ГРАФЕНОВЫЙ ДАТЧИК ОБНАРУЖИВАЕТ НАНОМОЛЕКУЛЫ
GRAPHENE SENSOR DETECTS NANO MOLECULES
Научные коллективы из швейцарского университета EPFL (Йсо1е Polytechnique Fйdйrale de Lausanne) и Института фотонных наук (Барселона, Испания) разработали графеновый датчик, обнаруживающий молекулы белков и лекарственных веществ. Использующий уникальные электронные и оптические свойства гра-фена датчик высокочувствителен и допускает переналадку. Графен позволил улучшить используемый для обнаружения молекул метод инфракрасной абсорбционной спектроскопии, Последний был основан на применении света для возбуждения колебаний, специфичных для различных молекул (физическое явление, известное как "локальный поверхностный плазмонный резонанс"). Эти колебания характеризовали уникальную сигнатуру молекулы, воспринимаемую датчиком в отраженном свете.
Традиционный метод оказался неэффективным для нанометрических молекул, размер которых существенно меньше шестимикронной длины волны инфракрасного фотона, используемого для их обнаружения. Ис-
следователи обнаружили, что графен позволяет сфокусировать свет на крошечном участке, чтобы точно "услышать" вибрацию нанометрической молекулы.
Воздействие электрического напряжения позволяет настроить графен на различные частоты, что невозможно для существующих датчиков. В результате, по ничтожным различиям между колебаниями можно определить природу связей между атомами в молекуле. Ученые проверили новый метод, присоединяя к графену различные белки, и он дал полную картину молекулы.
Проведенные исследования найдут применение в обнаружении утечек газа, восприятии токсичных и взрывоопасных газов, измерении и обнаружении ДНК, белков и загрязнителей воды. Они могут быть также использованы в полимерах и многих других веществах.
Результаты исследования опубликованы в журнале Science.
Источники:
<www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1327258&>, <http://sti.epfl.ch/page-123466.html>
ТЕНДЕНЦИИ В ОБЛАСТИ ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТОВ INDUSTRIAL ROBOT TRENDS
ОСНОВНЫЕ КОНЦЕПЦИИ
• Совершенствование промышленных роботов (габариты, контроллеры, средства связи, ПО) делает их пригодными для более широкого использования в различных отраслях.
• Более простые и гибкие ПО и стандарты программирования позволяют более широкому кругу пользователей настраивать и использовать робот.
• Выпускаются роботы разнообразных типов, форм и размеров с различными типами исполнительных органов.
ДЕСЯТЬ ТЕНДЕНЦИЙ В ПО РОБОТОВ
Контроллеры роботов уменьшаются в размерах и становятся более универсальными. Расширяются возможности применения в роботах программируемых логических контроллеров (ПЛК), программируемых контроллеров автоматизации (programmable automation controllers — PAC), промышленных ПК, встроенных контроллеров и устройств позиционирования, выпу-
щенных фирмами, не специализирующимися на робототехнике.
Развитие сетевых технологий обеспечивает более гладкое взаимодействие робота с другими роботами и системами — их более широкое взаимодействие, соответствующее концепциям умного завода, Промышленного интернета вещей и Индустрии 4. 0.
Следующие 10 тенденций определяют упрощение и увеличение гибкости ПО роботов и соответствующих средств программирования.
• Применение искусственного интеллекта (ИИ) позволяет роботам пользоваться базой исторических данных для обучения и более быстрой адаптации к новым ситуациям.
• Соглашения по кибербезопасности оказывают на робототехнику все большее влияние; их реализация в роботах позволяет защитить последние от зловредных программ и несанкционированного удаленного доступа.
• Функциональные блоки с программными кодами, реализующими определенные движения робота (ки-
SD
Sensors & Systems • № 9-10.2015
шж
нематику) могут быть предоставлены разработчиком ПО и доработаны конечным пользователем, поставщиком оборудования, машиностроителем или системным интегратором.
• Интерактивные сенсорные сигналы и инструкции могут поступать в робот от его рабочих органов (инструментов, манипуляторов) или иных устройств и систем. В качестве примеров можно привести микросхемы машинного зрения или радиочастотной идентификации, встроенные в инструменты в целях повышения уровня автоматизации, исправления ошибок и более высокого качества работы, в том числе с возможностью восприятия и компенсации износа инструмента.
• Программирование с открытыми исходными кодами позволяет использовать одно и то же ПО в роботах различных производителей.
• Функции "обучение через движение", имеющиеся в некоторых роботах, позволяют "проводить" робота по некоторой траектории, обучая по пути (см. также функции искусственного интеллекта и мастера).
• Имитационное моделирование позволяет создать программный аналог робота и полностью протестировать на нем действия рабочих органов, взаимо-
действие с другими машинами и системами, элементы аварийной защиты и выполнение заданий. Это позволит проверить конструкцию и функциональные возможности робота до его физической реализации или приобретения.
• Универсальные средства программирования позволяют импортировать кинематику робота (функции управления его движением) и интегрировать ее в унифицированный процесс от проектирования до реализации (см. также "имитационное моделирование").
• Беспроводные обучающие устройства обеспечивают роботам большую мобильность, чем проводные интерфейсы; существует соответствующее ПО для коммерческих планшетов.
• ПО "мастер" обеспечивает упрощенное программирование робота без написания специальных программных кодов — это делается с помощью пошаговой "дорожной карты" в виде блок-схемы с возможными вариантами, заполняемыми блоками и подсказками.
Источник:
Mark T. Hoske. Industrial robot trends and types.
Control Engineering, 2015, August 10-16.
<www.controleng.com>
Б иблиография+* Bibliography+
Лопухов И. Коммуникационные технологии умного предприятия в рамках концепции Индустрия 4.0 и Интернета вещей // Современные Технологии Автоматизации — 2015. — № 2. — С. 36.
"В статье рассматривается грядущий четвертый этап промышленной революции, связанный с появлением киберфизических систем. Постепенный переход на новую концепцию автоматизации технологических процессов серьезно повлияет на привычный подход к функционалу технологического оборудования, управлению технологическими процессами и взаимодействию всех элементов системы. Коммуникационная ин-
* С помощью рубрики БИБЛИОГРАФИЯ+ мы пытаемся охватить вниманием ряд публикаций в периодике, которые, по нашему мнению, могут дополнить представление о состоянии, перспективах и проблемах в области ИКА. "Плюс" означает, что мы не ограничиваемся лишь библиографической ссылкой, а добавляем для большей информативности еще нечто существенное: выдержки из аннотации или текста, комментарий, ссылки на другую релевантную информацию и т. п.
фраструктура станет одним из ключевых элементов системы и претерпит в связи с этим серьезные изменения. Об эволюции коммуникационных технологий на промышленных предприятиях в ключе новой эры Интернета вещей рассказывается в данной статье".
Охтилев М. Ю., Мустафин Н. Г., Миллер В. Е., Соколов Б. В. Концепция проактивного управления сложными объектами: Теоретические и технологические основы // Изв. вузов. Приборостроение. — 2014. — Т. 57, № 11. — С. 7—15.
Рассмотрены теоретические и технологические основы разрабатываемой прикладной теории проактив-ного управления сложными объектами, которая к настоящему времени получила практическую реализацию в ракетно-космической отрасли, атомной энергетике, транспортно-логистической и военной сферах.
Проактивное управление объектами, в отличие от традиционно используемого на практике реактивного
шж
Датчики и Системы • № 9-10.2015
81
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.