Category: наука

Улыбка

Транзистор из молекулы ДНК

К вопросу о некремниевой электронике: статья в "Nature" показывает возможность использования молекулы ДНК в качестве "транзистора" с переключаемой проводимостью. Еще один потенциальный потребитель асинхронной логики.



Cross-post from: http://vak.dreamwidth.org/441951.html

Улыбка

Коллективная ядерная модель: бозоны и симметрии


(видео http://thproxy.jinr.ru/video/seminars/2017-01-12/mp4/camera.mp4)

В Лаборатории теоретической физики ОИЯИ прошел семинар, посвященный 75-летию главного научного сотрудника лаборатории, председателя Научно-технического совета ОИЯИ Ростислава Владимировича Джолоса.



Р. В. Джолос широко известен в мировом научном сообществе как крупный специалист в области теоретической ядерной физики, автор более 250 научных работ.

Он не только блестящий представитель дубненской школы в теории атомного ядра, но также и профессор, автор учебных пособий для студентов, лектор международных научных школ, лауреат ряда научных премий и званий, член редколлегии журналов "Ядерная физика" и «ЭЧАЯ», член двух диссертационных Советов в ОИЯИ, председатель Научно-технического совета ОИЯИ.

По традиции в честь юбилея ученого в Лаборатории теоретической физики, где Ростислав Владимирович начал работать еще в студенческие годы, был организован научный семинар. В конференц-зале ЛТФ собрались коллеги и ученики юбиляра, делегация дирекции ОИЯИ во главе с директором Виктором Матвеевым, представители руководства и коллективов почти всех лабораторий Института.

В научной программе семинара юбиляр выступил с докладом «Коллективная ядерная модель: бозоны и симметрии» (Collective Nuclear Model: Bosons and Symmetries) с впечатляющим подзаголовком «52 года в Лаборатории теоретической физики». Как известно, Р. В. Джолос принадлежит к тем дубненским ученым, вся жизнь которых со студенческой скамьи связана с Объединенным институтом и Дубной, к поколению сотрудников, «создавших и приумножающих мировую славу нашего научного центра».

По завершению доклада представители руководства, гости из других лабораторий и многие участники семинара выступили с поздравлениями и теплыми пожеланиями в адрес Р. В. Джолоса.

Cross-post from: http://vak.dreamwidth.org/434436.html

Улыбка

В гостях у GlobalStar

Вчера был на экскурсии в фирме GlobalStar - частной космической компании, которая владеет семейством спутников на орбите и предоставляет вполне полезный для массового народа сервис по всему миру. Можно купить вот такую коробочку, поставить её в автомобиль, мотоцикл, катер, положить в рюкзак:



И дальше за $100/год вы будете получать по СМС информацию о передвижении нужного объекта в реальном времени. Совершенно необходимая вещь для любителей экстремального туризма, да и просто для родителей, отпускающих детей далеко от дома одних. :)

Слегка подороже, за $150/год можно иметь коробочку с кнопками OK, Help и Message, которыми можно отправить фиксированные сообщения по заданным спискам телефонов или e-mail. Но самое важное - большая красная кнопка S.O.S. вызывает службу спасения и сообщает ей ваши точные GPS-координаты. Эта штука реально спасает жизни. Globalstar ведёт учёт количества спасённого народа. Сейчас на счётчике что-то порядка 43000 человек.

Есть русскоязычный сайт: http://spotgps.ru/

Имеется также сервис мобильной телефонной связи (похоже на Иридиум), и сервис передачи данных (низкоскоростной интернет), от $40/месяц.

Карта покрытия:


Пример отслеживания маршрута:



Компания, где я работаю (Imagination Tecknologies) сотрудничает с GlobalStar, а именно мы предоставляем им процессорное ядро MIPS, и помогаем в разработке чипа, на котором построены абонентские коммуникационные коробочки, телефоны и Wi-Fi точки доступа. Они очень ценят наше сотрудничество, и вызвались организовать для наших инженеров посещение их центра управления спутниками (они его называют "наш маленький Хьюстон"). Таких центров два: один здесь в Милпитасе, в нескольких милях от нашего офиса, а второй во Франции. К сожалению, внутри нельзя было фотографировать, поэтому картинок не будет.

Одним из наших "экскурсоводов" был Aries Broadnax, директор службы управления спутниками. Я погуглил и откопал его мастерскую дипломную диссертацию "Debris avoidance strategies for spacecraft". Приятно полистать, вспомнить студенческие годы.

Мне лично особенно любопытно на всё это смотреть, ведь по сути моя специальность. На физтехе я учился в группе, базой которой был институт прикладной математики имени Келдыша (ИПМ). Специализация называлась типа "автоматическое управление спутниками и роботами". Космическая механика, навигация, ориентация, стабилизация - всё эти серьёзные математические науки нам преподавали, причём непосредственно люди "от сохи", кто создавал и сами эти науки, и весь советский космос. К сожалению, во времена холодной войны оно шло на военные нужды, и толку для народа не было никакого. А здесь на примере GlobalStar можно видеть, как вся та же наука приносит конкретную пользу обычным людям. Приятно посмотреть. Вообще, частный космос это великая вещь. Всё только начинается: я думаю, мы еще много интересного увидим в ближайшие годы.
Улыбка

Вычислительная биология

Есть такой проект OpenWorm, где народ моделирует червяка C.elegans.



Прелесть в том, что вся нервная система состоит всего из 302 нейронов. "Принципиальную схему" червяка уже получилось воссоздать. Известно, как нейроны соединены между собой и с мышцами, но никто пока до конца не понимает, как работают конкретные синаптические связи. Правдоподобные модели есть, но соответствие реальности пока весьма приблизительное. Подключить осциллограф к живому червяку, увы, не удаётся.

Тут можно скачать и поиграться с моделью нервной системы на Питоне. Временная диаграмма выглядит так:

Улыбка

Строим карты Карно

Полезная страничка для построения карт Карно произвольных логических функций: http://tablica-istinnosti.ru/ru/

К примеру, вводим функцию: A ∨ B ∧ C ∧ D

Получаем:
A B C D

Для построения карты Карно, построим таблицу истинности данной функции:

A
B
C
D
B C
B C D
A B C D
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 1 0 0 0
0 0 1 0 0 0 0
0 0 1 1 0 0 0
0 1 0 0 0 0 0
0 1 0 1 0 0 0
0 1 1 0 1 0 0
0 1 1 1 1 1 1
1 0 0 0 0 0 1
1 0 0 1 0 0 1
1 0 1 0 0 0 1
1 0 1 1 0 0 1
1 1 0 0 0 0 1
1 1 0 1 0 0 1
1 1 1 0 1 0 1
1 1 1 1 1 1 1

После этого заполним карту Карно, используя полученные значения:

AB\CD 00 01 11 10
00 0 0 0 0
01 0 0 1 0
11 1 1 1 1
10 1 1 1 1
Улыбка

Асинхронные FPGA и позитронный мозг

Такое ощущение, что грядёт тихая революция в области цифровой логики: переход на асинхронный дизайн. Любопытный, но малоизвестный факт: в 2012 году Интел предоставил стартапу Achronix свои заводы для производства асинхронных FPGA-чипов.

Есть несколько методологий асинхронного дизайна. Одна из них, под названием Null Convention Logic (сокращённо NCL), в качестве базового элемента использует так называемый пороговый вентиль. Обозначается он так:



Как и традиционный логический вентиль типа И или ИЛИ, он имеет несколько входов, один выход и, возможно, инверсию выхода. Кроме того, у него есть параметр M - порог срабатывания. К примеру, вентиль с порогом 2 переходит в активное состояние, когда как минимум два входа активны. В неактивное состояние пороговый вентиль переходит, когда все входы неактивны. Заметьте: вентиль с порогом M>1 обладает гистерезисом. Пока количество активных входов меньше порога, он сохраняет предыдущее состояние.

Из таких вентилей, применяя dual-rail протокол, можно строить цифровые логические схемы произвольной сложности. Например, так выглядит однобитный полный сумматор:


Для сравнения, полный сумматор на традиционной логике:



А теперь самое интересное. Знаете ли вы, как устроен нейрон, элементарный кирпичик нервной системы и мозга? Он имеет несколько отростков-дендритов (входов) и один аксон (выход). Для возбуждения нейрона нужно раздражение от нескольких дендритов (порог). Очень похоже на NCL-вентиль, не так ли?


Представьте, что через некоторое время, усилиями биохимиков и генетиков, можно будет выращивать "живые" нейронные сети заданной конфигурации. Если вы помните, в известной новелле Азимова про три закона робототехники, всё начиналось с изобретения позитронного мозга. Возможно, не так долго осталось ждать.

До сих пор разработка асинхронных логических схем осложнялась отсутствием возможности прототипирования и отладки их с использованием FPGA. Чипы Achronix могут поправить ситуацию.
Улыбка

Бозон Хиггса популярно для чайников

В.А.Рубаков "К открытию на Большом адронном коллайдере новой частицы со свойствами бозона Хиггса" (2012)

Наконец-то нашлась статья, излагающая на удовлетворительном (для меня) уровне суть открытия бозона Хиггса. Не совсем для чайников, скорее для читателей, имеющих представление об основах теорфизики, но вполне доступно.