Бесплатная техническая библиотека

ЛЕНТА, КОТОРУЮ ПРИДУМАЛ МЁБИУС

Книги и статьи / И тут появился изобретатель

 Комментарии к статье

В рассказе известного писателя - фантаста Артура Кларка "Стена мрака" мудрец Грейл спрашивает своего собеседника:

- Вот, - сказал он Брейлдону, - плоский лист. У него, разумеется, две стороны. Можешь ты представить себе этот лист без двух сторон?

Брейлдон удивленно воззрился на него.

- Это невозможно..."

Действительно, на первый взгляд это невозможно. Возьмите полоску бумаги - у нее две стороны. Можно соединить, склеить концы полоски, получится кольцо, и все равно останутся две поверхности: наружная и внутренняя. А если сначала перекрутить лист, а потом соединить концы?..

"Грейл снова соединил вместе концы бумажной полоски, но сперва один раз перекрутил ее.

- Проведи теперь пальцем, - тихо сказал Грейл.

Брейлдон не стал этого делать, он и без того понял, что подразумевает старый мудрец.

- Я понимаю, - произнес он. - Больше нет двух раздельных плоскостей. Теперь - одна сплошная поверхность, односторонняя плоскость..."

"Перекрученное" кольцо получило название ленты Мёбиуса - по имени немецкого математика, впервые описавшего его необыкновенные свойства.

Представьте себе, что по наружной поверхности обычного кольца путешествует муравей. Если муравей не пересекает ребра, а идет вдоль листа, он вернется в исходную точку, обойдя наружную поверхность. На ленте Мёбиуса путешествие муравья будет длиться вдвое дольше: муравей, не пересекая ребер, обойдет обе поверхности - наружную и внутреннюю. Такое путешествие по необычной планете и совершает один из героев "Стены мрака". Фантастика, скажете вы. Нет! Уже сегодня удивительные свойства ленты Мёбиуса используются в самых различных изобретениях.

Представьте себе обыкновенную ленту, образующую кольцо. На наружную сторону ленты нанесен шлифовальный порошок. Ленту прижимают к изделию, прокручивают, идет шлифовка. Через какое-то время стирается и сам шлифовальный слой на ленте. Приходится прерывать процесс, менять ленту. Как сделать, чтобы лента работала вдвое дольше, если размеры ленты увеличивать нельзя? Несколько лет назад советскому изобретателю А. Губайдуллину было выдано авторское свидетельство на шлифовальное устройство с лентой Мёбиуса: размеры ленты остались прежними, но длина шлифующей поверхности (а значит, и долговечность ленты) увеличилась вдвое. Не правда ли, остроумное решение?

Есть фильтры, в которых жидкость пропускают сквозь ленту из фильтрующего материала. Постепенно эта лента засоряется, приходится ее менять. Наверное, вы уже догадались, что надо сделать... Да, на фильтр с лентой Мёбиуса тоже выдано авторское свидетельство. Есть авторское свидетельство и на магнитофон с лентой Мёбиуса. Всего в разных странах за последние годы выдано более ста патентов и авторских свидетельств на использование этой удивительной ленты. Выходит, изобретения создаются не только по формуле "хитрость плюс физика", но и по формуле "хитрость плюс геометрия"...

Вырежьте из картона два круга. Положите один круг на стол, а другой круг держите над первым. Соедините края дисков несколькими деревянными рейками. Получится решетчатый цилиндр. Что-то вроде беличьего колеса, лежащего на боку. А теперь вращайте верхний диск в одну сторону, а нижний в другую. Возникает криволинейная фигура с тонкой "талией", напоминающая песочные часы. Чем больше угол поворота дисков, тем тоньше "талия". Фигура эта называется гиперболоидом вращения и имеет много свойств, очень привлекательных для изобретателя. Поверхность гиперболоида криволинейна, хотя образована она прямыми рейками. Следовательно, гиперболоид легко изготовить. Башня Шухова в московском телецентре на Шаболовке - гиперболоид. Сделана башня из прямых металлических стержней, а "скрученность" придает конструкции устойчивость и прочность. Соорудить башню с любой другой криволинейной плоскостью было бы очень трудно: потребовались бы криволинейные стержни.

Самое ценное свойство гиперболоида - легко изменять кривизну его поверхности. Повернул основание - меняется кривизна. Это свойство использовано во многих изобретениях. В Японии, например, недавно запатентованы "гиперболоидные" ролики для ленточного конвейера. В отличие от обычных цилиндрических роликов "гиперболоидные" ролики меняют свою кривизну и, следовательно, кривизну ленты транспортера. А это очень важно. При транспортировке сыпучего груза нужно, чтобы лента была вогнутой. Если же на транспортере ящики, лента должна быть плоской.

В авторском свидетельстве № 426 618 приведена такая формула изобретения: "Копирующий каток картофелеуборочной машины, содержащий установленные на валу два диска, связанные между собой прутиками, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности приспособления рабочей поверхности катка к различным профилям грядок, прутики соединены с дисками шарнирно, а диски установлены на валу с возможностью поворота их относительно другого". Слово "гиперболоид" не упоминается, но и без пояснений видно - использовано свойство гиперболоида легко менять кривизну.

Есть немало других "геометрических изобретений", основанных на применении параболоидов, спиралей и т. д. Получается, что изобретателю нужно знать не только физику, но и математику. И не только математику. Если к теории решения изобретательских задач добавить еще и знание хотя бы "школьной" химии - творческий арсенал намного обогатится.

Дальше >>

Смотрите другие статьи раздела И тут появился изобретатель.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Эстроген для терапии приливов при менопаузе 17.10.2026

Менопауза сопровождается не только прекращением менструаций, но и целым рядом физиологических изменений, которые у некоторых женщин заметно влияют на самочувствие и качество жизни. Одними из наиболее распространенных проявлений становятся так называемые вазомоторные симптомы - прежде всего внезапные приливы жара и ночная потливость. Теперь специалисты Американской коллегии врачей предложили обновленный подход к их лечению, распределив доступные методы на три линии терапии в зависимости от эффективности, надежности доказательств и стоимости. Основное место в новых рекомендациях заняла гормональная терапия эстрогеном. После анализа данных 90 исследований эксперты определили ее как наиболее предпочтительный вариант для пациенток, которым такое лечение не противопоказано. Женщинам с сохраненной маткой рекомендуется сочетание эстрогена с прогестогеном, тогда как после удаления матки может применяться только эстроген. По оценке авторов рекомендаций, такая терапия лучше других рассмотренны ...>>

Печатный сенсорный интерфейс с распознаванием пользователей 17.10.2026

Сенсорные поверхности давно стали привычной частью электроники, однако большинство таких интерфейсов требует достаточно сложной конструкции с электродами, проводниками и специальными чувствительными слоями. Японские инженеры предложили значительно более простой подход: превратить обычный прозрачный лист ПВХ в сенсорную панель при помощи лазерного принтера. При этом нанесенный рисунок способен не только фиксировать движение пальца, но и помогать системе различать пользователей. Разработкой занималась команда Технологического института Сибаура. Создание интерфейса сводится к нанесению тонером специального узора непосредственно на пластиковый лист. В отличие от традиционных сенсорных панелей, внутри такой поверхности не требуется размещать электроды или прокладывать провода. Регистрация возникающих сигналов и их последующая интерпретация выполняются отдельной электронной системой. В основе технологии лежит трибоэлектрический эффект - возникновение электрического заряда при контакте ...>>

Глюкозамин и когнитивные нарушения 16.10.2026

С возрастом нарушения памяти и мышления становятся все более распространенной проблемой, однако причины того, почему у одних людей легкие когнитивные изменения остаются стабильными, а у других со временем перерастают в деменцию, до сих пор изучены не полностью. Новая работа исследователей Университета Флориды в США указывает на возможную связь одного из широко используемых пищевых добавок с таким переходом. Речь идет о глюкозамине, который обычно принимают для уменьшения дискомфорта в суставах и поддержания их здоровья. Специалисты проанализировали обезличенные медицинские записи UF Health, охватывающие период с 2012 по 2024 год. С помощью искусственного интеллекта они изучили информацию о пациентах с болезнью Альцгеймера и другими связанными с ней деменциями, а также о людях с легкими когнитивными нарушениями. Последние характеризуются заметными проблемами с памятью или мышлением, которые уже выходят за рамки обычных возрастных изменений, но при этом еще не обязательно существенно ...>>

Случайная новость из Архива Микропроцессор на органоидах человеческого мозга 24.05.2024 Современные достижения в области биотехнологий открывают новые горизонты для создания энергоэффективных вычислительных устройств. Швейцарский стартап FinalSpark недавно представил миру уникальную нейроплатформу, предоставляющую удаленный доступ к биопроцессорам, созданным на базе органоидов человеческого мозга. Эта инновация обещает радикально изменить представления о компьютерных технологиях и их влиянии на окружающую среду. FinalSpark разработал первую в мире онлайн-платформу, которая использует 16 органоидов мозга в качестве биопроцессоров. Нейроплатформа FinalSpark позволяет проводить сложные вычисления с минимальным энергопотреблением. Исследования показывают, что такие биопроцессоры потребляют в миллион раз меньше энергии по сравнению с традиционными кремниевыми микросхемами, что значительно снижает экологический след вычислительных устройств. Для обучения языковой модели искусственного интеллекта, такой как GPT-3, требуется около 10 ГВтч энергии. Это в 6000 раз больше, чем среднестатистический европеец потребляет за год. Внедрение биопроцессоров может существенно снизить эти расходы, открывая путь к более устойчивым и экономичным вычислительным решениям. Основой работы нейроплатформы является архитектура, известная как wetware, которая объединяет аппаратное обеспечение, программное обеспечение и биологические компоненты. Ключевым элементом являются многоэлектродные матрицы (MEA), содержащие живую ткань мозга. Каждая MEA включает четыре органоида, соединенные восемью электродами, которые используются для стимуляции и записи нейронной активности. Эти данные передаются через цифро-аналоговые преобразователи с высокой частотой и разрешением, обеспечивая точность и надежность работы системы. Для поддержания жизнедеятельности органоидов используется микрофлюидная система, а контроль за их состоянием осуществляется с помощью камер. Программное обеспечение нейроплатформы обеспечивает ведение и считывание данных, поддерживая эффективную работу всей системы. FinalSpark уже предоставил доступ к своей платформе девяти научным учреждениям, что способствует развитию исследований и новых методов обработки данных на основе биопроцессоров. Более тридцати университетов также проявили интерес к сотрудничеству с компанией. Срок жизни органоидов, используемых в биопроцессорах, составляет около 100 дней, что значительно меньше, чем у традиционных кремниевых микросхем. Однако для экспериментальных целей этого достаточно, и ученые продолжают работать над продлением жизнеспособности нейронных структур. Изначально органоиды функционировали всего несколько дней, но современные технологии позволили значительно увеличить этот срок. Разработка биопроцессоров на основе органоидов мозга открывает новые перспективы для создания энергоэффективных и экологически чистых вычислительных систем. Сотрудничество FinalSpark с научными учреждениями способствует ускорению исследований в этой области, приближая нас к созданию первых в мире живых процессоров. Эти достижения обещают внести значительный вклад в развитие технологий и их устойчивое использование.

Другие интересные новости:

▪ Кофе - это для женщин

▪ Аналого-цифровой преобразователь ADS5500

▪ Новая жизнь дирижаблей

▪ Ветроэлектрогенератор с лазером

▪ Аккумулятор на крыше автомобиля

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы. Подборка статей

▪ статья Идеальный замок. Советы домашнему мастеру

▪ статья Что заставляет сердце биться? Подробный ответ

▪ статья Офис-менеджер. Должностная инструкция

▪ статья Часы-счетчик времени телефонных разговоров. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Сигарета в носу. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026