Új Szó - Vasárnapi kiadás, 1987. július-december (20. évfolyam, 26-51. szám)

1987-10-30 / 43. szám

IJSZÚ 37. X. 30. TUDOMÁNY TECHNIKA Csehszlovák gyártmányú robotositott hegesztőcellák - egyelőre ro­botizmok nélkül, „egyszerű“ hidraulikus és pneumatikus illetve szervo­motoros mozgatással. (Foto: R. Strusa) ember újra és újra a természettől tanul. A legújabb próbálkozások a robotkarokat akarják műiz­mokkal mozgatni, egyre ki­sebb másolataként az eredeti­nek. Hol a határ? Az izom működési elvének titkát maradéktalanul még senkinek sem sikerült megfejtenie. Az izom fehér­jemechanizmusa borzasztóan bo­nyolult. Egyet-mást persze már tu­dunk róla. Például tudjuk, hogyan épül föl az izom: rostkötegekből, azok meg rostokból. Ezek a rostok tulajdonképpen sokmagvú, hosszú­kás óriássejtek. Egész hosszukban vékony szálacskák húzódnak végig bennük, a miofibrillumok. Ezeket vastagabb-vékonyabb fehérjefonál- kák, a miofilamentumok építik fel. A vastagabbak anyaga miozin, a vé- konyabbaké aktin. De mi játszódik le egy-egy izom­összehúzódáskor? A folyamat mole­kuláris elméletét mindmáig nem dol­gozták ki. A Nobel-díjas angol fizio- lógus, A. Huxley modellje szerint az izom összehúzódásakor fésúszerű- en egymásba csúsznak az aktin- és a miozinrostok. De vannak más el­Robolizmok méletek is. Egyes kutatók például úgy vélik, hogy az összehúzódások az izomfehérjében végbemenő elektrosztatikus effektusokkal kap­csolatosak. Ám ezt a hipotézist sem erősítették meg a kísérletek, mint ahogy a Huxley-modell teljes értékű kísérleti bizonyítása is várat még magára. Nem egészen világos az izomsejtek több alkotóelemének szerepe, működésmódja sem. Miért olyan érdekes? Az izmok a fajlagos erő- és telje­sítménymutatókban, de az irányítás pontosságában és a rezgéscsillapí­tásban is messze felülmúlják a szá­mítógépek vezérelte robotok hidrau­likus, pneumatikus, elektromechani­kus szerkezeteit! Csak egy hátrá­nyuk van: viszonylag gyakran kell pihenniük. Ha sikerülne egyesíteni az izmok fajlagos teljesítményét és működési pontosságát a gép fárad­hatatlanságával, akkor aligha lehet­ne tökéletesebb szerkezeteket kita­lálni a robotok számára. Azt már sikerült kideríteni, hogy az aktin és miozin fehérjefonalaknak megnyújtott kettős spirál alakjuk van. Az aktinmag köré tekeredik két másik fehérje-(tropomiozin)-mole- kula. A külső felszínen nyúlványok vannak, amelyek a troponin nevű fehérjét tartalmazzák. Tegyük fel, hogy az aktinmag szi­getelő, a körülvevő spirálfonalak pe­dig vezetők. Ezeknek érintkezniük kell a troponinnyúlványokkal. Ha­sonló tulajdonságokkal rendelkez­hetnek a miozin alkotóelemei is. A kettős spirálok zárt áramkörlán­colatokat alkotnak, ilyen értelemben sajátos elektrodinamikus erőgépet, amely a tápfeszültséget a nyúlvá­nyokon és a sejtmembránon ke­resztül kapja. Az egész sejtre irá­nyuló energiaadagolást az aggyal kapcsolatban álló idegrostok szabá­lyozzák. A szigetelő pedig megvédi a kettős spirál ágait a „rövidzár­lattól“. Ha egy ilyen „elektrodinamika“ modellt állítunk föl, akkor e szerint az energiaforrásnak - mondjuk a membrán belső rétegének - soros elektromos telephez, azaz Volta- oszlophoz kell hasonlítania, amely­nek minden eleme rákapcsolódhat a nyúlványokra. Elektrodinamikái modell Felfoghatjuk úgy, mint két egy­másba csavart spirális áramkört. Az áramok kölcsönhatása által keltett erők arra törekednek, hogy egymás­ba csavarják a spirálokat. Az össze- csavarodás akkor áll meg, amikor a miozin- és aktinrostok elérik a szélső helyzetet. Egyelőre minden kísérletileg iga­zolt tény beilleszthető az elektrodi­namikái modellbe. Igaz, mindmáig nem világos, miért volt szükséges a természetnek arra, hogy megcsa­varja a fehérjefonalak spiráljait. Hi­szen ez a mechanizmus a sima változatoknál is működőképes. Erre a kérdésre a választ valószínűleg abban a követelményben kell keres­ni, hogy a kéznek, illetve a robotnak pontosan a kívánt helyen kell tudnia megállni. Ehhez hatékony „fékbe­rendezés“ szükséges, amely elnyeli a fékezésnél az energiát. E fékberendezés szerepét maga a spirálszerkezet látja el, amely biz­tosítja e fonalak súrlódással kísért összekapcsolódását. E súrlódás kö­vetkeztében hő szabadul fel, ame­lyet a vér- és a nyirokkeringés vezet el. Megvalósítható-e ez a modell, és fel lehet-e használni a manipulátor, a robotkar megkonstruálásánál? Teljes pontossággal nem lehet re­konstruálni a fehérjemechanizmust. De a szerves vezetők helyett fémből készült kettős spirál alakú vezetők­ből is kialakítható egy működő elekt­romechanikus szerkezet. A konstrukció lelke A lényeg egy kettős, áram vezető spirál, amely a benne folyó áram erősségétől függően változtatja a menetemelkedését, s ez lehetővé teszi az elektromos energia átalakí­tását mechanikai munkává. A szer­kezet aktív eleme szigetelt, hajlé­kony ágakból áll. Áram hatására az elektromágne­ses erők következtében a vezetékek eltávolodnak egymástól, a hurok ki­csavarodik. A szerkezet csak azt vette át a kettős spiráltól, hogy képes a hossztengelye kerül elfordulni. Na­gyon nehéz volna rekonstruálni az izomelemek egymásba csavaro­dását. De nincs is feltétlenül szükség az izmot alkotó sok ezer, egymásba csavarodó kettős spirál pontos le­másolására. Elég, ha a hajlékony ágakat külső mágneses térbe he­lyezzük. Ekkor a létrehozott erő lé­nyegesen nagyobb lesz, mivel a benne haladó áram kölcsönhatás­ba lép a mágneses térrel. Kísérleti adatok szerint az így megszerkesz­tett robotmanipulátorok fajlagos erő­kifejtése nagyobb, mint a hagyomá­nyos - hidraulikus vagy pneumati­kus - manipulátoroké. Az ilyen elven szerkesztett „ro- botiamok“ műszaki jellemzői tehát már ma is jobbak. Remélhetően az elektrodinamikái modell új impulzu­sokat ad a feltalálóknak, hogy még jobb hatásfokú manipulátorokat hoz­zanak létre. (IPM) ÚJ VASÚTI TECHNIKA Az NSZK-ban az ICE (Inter­City Express = a nagyvárosok közötti gyors, közvetlen össze­köttetés) megvalósítása új sze­relvényekkel, új vonalakon, új korszak kezdetét jelenti a vonat­közlekedésben. 1986 decembe­rében 345 km/óra sebességet értek el a Hannover-Würzburg pálya egy már elkészült szaka­szán. Ha ez a vonalszakasz és a második új, Mannheim és Stuttgart közötti 1991-re elké­szül, tíz ICE-szerelvény fog köz­lekedni. Az idei hannoveri vásá­ron számos, az ICE részére ki­fejlesztett technikai újdonságot mutattak be különböző vállala­tok. Az áramszedőt például a Dornier cég fejlesztette ki 350 km/órás, sőt azt meghaladó sebességre. Lényeges, hogy az áramszedő csúszódarabja meg­határozott, de viszonylag kis nyomással érintkezzék a veze­tékkel, az optimális érték 100 N. Több fontos területen műkö­dött közre az AEG. Figyelemre méltóak a kommutátor nélküli - tehát kopásmentes - forgóára­mú vontatómotrok. A segédbe­rendezésekhez egy különösen energiatakarékos rendszert fej­lesztett ki az AEG félvezetőkkel. Ez a legújabb technika egyrészt energiát takarít meg, ugyanak­kor lehetővé vált, hogy segéd­üzemi energiaforrásként három helyett csupán két áramátalakí­tót építsenek be. Az ICE-n való­sították meg először a mikroszá- mítógépes vonatvezető rend­szert, fényvezető-kábelekkel. Az üvegszálak ismert előnye, hogy az elektromágneses zavarok el­len tökéletesen védettek. Sok A jövő lexikonja minden bizonnyal kevesebb helyet foglal el otthonunk­ban mint a jelenlegi vaskos kötetek. És persze másként kell hasz­nálni. Beszélni fog, zenélni, fotókat, sőt filmeket mutogat. Ha például valaki Bachra lesz kiváncsi, akkor a számítógépe vagy televíziója képernyőjén megjelenik a zeneszerző arcképe, mellette az életét és munkásságát ismertető szöveg. Ugyanakkor Bach műveiből szemelvények hangozhatnak föl a készülék hangszóróin keresztül. Gazdagabb, sokrétűbb tájékoztatást kaphat az, aki ehhez a lexikonhoz folyamodik. Mindez pedig egy apró, ezüstös korongon lesz lelhető, amelyet lézersugár tapogat le. Ennek az ezüstkorongocskának az első változata tulajdonképpen már létezik, úgy hívják, hogy kompakt lemez, vagy angol rövidítésével CD. Máris forradalmasította az audio-ipart. De potenciálisan sokkal többre képes, mint hogy egyszerűen zenét írjanak rá. Egy körülbelül 12 cm átmérőjű korongon 6000 Megabyte információt lehet tárolni. Hogy ez milyen irtózato­san sok, arra jellemző, hogy ezt az adatmennyiséget csak 1000 szokásos, számítógépeknél használatos tárolólemezen lehetne elhelyezni. Megfelel körülbelül 300 ezer gépelt oldal­nak, vagy nagyjá­ból egy húszköte­tes lexikonnak. Ráadásul az írott szó, a kép és a hang egyetlen korongon, csak megfelelő lejátszó berendezés kell hozzá. Elragadtatással beszélnek a szakemberek az új eszköz perspektíváiról. Úgy gondolják, hogy nagymértékben megnöveli majd az ember kulturális lehetőségeit. Már megint? Folyvást növekednek a kulturális lehetőségeink, szinte eláraszt a kultúra mindent és mindenkit. Ki sem látszunk belőle... Máris készen áll egy műsor, amelynek az időgép nevet adták, ez a nyugati civilizáció története i. e. 500-tól napjainkig. összeállítottak egy olyan programot is, amely a zenetörténetet teljesen újszerű formában teszi hozzáférhetővé, ugyanis képeket is tartalmaz. így a hanganyagot jobban megértik a hallgatók, hiszen azonnal láthatják, hogy az adott zenét milyen hangszereken játsszák. (Tegyük hozzá, hogy igen különös tájékozottságú hallgatók lehetnek ...) A muzsikát eredeti kottákkal is illusztrálják, bár már eddig is hallottunk olyasmiről, hogy valaki zenét hallgatott, és közben az illető zene kottáját is nézegette. Igaz, hogy ez papírra nyomott kotta volt, vagyis nem olyan „igazi“, mintha számítógép képernyőjét) látszik... De van „városnéző" program is. Tekintse meg Londont lemte^p! E programban különösen érdekes az, hogy Londont nyolc különböző történelmi. korszakban keresheti fel az érdeklődő, ráadásul ide- oda ugrálhat az időben.’(Megnézhet egy épületet a XVII., a XVIII., majd a XIX. és a XX. században is, tartalmas tájékoztató szöveg kíséretében. Az ilyesmit eddig művészettörténeti szakkönyvnek hívták. Készül már az első lexikon is: 9 millió szót (32 ezer szócikket) tartalmaz, de a felhasználó nemcsak szavak után érdeklődhet, hanem kifejezéseket, sőt témaköröket is megkereshet. (Akár egy hagyományos könyvtári kartoték­ban.) A gépnek mindössze egy másodpercébe telik, hogy megtalálja a kívánt szócikket és megjelenítse az információt a képernyőn. A megoldás „hátrá­nya“, hogy olvasni azért tudni kell továbbra is... A Grolier enciklopédiát egyelőre csak egy speciális számítógépi adapterrel lehet használni. A fejlő­dés azonban nem áll meg: csaknem minden valamirevaló elektronikai nagyvállalat dolgozik már a lejátszó prototípusán. Az első példányokat valószínűleg 1987-ben piacra dobják, áruk eleinte meglehetősen borsos, valószínűleg ezer dollár körüli lesz. A szakértők szerint azonban ez néhány éven belül 300 dollárra fog csökkenni. A könyveket feltehetően ez a találmány sem fogja kiszorítani. Annyi azonban valószínű, hogy rohamosan nő majd a népszerűsége.- Olyan - mondta az egyik amerikai szakértő mintha újra feltalálták volna a televíziót! „Újra“...? Nem tudni, hogy ezt dicséretnek értsük-e. (INTERPRESS) Koronglexikon GaAs szuperkristály A szilícium félvezetőknél ezerszer gyorsabb elemek gyárthatók galli- um-arzenidböl: a Hughes-Research kutatói által előállított integrált áram­kör egy másodperc alatt 18 milliárd osztási műveletet képes elvégezni. A jövő szuperchipjeinek alapanya­gát galliumból és arzénból bonyolult eljárással húzzák egykristállyá. Ma­gát a kristályt 30 évvel ezelőtt állítot­ta elő a Siemens egyik fizikusa: a GaAs-kristály mérete kicsi volt, tisztasága pedig nem elegendő a tö­meggyártáshoz. Ekkor még a szilí­cium előállítása olcsóbb volt, de ha­marosan kiderültek alkalmazásának korlátái: gyors kapcsolódást csak nagy feszültséggel lehet elérni, így azonban olyan nagy mennyiségű hó szabadul fel, amely költséges hűtő­berendezéseket igényel. Ezzel szemben a GaAs gyorsabb, jobban ellenáll a hőnek és a sugárzásnak, valamint ellenállása is nagyobb. A nagyobb kapcsolási sebesség el­lenére az anyag kis feszültségérté­kek mellett működik, (gy a nagy számítógépeknél az energiafo­gyasztás jelentősen csökkenthető. A nagyobb sebesség révén nagyobb frekvenciájú jelek használhatók, így a GaAs elemek a gigahertzes tarto­mányú műholdas jelek átvitelére is alkalmasak. A GaAs úgynevezett di­rekt félvezető: az elektromos áramot fénnyé alakítja, mégpedig a szilí­ciumnál több százalékkal magasabb hatásfokkal. Ez alkalmassá teszi vi­lágító diódás vagy lézeres feladatok ellátására is. Igen nehéz nagy tisztaságú GaAs-kristályt húzni. Gyártási eljá­rásai a LÉC (liquid encapsulated czochralski) és a molekulasugarás epitaxia. A legnagyobb kristályok 20 centiméter hosszúak és 100 millimé­ter vastagok. Az anyag 1 kilogramm­ja 1000 DM-be kerül, ami tízszerese a szilíciumnak. segédfeladatot átvesz az „intelli­gens“ vezérlés, pl. a fékezést ebben a sorrendben: villamos fékezés áram-visszatáplálással, súrlódás nélküli örvényáramú fé­kezés és - csak végül - súrlódá­sos fékezés tárcsafékekkel. ÉLET VOLT A MARSON? Miként tudják bizonyítani a kutatók, hogy a ma kihalt Mar­son egykor élet létezett? A kuta­tások szerint a Mars valaha me­legebb volt, felszínén víz is volt. E körülmények hasonlítottak a földi Precambriumra, az élet keletkezésének korszakára. Ké­sőbb a Mars lehűlt, elvesztette levegőjének nagy részét és vi­zét. A kutatók azt feltételezik: ha volt élet a Marson, a sziklaüre­gek lehettek a legtovább lakha­tók az egyre romló körülmények között. Az Antarktisz hideg, szá­raz sivatagja jól modellezi: mi történhetett egykor a Marson. A jelenlegi kutatások során szik­lalakó mikroorganizmusok kövü­leteit keresik a hideg sivatagban. Harminc évvel ezelőtt ameri­kai kutatók a forró sivatagban találtak sziklalakó mikroorganiz­musokat. Később felismerték, hogy a sziklaüregek a hideg el­len is menedéket nyújtanak a mikroorganizmusok számára. Az Antarktisz Ross-sivatagjában kimutatták, hogy a mikróbák „ki­mosták“ a vasat a homokkőből. Mivel a vas barnára festi a követ, kimosása fehér sávokat eredmé­nyezett a felszínhez közel. A vaskoncentráció hirtelen meg­változása nemcsak azokon a sziklákon látható, ahol élő mik­roorganizmusok találhatók, ha­nem ott is, ahol régebben éltek. A Földtől eltérően a Mars fel­színe régóta nem változott: ha kövületek keletkeztek rajta, azoknak most is ott kell lenniük.

Next

/
  • Elrendezés
  • Igazítás
  • Forgatás
Oldalképek
Tartalom