних БИСов. Во-вторых, молекула очень мала. Благодаря ее размерам молекулярная супер-ЭВМ может быть не больше спичечного коробка. В-третьих, на молекулярном уровне мала энергия переключения. В-четвертых, молекулярные устройства не подвержены дробовому, паразитному шуму.
Но кроме достоинств тут есть немало осложняющих моментов. К примеру, чтобы система реагировала однозначно на определенный сигнал, молекула должна быть достаточно большой. А чем больше молекула, тем меньше выигрыш.
Примерно то же самое стало выясняться и по другим характеристикам. Оказалось, что преимущества у молекулярной вычислительной техники есть, но они не очень явные. Поэтому, если не обнаружатся дополнительные их свойства, которых не имеют обычные компьютеры, решили исследователи, молекулярная «овчинка» вряд ли стоит выделки.Пойди туда, не знаю куда… Однако вскоре выяснилось, что некий гибрид между нейрокомпьютером и молекулярной машиной может, в принципе, делать то, на что способностей у «нормальных» компьютеров не хватает. Вы знаете, наверное, что задачи делятся на вычислимые и невычислимые. Ведь нынешняя вычислительная техника может далеко не все. Но и среди вычислимых, по строгому определению, есть задачи, которые на практике решить невозможно. Существует, например, классическая задача о коммивояжере: есть определенное количество городов, которые ему надо объехать, не побывав ни в одном по два раза, и при этом выбрать наикратчайший маршрут. Вроде бы простенькая задачка? Но это если точек-городов не очень много. Есть некое предельное количество точек, превышая которые вы переводите задачу из вычислимых в нерешаемые.
С каждым годом, с дальнейшим развитием техники и науки, «плохих» задач становится все больше – в химии, сложной газодинамике, биологии, социологии…
Нейрокомпьютерный вычислительный механизм возник во многом как реакция на резкий рост числа нерешаемых задач. Ведь в нейрокомпьютерах благодаря свойствам нейронов возникает некий коллективный процессор. Сравнительно простые элементы собираются в систему, которая за счет связей между ними демонстрирует весьма сложное поведение. Формальные нейроны связаны друг с другом в то, что называется нейросетью, и получается, что свойства системы могут позволить работать с «плохими» задачами.
Если же мы проанализируем молекулярные процессы, то обнаружим, что механизм переработки информации в этом случае отличен от классической фон-неймановской модели. Вот, например, система лейкоцитов – это громадное количество однотипных устройств, в функцию которых входит, передвигаясь, постоянно производить анализ встреченных объектов, отвечая на вопрос, свой или чужой, и принимая решение, уничтожать их или не уничтожать. А ведь это – гигантский параллелизм! Если в Connection Machine – самой «параллельной» на сегодняшний день ЭВМ – около 64 тыс. процессоров, то здесь – 10 в бог знает какой степени! Лейкоциты сами не знают в какой!
Кроме параллелизма, молекулярные процессы демонстрируют сложные механизмы переработки информации – это нелинейные динамические процессы.
Все это, как вы понимаете, с немалой уверенностью позволяет говорить о том, что «молекулярные ЭВМ» смогут значительно понизить планку, отделяющую решаемые задачи от нерешаемых, «хорошие» от «плохих»!Пока варится «супчик». Группа доктора химических наук, профессор, заведующий отделом информатики Международного научно-исследовательского института проблем управления Н.Г. Рамбиди работает над пока очень простыми моделями. «Мы берем квазиплоский слой, где небольшие области среды можно рассматривать как элементарные процессоры, и организуем связь между процессами, – рассказывал Николай Георгиевич. – Работаем пока в реляционно-диффузионных системах – интересуемся их информационными характеристиками. Процессы, идущие в тонком слое, освещаем, снимаем на видеокамеру, обрабатываем и подаем на персоналку: система может работать с изображениями – для этого есть проектор, система зеркал…»
И даже на этих элементарных моделях, как оказалось, можно заметить очень интересные вещи. Даже вполне самодельная система показывает, что возможно, например, реализовать на молекулярном нейрокомпьютере так называемый алгоритм Блума, который очень громоздко реализовывается в обычных ЭВМ, а также наша система может выделять контуры фигур, убирать шумы…
Впрочем, пока нейрокомпьютера, работающего на молекулярных принципах, не существует. Ни у Рамбиди, ни за рубежами Института проблем управления, Москвы, России. Но у Рамбиди есть нечто: странный «супчик», который варится в странном сосуде, который в свою очередь снимается на видео… Может, выпускник филфака никогда в жизни и не догадается, что «супчик» имеет отношение к информатике, однако всемирно известный журнал Computing (несколько сотен тысяч тиража для научного журнала на Западе – это вам не баран чихнул!) – его сотрудники готовили тематический выпуск по молекулярным ЭВМ – опубликовал единственную работу из России, и это была статья о его, Рамбиди, экспериментах. На нее в квартиру профессора на Соколе в Москве уже успел прийти отклик. Из Австралии. Там тоже, оказывается, занимаются сходными вещами, но, к радости Георгиевича, австралийцы пока еще не вышли из теоретической фазы работы, а у Рамбиди в отличие от них – уже «супчик»…
Каким окажется действующий нейромолекулярный компьютер? Видимо, это будет система связанных друг с другом пленок, где будут протекать процессы неимоверной сложности. Ведь каждая крупинка – это процессор. Однако пока от «супчика» Рамбиди до такого вот «слоеного пирога» еще сто верст и все лесом…Бактерии тоже умеют считать. Впрочем, не только в нашей стране есть специалисты по живым компьютерам. Американцы движутся своим путем, взяв за основу системы, созданные на основе бактерий, проживающих в солончаках! В итоге на горизонте, похоже, появляются так называемые ДНК-компьютеры.
Использование бактерий вместо традиционных микросхем кажется совершенно невероятным и недостижимым. Ну скажите, пожалуйста, как это с помощью каких-то микробов можно складывать и вычитать цифры, набирать тексты, создавать рекламные видеоролики, выяснять, есть ли свободные места на ближайший поезд, и т. д.? Думаю, что люди совершенно также не представляли, а многие не представляют и сейчас, как это делают обычные компьютеры, построенные на основе кремниевых микросхем. Многие не знают, что процессор на самом деле ничего не умеет, кроме элементарных арифметических и логических операций, но на этом построены все те компьютерные чудеса, которые мы наблюдаем сегодня. Все гениальное – просто!
Утверждение о недостижимости создания биокомпьютеров в ближайшем столетии опровергает американский химик Джеймс Хикман, занимающийся вживлением нейронов лабораторных крыс в электронные устройства, который считает, что биоэлектронные технологии станут реальностью через 3–5 лет.
Возможности биоэлектронной техники потрясают воображение. Например, профессор из Университета Южной Калифорнии Леонард Адлеман поразил научное общество описанием того, как, используя молекулы ДНК, можно производить сложные математические вычисления эффективнее, чем на мощных суперкомпьютерах.
Так называемые ДНК-компьютеры потребляют в миллиарды раз меньше энергии, чем обычные компьютеры, и, используя триллионы молекул, ДНК могут одновременно выполнять миллиарды операций. Было подсчитано, что примерно полкилограмма молекул ДНК может хранить информации больше, чем память всех до сих пор созданных компьютеров, вместе взятых.
При этом молекулы должны храниться как взвесь в емкости, вмещающей около тонны жидкости. Получается этакий разумный аквариум, который может помнить все и вся. Нужно только время от времени подкармливать его и следить за чистотой, чтобы он лучше считал. Кстати, считает «пробирочный» компьютер просто великолепно. Для решения задачи, на которую он тратит всего неделю, традиционным компьютерам понадобилось бы несколько лет машинного времени.
В дополнение к «живым» процессорам Центр молекулярной электроники Сиракузского университета разработал «живую» память. Университетские ученые с помощью лазерного луча научились записывать и читать информацию на протеине (белке), который получают из живущих в солончаковых болотах микроорганизмов. Таким вот образом кремниевая электроника постепенно превращается в «болотную».
Ну а что же дальше? Что будет дальше, можно ответить словами одного из разработчиков биокомпьютерных технологий Уильяма Гибсона: «Наши праправнуки даже не будут знать, что такое компьютер, потому что они сами будут компьютерами. По мере эволюции интерфейса связи между человеком и компьютером сам по себе компьютер станет невидимым».
Что же это? Очередное покушение на человека? Подмена его бесчувственной машиной? Думаю, что нет. Человек останется таким, какой он есть, – со своими достоинствами и недостатками, радостями и печалями, надеждами и мечтами. Значительно вырастут лишь его интеллектуальные способности, и то, что сегодня за него делают компьютеры, он будет делать сам – легко и непринужденно, словно вдох и выдох, словно ритмичное биение сердца.Бактерии учат… стихи?!
Создана «генетическая азбука»? Первое, что приходит на ум после такого сообщения: «Стоило ли заниматься такой чепухой? Не проще ли было выложить свои вирши в Интернет»…
Однако первый представитель «живой поэзии» далеко не так прост, как может показаться поначалу. Преподаватель кафедры английского языка в Университете Калгари, Канада, прежде не имевший научной подготовки в области молекулярной биологии и компьютерного программирования, потратил четыре года своей жизни на самостоятельное изучение этих дисциплин, а также на выполнение собственно самой работы по генетической записи информации. После чего попросил проверить полученные им результаты своих коллег по Университету Калгари с факультета молекулярной биологии..
Те прошли по следам Бока и не обнаружили в его работе особых огрехов. Он действовал по всем правилам молекулярной биологии.
Суть же работы такова. Как известно, геномы живых существ состоят из ДНК – особой полимеразы или, если хотите, природного полимера, который, в свою очередь, составлен из четырех типов мономеров. Их часто называют буквами – аденин (А), гуанин (G), цитозин (C) и тимин (Т), – хотя химически они являются нуклеотидами. Определенные сочетания таких «букв» кодируют те или иные аминокислоты – элементарные «кирпичики», составляющие белки.
Так вот поэт-микробиолог придумал собственный «генетический код», где определенные сочетания нуклеотидов кодируют буквы алфавита.
Так, например, в нуклеотидной последовательности ATA означает закодированную букву Y обычного английского алфавита, а GTG соответственно обозначает букву N. В итоге последовательностям, кодирующим строки стихов, соответствуют определенные белки, которых обычно в клетке нет.
На создание такой «генетической азбуки» у поэта и ушло четыре года упорной работы. Он добился, что последовательность аминокислот в белке можно менять в соответствии с буквами слов в строках его стихов, осуществив таким образом весьма оригинальную запись информации. Ему даже удалось разработать специально для проекта новый ген, который называется X-P13. Он-то и помог закодировать в геноме бактерии не свойственную ей ранее информацию.Гарант литературного бессмертия? Впрочем, подобные «подвиги» биохимики, оказывается, совершали и ранее. Так американский ученый доктор Пак Вонг несколько лет тому назад закодировал выражение Small World After All в цепи ДНК бактерии Deinococcus radiodurans.
Вслед за тем доктор Крейг Вентер, который в 1999 году расшифровал геном человека, а затем, в 2010 году, создал и первый в мире искусственный организм – бактерию под названием «Микоплазма лабораторная», встроил ее геном не только свое имя и имена своих коллег, но еще и цитаты из книг известного писателя Джеймса Джойса и работ лауреата Нобелевской премии, знаменитого физика Ричарда Фейнмана.
Однако доктор Бок, как утверждают, сделал следующий шаг в науке. Он заставил клетки бактерий использовать искусственную ДНК в качестве шаблона для построения белков, которые являются строками из молекул, называемых аминокислотами.
«Химическая криптография Бока предназначена для работы на двух уровнях, – говорят его коллеги. – Он не только разработал шифр для связи букв алфавита с конкретными нуклеотидами, но и создал второй уровень шифрования, чтобы синтетический ген мог использовать созданные белки для передачи зашифрованных сведений по наследству»…
Так профессор Сюй Хуан – микробиолог из того же Университета Калгари, где работает Бок, подтвердил, что в лаборатории в настоящее время удалось наблюдать имплантацию стихотворение гена как свободно плавающий кусок ДНК в ядре Е. coli.
В дальнейшем доктор Бок, реализуя вторую стадию своего Xenotext-проекта, намерен увековечить свои стихи еще и в геноме D. radiodurans бактерии. Он выбрал эти бактерии, которые иногда еще именуют «Конан-бактериями» за их прочность. Эти экстремофилы являются самым прочным организмом в мире, способным противостоять излучению, холоду, обезвоживанию и кислотам. Поэтому он надеется, что его биохимический текст, вложенный в геном D. radiodurans, сможет продолжать размножение в течение миллиардов лет.
К тому времени человеческая цивилизация уже завершит свое существование, полагает Бок. И что останется после нее? «Единственное наследие, которое мы оставим, – это фоновое излучение от ядерных отходов, а также экологические и геологические последствия изменений климата, – говорит поэт-исследователь. – А тут, по крайней мере, останутся еще и стихи»…
Однако доктор Джулиан Паркхилл из Wellcome Trust Sanger Institute скептически отнесся к возможности литературного бессмертия закодированного произведения Бока. «Его стихотворение будет быстро удалено из генома путем естественного отбора, поскольку нет никакой пользы от принимающей бактерии, – сказал он. – Естественный отбор сработает почище, чем литературная критика».
Профессор Хуан тоже признал, что такая возможность вполне реальна. Тем не менее он полагает, что в работе Бока есть и своя польза. «Он наглядно показал информационные возможности биологии», – сказал он.Чудеса архитектуры и строительства
«С милым рай и в шалаше», – гласит известная пословица. При этом молчаливо предполагается, что шалаш этот расположен где-то в райских кущах или, по крайней мере, в местах, где среднегодовая температура не опускается ниже 20° тепла. А когда на улице мороз, поневоле задумаешься о создании укрытия понадежнее шалаша…
Дом-термос
Внешне этот одноквартирный сельский дом ничем не отличается от других. Только присмотревшись внимательно, можно заметить, что ставни на окнах здесь толще, чем обычно, да дым из трубы не идет, потому что ее вообще нет. Тем не менее в доме ничуть не прохладнее, чем в соседних, даже в самые жгучие морозы. Быть может, в этом доме центральное отопление? Но где батареи? Их нет, потому что дом обогревает себя сам. А точнее, рационально распоряжается тем теплом, которое поставляет природа…
Если посмотреть на дом сверху, в плане он имеет форму квадрата. Это не случайно – именно квадрат позволяет получить минимальный периметр наружных стен, а значит, уменьшить до минимума тепловые потери. Сами стены – двойные, словно у термоса. Между двумя бетонными панелями – наружной и внутренней – находится слой термоизолирующего материала.
Необычны в этом доме и окна. Мы уже упомянули про толстые ставни. Закрывая их на ночь, хозяева уберегут свой дом от нерациональных потерь калорий. Ведь известно, что большая часть потерь тепла в обычных квартирах приходится как раз на долю окон. А вот в доме-термосе окна служат источником тепла; словно хорошие батареи, помогают дому обогреваться. Дело в том, что застеклены они специальным прозрачным материалом, который, в отличие от обычного стекла, пропускает в дом не только видимые солнечные лучи, но и ультрафиолетовые, а главное – инфракрасные, тепловые. Назад же не выпускает. В итоге срабатывает так называемый парниковый эффект, и за день воздух в комнате нагревается довольно-таки значительно.
Когда обитателям станет жарко, они не будут открывать форточки. Их в новом доме тоже нет. Хозяева приведут в действие систему вентиляции. Воздух в помещениях посвежеет, а излишнее тепло будет запасено на ночь. Об этом позаботятся тепловые насосы и теплоаккумуляторы.
Тепловые аккумуляторы устроены довольно просто. Это баки, заполненные специальным веществом, например глауберовой солью. Такая соль – семиводный сульфат натрия – была названа глауберовой в честь немецкого врача и химика И. Глаубера; он первым обнаружил интересное свойство этого химического соединения. Уже при температуре 24 °C соль начинает плавиться. При плавлении она активно поглощает тепло из окружающего пространства. А вот когда становится прохладнее, соль кристаллизуется и возвращает запасенное тепло.
Лучшим на сегодняшний день переносчиком тепла являются тепловые трубы. Напомним их устройство. Внутренние стенки стальной трубки выстилают пористым материалом – спеченной керамикой, металлической сеткой, фитильной тканью и стекловолокном… Пористый материал прокладки пропитывают какой-либо летучей жидкостью. После этого из трубки откачивают воздух и заглушают ее концы. Если теперь мы будем нагревать один конец трубки, жидкость станет испаряться, и пар под воздействием возникающей разности давлений (ведь при нагревании вещества расширяются) устремится к другому ее концу. Здесь он сконденсируется и отдаст тепло более холодным стенкам, а жидкость по капиллярам пористой прокладки возвратится назад, к источнику тепла.
Таким образом, с очень маленькими потерями можно регулировать перераспределение тепла во всем доме. А если вместо тепловой трубки применить тепловой насос, то сможем получать тепло даже из холода!
Его изобрел еще в середине прошлого века английский ученый Кельвин. Это своеобразный холодильник наоборот – устройство, которое еще более охлаждает и без того холодный воздух, отнимает у него тепло и передает его в помещение. Само собой разумеется, что для такой вроде бы «противоестественной» передачи нужно совершать механическую работу – скажем, перекачивать жидкость. Но, по расчетам Кельвина, выходило, что такой насос «перекачивает» большее количество тепла, чем затрачивается на механическую работу.
Кельвин в свое время построил «воздушную машину», иллюстрирующую правильность своих рассуждений. Правда, при тогдашнем уровне техники тепловые насосы получались чересчур громоздкими, ненадежными и не могли выдержать конкуренцию с паровыми машинами.
Сегодня техника без труда позволяет преодолеть эти трудности. И в современном виде тепловой насос представляет собой замкнутый трубчатый контур, в состав которого включены нагреватель, сепаратор, конденсатор, испаритель, теплообменник и некоторые другие агрегаты.
Теперь представьте себе: в саду на глубине полутора метров зарыты в землю полиэтиленовые трубы. По трубам циркулирует незамерзающая жидкость – антифриз. Ее состав можно подобрать таким образом, что даже холодная земля для нее будет теплой. В том нет никакого парадокса. Ведь в природе нет такого понятия, как «холод». Все окружающее нас пространство имеет температуру выше нуля градусов по Кельвину, а значит, в принципе может служить источником тепла. Антифриз, проходя по трубам, поступает в бак с фреоном. Фреон при взаимодействии с антифризом испаряется и сжимается компрессором. В результате вода, охлаждающая компрессор, нагревается до –50 °C.
Подобная система уже опробована и оказалась вполне работоспособной.Из чего построить дом?
Дом для инопланетян и… собутыльников? Полвека тому назад архитекторы объявили, что дома теперь будут строить из пластиков. В СССР было разработано несколько проектов подобных домов, но ни один так и не построили. Дескать, дорого. Кроме того, пластик был признан материалов недолговечным и даже токсичным.
Это, впрочем, не помешало американскому химическому концерну Monsanto создать в 1957 году пластмассовый павильон в Диснейленде. В нем демонстрировалась также пластиковая мебель и новинки бытовой техники, в частности микроволновая печь.
Семь лет спустя французский архитектор Жан Маневаль разработал проект «мобильного» дома из полиэстеровых оболочек, покрытых цветной полиуретановой пеной. В разобранном виде его можно было перевезти на грузовике. Несколько таких домов даже возвели, но дальше этого дело не пошло – спроса на них не было никакого.
Самой удачной оказалась судьба пластмассового дома, спроектированного в конце 60-х годов финским архитектором Матти Сууроненом. Дом Futuro понравился многим потому, что был похож на… «летающую тарелку». Он стоял на четырех стальных опорах, имел вместо окон овальные иллюминаторы, а входом ему служил откидывающийся трап со ступенями.
В 1968 году финская фирма Polykem запустила Futuro в серийное производство, потом его начали производить в США и других странах. Несколько таких домов шведские ВВС купили для передвижных радиолокационных станций, а Олимпийский комитет СССР – для гостей Олимпиады. Всего было построено около сотни домов, пока нефтяной кризис 1978 года не поднял резко цены на пластик.
Ныне нефть по-прежнему стоит дорого. А потому британская компания Affresol предложила использовать отходы со свалок – мусорные пакеты, пластиковые бутылки, коробки и т. д. Пластик измельчается, смешивается со смолой и разливается в формы подобно бетонным блокам.
Этот материал, который компания назвала Thermo Poly Rock (TPR), имеет отличные водонепроницаемые и огнезащитные свойства, а также обладает высокой устойчивостью против гниения. Кроме того, каждый дом, изготовленный из этого материала, сокращает на 18 т количество отходов на свалках и сохраняет древесину.
Первый такой дом уже построен в местечке Суонси, Уэльс. В дальнейшем Affresol планирует возводить по 3000 домов ежегодно в течение трех лет.
В подобном строительстве, кстати, можете принять участие и вы.Дома из бутылок. « Вы сможете делать с пластиковой бутылкой то же, что и с кирпичом», – уверяет автор этой идеи – немец Андреас Фроес, который является основателем технологии ECO-TEC. У пластиковой бутылки куча преимуществ и только один недостаток – непривычная форма. Тем не менее из бутылок уже построено более 50 экологических домов в Гондурасе, Колумбии, Боливии.
Технология такова. Прежде всего, надо собрать побольше пластиковых бутылок. Они могут быть разной формы и не одинакового размера – это не так уж важно. Важнее другое – каждую бутылку необходимо заполнить сухим песком, трамбуя его в процессе заполнения, и закрыть бутылку пробкой.
Подготовленные строительные «блоки» используем для начала при возведение колонн.
Выройте круглую яму приблизительно 60—100 см в диаметре, чтобы сделать фундамент для опоры из камней, обломков бетонных плит и цементного раствора. Радиус опорной «подушки» должен быть по крайней мере на 20 см больше диаметра опоры.
По центру фундамента, под колонну вставляем арматуру из металлических стержней. Теперь уложите 10 или 11 бутылок вокруг арматуры. Для этого сначала положите бутылку на бетонную подушку таким образом, чтобы бутылка радиально ориентировалась к центру (то есть пробкой внутрь, к арматуре). Возьмите шпагат и обвяжите горлышко бутылки. Рядом положите и обвяжите, вторую, третью и т. д. Причем сделайте так, чтобы крышки соседних бутылок соприкасались.
Выложив первый круг, заполните промежутки между бутылками бетоном. Оставьте первую колонну на несколько часов в покое, чтобы бетон затвердел, а сами тем временем займитесь второй колонной, третьей и т. д.
Для экономии бетона при возведении колонны между бутылками можно закладывать куски битого кирпича, остатки щебня, бетонной крошки и другой строительный мусор.
Постепенно слой за слоем возведите колонны необходимой вам высоты. Дайте время на затвердевание бетона и усадку колон, после чего их можно оштукатурить.
Далее приступаем к возведению стен. Сначала опять-таки делаем фундамент. И чем шире он будет, тем лучше. Затем возводим стены. Бутылки кладем на раствор таким образом, чтобы горловины были обращены наружу. Затем, когда стены будут готовы, капроновым шпагатом или проволокой обвязываем горловины, связывая их воедино. После стены нужно поштукатурить как внутри, так и снаружи.
Еще проще иметь дело со стеклянными бутылками. Они ведь более прочные, чем пластиковые. Опять-таки заполните их песком и действуйте, как в предыдущем случае.
Пенсионер Аркадий Ольшевский из Подмосковья сначала возвел на своем дачном участке туалет шестиметровой высоты из стеклотары, а затем 12-метровую беседку из того же материала. Затем Ольшевский взялся за создание девятиметровой чаши, которая будет использована как бассейн. На создание этого архитектурного ансамбля пошло около 14 тыс. бутылок из-под водки, вина и пива.
Калининградский пенсионер Владимир Мечков соорудил из бутылок из-под шампанского (они еще более прочны) трехэтажный дом. Из бутылок же он соорудил сарай и собачью будку. Бутылочные дома возвели также Николай Татаренко из Воронежской области и Александр Тарасов из Бердичева.
Кстати, подобные дома есть не только в Европе, но и в Америке. Там первый бутылочный дом построил еще в 1902 году житель Невады Уильям Пек.Из бумаги и картона. Недавнее землетрясение в китайской провинции Сычуань унесло жизни 70 тыс. человек и разрушило огромное количество зданий. В начале 2011 года аналогичная беда обрушилась и на Японию.
Учитывая, что землетрясения в данном регионе не редкость, китайские проектировщики предложили использовать для восстановительных работ картон. Спрессованный в форме специальных строительных труб, материал этот позволяет собирать в короткие сроки довольно большие здания. Причем прочность картонных деталей такова, что из них можно строить дома, школы и другие сооружения. Одним из достоинств этого материала считается его удивительная легкость, благодаря чему из него можно быстро создавать жилые комплексы, конструкции которых при обрушении не причинят жителям особого вреда.
Мысль европейских архитекторов работает в том же направлении, поскольку в кризисных районах они предложили строить мини-дома из бумаги. Бумажные стены домов пропитаны нетоксичной смолой и обладают необходимой прочностью, так что эти жилища будут особенно востребованы в районах с повышенной сейсмичностью. Один из первых бумажных домов планируется построить в Зимбабве, а Нигерия уже заказала 2,4 тыс. таких жилищ, площадью по 36 кв. м каждый. Стоимость каждого – не более 5000 долларов.
А в Швейцарии и Германии предполагается строительство из бумаги бюджетного, не очень дорогого жилья, рассчитанного на эксплуатацию в течение многих десятилетий. «Бумажными» стены таких домов можно назвать с некоторой натяжкой. На самом деле они представляют собой плотные панели SwissCell, похожие на детали корпусов самолетов или яхт. Различие лишь в исходном материале и, как следствие, стоимости; блоки в самолетах сделаны из алюминиевых, титановых сплавов или углеволоконных композитов, панели SwissCell – из макулатуры.
Масса из перемолотых старых книг, газет, журналов и картона перемалывается, смешивается со смолой и запекается при высокой температуре в печи. В результате получается легкий и прочный материал, из которого формируются плиты, похожие на соты. Они устойчивы к механическим воздействиям, упруги и теплостойки. А сам процесс строительства весьма похож на сборку моделей из деталей детского конструктора – раз-два и готово. По словам изобретателя этой технологии Герда Нимёллера, такое жилье идеально подходит тем, кто не может позволить себе аренду или покупку обычной квартиры.
Дизайнером бумажных панельных домов является архитектор Дирк Донат из Строительного университета Веймара. «Такое жилье по своему качеству намного лучше тех самоделок, которые можно увидеть в трущобах многих городов», – утверждает он.
Тем более что такой дом не требует покупки мебели. Одно– и двуспальные кровати, столы, скамейки, полки и т. д. уже встроены в стены. Комнаты разделены по своему функциональному назначению: душ, туалет, веранда, место для просушки белья. Дом не велик, но очень функционален. В таком доме не страшны ни холода, ни палящее солнце, ни дожди. Стена из панелей SwissCell толщиной 5 см заменяет слой пенопласта полуметровой толщины. При этом стоимость бумажных панелей по сравнению с пенопластом втрое ниже. Смола же обеспечивает высокую влагостойкость. По словам производителей, панели SwissCell пригодны даже для изготовления бассейнов.
Дешевизна бумажных домов объясняется не только низкой ценой сырья, но полной автоматизацией процесса производства. Итоговая стоимость, как заверяют представители компании The Wall, будет менее 1000 долларов.
Интересная деталь: сама компания намерена изготовлять не готовые детали, а машины для запекания сырья. Заказчики сами должны будут заготовлять макулатуру, изготовлять из нее необходимое количество деталей для домов и самостоятельно собирать их.
Многие африканские страны уже проявили интерес к изобретению швейцарских и немецких инженеров и готовятся к созданию собственных производственных линий. В дальнейшем компания планирует открыть производство в Южной и Восточной Европе, Южной Америке и Азии.«Хижина трех поросят»
«Вы помните, какие дома строят поросята в известной сказке? – спросил представителей СМИ французский архитектор Тьери Вагнер, по проекту которого и был построен этот необычный дом неподалеку от г. Реймса (Бретань). – Правильно, один дом был из соломы, второй – из хвороста и третий – кирпичный. Причем в сказке утверждается, что наилучший дом – из кирпича. Бьюсь об заклад, что это не так»…
И он повел журналистов показывать, из чего именно построен спроектированный им дом. Оказалось, что для наружных стен его были использованы саманные кирпичи – из смеси глины с соломой. А внутренние перегородки сделаны в виде решетки из досок, пустоты в которой заполнили толстым белым войлоком, а также пенькой – растительными волокнами, получаемыми из конопли.
Получилось легкое, крепкое и теплое здание, на крыше которого к тому же разместились солнечные батареи. Благодаря им здание само производит половину энергии, необходимой для подогрева воды. Несмотря на то что после таких усовершенствований цена за 1 кв. м площади оказалась довольно большой – около 3000 евро, все 43 квартиры в доме были тут же раскуплены.
И это – не случайно: экологичные дома во Франции пользуются все большим спросом. Сегодня здесь даже обычный деревянный дом – большая редкость, поскольку строят в основном из камня либо из бетона. Наиболее «продвинутые» архитекторы даже ухитряются делать дома полностью из металла с синтетическими утеплителями.
Экологичная архитектура позволяет избежать многих неприятностей для здоровья. В ход идут безопасные растительные и минеральные красители, клей, в состав которого не входят растворители, все та же пенька и тщательно обработанный войлок, черепица не из пластмассы, а из обожженной глины. Широко используется в качестве утеплителя мох. Несущие конструкции делаются из бруса, который пропитывают, например, защитным составом из цитрусовых. А паркет натирают пчелиным воском.
Ну а стены из саманного кирпича вообще оказались чудом технологии: они не только гораздо «теплее» бетона, но и создают в помещении такой микроклимат, который позволяет человеку зимой комфортно чувствовать себя при 18°, а не при стандартных 25. Отсюда – значительная экономия на отоплении.
Первыми во Франции такие необычные дома стали строить для себя сами экологи. А также люди, всерьез беспокоящиеся за состояние здоровья своих детей. До массового строительства пока далеко – слишком это дорогое удовольствие: экологически чистые материалы стоят как минимум на 10 % дороже обычных. Тем не менее биоархитектура сегодня находится на подъеме.«Скворечники» для людей
Идея сооружать дома на деревьях пришла к Алену более десятка лет тому назад. В то время он возглавлял в Париже рекламное агентство, и вечная суета, связанная с этим бизнесом, ему изрядно надоела. И он решил круто поменять свою жизнь – заняться совершенно новым для себя делом.
«Не скажу, что идея эта осенила меня вдруг, упав на голову, подобно яблоку Ньютона. Подспудно, наверное, я шел к ней с детства, – рассказал Лоран журналистам. – Дело в том, что ребенком мне ужасно нравилось с друзьями создавать на деревьях всякие сооружения. Затем, когда у меня самого появились дети, это увлечение я передал и им. Словом, в какой-то момент я все чаще начал задумываться: почему бы не попытаться строить на деревьях настоящие дома для отдыха?»
Попытка, как известно, не пытка. Собрав группу единомышленников – ныне в его команде дюжина представителей самых разных профессий, – Ален принялся за новое дело. Первый дом на дереве был построен его бригадой в 1999 году для Янна Артю-Бертрана – популярного во Франции эколога.
Новость об этой уникальной постройке распространилась по всей стране. И к Лорану стали обращаться другие заказчики. Сегодня жилищ на дереве построено уже более трехсот. Причем не только во Франции, но и в Швейцарии, Бельгии, Италии, Испании, Португалии…
Словом, число тех, кто хотел бы отдохнуть в комфортабельном «скворечнике», растет день ото дня. Но, конечно, постоянно на дереве никто не живет. Дома-скворечники снимают, как правило, на несколько дней. Стоимость аренды от 130 до 700 евро в сутки.
Впрочем, желающие могут такой дом и купить. Цена от 15 тыс. до 80 тыс. евро в зависимости от размеров и комфорта жилища. В иных предусмотрена не только мебель, но и все мыслимые удобства, включая ванны и туалеты. Причем никаких труб – ни канализационных, ни водопроводных – не видно, их тщательно маскируют.
Все дома, сооруженные на деревьях, уникальны. Как уникально любое дерево: у каждого своя высота, ширина ствола… Чем больше, крупнее дерево, тем лучше. Особенно хороши дубы и сосны. Именно от размеров дерева зависит, каким будет дом, на какой высоте его можно расположить…
Рекорды тут такие. Самый «высотный» дом Европы расположен в 15 м от земли. Площадь самого большого из них – 45 кв. м, самого маленького – 5 кв. м.
Понятное дело, что перед началом стройки дерево тщательно осматривают – не больное ли оно, нет ли где гнили. А вот если дом в бурю рухнет с приличной высоты – радости его обитателям будет мало.
Но если дерево здорово, то Ален дает гарантию, что жилище провисит на высоте как минимум десять лет. Подвешивают его и в самом деле на системе тросов, не срезая ни единой ветки и не вбивая в ствол ни единого гвоздя.
К сказанному остается добавить, что в наши дни дома на деревьях строят не только в Европе, но и в Азии и Америке. В США, где любят все большое, поставили свой рекорд – на высоте 40 м от земли построен аж четырехэтажный дом, имеющий собственную высоту в 45– м! А в Японии построен оригинальный дом, по форме напоминающий гигантское яйцо…«Сумасшедшие» дома
«Танцующие» здания. Началось все, пожалуй, со страшного землетрясения 1812 года, случившегося в городе Орландо (США, штат Флорида). Стихия разгулялась так, что город, по существу, пришлось отстраивать заново. Вот тогда в голову архитектора Роберта Лероя Рипли и пришла мысль: построить один из домов так, чтобы он напоминал всем о том страшном событии, не позволял строителям и жителям города расслабляться.
Вскоре слухи о необычном доме разнеслись по окрестностям, и в Орландо устремились туристы. Архитекторы поняли, что напали на золотую жилу, и со временем в разных города мира было построено около трех десятков подобных «развалюх».
Один из таких домов был сооружен в самом центре старой Праги. У него тоже есть своя история. В 1945 году дом, стоявший ранее на этом месте, был разрушен при налете американской авиации, и почти полвека это место пустовало. Инициатором постройки на пустыре необычного дома был президент Чехии Вацлав Гавел, а само здание было возведено в 1996 году по проекту хорватского архитектора Владо Милуновича и его коллеги из Канады Фрэнка Гери.
Вскоре необычное строение было признано одним из интереснейших архитектурных сооружений конца XX века. В нем располагается офисный центр, а на крыше – элитный ресторан.С ног на голову. Следующий логический шаг: построить здание, как бы стоящее «вверх ногами». Подобные дома-перевертыши тоже весьма популярны. Они есть во многих странах: в Польше, Японии, Корее, Германии…
Самый известный дом, поставленный с ног на голову, находится в Польше, в поселке Шимбарк на южном побережье Балтийского моря. Он стоит на острой крыше, но при этом достаточно устойчив. Зайти в этот дом-аттракцион можно через чердачное окно, но находиться в нем некомфортно: в помещении, где вся мебель также размещена вверх тормашками (кресла, диваны и даже унитаз прибиты к потолку), у людей начинается головокружение.
Тем не менее перевернутый дом привлекает толпы туристов. Так что архитектор Даниэль Чапьевски, который в 2007 году задумал соорудить здание-перевертыш, своей цели добился.
Впрочем, есть от таких «перевернутых» домов и практическая польза. В Голландии, к примеру, некогда местные жители платили налог только на землю, а потому, приступая к строительству дома, старались сделать первый этаж как можно уже, а последующие этажи планомерно расширяли. В итоге получались нависающие над тротуарами «уродцы» с такими узкими входными дверями, что через них даже мебель не пронесешь! А потому на многих зданиях у крыши вмонтирован крюк: за него цепляют трос и поднимают крупногабаритные предметы в квартиру через окно.
В поход вместе с домом? «Хорошо улитке, она всегда носит с собой свой домик раковину», – позавидовал когда-то человек. И придумал жилища, которые тоже можно взять с собой, отправляясь в путь – юрты, яранги, вигвамы, палатки…
Сегодня кочевникам предлагают более современные и комфортабельные варианты. К примеру, разработанный немецким дизайнером Вернером Айслингером концептуальный Loft Cube. Установить такой «куб» можно где угодно: на крыше небоскреба, в лесу, на берегу озера. Сборка этого мобильного конструктора занимает от двух до четырех дней. Футуристическое жилище подходит для одного человека, семейной пары и даже семьи с одним ребенком. Внутри оно оборудовано современной системой управления электрооборудованием и прочей домашней техникой. Интерьер обустраивается по вкусу заказчика.
Неординарным выглядит и круглый деревянный дом, который можно увидеть в Канаде. Конструкцию можно смонтировать за три дня. Домик подвешивают к дереву, мосту или скале. Основой является система канатов, которая удерживает дом в постоянном положении.
Внутри жилище, созданное плотником Томом Чадли, напоминает яхтенную каюту – оно оборудовано кухней с холодильником и микроволновой печью, а также мебелью по желанию заказчика. Домик диаметром 3 м способен вместить одновременно четырех человек. Подняться в жилище на дереве можно по подвесному мосту или спиральной лестнице.
Последнее время получили распространение и плавучие дома. Например, дом-лодка, созданный немецкими дизайнерами, имеет жилую площадь более 78 кв. м и представляет собой двухуровневую конструкцию, в которой имеются две спальни, ванная и гостиная с кухонным уголком. Плавучий дом является автономным и экологичным: в нем есть собственная канализация, солнечные панели и емкость для сбора дождевой воды.
И наконец, в наши дни близка к осуществлению мечта Жюля Верна о создании летающего дома. В Швейцарии, к примеру, заканчивается строительство гигантского дирижабля, к которому подвешена гондола-отель, где могут с удобствами разместиться около сотни пассажиров. И отправиться в кругосветное путешествие, разглядывая нашу планету с высоты птичьего полета.Дом для карлсона и не только…
Вообще-то, если серьезно, идея, которая легла в основу концепта Living Roof capsule – мобильного самодостаточного жилища, – вовсе не связана со сказочным персонажем. Просто в нашем XXI веке многим людям приходится довольно часто перемещаться по миру. А жить все время в отелях, где все тебе чужое, как знают много гастролирующие музыканты, певцы, коммивояжеры, бизнесмены – довольно утомительно. После напряженного трудового дня хотелось бы вернуться к себе домой, где все до мелочей знакомо, и отдохнуть как следует.
Теперь это желание вполне выполнимо. Состоятельные люди могут путешествовать в месте со своим жилищем. И не только по морю, на яхтах, превращенных в плавучие дворцы или по дорогам, в передвижных домах-прицепах, но даже по воздуху.
Дом-капсула Living Roof capsule – легкий жилищный блок длиной около 10 м – предназначен для установки на плоских крышах зданий, какие в изобилии имеются в любом городе. Благодаря солнечным батареям, расположенным на поверхности Living Roof, и ветрогенераторам, этот блок в состоянии сам себя обеспечить достаточным количеством энергии. Система сбора дождевой воды и конденсата обеспечивает питьевую и хозяйственную воду, делая модуль практически независимым от любых внешних систем снабжения. Полная независимость модуля от местоположения делает процесс переноса максимально простым, достаточно только вызвать вертолет, и можно отправляться в путь. Ну а чтобы в сравнительно небольшом доме жилось как можно комфортнее, внутренняя начинка Living Roof capsule использует множество уловок для того, чтобы обеспечить простор в сравнительно небольшом объеме. Так внутреннее убранство модуля может трансформироваться в широких пределах. К примеру, стол вечером превращается в кровать, а в случае необходимости может быть и убран совсем, освобождая место для физических упражнений.
«Ковчег» архитектора Ремизова
«Возведи его хоть в Антарктиде – внутри все равно будут щебетать птицы и цвести райские сады», – говорится в пресс-релизе архитектурной мастерской Александра Ремизова. По словам руководителя проекта, биоклиматическое здание, оснащенное автономной системой жизнеобеспечения, разработано как ответ на возможное изменение климата на планете.
Строительство здания должно начинаться с установки центральной опоры (трубы) из легких конструкций. Фундаментом для нее может служить плавучая платформа. После завершения работ строение занимает участок в 3200 кв. м. Высота наземной части достигает 30 м. Необычным выглядит решение сделать несущие крепления купола из дерева – это сделано из соображений экономии веса (здание приобрело способность плавать), а также из финансовых соображений – сооружение из древесины стоит дешевле.
В нижней части трубы располагается энергоблок, преобразующий тепло в электроэнергию, а в верхней части – тепловые насосы, ветровые генераторы и генератор торнадо. Все инженерные коммуникации проходят внутри трубы, а горизонтальные этажи здания предназначены для житья. После установки трубы строительство ведется автономно за счет энергии, вырабатываемой системами здания.
«Все это необходимо для быстрого перемещения воздуха внутри будущей конструкции, – поясняет Ремизов. – Для создания благоприятного микроклимата мы и форму здания выбрали купольную – она создает необходимую турбулентность для ветрогенераторов».
Здание спроектировано как единая система с бесперебойным энергоснабжением на основе использования альтернативных источников энергии. Энергетическая концепция проекта разрабатывалась академиком Львом Бритвиным.
Внешняя оболочка специально сделана прозрачной – это для того, чтобы эффективно собирать солнечную энергию. Ее можно перерабатывать и в тепло, и в электричество. Ну а чтобы она не перегревалась, если «Ковчег» разместить, например, в пустыне, излишнее тепло будет подниматься вверх, под купол, где будут специальные установки для его изъятия и транспортировки в нужные энергетические отсеки. Чем жарче за бортом «Ковчега», тем экономичнее становится жизнь в этом автономном сооружении. Воду же в засушливых районах автономный дом будет брать из скважины, которая бурится прямо под домом.
«Наш дом может быть построен даже на воде, точнее, на водной платформе, – подчеркнул архитектор. – В этом случае для водоснабжения квартир вода будет поступать прямо из моря или океана, естественно, предварительно опресненная. Как вариант может также использоваться и дождевая вода, для которой у нас продуманы специальные водосборники»…
Даже к утилизации отходов «Ковчег» будет подходить по-хозяйски. Благодаря разделению отходов часть их пойдет на биоудобрения, часть на переработку. А что останется – будет уничтожено в специальных печах, после которых на выходе снова получатся ценные водород и кислород для жизнеобеспечения дома.
Для обитателей «Ковчега» предусмотрена возможность для занятий искусством и спортом, отдыха, бытового и медицинского обслуживания, обучения. Интернет и телевидение обеспечат жителям автономного здания связь с внешним миром. «В «Ковчеге» можно жить не покидая его оболочки, – говорит архитектор. – К примеру, до поликлиники, которая будет находиться уровнем выше, можно добраться по зимнему саду – вот вам и прогулка»…
В материалах мастерской указывается, что проект был разработан с учетом опыта программы «Архитектура катастроф» Международного союза архитекторов. Он был номинирован на премию Всемирного архитектурного фестиваля WAF-2010 и получил диплом третьей степени по итогам Первого международного фестиваля инновационных технологий в архитектуре и строительстве «Зеленый проект – 2010».
На проект уже обратили внимание американские специалисты, связанные со строительством научной станции в Антарктиде. Им очень понравилось наше детище. «Лучше мы ничего еще не видели», – сказали они. Хотелось бы нашим специалистам поработать и с соответствующими российскими организациями, но те пока молчат.Поделиться книгой: