Ветряное электричество на бактериях

30.07.2016

Докторант Тайлер Шендрук (Tyler Shendruk) и его коллеги из Оксфордского университета создали виртуальную модель миниатюрной "ветряка", которая вместо энергии ветра использует для своей работы поток движущихся бактерий кишечной палочки (E.coli).

Ученые смоделировали на компьютере плавание бактерий в жидкой питательной среде (агаре). После чего виртуально "поместили" в центр этой жидкости вращающийся на оси диск-ротор. Поскольку бактерии движутся хаотично, диск также двигался случайным образом, поворачиваясь то в одну сторону, то в другую.

Однако когда в ту же жидкость поместили уже несколько дисков, расположенных рядами, через равные промежутки друг от друга (на всякий случай еще раз напомним, что все это происходило в рамках компьютерной модели), характер их вращения внезапно стал стабильно упорядоченным. А именно, каждый ротор постоянно вращался в одном и том же направлении - по часовой стрелке или против, - причем направления вращения соседних дисков всегда были противоположными.

Шендрук с коллегами объяснили это тем, что бактерии образовали с дисками самоорганизующуюся систему. Каждый ротор стал центром обтекающего его со всех сторон потока бактерий, который движется всегда в одну сторону (отсюда и противоположность вращения соседних дисков). Можно сказать, что другого выхода у кишечных палочек и не было, ведь в противном случае их движение вообще бы остановилось.

Аналогичные процессы самоорганизации клеток, пишет Шендрук в своей статье, часто наблюдаются и в многоклеточных живых организмах - особенно в растущих тканях, когда масса клеток организованно движется в одно и то же место. "Это спонтанное, но слаженное действие", - отмечает ученый.

В целом, значение данной работы состоит не только в создании эффектной модели, демонстрирующей один из важнейших биологических принципов. Конечно, вырабатывать так энергию едва ли целесообразно, однако полученные результаты могут также помочь инженерам в разработке механизмов, включающих живые клетки. Такие механизмы уже разрабатываются: например, это похожий на ската робот, которого приводят в движение клетки сердечной мускулатуры.

<< Назад: В вены человека запустят нанороботов 30.07.2016

>> Вперед: Больше мозг - выше риск психических заболеваний 29.07.2016

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Кратковременное голодание и работа мозга 25.11.2025

На фоне роста популярности интервального голодания многие опасаются, что отказ от еды на несколько часов может обернуться снижением концентрации, ухудшением памяти и общим "затуманиванием" сознания. Однако современные исследования позволяют иначе взглянуть на эту тему. Научный обзор, включивший свыше семидесяти независимых экспериментов и более 3,5 тысячи участников, показал: здоровые взрослые, которые не ели от десяти до двенадцати часов, выполняли когнитивные тесты так же качественно, как и те, кто принимал пищу перед испытанием. Память, скорость реакции, логическое мышление и внимание оставались на прежнем уровне, что опровергает распространенный бытовой миф. Доктор Дэвид Моро, профессор психологии из Университета Окленда в Новой Зеландии, подчеркивает, что представления о "головной туманности" во время голода часто оказываются преувеличенными. Он отмечает, что люди склонны связывать чувство голода с низкой энергией, раздражительностью и невозможностью сосредоточиться, хотя че ...>>

Умная розетка TP-Link Tapo P410M 25.11.2025

Компания TP-Link выпустила на рынок новую уличную розетку Tapo P410M. Она получила поддержку универсального стандарта Matter и стала еще одним шагом в сторону единой экосистемы умных устройств. Особенность Tapo P410M заключается в том, что она рассчитана на работу в сложных климатических условиях. Устройство функционирует при температуре от -20 до +50 °C и защищено от дождя, влаги и пыли по стандарту IP54. Благодаря этому розетка безопасно используется на открытом воздухе, будь то внутренний двор, садовая зона или наружное освещение возле дома. Компания TP-Link также акцентировала внимание на удобстве подключения. Розетка поддерживает Wi-Fi 2,4 ГГц и Bluetooth LE, что избавляет от необходимости покупать отдельный хаб. Настройка выполняется через фирменное приложение Tapo или с использованием QR-кода на корпусе, что особенно удобно при установке в труднодоступных местах. После первичной конфигурации управление устройством доступно из приложения или с помощью голосовых помощников A ...>>

Игровой монитор Sony PlayStation Gaming Monitor 24.11.2025

На презентации State of Play компания Sony представила устройство, которое может изменить представления о фирменной экосистеме PlayStation, - свой первый игровой монитор под этим брендом. PlayStation Gaming Monitor, как официально назвали новинку, ориентирован сразу на две аудитории: владельцев консолей и пользователей ПК. Для компьютерных систем, включая macOS, поддерживается частота обновления до 240 Гц с технологией переменной частоты VRR, а для консолей PlayStation 5 и PlayStation 5 Pro частота ограничена 120 Гц, что соответствует архитектуре и возможностям самих приставок. Основу устройства составляет 27-дюймовая IPS-панель с разрешением QHD 2560?1440 пикселей, обеспечивающая высокую четкость и широкий угол обзора. Отдельное внимание продукция заслужила благодаря функции, не встречавшейся ранее в мониторах Sony. В нижней части корпуса находится встроенная выдвижная док-станция для беспроводной зарядки контроллеров DualSense. Такой подход позволяет избавиться от отдельных зар ...>>

Робот с двойной локомоцией 24.11.2025

Робототехника давно вышла за рамки привычных моделей, предлагая новые конструкции. Они уже не пытаются копировать поведение живых организмов, а создают собственные, ранее не существовавшие формы движения. Одной из самых ярких разработок такого типа стал робот TARS3D, открывающий новое направление в исследовании мобильных машин. Эта система демонстрирует, как сочетание инженерной изобретательности и методов глубокого подкрепляющего обучения позволяет перейти к принципиально иной логике передвижения. В основе проекта лежит идея о том, что многие среды, созданные человеком, гораздо эффективнее преодолевать неморфными конструкциями, то есть формами, которые не имеют биологических аналогов. Адитья Срипада и Абишек Варриер подчеркивают, что традиционная биомиметика ограничивает потенциал робототехнической локомоции. Использование методов deep reinforcement learning позволило исследовательской группе не только воспроизвести известные типы движений, но и сформировать новые паттерны, которые ...>>

Пятничная удаленка изменила структуру рабочей недели 23.11.2025

Распространение цифровых инструментов, рост гибких форм занятости и переосмысление рабочих практик после пандемии COVID-19 привели к заметным изменениям в том, как люди распределяют свое время. Особенно ярко эта трансформация проявляется в пятницы, которые постепенно становятся своеобразным индикатором новых тенденций удаленной и гибридной работы. Одним из наиболее примечательных изменений стало значительное сокращение времени, которое сотрудники, работающие дистанционно, уделяют обязанностям по пятницам. Отчет за 2024 год показал, что по сравнению с предыдущими годами удаленные работники проводят за делами почти на 1,5 часа меньше. При этом компании все активнее возвращают сотрудников в офисы, однако популярность удаленных форм не снижается, а лишь модифицируется. Характерно, что предпочтения работников в выборе дней для гибкой работы также сместились. Если в 2019 году лишь около 15% опрошенных выбирали четверг или пятницу для работы из дома, то к 2024 году эта доля приблизилась ...>>

Случайная новость из Архива Система накопления и перераспределения энергии для домашних электросетей 14.07.2014 Компания Delta Electronics, мировой поставщик решений по управлению электропитанием и терморегулированию, создала новую систему BESS (Battery Energy Storage Solution). Это энергосберегающее решение предназначено для работы с возобновляемыми источниками электроэнергии в сети "умного дома". С его помощью можно сократить расходы на электроэнергию или оптимально перераспределить их по времени, утверждают в компании. Целью разработки этой инновационной энергоаккумулирующей системы была оптимизация энергобаланса в "умных" домашних электросетях. Система служит своеобразным "резервуаром", в котором накапливается электроэнергия, вырабатываемая в дневное время фотоэлектрическими элементами. Накопленная энергия затем используется для работы домашних электроприборов в ночное время, а ее излишек может возвращаться в электросеть, пояснили в Delta Electronics. Использование нового решения Delta Electronics в целом позволяет снизить пиковые нагрузки на сеть, а также увеличить КПД возобновляемых источников энергии, в том числе существующих фотоэлементов, смонтированных на крышах домов. Кроме того, благодаря перераспределению нагрузки по времени и исключению высоких дневных тарифов сокращаются ежемесячные затраты на электроэнергию. "Благодаря нашему BESS-решению у владельцев "умных" домов появляется возможность снизить расходы на электроэнергию, - утверждает Джеки Чен (Jackie Chang), президент и генеральный директор Delta EMEA. - Новая система помогает оптимально управлять электроэнергией в сетях с периодическими источниками, например, использующими солнечную энергию. Это новый вклад компании Delta в дело создания интеллектуальной и зеленой среды обитания". Как отмечается, разработанная Delta система накопления и перераспределения энергии отличается большой гибкостью благодаря модульной конструкции, что позволяет построить оптимальную конфигурацию для самых различных потребителей. Домашняя BESS-система полностью состоит из компонентов Delta: выпрямитель, зарядное устройство, микроинвертор, литий-ионная батарея, контроллер, сенсорный модуль. Управлять системой можно дистанционно с помощью мобильного устройства. Новая BESS-система компании Delta поступит в продажу в 2015 г.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025