Компания Fourier опубликовала видео с "танцем" роботов GR-1. Однако хореография оставляет желать лучшего, и демонстрация возможностей роботов не впечатляет. Представители компании признали, что не достигли прорыва, а создали скорее сырую платформу, требующую доработки, вместо полноценного коммерческого продукта.
GR-1 роботы позиционируются как сиделки или персональные помощники для людей с ограниченными физическими возможностями. Их конструкция обладает широкими "бедрами", низким центром тяжести и развитыми манипуляторами, что важно для поддержки и помощи пользователям. Утверждается, что 55-килограммовый робот способен поднять аналогичный вес, но вопрос о его способности удерживать его остается открытым.
На видео заметно, что архитектура роботов GR-1 предполагает много степеней свободы для различных узлов, однако они двигаются неуклюже. В отличие от роботов от Boston Dynamics, созданных для выполнения полезных задач, GR-1 не проявляют подобных трюков. Возможно, изменения произойдут, когда роботы GR-1 окажутся в научно-исследовательских лабораториях. В настоящее время они больше похожи не на роботов, а на аппаратно-программируемые платформы, требующие "мозгов". Возможно, после целевого обучения они найдут применение в различных областях.
Морской транспорт был и остается одним из наиболее приоритетных. Ни железные дороги, ни авиация, ни даже самые перспективные современные проекты альтернативного транспорта не способны пошатнуть господство кораблей на рынке грузовых перевозок. О кораблях с самыми внушительными размерами сейчас и пойдет речь.
1. Knock Nevis
Супертанкер, который ходил под флагом Норвегии. За время плавания данное судно сменило несколько названий: Seawise Giant, Happy Giant, Jahre Viking, Knock Nevis, Mont. Судно также несколько раз меняло область своего применения. Начали строить корабль еще в 1974 году. На его создание пришлось потратить 5 лет. За последние десятилетия судно несколько раз улучшалось. Его длина составляла 458.45 метров, ширина - 68.86 метров. Весил корабль 81 879 тонн, а максимальная грузоподъемность составляет 564 763 тонны. В 2010 году судно было утилизировано.
2. Maersk Mc–Kinney Moller
Контейнеровоз длиной 399 метров и шириной 59 метров. Высота судна составляет 73 метра. В движение корабль приводится двумя двигателями, мощность каждого из которых составляет 43 тысячи лошадиных сил. Благодаря этому, максимальная скорость движения достигает 23 узлов. Если составить все контейнеры с борта Maersk Mc–Kinney Moller в стену, то ее длина составит 111 километров.
3. CMA CGM Jules Verne
Французский контейнеровоз с водоизмещением 160 тысяч тонн. Длина корабля составляет 396 метров, ширина 54 метра. Максимальная скорость хода – 22.5 узла. Мощности двигателя данного судна хватило бы для обеспечения электроэнергией города с населением в 16 тысяч человек. Если составить все контейнеры с борта в линию, то ее длина составит 97 километров.
4. Emma Marsk
Еще один огромный контейнеровоз. Построено судно было в Дании. Имеет 6 аналогичных кораблей-братьев, созданных на той же верфи. Длина корабля составляет 396 метров, а его ширина – 63.1 метра. Водоизмещение контейнеровоза превышает 156 тысяч метрических тонн. Загружается контейнерами этот монстр при помощи сразу 20 кранов одновременно! Корабль также использует уникальный, единственный в своем роде на данный момент дизельный двигатель. Его мощность составляет 109 тысяч л.с. За сутки работы он потребляет 6 291 литра топлива.
5. MSC Daniela
Контейнеровоз, построенный в 2008 году. Длина судна составляет 366 метров, а его ширина – 51 метр. Имеет отличающуюся от большинства аналогов конструкцию, которая делает MSC Daniela во многом уникальным кораблем. Контейнеровоз также выделяется невероятно тонкой обшивкой (при сохранении ее прочности и жесткости), делающей его очень легким для своих габаритов.
6. CMA CGM Christophe Colomb
Новейший французский контейнеровоз, который спустили на воду в 2009 году. Может взять на борт 13 300 20-футовых контейнеров. Длина корабля составляет 365 метров, ширина 51 метр. Данный корабль относиться к новому поколению контейнеровозов. Он так же является одним из самых чистых кораблей на сегодняшний день в вопросе экологии.
7. Oasis of the Seas
Первый в своем роде круизный корабль, созданный американцами. Благодаря ему появился новый класс круизных судов – Oasis. На строительство лайнера было потрачено 1.5 млрд долларов США. Длина корабля – 361 метр, ширина – 66 метров. Водоизмещение пассажирского судна 225 000 тонн. У лайнера 17 палуб и 2704 каюты. На его борту может быть размещено 6 360 пассажиров, которых будут обслуживать еще 2 100 человек персонала. Помимо тривиальных ресторанов, казино и театра, на борту корабля есть целый ледовый каток.
В 1993 году Williams доминировала в Формуле 1 благодаря высокотехнологичному болиду FW15C. В нём применялась, например, активная подвеска, управляемая компьютером, который идеально подстраивал её к каждому повороту. Williams значительно опережала конкурентов и также прогрессировала в других областях, таких как трансмиссия. Совместно с Van Doorne's Transmissie Williams работала над разработкой бесступенчатой трансмиссии с вариатором. Ременный вариатор CVT позволял двигателю работать на максимальной мощности. Из-за этого у болида был особый звук, так как обороты двигателя не падали при прохождении поворотов. Для пилота это тоже был необычный опыт. В то время за рулём был Дэвид Култхард. Главным преимуществом CVT было то, что она была быстрее, чем трансмиссия с автоматическим переключением передач. К сожалению, эта новая технология была запрещена в Формуле 1 ещё до того, как успела принять участие в гонках, потому что она слишком опережала конкурентов. Однако, несмотря на запрет CVT в Формуле 1, ременной вариатор доказал, что такая технология может быть использована при высоких крутящих моментах. В дальнейшем был разработан ремень шириной 30 мм, прародитель современного 30/12, рассчитанного на крутящие моменты до 350 Нм.
В свете широкого внедрения систем домашней автоматизации возникает потребность в более естественном взаимодействии с «умным домом». Как средство натурального взаимодействия между человеком и машиной, голосовой интерфейс заслуженно занимает высокую популярность. В данной статье я поделюсь своим опытом создания бюджетного автономного голосового ассистента для систем умного дома.
❯ Небольшая предыстория
Больше года назад я нашел в своих закромах одноплатный компьютер Raspberry Pi 4 Model B 8 ГБ. Устройство было куплено за небольшую цену в то время, когда человечество ещё не сошло с ума. Без долгих размышлений, я принял решение создать голосового ассистента на базе этого одноплатного компьютера, чтобы управлять своей системой домашней автоматизации. Бонусом к этой идее шли приватность и автономность. В итоге у меня «родилось» устройство под кодовым именем «Мария».
Но в этой статье не пойдет речь об использовании Raspberry Pi 4 Model B, так как в современных реалиях использование данного одноплатного компьютера стоимостью более $190, трудно назвать бюджетным решением.
❯ Давайте изобретать
Недавно компания Xunlong Software, которая занимается выпуском одноплатных компьютеров под маркой Orange Pi, представила интересное решение — плату Orange Pi Zero 2W с 4 ГБ оперативной памяти, стоимостью $27.
Данное решение вполне подходит для нашего проекта, как в техническом, так и в экономическом плане.
Итак, определимся с конструкцией устройства. Изучив спецификацию Orange Pi Zero 2W, у нас формируется следующий список дополнительных компонентов:
Динамик 52мм (просто он у меня уже был $1,3)
Усилитель низкой частоты (буду использовать PAM8403 $0,9 за 10 шт)
USB микрофон (xingzhaotong $1,5)
Шлейф FFC FPC 24pin тип B ($1)
RGB светодиод
❯ Разработка звуковой платы
Согласно документации, аудиовыходы реализованы на боковом разъеме FPC, а интерфейс I2S отсутствует. По крайней мере, мне не удалось его реализовать на этой плате. Таким образом, в качестве аудиовхода мы будем использовать USB-микрофон. В версии «Мария» я использовал I2S-микрофон, который продемонстрировал отличные результаты. Ниже предоставлена распиновка бокового разъёма.
Исходя из вышесказанного, в процессе разработки у нас получается следующая схема «звуковой платы»:
Так могла бы выглядеть плата при производстве на китайской фабрике:
❯ Изготовление звуковой платы
На тот момент, я разрабатывал прототип, и не было известно, как поведет себя схема звуковой платы. Поэтому пришлось выполнять изготовление прототипа платы в домашних условиях, для меня это дело привычное. Плата изготавливалась с помощью фоторезиста и вытравливалась в растворе перекиси водорода, лимонной кислоты и соли.
Немного были переживания относительно качества вытравливания мелких дорожек, но фоторезист не подвёл, всё получилось хорошо.
Ниже показано тестовое подключение звуковой платы к одноплатному компьютеру с помощью шлейфа FFC FPC:
❯ Настало время творчества! Проектируем корпус
Обычно в своих разработках я использую естественный интеллект. Поэтому пришлось придумывать дизайн корпуса самостоятельно, учитывая особенности печати 3D принтера. Разработку модели корпуса выполнял с помощью FreeCAD, результат моделирования вы можете видеть ниже.
Корпус в собранном виде
Вид снизу
Элементы корпуса были спроектированы с учетом оптимизации процесса печати, при этом качество не пострадало. В процессе печати не используются структуры поддержки. Ножки корпуса выполнены из TPU-пластика, использование флекс пластика предотвращает скольжение умной колонки по поверхности стола.
❯ Сборка умной колонки
Подключение элементов устройства выполняется по следующей схеме:
Как видно из схемы, для управления усилителем используется выход 28 (wPi 18) RPI разъёма, данный выход подключается к контакту звуковой платы с обозначением «SOUND EN». К выходам 26, 24, 22 подключается управление RGB светодиода, который выполняет функцию индикатора при выполнения запросов.
Как я упоминал ранее, в качестве микрофона используется USB микрофон марки xingzhaotong, который выглядит так:
Для установки в корпус колонки, нам необходимо его полностью разобрать и оставить только плату. Данная плата подключается согласно распиновки к соответствующим контактам на звуковой плате GND, DP, DM, VCC.
Давайте приступим к сборке устройства. Предварительная примерка платы Orange Pi Zero 2W:
Примерка динамика
Установка динамика и резонатора. Резонатор одновременно выполняет функцию фиксатора
Вид снизу
Вид сверху без верхней крышки, на верхней поверхности резонатора виден прикрепленный USB микрофон в центре будет размещен RGB светодиод.
Распечатанная на 3D принтере часть корпуса
Вид снизу собранной умной колонки. Также снизу располагаются вентиляционные отверстия для охлаждения платы
Для питания устройства используется модуль с разъёмом USB Type C, который фиксируется в специальном адаптере
❯ Немного программной части
В этой статье я не планировал описывать программную часть устройства, так как это занимает большой объем информации, лучше это сделать в отдельной статье. Но ниже будут предоставлены некоторые моменты по программной настройки устройства.
Операционная система:
В качестве операционной системы я использовал Debian Bullseye c версией ядра 6.1.31, скачать можно на официальном сайте Orange Pi.
Управление GPIO:
Для управления GPIO используется официальная библиотека Orange Pi wiringPi.
После успешной установки Orange Pi wiringPi, мы можем вывести таблицу GPIO:
gpio readall
В итоге мы увидим следующее:
Обратите внимание, что в колонке «V» указано текущее состояние пина RPI. Чтобы изменить состояние, мы можем воспользоваться следующими командами:
gpio mode 18 out # Изменение типа пина вход/выход (in/out) gpio write 18 0 # Изменение уровня пина низкий/высокий (0/1) gpio read 18 # Чтение состояние пина
Пример одного из вариантов управления GPIO из Python скрипта:
import os os.system("gpio mode 18 out") # Изменение типа пина вход/выход (in/out) os.system("gpio write 18 0") # Изменение уровня пина низкий уровень os.system("gpio write 18 1") # Изменение уровня пина высокий уровень os.system("gpio read 18") # Чтение состояние пина
Проверка наличия микрофона в системе:
Чтобы убедиться в правильности подключения микрофона, в консоли необходимо выполнить следующую команду:
Как видим из вывода, устройство USB PnP Sound Device успешно определилось в системе, если устройство отсутствует, то необходимо убедиться в его корректном подключении.
Настройка аудиовыхода:
Чтобы сконфигурировать аудиовыход под наши задачи, в терминале необходимо выполнить следующую команду:
alsamixer
В консоли появится окно с аудио устройствами, нажав F6 необходимо выбрать наше устройство с именем audiocodec и выполнить настройку как отображено ниже на картинке:
После этого можно выполнить алгоритм теста аудиосистемы.
Мы используем линейный выход, поэтому наше устройство имеет имя CDC PCM Codec-0 [CDC PCM Codec-0]. Давайте протестируем вывод звука через наше устройство.
Первое что нужно сделать — это включить наш усилитель с помощью команд:
gpio mode 18 out gpio write 18 1
Далее нам необходимо запустить тест с помощью генератора шума, командой в терминале:
speaker-test -c2 -Dplughw:0,0 # plughw:0,0 - это адрес нашего звукового устройства
Вывод команды:
speaker-test 1.2.4
Playback device is plughw:0,0 Stream parameters are 48000Hz, S16_LE, 2 channels Using 16 octaves of pink noise Rate set to 48000Hz (requested 48000Hz) Buffer size range from 32 to 131072 Period size range from 16 to 16384 Using max buffer size 131072 Periods = 4 was set period_size = 16384 was set buffer_size = 131072 0 - Front Left 1 - Front Right Time per period = 2.742858 0 - Front Left 1 - Front Right Time per period = 5.461073 0 - Front Left 1 - Front Right Time per period = 0.580064
Во время теста должен наблюдаться «белый» шум из динамика, если это произошло, то подключение и настройка аудиосистемы была выполнена корректно.
❯ Итог
В этой статье я попытался описать реализацию аппаратной части своего DIY проекта голосового ассистента для умного дома. Написание статьи отнимает большое количество времени, поэтому программную часть проекта постараюсь описать в следующем материале, если вам будет интересно.
Предугадывая ваш вопрос — «Почему бы не использовать Yandex Алису и подобные коммерческие решения?», сразу же изложу свою мысль:
Я сторонник автономных решений в плане их использования в критической инфраструктуре. А системы умного дома я отношу к этим категориям, поэтому, с моей точки зрения, использование устройств, зависящих от внешних систем, недопустимо. Описанное в статье решение не использует внешних сервисов для распознавания речи, векторизации запросов, синтеза речи и управления устройствами. И, конечно, я имею полный контроль над алгоритмами моего устройства, включая приватность.
Спасибо за ваше внимание! Ниже под спойлером несколько видео работы собранного устройства.
Для ленивых есть видео, остальным же предлагаю текстовую версию ниже.
В этой статье мы детально рассмотрим все основные виды керамики, что активно используются в создании брони. Узнаем о плюсах и минусах тех или иных вариантов, а также рассмотрим как обычные, так и прозрачные виды защит.
Практически каждый человек, что интересуется военным делом и всякого рода снаряжением, думаю прекрасно знает от такой полезной штуке, как броня. Она бывает самая разная, от обычной стали и вплоть до сложнейших композитов из множества материалов. И одним из материалов, что активно применяется в персональной защите и бронировании техники, является керамика. Этот хрупкий, но крайне твердый класс веществ применяется уже как более 60 лет в военной промышленности, и за это долгое время создал целый список из разнообразных видов материалов, пригодных для защиты от неприятельского огня.
DM-33 пробивает ВЛД Т-72Б, что состоит из группы стальных пластин.
Глобально, пригодная для брони керамика делится на два основных вида: прозрачная и непрозрачная. Первая как правило дороже и сложнее в производстве, и поэтому применяется только в том случае, когда защищать приходится триплексы, прицелы, окна и головки самонаведения. Для всех остальных ситуаций подходит старая добрая непрозрачная керамика, что своим видом часто напоминает то-ли кафельную плитку в ванной, то-ли вообще кухонную тарелку.
ОКСИД АЛЮМИНИЯ
Керамический слой Оксида Алюминия в бронеплите для пробежилета.
И первый по списку у нас - это Оксид Алюминия, или же его величество Глинозем. Он имеет довольно скромные параметры твердости, обладает кремово-белым цветом и отличается непримечательной плотностью. Применять его начале еще в 70-тых — то бишь дедушка оказался даже старше всем известного кевлара. Так как Глинозем является, скажем так, посредником производства алюминия и его сплавов, производят первого крайне много — более 100 миллионов тонн в год, что делает его самым дешевым, изученным, массовым и простым керамическим материалом для брони.
Производство глинозема в мире.
Характеристики Глинозема давно не поражают воображения, но благодаря доступности, он прекрасно показывает себя там, где нужно дешево или много. Например в легких полицейских бронежилетах, или тяжелой технике, ведь последняя требует не килограммы, а целые тонны этого вещества. Кстати именно эта керамика использовалась в ранних башнях танков линейки Т-64, представляя из себя залитые броневой сталью большие керамические сферы.
Ранняя башня танка Т-64 с оксид алюминиевыми шарами.
КАРБИД БОРА
Элементы из карбида бора в бронеплите бронежилета.
Карбид Бора, он же Тетрабор - это текущий топ за свои деньги, если конечно не обращать внимания на редкие полу-экспериментальные материалы, по типу алмазоидного бора. Этот темно-серый, а порою черный парень обладает невероятной твердостью, которая сочетается еще и с низкой плотностью — меньшей, чем у рассмотренного Глинозема. Карбид Бора абсолютно по всем ТТХ лучше старичка Оксида Алюминия, и единственное, где он ему проигрывает — это цена. Раньше разница между этими материалами в цене была многократной, но сейчас стоимость Тетрабора не критично отличается от Глинозема, что позволяет первому активно конкурировать с тем в персональной защите.
Элементы из карбида бора в бронемашине Тайфун-К.
Однако у Карбида Бора есть один очень существенный минус — это проблемы с защитой против сверхплотных боеприпасов. Дело в том, что при критическом локальном давлении, в нем происходит так называемая сдвиговая аморфизация. В большинстве случаев это происходит при использовании пуль из вольфрамовых или урановых сплавов. Они вызывают дестабилизацию решетки Карбида Бора, приводя к тому, что керамика начинает аномально легко разрушаться через сдвиг своей структуры. В итоге наша броня, что раньше была топ-жир за свои деньги, начинает показывать очень паршивые результаты, порой опускаясь в эффективности на уровень дешевого Оксида Алюминия.
Сдвиговая аморфизация карбида бора во время попадания вольфрамовых и урановых снарядов.
Эта проблема была настолько актуальной, что в 2008 году США начали выпускать бронеплиты XSAPI из другой керамики для защиты от бронебойных Иракских боеприпасов. И если привычные ESAPI использовали Карбид Бора, то вот XSAPI зачастую снабжались керамикой из нашего следующего гостя — Карбида Кремния.
КАРБИД КРЕМНИЯ
Карбид Кремния, или же Карборунд — это более тяжелая и менее твердая на фоне Карбида Бора керамика. На внешний вид она мало отличается от своего более легкого конкурента. Карборунд ценят за то, что на фоне Глинозема, первый лучше по всем ТТХ, а в сравнении с Карбидом Бора отличается прекрасной стойкостью к сверхплотным боеприпасам. Он не страдает от сдвиговой аморфизации, а поэтому не обладает аномальной хрупкостью Карбида Бора, оставляя за собой позицию максимального стабильного материала. Такая керамика, например, применяется для бронирования кабины американского вертолета Апач, и позволяет тому выдерживать в районе сидений экипажа даже бронебойные боеприпасы.
Защита кабины AH-64 на основе карбида кремния.
Стоимость же Карборунда несколько ниже Карбида Бора.
На этом раздел непрозрачной и самой ходовой керамики можно закрыть. По правде на рынке иногда встречаются более редкие варианты керамики, вроде диборида-титана и алмазоидного бора, но они или сомнительны по ТТХ, или же вовсе находятся на этапе разработки. Так что дальше речь пойдет о прозрачной броневой керамике.
ИСКУССТВЕННЫЙ САПФИР
Искусственный сапфир.
Далеко не такой красивый как настоящий сапфир, но чертовски твердый и прочный, этот лабораторный камень активно используется там, где требуется максимально стойкая к износу оптика. Он довольно хрупкий под ударными нагрузками, но благодаря огромной твердости прекрасно противостоит царапинам и истиранию. Сапфир также обладает неплохим окном прозрачности для инфракрасных приборов, а поэтому это дорогой, но очень подходящий материал для тепловизионных систем.
Окно пропускания видимого и ИК света различными материалами.
Именно из него сделаны линзы для EOTS истребителя F-35. Не смотря на самые худшие ТТХ в плане ударной стойкости и вязкости среди конкурентов, Искусственный Сапфир неплохо проталкивают в качестве броневого материала. Все дело в том, что из-за активного применения его в гражданском рынке и электронике, это делает его хорошо изученным, стабильным и массовым продуктом. Вспомните только сколько стекол для смарт-часов и смартфонов делают из Искусственного Сапфира — вся эта массовость подкупает и производителей брони, ведь найти поставщика становится довольно простой задачей.
Массовое использование сапфира в коммерческих девайсах упрощает его заказы и для военной промышленности.
ОКСИНИТРИД АЛЛЮМИНИЯ (ALON)
ALON
Или же ALON - еще один прозрачный и крайне твердый материал. Оксинитрид алюминия был открыт, когда было обнаружено, что добавление азота к оксиду алюминия приводит к образованию новой шпинелеобразной (кубической) фазы. И да, вы правильно поняли — это прокачанная версия старичка Оксида Алюминия, так как… по сути это раствор нитрида азота и Глинозема.
В отличии от Искусственного Сапфира это вещество отличается большей ударной стойкостью и прочностью, проще в изготовлении, но имеет меньшую твердость. ALON продвигают не как основу для оптических систем, а как материал для прозрачной брони, позволяя добиться практически вдвое меньшей толщины и веса, чем обычные броневые стекла. К этому подталкивает не только лучшая ударная прочность, но и меньшая полоса пропускания инфракрасного света, на фоне Сапфира.
Тест ALON в сравнению с бронестеклом
ИСКУССТВЕННАЯ ШПИНЕЛЬ
Технически шпинелью можно называть сразу целое семейство материалов, что насчитывают сотни видов с разными ТТХ. Однако самыми популярными искусственными представителями этой керамики являются магниево-алюминатная шпинель и железоалюминатная шпинель. Именно первая используется в прозрачной броне самого высокого класса. Этот искусственный материал обладает как высокой твердостью, так и хорошей ударной прочностью, по сути обгоняя как ALON, так и Сапфир по балансу защитных характеристик. Однако Шпинель обладает очень проблемным методом производства, что использует литье под давлением и огромными температурами. Это приводит к малым партиям и большой цене, что ограничивает шпинель в массовом использовании.
Все эти прозрачные материалы по своей сути являются не стеклом, а поликристаллическим керамическим материалом. Именно поэтому при повреждении и появлении трещин, пластины из них не рассыпаются вдребезги и не разрушаются, а лишь образовывают сколы. Это делает их намного более эффективными в плане защиты, чем привычные броневые стекла.
Летательный аппарат S4 eVTOL от компании Joby Aviation успешно осуществил свой первый демонстрационный полет в пределах Нью-Йорка. Этот этап последовал после проведения первых испытательных полетов с участием пилота. Основной целью демонстрации было продемонстрировать, насколько удобными и бесшумными могут быть электрические воздушные такси.
В прошлое воскресенье мэр Нью-Йорка, Эрик Адамс, провел пресс-конференцию на вертолетной площадке, расположенной в нескольких сотнях метров от Уолл-стрит. Мэр заявил, что город решительно идет по пути использования новых технологий в области транспорта, начиная реализацию нескольких программ в этом направлении. Одной из таких программ является внедрение воздушных такси в городе.
Применение технологии eVTOL может привести к революционным изменениям в общественном транспорте. Воздушное такси обещает значительное снижение транспортных пробок, а также обеспечит комфортные и быстрые перелеты с минимальными затратами над перенаселенными районами, страдающими от практической паралича транспортной сети. Отмечается, что использование таких воздушных аппаратов полностью соответствует стандартам шумовой безопасности. На высоте около 500 метров S4 производит шум на земле не превышающий 45 дБА.
Этот уровень шума можно охарактеризовать как что-то среднее между "звуками дождя" и "шумом холодильника". Кроме того, на видеозаписях этого полета заметно, что прохожие спокойно общаются, обсуждая событие, не повышая голоса.
В этом видео будет показана разработка комбинированного реле на автомобиль. Суть разработки заключается в том, что с помощью микроконтроллера можно задать разные параметры работы комбинированного реле.