ScientistMan

Звичайні динаміки поширюють звук майже в усіх напрямках, через що його чують не лише ті, для кого він призначений. Саме тому в літаках, поїздах, музеях та інших громадських місцях часто використовують навушники або окремі аудіогіди. Дослідники з Університету науки і технологій Пхохана (POSTECH) у Південній Кореї запропонували інше рішення — компактний динамік MiPAL, який здатний передавати звук вузьким променем майже до одного слухача.

Результати дослідження показують, що така система може стати простішою альтернативою традиційним параметричним акустичним установкам, які зазвичай складаються із сотень випромінювачів і є дорогими у виробництві.

Як звук перетворюють на вузький промінь

Ключову роль у роботі MiPAL відіграють метаматеріали — спеціально спроєктовані структури, властивості яких визначаються не лише матеріалом, а й геометрією.

На передній частині динаміка розташована акустична метаповерхня, яка працює подібно до лінзи. Вона формує вузький ультразвуковий промінь, у який вбудовується звуковий сигнал. Після проходження через повітря ультразвук перетворюється на чутний звук, але вже у вигляді значно більш спрямованого потоку.

Втім, лише цього недостатньо. Частина енергії змушує корпус самого пристрою вібрувати, через що звук починає поширюватися в боки. Щоб усунути цей ефект, інженери встановили на задній частині динаміка пружні метаелементи, які пригнічують небажані коливання та зменшують бічне розсіювання звуку.

Навіщо це потрібно

Робочий діапазон MiPAL становить приблизно від 500 Гц до 10 кГц, що охоплює значну частину людської мови та багатьох музичних частот.

Під час випробувань дослідники змоделювали умови салону літака, використовуючи реальні аудіозаписи. Виявилося, що після додавання пружних метаелементів звук набагато точніше досягає потрібного місця, майже не заважаючи людям поруч.

У майбутньому це може дозволити пасажирам слухати фільми, музику чи службові оголошення без навушників, не створюючи дискомфорту для сусідів.

Де ще може знадобитися технологія

Окрім транспорту, автори бачать застосування MiPAL у музеях, виставкових центрах та інших громадських просторах. Наприклад, відвідувачеві достатньо буде підійти до конкретного експоната, щоб автоматично почути аудіокоментар, тоді як люди поруч його майже не сприйматимуть.

Ще однією перевагою стала можливість швидко адаптувати систему під різні умови. Метаматеріали виготовляють за допомогою 3D-друку, тому їхню форму можна змінювати залежно від відстані між слухачами, потрібного кута поширення звуку чи особливостей приміщення.

Коли технологія з’явиться на практиці

Попри успішні випробування, MiPAL поки що залишається експериментальною розробкою. До комерційного використання технології необхідно пройти додаткові дослідження та перевірки.

Втім, сама концепція демонструє, що за допомогою метаматеріалів можна створювати компактні системи спрямованого звуку без складних масивів із сотень випромінювачів. Якщо розробку вдасться довести до серійного виробництва, вона може знайти застосування в транспорті, музеях, виставках, системах персонального аудіо та інших місцях, де важливо передавати звук конкретній людині, не створюючи шуму для оточення.

The post Вчені створили динамік, який спрямовує звук лише до одного слухача НОВЕ first appeared on ScientistMan.

Одноклітинний слизовик, який не має мозку чи нервової системи, вже багато років дивує біологів своєю здатністю знаходити майже оптимальні шляхи до джерел поживних речовин. Саме ця незвичайна властивість надихнула дослідників з Університету Васеда (Японія) на створення математичної моделі нового типу обчислювальної системи. На думку авторів, у майбутньому вона може стати основою для комп’ютерів, які виконуватимуть складні задачі оптимізації з набагато меншим енергоспоживанням, ніж сучасні цифрові процесори. Результати роботи опубліковано в журналі Physical Review Research.

Як слизовик допомагає знаходити найкращий маршрут

Натхненням для дослідження став слизовик Physarum polycephalum. Попри надзвичайно просту будову, цей організм здатний постійно змінювати свою форму: він розростається у напрямку сприятливих ділянок і скорочує відростки там, де шлях виявляється менш вигідним. Завдяки такій поведінці слизовик часто знаходить дуже ефективні маршрути між кількома точками без будь-якого центрального керування чи нервової системи.

Саме цей природний механізм учені перетворили на математичну модель, яка може виконувати обчислення.

Чому дослідники використали задачу комівояжера

Для перевірки своєї моделі дослідники обрали класичну задачу комівояжера — одну з найвідоміших задач комбінаторної оптимізації. Її суть полягає в тому, щоб знайти найкоротший маршрут, який проходить через усі задані міста лише один раз і повертається до початкової точки.

Попри просте формулювання, задача дуже швидко ускладнюється зі збільшенням кількості міст. Кількість можливих маршрутів зростає настільки стрімко, що навіть сучасним комп’ютерам для пошуку найкращого рішення часто доводиться використовувати спеціальні алгоритми наближеного пошуку.

Як працює модель, натхненна слизовиком

У запропонованій моделі слизовик умовно розташований у центрі круглого пристрою, від якого розходяться окремі канали. Кожен із них відповідає певному місту та його позиції в майбутньому маршруті. Освітлення впливає на поведінку системи: освітлені ділянки скорочуються, тоді як затемнені продовжують рости. Поступово така перебудова формує один із можливих маршрутів, а сам процес зміни структури фактично виконує роль обчислення.

Під час аналізу дослідники зробили ще одне цікаве відкриття. Виявилося, що їхня математична модель еквівалентна рекурентній нейронній мережі з фіксованими вагами. У такій мережі ваги визначають силу зв’язків між окремими вузлами, а в запропонованій моделі вони відповідають відстаням між містами або штрафам за порушення умов маршруту. Це свідчить про те, що поведінка слизовика та робота деяких нейронних мереж можуть описуватися однаковими математичними принципами.

Навіщо спрощувати модель

Автори зазначають, що попередня версія моделі була занадто складною для практичного втілення. Вона використовувала велику кількість умовних операцій і підпорядковувалася фізичним обмеженням, які суттєво звужували вибір матеріалів та технологій.

Нова модель позбавлена багатьох із цих недоліків. На думку дослідників, її можна реалізувати за допомогою різних фізичних принципів — від фотонних схем і спінтронних пристроїв до механічних або навіть рідинних обчислювальних систем. Як приклад вони вже продемонстрували можливість використання спінтронних елементів, які відзначаються низьким енергоспоживанням і високою стійкістю до температурних навантажень та радіації.

Чи означає це появу принципово нових комп’ютерів

Поки що ні. На цьому етапі дослідники створили математичну модель і показали, що її можна реалізувати на різних фізичних платформах. Повноцінного комп’ютера, який працював би за принципом слизовика, наразі не існує.

Втім, автори вважають, що їхня робота відкриває перспективний напрям розвитку альтернативних обчислювальних систем. У майбутньому такі пристрої можуть виявитися особливо корисними для задач оптимізації, штучного інтелекту та інших обчислень, де сьогодні традиційні процесори витрачають значні обсяги енергії.

The post Слизовик надихнув учених на створення нового типу енергоефективних комп’ютерів first appeared on ScientistMan.

Воррен Баффет неодноразово називав комунікацію однією з найвигідніших інвестицій у власне життя. У молодості він настільки боявся публічних виступів, що уникав ситуацій, де потрібно було говорити перед аудиторією. Згодом майбутній мільярдер записався на курс ораторської майстерності, щоб подолати цей страх. Пізніше Баффет не раз заявляв, що саме здатність зрозуміло висловлювати свої думки допомогла йому досягти значно більшого, ніж багато інших навичок.

Його слова добре узгоджуються з тим, що сьогодні знає психологія та нейронаука. Ми звикли думати, що успіх залежить насамперед від знань, досвіду або інтелекту. Але реальність складніша. Навіть найкраща ідея має мало шансів змінити світ, якщо її ніхто не зрозуміє.

Чому хороші ідеї часто програють посереднім

Багато людей вважають, що в житті перемагає той, хто має найкращі аргументи. Насправді люди оцінюють не лише саму інформацію, а й спосіб її подачі.

Мозок щодня обробляє величезні обсяги даних. Через це він постійно використовує спрощення. Часто ми підсвідомо робимо висновки про компетентність людини ще до того, як детально проаналізуємо її аргументи. Саме тому однакові за змістом думки можуть викликати абсолютно різну реакцію залежно від того, хто і як їх озвучує.

Через це світ знає чимало прикладів, коли талановиті винахідники, науковці або підприємці залишалися непоміченими, тоді як менш компетентні, але більш переконливі люди отримували підтримку інвесторів, керівників чи суспільства.

Як мозок оцінює співрозмовника

Під час розмови ми аналізуємо значно більше, ніж просто слова. Нейробіологи давно встановили, що мозок одночасно оцінює інтонацію, швидкість мовлення, впевненість, емоційний стан і навіть паузи між фразами.

Частина цих процесів відбувається автоматично. Ми можемо бути переконані, що слухаємо лише факти, але підсвідомо вже формуємо враження про людину. Саме тому спокійне та структуроване мовлення часто здається більш переконливим, навіть якщо його зміст не відрізняється від менш впевненої подачі.

З еволюційної точки зору це логічно. Для наших предків здатність швидко оцінювати надійність співрозмовника могла впливати на виживання. Сучасний мозок досі використовує подібні механізми, хоча сьогодні вони проявляються під час співбесід, переговорів або публічних виступів.

Чому історії працюють краще за факти

Одна з найцікавіших особливостей людського мозку полягає в тому, що він краще запам’ятовує історії, ніж набори фактів.

Коли людина слухає суху статистику, активуються переважно області мозку, пов’язані з обробкою інформації. Але коли інформація подається через історію, починають працювати також емоційні та сенсорні центри. Мозок буквально частково переживає описані події разом з оповідачем.

Саме тому ми легко забуваємо цифри з презентації, але роками пам’ятаємо цікаву розповідь, яка викликала емоції. Більшість великих суспільних ідей поширювалися не завдяки таблицям і графікам, а завдяки людям, які вміли перетворювати складні концепції на зрозумілі історії.

Чому комунікація стає ще важливішою в епоху штучного інтелекту

На перший погляд може здатися, що розвиток штучного інтелекту робить навички спілкування менш важливими. Насправді відбувається протилежне.

Знання стають дедалі доступнішими. Складну інформацію можна знайти за секунди. Багато технічних завдань автоматизуються. Але здатність пояснити складну ідею простою мовою, переконати інших людей або надихнути команду досі залишається суто людською перевагою.

Сьогодні роботодавці дедалі частіше шукають не просто фахівців із хорошими знаннями, а людей, які можуть працювати з аудиторією, презентувати результати та ефективно взаємодіяти з колегами. У багатьох професіях саме комунікація стає фактором, який відрізняє хорошого спеціаліста від лідера.

Чи можна навчитися говорити переконливо

Поширений міф стверджує, що хорошими спікерами народжуються. Але більшість досліджень і практичний досвід говорять про інше.

Навички комунікації розвиваються так само, як і будь-яка інша складна навичка. Регулярна практика поступово змінює роботу мозку. Зменшується страх публічних виступів, покращується здатність структурувати думки, а складні пояснення стають більш зрозумілими.

Саме тому багато успішних керівників, науковців і підприємців колись були такими ж невпевненими ораторами, як і більшість людей. Різниця полягає лише в тому, що вони продовжували тренуватися.

Навичка, яка не втратить цінності

Технології постійно змінюються. Одні професії зникають, інші з’являються. Інструменти, які здаються незамінними сьогодні, через кілька років можуть стати застарілими.

Але здатність доносити власні думки до інших людей залишається фундаментальною навичкою вже тисячі років. Саме через комунікацію передаються знання, народжуються компанії, створюються наукові теорії та змінюються суспільства.

Можливо, саме тому слова Воррена Баффета залишаються актуальними незалежно від часу. Людина може мати блискучу ідею або глибокі знання. Але справжню цінність вони отримують лише тоді, коли їх можуть зрозуміти інші.

The post Чому вміння говорити переконливо може бути важливішим за IQ first appeared on ScientistMan.