Yaqinda yaponiyalik ishlab chiquvchilar guruhi yer osti va suv ostida ishlaydigan yangi MuWNS navigatsiya tizimini taqdim etdi. Tizimning ishlashi kosmik nurlardan foydalanishga asoslangan.
GPS sun'iy yo'ldosh navigatsiyasi diapazoni, paradoksal ravishda, juda cheklangan. Bizni navigatsiya tizimiga bog'laydigan sun'iy yo'ldoshlar 20 000 km uzoqlikda joylashganligiga qaramasdan. Ha, ular yuzadan baland uchib ketishadi. Shuning uchun, tizim ishlamay qolishi uchun faqat qalin shift yoki podvalga tushish kifoya. Biroq, bu navigatsiya uchun kosmik nurlanishdan foydalanish bilan o'zgarishi mumkin.
Sun'iy yo'ldosh navigatsiyasi, qanchalik ajoyib bo'lsa va ko'pincha hayotni saqlab qoladi (har kuni buni osonlashtirish haqida gapirmasa ham), o'z cheklovlariga ega. Bunday tizimning silliq ishlashi uchun ideal sharoitlar ochiq osmon va daraxtlar yoki hatto undan ham ko'proq binolar tomonidan to'sqinlik qilmaydigan aloqadir. Aks holda, signal bizning qurilmamizga sun'iy yo'ldoshdan etib bormasligi mumkin va aksincha.
Ushbu cheklovlar sun'iy yo'ldosh navigatsiyasi har kuni bizni o'rab turgan ko'plab to'siqlarni bartaraf eta olmaydigan radio signalidan foydalanishidan kelib chiqadi. Liftda, podvalda yoki er osti garajida bo'lganimizda klassik radio aloqasi muammolarga duch kelgani kabi, sun'iy yo'ldosh signali bir necha metr to'siqlarni kesib o'tish uchun etarli kuchga ega emas. Chunki 20 000 km radioto'lqinlar va ularning yo'lidagi to'siqlar uchun ancha uzoq masofa.
Shuningdek, qiziqarli: Tayvan, Xitoy va AQSh texnologik ustunlik uchun qanday kurashmoqda: buyuk chip urushi
Radio o'rniga muonlar
Biroq, yaqinda Tokio universiteti tadqiqotchilari Yerning istalgan nuqtasida, hatto chuqur er osti va suv ostida ham foydalanish mumkin bo'lgan muonga asoslangan simsiz navigatsiya texnologiyasini ishlab chiqdilar. Tadqiqot iScience jurnalida chop etildi. kimni ishi bor u bilan tanishish mumkin batafsilroq. Biz hamma narsani oddiy so'zlar bilan tushuntirishga harakat qilamiz.
Myuonlar nima? Bu beqaror zaryadlangan elementar zarralar bo'lib, ular eng katta kirib borish qobiliyatiga ega. Ularni laboratoriyada olish mumkin, lekin eng muhimi shundaki, kuchli muon oqimi doimiy ravishda Yerga sayyoramizga deyarli 2 km chuqurlikdagi kosmik nurlar shaklida etib boradi. Yer yuzasining har bir kvadrat metriga daqiqada taxminan 10 XNUMX myuon tushadi.
So'nggi yillarda muonlar olimlarning katta e'tiborini tortdi. Myuonlarning vulqonlarning chuqurligini o'rganish, piramidalar qalbiga qarash va siklonlarning ichki tuzilishini o'rganish uchun ajoyib kirib borish qobiliyati tufayli. Bundan tashqari, muonlar shovqinga qarshi immunitetga ega.
"Kosmik nurlarning myuonlari Yerga teng ravishda tushadi va ular qaysi materiyani kesib o'tishlaridan qat'i nazar, har doim doimiy tezlikda harakat qiladi, hatto bir kilometrlik jinslar qatlamini ham engib o'tadi"", - deb tushuntirdi Tokio universitetining Muographix professori Xiroyuki Tanaka. "Endi, muonlardan foydalanib, biz navigatsiyaning yangi turini ishlab chiqdik, biz uni Muometrik joylashishni aniqlash tizimi (muPS) deb atadik, u yer ostida, bino ichida va suv ostida ishlaydi"..
Taklif etilayotgan texnologiya deyiladi muometrik simsiz navigatsiya tizimi (MuWNS), bu "miyometrik simsiz navigatsiya tizimi" deb tarjima qilinishi mumkin. U tektonik plitalarning harakatini tahlil qilish uchun muonlardan foydalangan tadqiqotchilar tomonidan ilgari ishlab chiqilgan texnologiyani yaxshilaydi. Bunday tadqiqotlar tektonik plitalarning harakatini kuzatish va shu asosda yuzaga kelishi mumkin bo'lgan zilzilalar haqida erta ogohlantirish imkonini berdi.
Shuningdek, qiziqarli: USB xususiyatlari va USB Type-C USB Type-A dan qanday farq qilishi haqida hamma narsa
MuWNS bilan masofalarni o'lchash
Biroq, navigatsiya 3D muhitidagi pozitsiyani aniq aniqlash uchun kamida to'rt nuqtadan masofani solishtirishni talab qiladi. Myuonlar Yerga uzluksiz oqim bilan etib boradi. Ammo ularning oddiy aniqlanishi ko'p narsani bermaydi. Shu sababli, biz joylashuvini kuzatmoqchi bo'lgan to'rtta stantsiya va qurilma o'rtasida aloqa tizimini yaratish kerak. Amalda, bu MuWNS sun'iy yo'ldoshlarining ekvivalenti orbitada bo'lishi shart emasligini, balki Yer yuzasiga o'rnatilishi mumkinligini anglatadi. Ya'ni, bu erdagi baza stansiyalari.
Tektonik plitalarni o'rganishda qo'llaniladigan texnologiyaning birinchi versiyasi simli edi, ya'ni har bir transmitterga va undan signal jismoniy simlar orqali yuborilgan. Biroq, bu uni samarali navigatsiya uchun ishlatishni butunlay imkonsiz qiladi. Chunki bu juda og'ir va qimmat narsa.
Muammoning yechimi juda oddiy bo'lib chiqdi. Detektorlar va qabul qiluvchilarni simsiz sinxronlashtirish uchun aniq kvarts soatlari ishlatilgan. MuWNS tavsifi quyidagicha:
"Baza stansiyalari tomonidan taqdim etilgan to'rtta parametr va muon" parvoz vaqtini "o'lchash uchun ishlatiladigan sinxronlashtirilgan kvarts soatlari qabul qiluvchining koordinatalarini aniqlashga imkon beradi."
Birinchi tajribalardan birida binoning oltinchi qavatida joylashgan stantsiya yordamida podvalda joylashgan qabul qilgich topildi. Bu aql bovar qilmaydigan, chunki GPS tizimi bunday vazifani bajara olmagan bo'lar edi.
Sinov uchun olimlar detektorlarni binoning oltinchi qavatiga, detektor-qabul qiluvchini esa yerto‘laga joylashtirdilar. Ehtiyotkorlik bilan podval koridorlari bo'ylab harakatlanib, tadqiqotchilar navigatsiyadan foydalanish o'rniga, ularning yo'nalishini aniqlash va bosib o'tayotgan yo'lni tekshirish uchun real vaqt rejimida o'lchovlarni oldilar.
Tajriba natijasida ma'lum bo'ldiki, MuWNS ning aniqligi inson harakatining chuqurligi va tezligiga qarab 2 dan 25 m gacha, masofasi 100 m gacha. Bu shaharlarda yer ustidagi bir nuqtali GPS joylashuvidan ko'ra yaxshiroq, agar yaxshi bo'lmasa. Ammo amaliy daraja hali ham uzoqda. Odamlarga bir metrgacha aniqlik kerak va vaqtni sinxronlashtirish buning kalitidir.
Shuningdek o'qing: Copilot haqida bilishingiz kerak bo'lgan hamma narsa Microsoft
Bu GPS o'rnini bosa olmaydi, lekin hayotni saqlab qoladi
Shunday qilib, yangi MuWNS navigatsiya tizimi hali ishlab chiqish va tajriba bosqichida. Bu hali ham juda xom, uni hatto bitta shahar miqyosida ishlatish haqida gap yo'q.
Bundan tashqari, amalda bu tizim ancha qimmatga tushadi, bu uning amaliy qo'llanilishini cheklashi mumkin. Bundan tashqari, global foydalanish uchun ushbu turdagi navigatsiyaning tayanch stansiyalari butun dunyo bo'ylab tarqatilishi kerak, chunki hozirda mobil aloqa uchun telekommunikatsiya stantsiyalari mavjud. Taqqoslash uchun, butun GPS tizimi Yer orbitasidagi atigi 31 ta sun'iy yo'ldoshga tayanadi.
Ikkinchi muammo - aniqlik. MuWNS navigatsiya tizimi yordamida biz er ostida 1,5 km dan ortiq masofani "ko'rishimiz" mumkin bo'lsa-da, vaqtni sinxronlashtirish uchun kvarts soatlaridan foydalanish bizga o'zimizni statik ob'ektlarga yo'naltirish imkonini beradi, chunki tez harakat joylashuv xatolariga olib keladi. Atom soati chiplari nazariy jihatdan bu muammoni hal qilishi mumkin edi, biroq ular hozirda 2000 dollar yoki undan ko‘proq turadi, shuning uchun bu texnologiyadan foydalanadigan har bir qurilma (smartfon, aqlli soat va boshqalar) narxini sezilarli darajada oshiradi.
Haqiqiy vaqtda navigatsiyani yanada aniqroq qiladigan ushbu tizimni takomillashtirish vaqt va pul talab qiladi. Ideal holda, jamoa chipli atom soatlaridan (CSAC) foydalanishni xohlaydi, chunki CSAClar allaqachon tijoratda mavjud va hozirgi kvarts soatlaridan yaxshiroq. Biroq, ular hozir biz uchun juda qimmat. Biroq, vaqt o'tishi bilan, mobil telefonlar uchun CSAC-larga global talab ortib borayotganligi sababli, ular ancha arzonlashadi.
Ushbu texnologiya to'liq ishlab chiqilishi va keng tarqalgan bo'lishi uchun kamida 5 yil kerak bo'ladi. Tadqiqotchilar MuWNS ning Vektor muPS deb nomlangan navbatdagi versiyasi ustida ishlashni boshladilar, bu real vaqtda atom soatlarini talab qilmaydi va shu bilan texnologiya bilan bog'liq eng katta muammolardan birini hal qiladi.
Kelajakda MuWNS er ostidagi uchuvchisiz transport vositalarini boshqarish yoki suv osti robotlarini boshqarish uchun ishlatilishi mumkin. Atom soatidan tashqari, MuWNS ning boshqa barcha elektron qismlarini miniatyura qilish mumkin va ishlab chiqish guruhi yaqinda MuWNS ni telefon kabi portativ qurilmalarga integratsiya qilish mumkinligini kutmoqda. Bu favqulodda vaziyatlarda, masalan, konda bino yoki tosh qulashi kabi qidiruv va qutqaruv guruhlari ish uslubini o'zgartirishi mumkin.
Myuonlarga asoslangan noyob MuWNS texnologiyasi qo'llanilishiga shubha yo'q, chunki ma'lum sharoitlarda bu navigatsiya GPSga qaraganda beqiyos yaxshi. Er osti yoki suv ostida navigatsiya qilish zarur bo'lganda, masalan, qutqaruv yoki geologik ekspeditsiyalar paytida, bunday navigatsiya tizimi, hatto mahalliy joylarda joylashtirilsa ham, fan bizga imkon beradigan eng samarali lokatorlardan biri bo'ladi. Ehtimol, uning yordami bilan yo'lovchilar va ekipaj a'zolarini qutqarish mumkin edi vannaxona "Titan", yaqinda Tinch okeani suvlarida cho'kib ketgan.
Shuningdek o'qing: