در رشته ای که ماشین آلات پیچیده منجر به مانورهای پیچیده تر می شوند، سیستمی که صرفا جهت حرکت به یک توپ وابسته باشد در سمت ساده ی طیف قرار می گیرد. ده سال پیش ما با چنین ایده ای آشنا شدیم و اکنون گروه پشت ایده ی اولیه ی Ballbot با سیستمی ساده تر به میدان بازگشته اند. این دستگاه ارتقا یافته، SIMbot نامیده شده و از یک موتور القایی آزمایشی به جای سیستم محرک مکانیکی برای حرکت استفاده می کند که منجر به رباتی با اجزای متحرک کمتر خواهد شد. با ما در بهترین ها در زمین همراه باشید.

ربات اولیه ی Ballbot توسط پروفسور رالف هولیس، پژوهشگر رباتیک دانشگاه کارنگی ملون ساخته شد. این ربات بلند و باریک با قدرت باتری عمل می کرد و یک ربات چندجهتی بود، مشخصاتی که بنا به اعلام سازنده می توانست منجر به همکاری بهتر ربات و انسان در محیط های شلوغ شود.

به دلیل شکل فیزیکی باریک و چالاکی بالایش، این ربات می تواند به راحتی از درگاه ها و از میان وسایل و ابزار عبور کرده و به سادگی از میان راه کنار برود. چندین سال پیش شرکتی با نسخه ای با نام mObi در پی استفاده از این قابلیت های ربات کارنگی ملون بود تا به نظارت بر بیمارستان ها و ادارات بپردازند. این دستگاه همچنین بر تعدادی از Ballbotهای متخصصان رباتیکی ژاپن، سوئیس و اسپانیا نیز تاثیر گذاشت.

اما Ballbotها برای حرکت دادن توپ در پایه ی خود و صاف نگه داشتن ربات، نیاز به بخش های مکانیکی داشته اند. به این ترتیب موتورها باید به تحریک غلطک هایی می پرداختند که برخلاف جهت توپ فشرده می شدند و آن را در جهت مورد نظر حرکت داده و از انحراف بازمی داشتند. این فعالیت بستگی به اطلاعات جمع آوری شده از سنسورهایی که به ردیابی تعادل ربات می پرداختند، داشت.

مایکل شومین، دانشجوی دکترای رباتیک در کارنگی ملون می گوید: "اما کمربندهایی که غلطک ها را هدایت می کردند پس از مدتی کهنه شده و باید تعویض می شدند. و زمانی که این کمربند ها عوض می شدند، سیستم نیاز به کالیره ی مجدد داشت."

به این ترتیب گروه در پی ابزارهای ساده تر مکانیکی جهت به حرکت درآوردن Ballbot بود و در طی این تحقیقات به استفاده از موتورهای القایی تصمیم گرفته شد، موتورهایی که از میدان های مغناطیسی برای تحریک جریان الکتریکی و تولید گشتاور به جای تکیه بر اتصالات الکتریکی استفاده می کنند.

اما اعمال این تکنولوژی به شکل کروی، خود عملیاتی چالش برانگیز بود. درحالیکه این گروه از پیشرفت بدست آمده در این بخش پیش از استفاده از موتورهای القایی کروی (SIM) که می توانند چند درجه ای به جلو و عقب حرکت کرده سخن گفتند، طراحی آنها در ترکیب با نرم افزار و ریاضیات پیشرفته اجازه ی ایجاد موتور های کروی را داده که می توانند آزادانه در هر جهتی بچرخند.

SIM در یک توپ آهنی توخالی درون یک پوسته ی مسی قرار می گیرد. شش استاتور فولادی لایه ای در کنار توپ قرار گرفته و موج های مغناطیسی ایجاد می نمایند که توپ را به آن سمت هدایت می کند. با تغییر جریان های تولید شده از سوی استاتورها، SIIMbot می تواند در جهت های مختلف هدایت شود.

جایگزینی محرک های کمربندی با جریان های الکتریکی از اصطکاک می کاهد و ماشین مورد نظر را بسیار کارآمدتر نموده است. این عمل می تواند در اجرای طولانی مدت از قیمت محصولات نیز بکاهد.

در دوره ای که اطلاعات می توانند از طریق شبکه های متصل در سراسر جهان در یک چشم بر هم زدن منتقل شوند، تحویل پیام ها با دست کمی قدیمی به نظر می رسد. اما این دقیقا کاری ست که پاناسونیک در نمایشگاه CEATEC این هفته انجام داده است. این کمپانی به نمایش یک سیستم ارتباطات آزمایشی پرداخت که در آن اطلاعات از یک انسان به انسان دیگر از طریق لمس، انتقال می یابند. با ما در ادامه ی این خبر از بهترین ها در زمین همراه باشید.

در مورد این سیستم هنوز اطلاعات زیادی منتشر نشده، اما بنا به اعلام پاناسونیک این نمونه ی اولیه از تکنولوژی ارتباطات میدان الکتریکی برای انتقال اطلاعات از "اشیا به اشیا، انسان به انسان و انسان به اشیا" استفاده می کند. انتقال داده و شناسایی زمانی که اشیا یا افراد لمس می شوند صورت می گیرد و داده های دیجیتال در یک برچسب منبع که فورا به یک ماژول گیرنده انتقال می یابد، ذخیره می شود.

با این روش می توان با دست دادن به تبادل اطلاعات پرداخت، سیستم نور یک اتاق را با لمس یک لامپ تغییر داد یا با دست گذاشتن روی دستگیره به قفل کردن درب پرداخت. پاناسونیک همچنین اعلام کرده از آنجایی که داده از طریق بدن و نه از طریق هوا منتقل می شود، تبادل ایمن نیز تضمین خواهد شد.

دموهای CEATEC نسبتا ساده و ابتدایی بوده، اما نحوه ی کار این سیستم را نشان می دهند. در حال حاضر خبری مبنی بر ساخت تجاری این تکنولوژی اعلام نشده است.

داده های تلسکوپ فضایی هابل به پرده برداشتن از راز ستاره های ظاهرا غیرممکن کمک کرده است. ستاره ی غول پیکر قرمزرنگ V Hydrae نوعی ستاره ی در حال مرگ است که از سمت آن توپ های پلاسمای پرانرژی پرتاب شده و این عمل در ۴۰۰ سال گذشته هر ۸٫۵ سال یکبار صورت گرفته است. داده های جدید نشان می دهند منشا این توپ های آتشین شاید همسایه ی نامرئی این ستاره باشد. با ما در بهترین ها در زمین همراه باشید.

ستاره ی V Hydrae از زمین ما ۱۲۰۰ سال نوری فاصله دارد و یک غول سرخ باستانی به شمار می رود که مدت هاست اغلب سوخت هسته ای خود را سوزانده و در حال سرد شدن و مرگ می باشد. این ستاره حداقل نیمی از جرم خود را به فضا افکنده است تا محوطه ای عظیم ایجاد کند.

از چنین ستاره ی در حال مرگی انتظار چنین عملکرد خارق العاده ای نمی رود، اما طی ۴۰۰ سال گذشته V Hydrae در هر ۸٫۵ سال اقدام به پرتاب توپ های پلاسما می نمود. این توپ ها دو برابر مریخ جرم داشته و با سرعت حدود ۸۰۰,۰۰۰ کیلومتر بر ساعت حرکت می کنند. اما سوال اینجاست که V Hydrae چگونه این کار را می کند؟ این عمل بیشتر شبیه به آن است که یک کوه یخ خوبخود آتش بگیرد.

در سال ۲۰۰۲ و همچنین در سال ۲۰۱۱، گروهی به سرپرستی راگاوندرا ساحای از آزمایشگاه پیشرانه ی جت ناسا طی دوره های دو ساله از طیف نگار تصویربرداری تلسکوپ فضایی هابل (STIS) برای بررسی این ستاره استفاده کردند. بر اساس داده های طیفی، رشته ای از توپ های پلاسما با درجه حرارت بیشتر از ۹,۴۰۰ درجه سانتیگراد مشخص شدند.

این گروه بر این باورند دلیل وجود این توپ های پلاسما احتمالا ستاره ی همسایه ی متراکم V Hydrae می باشد که شاید یک کوتوله ی سفید یا یک ستاره ی نوترونی باشد. این ستاره که حول V Hydrae در یک مدار بسیار بیضی شکل در دوره ی زمانی ۸٫۵ سال می چرخد، شاید برای دیدن توسط تلسکوپ بسیار کوچک باشد. این ستاره هر چه به سمت نزدیک ترین نقطه در مدار خود حرکت می کند، در اتمسفر خارجی V Hydrae غوطه ورتر شده و شروع به جذب سریع گازها و موادی که ستاره ی در حال مرگ به بیرون می ریزد، می نماید.

این اقدامات موجب شکل گیری یک صفحه ی پیوسته حول ستاره ی همسایه می شود. ستاره ی ناپیدا پس از جذب مواد بیرون ریخته ی V Hydrae، آنها را به صورت توپ های پلاسمایی بزرگ با سرعت زیاد پرتاب می کند. به دلیل امواج صفحه، جهت توپ ها در نوسان است. این توپ ها با دور شدن از V Hydrae سرد شده و آنقد فاصله می گیرند که دیگر در دید تلسکوپ هابل نباشند.

ساحای گفته است: "این صفحه ی پیوسته بسیار پایدار است زیرا هزاران سال است که بدون از هم پاشی قادر به راه اندازی این ساختارها می باشند. در بسیاری از سیستم های این چنینی، جاذبه گرانشی می تواند باعث شود ستاره ی همسایه در هسته ی ستاره ی غول پیکر سرخ حرکت مارپیچی داشته باشد. اگرچه در نهایت مدار ستاره ی همسایه ی V Hydrae به دلیل از دست دادن انرژی در این ساختار همچنان ناپیدا خواهد بود."

گروه پژوهشی بر این باورند مکانیسم تولید توپ های پلاسمایی که از سمت V Hydrae پرتاب می شوند می تواند به شرح وجود سحابی های پیچیده ی حول ستاره ای در حال مرگ، کمک کند. این گروه در نظر دارد تحقیقات خود مبنی بر بررسی V Hydrae را با استفاده از هابل در کنار رادیوتلسکوپ ALMA ادامه دهند. آلما به جستجوی توپ های پلاسمای قدیمی تر می پردازد که تنها در طیف اینفرارد قابل مشاهده هستند.

این روزها با وقوع چندین حادثه ی آتش سوزی باتری اسمارت فون ها، تحقیقات در این زمینه افزایش یافته است. امروز در بهترین ها در زمین در قالب این مطلب می خواهیم به یک پرسش بزرگ بپردازیم که آیا نیازی به تخلیه ی شارژ دوره ای باتری تلفن های همراه برای اجرایی نگه داشتن آنها است یا خیر. با ما همراه باشید.

پرسش این سوال با کمک دنیل آبراهام، یک متخصص باتری لیتیون یون از آزمایشگاه ملی آرگون در شیکاگو داده شده است. وی می گوید:

تلفن های امروزی (و لپ تاپ ها) حاوی باتری های لیتیوم-یون هستند که نیازی به تخلیه ی شارژ دوره ای جهت اجرایی نگه داشتن ندارند. توصیه ی "تخلیه ی دوره ای" مربوط به انواع قدیمی تر باتری ها مانند باتری های قابل شارژ مجدد هیبریدی نیکل-کادمیم و نیکیل-فلز بوده است. در باتری های فوق، یک "اثر حافظه" وجود دارد که در صورت عدم تخلیه ی شارژ دوره ای موجب می شود شارژ کمتری را در خود نگه دارند. اما این ویژگی در مورد باتری های لیتیوم-یون صدق نمی کند.

برای درک بهتر این موضوع شاید بهتر است نحوه ی کار باتری های قابل شارژ مجدد لیتیوم-یون را توضیح دهیم.

یک سلول باتری قابل شارژ مجدد حاوی چهار مولفه ی اصلی است: یک کاتد مثبت، یک آند منفی، یک الکترولیت که اجازه ی جریان لیتیوم یون ها میان آنها را می دهد، و یک عایق که به صورت فیزیکی الکترودها را به منظور محافظت از اتصال کوتاه، جدا می نماید.

زمانی که باتری را شارژ نمایید، جریان ناشی از پریز برق لیتیوم ها را وادار به حرکت از سمت کاتد به آند می کند. این عمل انرژی الکتریکی پریز برق را به انرژی شیمیایی ذخیره شده تبدیل می نماید. زمانی که باتری را از پریز برق جدا و شروع به استفاده از آن کنید، لیتیوم یون ها به سمت کاتد بازمی گردند؛ و انرژی شیمیایی ذخیره شده به جریانی از الکترون ها برای تامین انرژی دستگاه مورد نظر تبدیل می شود.

در سلول های تجاری لیتیوم-یون، گرافیت معمولا مولفه ی فعال موجود در آند است. لیتیوم یون ها خود را میان صفحات گرافن مرتب کرده که موجب انبساط و انقباض آنها می شود. مولفه ی فعال در کاتد معمولا لیتیوم اکسید یا ذرات فسفات هستند. زمانی که سلول شارژ می شود، لیتیوم یون ها از این ذرات جدا می شوند یا در حین دشارژ در آنها قرار می گیرند.

این فرایند استخراج و تعبیه ی لیتیوم که اینترکالیشن نامیده می شود، معمولا ساختار کریستالی ذرات میزبان کاتد یا آند را تغییر نمی دهد. در موقعیت های ایده آل، فرایند درج و جداسازی لیتیوم صددرصد برگشت پذیر است؛ اما در واقعیت برخی از لیتیوم یون ها در واکنش های ناخواسته ای از دست رفته و عملکرد باتری سلولی به تدریج کاهش می یابد.

اثر حافظه در سلول NiCd به شکل گیری و رشد کریستال های کادمیم هیدروکسید در صورت کاملا شارژ نگه داشتن سلول برای مدت زمان طولانی، نسبت داده شده است. دشارژهای دوره ای موجب می شوند کریستال ها اندازه ی اولیه ی خود را حفظ کرده و اغلب این عمل عملکرد سلول را نیز متناسب نگه می دارد. سلول های تجاری لیتیوم-یون فعلی مبتنی بر شیمی اینترکالیشن بوده و به این ترتیب چنین حالت شکل گیری و رشد کریستالی را از خود نشان نمی دهد.

با این حال، پژوهشگران آزمایشگاه های تحقیقاتی در سراسر جهان مشغول فعالیت بر روی شیمی جایگزینی هستند که بتواند انرژی و تراکم قدرت سلول های باتری را افزایش دهد. برخی از این سلول ها مبتنی بر فرایند "تبدیل" به جای فرایند اینترکالیشن هستند. ساختار های کریستالی جدید در طول واکنش تبدیل تشکیل می شوند. هنوز نمی دانیم آیا این سلول های آینده نیازی به تخلیه ی شارژ دوره ای دارند یا خیر.