Techniek

Dit kleine vliegtuigje van iets meer dan twee kilo vervangt een zware politiehelicopter.

Nieuwe trend: privé-drone

Laat een reactie achter / Techniek / Door / 1 december 2011

Je kinderen in de gaten houden als ze buiten spelen. Spectaculaire vakantiefoto’s maken vanaf een onmogelijke plek. Of, voor de viezeriken onder ons, bij je welgevormde buurvrouw naar binnen gluren terwijl ze onder de douche staat. De privédrone komt er aan, en daar kunnen we maar beter alvast rekening mee houden.

Dit kleine vliegtuigje van iets meer dan twee kilo vervangt een zware politiehelicopter.
Dit kleine vliegtuigje van iets meer dan twee kilo vervangt een zware politiehelicopter. Bron: AeroVironment

Drones steeds populairder bij het leger
Al enkele jaren beheersen ze het nieuws. Militaire onbemande vliegtuigen, drones zoals de Predator, die verkenningstaken uitvoeren of met raketaanvallen echte of vermeende terroristen doden. Drones worden steeds populairder bij militairen. Geen wonder. Drones zijn onbemand, dus vervangbaar, kunnen veel kleiner zijn dan een straaljager en kunnen veel meer nuttige lading meenemen. Daarbij komt dat ze maar een paar procent kosten van een straaljager. Ook de politie, hier in Nederland en het buitenland, zet steeds vaker drones in. Hennepteelt is een stuk minder aantrekkelijk geworden sinds de politie met drones op zoek gaat naar plantages.

Ook voor particulieren een uitkomst
Dit zijn nu precies ook de voordelen die ze heel interessant maken voor particulieren. Om te beginnen uiteraard bedrijven, zoals die van boeren. In plaats van een sproeivliegtuig met een alcoholische Vietnamveteraan, een sproei-drone die elke sproeibeurt een vast parcours aflegt. Al een bekend gezicht in Japan. Russische archeologen brengen er grafheuvels mee in kaart. Drones kunnen duizenden kilometers olie- en gasleiding door verlaten gebieden in de gaten houden. Hulpverleners kunnen snel noodhulp droppen zonder mensenlevens in gevaar te brengen.

Gevaren aan drones
Nu is er alleen een probleem. Er zijn strenge regels voor gebruik van het luchtruim. Dat is niet voor niets. De gevolgen van een luchtvaartongeluk zijn doorgaans rampzalig. Als een handjevol ganzen al zo veel ellende op Schiphol aan kan richten, zijn de gevolgen helemaal niet te overzien als er steeds meer onbemande vliegtuigen het luchtruim delen. De FAA, de Amerikaanse luchtvaartautoriteit, is dan ook al druk bezig regels op te stellen, die in moeten gaan in januari. Dit is een eerste stap in het toelaten van vliegende robots in het luchtruim. Er zij al bijna driehonderd vergunningen voor testen met drones uitgevoerd, maar heeft nog geen vergunningen voor inzet op grote schaal afgegeven. Drones beschikken nog niet over een goed systeem om botsingen te voorkomen. Denk ook aan privacy en de akelige dingen die je kan doen met een op afstand bestuurbaar vliegtuigje gevuld met springstof of een enge ziekte. Kortom: ideaal voor criminelen en terroristen. Geen wonder dat de luchtvaartindustrie voorzichtig is en voorlopig alleen drones voor leger en politie wil toelaten.

Kleine drone van twee kilo vervangt kerosineslurpende politieheli
Het bedrijf AeroVironment heeft een miniheli getest. De Qube wordt bestuurd met een tablet computer en past met zijn 2,4 kg in de achterbal van een auto. Terwijl de drone vliegt, verzamelt deze kristalheldere beelden van zestig meter hoogte. Dit soort toestelletjes zijn uiteraard ideaal om boeven te vangen, of om relschoppende demonstranten (of politieke tegenstanders) te identificeren. De prijs is maar drie procent van een politiehelicopter. Plus uiteraard het veel lagere brandstofverbruik. Een kleine heli kost al gauw over het miljoen en jaagt er veertig tot zestig liter kerosine per uur doorheen.

Kudde robotdronen
Onder de lastige vragen: wat moet een drone doen als de verbinding met de bestuurder wordt verbroken? Frederick Smith, oprichter van het postbedrijf FedEx stelt voor een hele ‘kudde’ van robotvliegtuigen te laten ‘hoeden’ door een menselijke piloot die een oogje in het zeil houdt. De drones volgen in zijn voorstel de piloot. Dat scheelt hem veel piloten. En hoe voorkom je dat drones worden gebruikt als terroristisch wapen? Het antwoord, volgens sommigen: maak ontwerpen zo gestroomlijnd en gevoelig dat er aan knutselen, bijvoorbeeld om er een explosief in te verstoppen, het apparaat onklaar maakt. Maar ook onschuldiger kattenkwaad kan vervelende gevolgen hebben. Want je zal maar onder de douche staan en een vervelende buurman hebben…

Bron
Seattle Times (2011)

Doorbraak: wetenschappers ontwikkelen eerste printbare kwaliteitselektronica ooit

8 reacties / Techniek / Door / 24 november 2011

Je nieuwe elektronica gewoon downloaden en uitprinten is nu mogelijk geworden. Zonder dat er een gram metaal aan te pas komt, dankzij een doorbraak bereikt aan de vooraanstaande Engelse universiteit Cambridge.

Elektronica uit de printer
Het begon met drukken, ooit nog het domein van de weinige bedrijven met een offsetdrukpers. Nu voor de meesten mogelijk met een eigen inkjetprinter. Ook 3D printing wordt steeds populairder. Geen wonder. Een 3D printer kan een voorwerp laag voor laag afdrukken. Ideaal voor het maken van prototypes uiteraard. Niet voor niets maken industrieel ontwerpers hier veel gebruik van, maar je kan er ook andere dingen mee doen. Bonbons printen met chocolade, bijvoorbeeld. Ook elektronica kan je printen met speciale elektrisch geleidende inkt. Deze bevat geleidende polymeren, een soort plastic. Dat zonder een miljarden kostende fabriek.

Grafeen verstopte de printerkop
Er is alleen wel een probleem. Geprinte elektronica is veel slechter dan elektronica op basis van silicium, omdat het materiaal minder goed geleidt. Dat wil zeggen: tot nu toe, want Andrea Ferrari en zijn collega’s van Cambridge zijn er nu voor het eerst in geslaagd de geleidende polymeren te vervangen en/of te versterken met grafeen. Grafeen, een soort kippengaas van koolstofatomen waaruit grafiet bestaat, geleidt ongeveer even goed als metalen. Kortom: het ideale materiaal voor printbare elektronica. Helaas is het door hun vorm nogal moeilijk om vlokjes grafeen door een printkop te persen. Grafeen is een onregelmatig mengsel van kleine en grote vlokken. Grote vlokken verstoppen de printkop en, een groter probleem, verhinderen dat er kleine, regelmatige druppeltjes worden gevormd.

Eerste bruikbare grafeeninkt overtreft nu al bestaande elektronische inkten
Ferrari en zijn collega’s zijn er in geslaagd dit probleem op te lossen. Hierbij pellen ze met ultrageluid (in vaktaal: sonicatie) laagjes grafeen af van een blok grafiet en filteren ze, zodat de grootste stukken niet meer de printkop kunnen verstoppen. Vervolgens lossen ze de vlokken op in het oplosmiddel N-Methylpyrrolidone, of NMP, dat het beruchte koffieringeffect tegengaat. Bij het kofffieringeffect hoopt de inkt zich aan de rand op. Niet erg handig als je gevoelige elektronica print. Ook prettig is dat NMP niet erg giftig is. Als laatste stap werd de NMP met opgeloste grafeenvlokken in een printkop geplaatst. De onderzoekers printten een aantal circuits en dunne-film transistors.

Nu al blijkt de grafeen-inkt iets beter te scoren dan bestaande inkt. Let wel: dit is nog niet een uitontwikkeld product, dus reken maar dat dit nog veel beter gaat worden. Dit opent vooruitzichten naar volledig geprinte, flexibele en doorzichtige grafeen-gebaseerde apparaten op willekeurige ondergrond, aldus besluit Ferrari zijn artikel. Kan je straks in een printshop je grafeenkop laten bijvullen om dat heftige Bhutanese ontwerp voor een meditatielamp uit te printen? Dit kans zit er terdege in.

Bron
Andrea Ferrari et al, Ink-Jet Printed Graphene Electronics, ArXiv pre-print archive, 2011

Seagate ontwikkelde deze harde schijf met full disk encryption.

‘Politie met handen in het haar door disk-encryptie’

5 reacties / Techniek / Door / 23 november 2011

Full disk encryptie, waarmee je je complete harde schijf versleutelt met een wachtwoord wordt steeds beter. En de politie is daar niet blij mee.

Chip maakt harddisk totaal onleesbaar
Forensisch data-experts klagen steen en been. Kindermisbruikers, louche bankiers en terroristen maken steeds vaker gebruik van full disk encryptie (FDE). Dat is een techniek waarbij de complete harde schijf wordt versleuteld met een wachtwoord. Alle data worden op een onleesbare manier weggeschreven en alleen de bezitter van het wachtwoord kan deze schijf leesbaar maken. Steeds meer fabrikanten van harde schijven bouwen harde-schijf encryptie in, waarbij met een speciale chip de harde schijf wordt versleuteld. Deze chip werkt sneller dan software en is ook veel moeilijker te hacken. De chip leest en schrijft namelijk rechtstreeks naar de harde schijf zonder dat de processor (en dus software op de computer) er aan te pas komt.

De Momentus van Seagate werkt met hardware encryptie.
De Momentus van Seagate werkt met hardware encryptie.

Vier problemen
Volgens de auteurs van een recent artikel over het onderwerp[1] zijn er vier belangrijke problemen. Ten eerste beseffen forensisch onderzoekers niet altijd dat er op een computer full disk encryption draait en zetten de computer uit bij een inval om deze naar het lab mee te nemen. Het gevolg: alle kansen om belastende informatie vrij te geven zijn verkeken. Het tweede probleem is dat als politiemensen een harde schijf kopiëren voor onderzoek en ze zich niet realiseren dat de schijf FD-encrypted is, ze uren arbeidstijd verspillen aan een onkraakbare schijf. Ten derde: het toepassen van analysesoftware kan een regel in de hardwarechip in werking zetten waardoor deze automatisch alles versleutelt. Ten vierde doen sommige Amerikaanse verdachten een beroep op het Amerikaanse vijfde amendement op de grondwet, dat onder andere verdachten het recht geeft te zwijgen. Andere verdachten liegen en geven een vals wachtwoord. Ze beweren vervolgens dat het FDE-systeem hapert of dat ze het wachtwoord zijn vergeten.

Backdoor moet geheim blijven
Het Amerikaanse door CERT geleide team wil daarom verbeterde inbeslagnameprotocollen en een betere voorbereiding van huiszoekingsbevelen. Ze stellen dat extra onderzoek nodig is naar nieuwe technieken en technologie om full disk encryption te breken of te passeren. Deze benadering is echter fundamenteel onwerkbaar. Immers, zodra deze technieken beschikbaar zijn, zullen fabrikanten betere procedures ontwikkelen. De beste strategie voor de overheid is uiteraard om een backdoor in te laten bouwen door fabrikanten. Volgens hardnekkige geruchten bevat Windows een dergelijke backdoor. Echter, hackers en criminelen zullen er uiteraard alles aan doen achter deze  backdoor te komen en tegelijkertijd (als ze op de hoogte zijn) deze backdoor ontwijken met aanvullende beschermingsmaatregelen. Dit zou de backdoor onwerkzaam maken.

Vergeet ook niet dat veel hardware in China wordt geproduceerd, een dictatuur die de bevolking in een ijzeren greep houdt en er uiteraard alles aan gelegen is dat ook op de computer zo te houden. De kans is dus terdege aanwezig dat die hardware-backdoor er allang is en dat dit geklaag een rookgordijn is…

Bron
1. Eoghan Casey, The growing impact of full disk encryption on digital forensics, Digital Investigation (2011)

Uitgeputte oliebronnen krijgen een tweede leven. Wordt de VS zelfvoorzienend in duurzame elektriciteit?

Nieuwste energiebron: verlaten oliebron

5 reacties / Techniek, Wereld, Wetenschap / Door / 24 november 2011

Oude, uitgeputte olie- en gasbronnen kunnen al snel een tweede leven krijgen als milieuvriendelijke geothermische krachtcentrales. In principe kan de VS zo zelfvoorzienend worden in stroom, ook voor Nederland zijn er de nodige mogelijkheden.

Uitgeputte oliebronnen krijgen een tweede leven. Wordt de VS zelfvoorzienend in duurzame elektriciteit?
Uitgeputte oliebronnen krijgen een tweede leven. Wordt de VS zelfvoorzienend in duurzame elektriciteit?

Geothermische energie duurzame en goedkope energiebron
Geothermische energie (aardwarmte) – we schreven er op Visionair al eerder over – is een duurzame vorm van energie vanwege zijn alomtegenwoordigheid – overal op aarde stijgen de temperaturen van gesteente tussen de 25 en 50 graden voor elke kilometer diepte. De voornaamste kostprijsbepalende factor voor geothermische centrales is het boorgat, dat al gauw de helft van de totale investeringskosten uitmaakt. Het goede nieuws: die gaten zijn er al. Namelijk in de vorm van uitgeputte olie- en gasbronnen, die doorgaans boorputten achterlaten van vele kilometers diepte. Deze boorputten zo aanpassen dat je er water doorheen kan laten circuleren is dé oplossing voor goedkope geothermische energie, stellen Xianbiao Bu en zijn collega’s van de Chinese Academie van Wetenschappen in Guangzhou.

Uitgeputte oliebron krijgt tweede leven
Hun voorstel: een pijp binnen een grotere pijp. Water wordt door de buitenste pijp naar beneden gepompt en keert via de binnenste pijp weer terug, waar het tegen die tijd oververhitte water een turbine aan kan drijven.
Xianbiao gelooft dat een doorsnee oliebron ongeveer 54 kilowatt elektriciteit kan opwekken. Weliswaar niet erg veel, vergeleken met een complete centrale op fossiele brandstof (de Eems kolencentrale-in-aanbouw bijvoorbeeld beschikt over 1560 MW vermogen, dat is ongeveer 30 000 keer zoveel), maar er zijn enorm veel bronnen.

VS geheel zelfvoorzienend qua stroomvoorziening huishoudens
Alleen al in de Verenigde Staten zijn er maar liefst 2,5 miljoen verlaten olie- en gasbronnen, elk goed voor rond de 40 huishoudens. Een snelle berekening leert dat als je die allemaal van dit Chinese systeem zou voorzien (als dat bij alle putten lukt), de VS zo rond de 80-100% in alle elektriciteit van alle huishoudens zou kunnen voorzien. In Nederland hebben we helaas niet zoveel oliebronnen, dat handjevol jaknikkers rond Schoonebeek op 800 meter diepte zet niet echt zoden aan de dijk, maar in plaats van het onzalige plan om schaliegas te winnen door fracking, kunnen we beter wat extra geothermische boorputten aanleggen. Het zo gewonnen warme water kan met gemak het aardgas vervangen.

Bron:
Xianbao Bu et al., Geothermal Energy Production Using Abandoned Oil- and Gas Wells, Renewable Energy (2011)

In deze computersimulatie zoekt een zwerm bacteriën zijn weg door een oerwoud van obstakels.

Slimme zwermen bacteriën inspireren robotbouwers

Laat een reactie achter / Techniek, Wetenschap / Door / 22 november 2011

Bijster slim is een enkele bacterie niet, maar een kolonie bacteriën gedraagt zich toch behoorlijk geavanceerd. Onderzoekers hebben nu een nieuw model ontwikkeld, dat ook toegepast kan worden in zwermen robots.

In deze computersimulatie zoekt een zwerm bacteriën zijn weg door een oerwoud van obstakels.
In deze computersimulatie zoekt een zwerm bacteriën zijn weg door een oerwoud van obstakels

Intelligente zwerm
De onderzoekers van de Tel Aviv Universiteit in Israël hebben een rekenmodel ontwikkeld dat beter uitlegt hoe bacteriën bewegen in een zwerm en kan ook worden toegepast in computers, kunstmatige intelligenties en robots[1]. De principes die bacteriën gebruiken om te bewegen in een zwerm, kunnen ook heel goed gebruikt worden om computers, kunstmatige intelligentie en robots zwermgedrag te laten vertonen. Toepassingen die de onderzoekers noemen zijn het ontwikkelen van medische nanorobots die medicijnen in het lichaam afleveren of informatie op internet verzamelen over consumenten.

Waarom overleven domme bacteriën in een ingewikkelde omgeving?
Al zijn bacteriën klein en eenvoudig, ze hebben superieure overlevingsvaardigheden. De manier waarop ze beslissingen nemen en hun collectieve gedrag laat ze gedijen en zelfs verspreiden in zware leefomstandigheden. Als extreem simpele organismen zijn bacteriën uiteraard niet in staat tot hoogstaande informatieverwerkende processen. In een ingewikkelde omgeving, zoals binnen mensen of dieren, zouden bacteriën dus in de war raken. Althans, werd aangenomen.

‘Zelfvertrouwen’ redt bacteriën
Deze aanname blijkt fout. In een verrassende ontdekking stelden de onderzoekers vast dat bacteriën in feite superieure overlevingsvaardigheden hebben. Ze vinden veel eerder voedsel en ontwijken gevaar veel sneller dan complexere samenwerkende organismen zoals amoebes of vissen. Hun geheim: veel ‘zelfvertrouwen’.

Veel zwermen van ingewikkelder organismen worden vaak geplaagd door foutieve positieve feedback, iets dat veel voorkomt in complex terrein. Dit gebeurt als een subgroep van de zwerm op basis van verkeerde informatie de hele groep de verkeerde kant op stuurt. Bacteriën maken deze fout niet omdat ze via moleculaire, chemische of mechanische wijze communiceren.

Alleen ‘raad vragen’ als het mis gaat
Afhankelijk van hoeveel ‘zelfvertrouwen’ ze hebben kunnen bacteriën hun wisselwerking met hun medebacteriën aanpassen. Als een individuele bacterie een nuttig pad vindt, besteedt deze minder aandacht aan de signalen van anderen. Komt de cel een minder gunstig pad tegen, dan zal deze ‘raad vragen’ aan andere cellen. Elke cel volgt dezelfde strategie, waardoor de groep als geheel met vallen en opstaan een weg vindt in extreem complex terrein. Precies dit gedrag, dat maar weinig capaciteit en korte termijn geheugen vereist, werd verwerkt in het model van de onderzoekers. Dit principe kan ook leiden tot nieuwe, efficiëntere technologie.

Robots lenen bacterie-strategie
Ook robots moeten vaak in complexe omgevingen navigeren, zoals zo ongeveer elke denkbare omgeving buiten een lab. Ook moeten ze onderling communiceren. Op dit moment wordt dat moeizaam berekend wat uiteraard zeer veel rekenhulpbronnen van computers eist. De geheimen van zwermen bacteriën ontraadselen, kan ons helpen een nieuwe generatie robots te ontwikkelen die zich zonder al te veel ingebouwde slimheid kunnen bewegen in een omgeving en zich aanpassen aan wisselende omstandigheden, aldus de onderzoekers[2].

Bronnen
1. Adi Shklarsh et al., Smart Swarms of Bacteria-Inspired Agents with Performance Adaptable Interactions, PLoS Computational Biology, 2011 (gratis toegankelijk)
2. Smart Swarms of Bacteria Inspire Robotics Researchers, AFTAU, 2011

Video: de toekomst van werk volgens Microsoft

3 reacties / Ideeën, Techniek / Door / 21 november 2011

Microsoft presenteert technologieën die volgens het bedrijf binnen vijf à tien jaar realiteit zijn. Laat je meenemen in de nabije toekomst met deze gelikte, surrealistische video.

Opmerkelijk genoeg: de technologieën die hier worden getoond bestaan al. Ze hoeven alleen nog uitontwikkeld en uitgerold te worden. Met dank aan Lennart.

In de Terminator filmreeks zaaien militaire robots met ingebouwd brein dood en verderf. IBM heeft nu een chip ontwikkeld die hierin toegepast kan gaan worden.

Komt Skynet er aan?

4 reacties / Analyses, Techniek / Door / 20 november 2011

IBM ontwikkelde een nieuwe chip, vergelijkbaar in structuur en maar iets minder complex dan het menselijk brein. Gefinancierd door de onderzoekspoot van het Pentagon. Moeten we ons zorgen maken?

In de Terminator filmreeks zaaien militaire robots met ingebouwd brein dood en verderf. IBM heeft nu een chip ontwikkeld die hierin toegepast kan gaan worden.
In de Terminator filmreeks zaaien militaire robots met ingebouwd brein dood en verderf. IBM heeft nu een chip ontwikkeld die hierin toegepast kan gaan worden. Bron: wikia.com

Aardworm-brein
De microchip is met 256 ‘neuronen’ ongeveer zo slim als een aardworm. Niet erg indrukwekkend vergeleken met de razendsnelle processoren van nu, maar anders dan een ‘gewone’ chip, gedraagt de chip zich als een biologisch brein, waardoor speciale capaciteiten van het menselijk brein kunnen worden nagebootst.  Binnen het brein werkt elk geheugenelement ook als processor (net als de neuronen in onze hersenen). Rekenen en geheugen zijn daardoor met elkaar vervlochten. Elk ‘neuron’ is gekoppeld aan meerdere andere, waardoor een neuraal netwerk ontstaat. De sterkte van deze verbindingen verandert (net als in neuronen) continu naarmate het kunstmatige brein leert. Dit proces is essentieel voor leren en geheugen en precies dit is wat de onderzoekers wilden nabootsen in silicium hardware. Weliswaar bestaan er software-emulaties van neurale netwerken, maar deze zijn hopeloos traag. Alles moet dan toch nog langs de ene – overwerkte – processor en databus van een computer. Die software-emulatie is bij deze nieuwe chip door de in de hardware ingebakken parallelle verwerking niet meer nodig.

Kunstmatig brein zo groot als dat van een mens?
De onderzoekers van IBM claimen dat ze twee chips hebben gebouwd die informatie verwerken zoals een biologisch zenuwstelsel dit doet. Het bedrijf plant nu de volgende stap: uit deze prototype chips een computer zo groot als een schoenendoos samenstellen, die ongeveer half zo complex is als het menselijk brein en een kilowatt vermogen verbruikt (een broodrooster of stofzuiger). Ter vergelijking: ons brein doet het met een vijfentwintigste hiervan. De chip is ontwikkeld in samenwerking met DARPA en verschillende universiteiten.

In één experiment leerde de chip het (inderdaad niet bijster ingewikkelde videospelletje) Pong, in een ander experiment leerde deze om een auto op een racecircuit te laten rijden. In een derde experiment leerde de chip om plaatjes te herkennen. Alle drie zijn taken die zeer lastig met een standaard-architectuur computer zijn uit te voeren (het is mogelijk, maar vereist ingewikkelde programmatuur).

Inzet bij het leger
Het Amerikaanse leger is de grootste financier van dit onderzoek. De kans is dus erg groot dat deze chips vroeg of laat een militaire toepassing gaan krijgen. Ze zijn uiteraard ideaal voor de chaotische omstandigheden van een oorlog, waarin patroonherkenning essentieel is. De kans is dus zeker aanwezig dat ze in Predators en andere robotvoertuigen ingebouwd zullen gaan worden. Liefhebbers van science fictionfilms kennen van de Terminator reeks ongetwijfeld het computernetwerk Skynet, dat in opstand komt en de mensheid probeert uit te roeien.  De grote kracht van neurale netwerken, hun flexibiliteit, is tegelijkertijd ook een groot nadeel. We kunnen niet met volledige zekerheid voorspellen wat ze gaan doen.
De Amerikanen zullen hopelijk niet zo stom zijn om hun gehele commando-infrastructuur in handen van een neuraal netwerk te stellen, maar ook een op hol geslagen Predator of gevechtsrobot, geprogrammeerd met de paranoïde mindset van een militair, kan een hoop ellende aanrichten. Zeker als deze geladen is met atoomwapens.

Bronnen:
onder andere IBM’s New Chips Compute More Than We Do- Technology Review (2011)

 

IBM werkt aan een chip die de prestaties van de supercomputer Watson in je broekzak kan evenaren.

Supercomputer in je broekzak

Laat een reactie achter / Techniek / Door / 17 november 2011

Over het algemeen is het geen goed idee om elektronica nat te laten worden. Niet bij een nieuw type extreem krachtige chip, dat vloeistof gebruikt als koelmiddel en brandstof. Dit zou wel eens het kloppend hart van de computers, tablets en servers van de toekomst kunnen worden.

IBM werkt aan een chip die de prestaties van de supercomputer Watson in je broekzak kan evenaren.
IBM werkt aan een chip die de prestaties van de supercomputer Watson in je broekzak kan evenaren.

Kleiner en energiezuiniger
Bruno Michel en zijn mede-ontwikkelaars bij het Zürich Research Laboratory van IBM beloven veel. De chip kan volgens hen uiteindelijk het rekenvermogen van een complete supercomputer – een apparaat dat een kamer in beslag neemt, zoals IBM-computer Watson, een computer die de mens versloeg bij een trivia-quiz – in een apparaatje zo klein als een mobiele telefoon proppen. Uiteraard is ook het energieverbruik dan veel minder – om een supercomputer als Watson te laten draaien is 85 kilowatt nodig, evenveel vermogen als 425 menselijke lichamen of een zware personenauto verbruiken. De nieuwe chip kan met een fractie hiervan toe.

Vloeistof als koelmiddel en brandstof
Het concept is volgens Michel geïnspireerd op het menselijk brein. Ook daarin worden voedingsstoffen door het bloed aangevoerd, dat tegelijkertijd het brein koelt. Geen overbodige luxe, want ons brein verbruikt tien tot twintig procent van alle energie in het lichaam. Het menselijk brein is tienduizend maal zo compact en rekenintensief als een computer vandaag de dag. Chipontwerpers lopen nu steeds meer tegen de beperkingen van de materie aan. Op nanometerschaal worden kwantumeffecten steeds belangrijker. Volgens Michel is dit dan ook dé oplossing om de rekencapaciteit nog verder op te kunnen voeren.

Menselijk brein in je achterzak
Het idee van de groep-Michel is om honderden siliciumwafels op elkaar te stapelen om zo driedimensionale processors te creëren. Tussen elke laag ligt een netwerk van “bloedvaten” die de energiedragende vloeistof aan- en weer afvoeren. Op deze manier ontstaat een soort microscopische flow battery. De vloeistof die ze gebruiken bevat verschillende typen vanadiumionen. Dit wil zeggen dat de lading per vanadiumion verschilt. Door de verandering in lading gaan elektronen stromen, die de batterij (en dus de chip) energie leveren. 3D chips bestaan al langer. Intel, IMEC en Tezzaron werken aan prototypes omdat zo veel hogere dichtheden zijn te bereiken.  Bij 3D-chips zijn veel minder verbindingsdraden nodig, waardoor veel minder energie nodig is en het design veel compacter kan worden. Michel en zijn team willen een werkend prototype chip gereed hebben rond 2014[2]. Lukt ze dat, dan zouden we elk wel eens over, zeg, vijf tot tien jaar een supercomputer in onze achterzak hebben steken die het rekenvermogen van het menselijk brein benadert.

Het zal softwareontwikkelaars waarschijnlijk heel wat moeite kosten om deze computers even sterk af te remmen als computers nu. Alhoewel…

Bronnen
Liquid could power and cool supercomputers – New Scientist (2011)

Innoveren in de wereld van de baggeraars

7 reacties / Techniek / Door / 13 november 2011

Met een zuigkop die via een flexibele slang aan een schip zit, is zand of grind te winnen tot zo’n 200 m diep. Scheepsbouwer Damen Dredging Equipment hoopt met de diepwaterbaggerkop een nieuwe markt aan te boren.

Gewoonlijk zit een baggerkop vast aan een buis die vanaf het schip wordt neergelaten tot een diepte van zo’n 30 m. ‘Er zijn wel baggerschepen die tot 150 m gaan, maar die zijn ontzettend duur’, zegt ir. Mark Winkelman, hoofd Research van Damen Dredging Equipment. ‘Ons systeem is op bestaande schepen in te passen, waardoor de kosten veel lager liggen.’

Het ontwerp bestaat uit een baggerkop met een pomp, die het opgezogen materiaal in een flexibele slang met een doorsnede van 60 cm perst. ‘Die slang zit op het schip op een haspel, waardoor we gemakkelijk in diepte kunnen variëren.’ De behuizing van de zuigkop en de pomp hangt met kabels onder het schip.

‘Tijdens het varen trekt de hoofdkabel de kop voort over de bodem. Een verticale kabel bij de kop regelt de hoogte ten opzichte van de zeebodem en compenseert voor het deinen van het schip.’

De flexibele slang is speciaal ontworpen. ‘De segmenten van 20 m hebben koppelingen die op trek kunnen worden belast, niet uitsteken en oprolbaar zijn.’ Op een diepte van 200 m zuigt het systeem zo’n 2000 m3 zand per uur op.

Bronnen:
De Technologiekrant
DAMEN Dredging Equipment

Groene eetbare woestijnen met permacultuur

22 reacties / Ideeën, Ideeën en techniek, Mensheid, Visionair leven, Visionaire projecten, Wereld / Door / 12 januari 2013
plant-a-tree
De beste tijd om een (fruit)boom te planten is 20 jaar geleden. De beste tijd daarna is nu.

Goed nieuws, woestijnen en volledig geërodeerde gebieden zijn weer te veranderen in bruikbare en productieve ecosystemen. Permacultuur is een ontwerpsysteem waarmee je natuurlijke ecosystemen nabouwt met een functie voor de mens. Door de op ecologie gebaseerde ontwerpprincipes van permacultuur te gebruiken bij het ontwerp kan men bijna overal mooie diverse stabiele ecosystemen ontwikkelen met functies voor de mens, bijvoorbeeld voedselvoorziening, het leveren van bouwmaterialen, etc.

Permacultuur gebruikt geen fossiele input en houdt rekening met de mens en de aarde. Het zoekt win-win situaties op met haar ontwerp zodat de natuur en de mens op een harmonische manier met elkaar kunnen voortbestaan.

Eerder al kwam aan bod hoe er met permacultuur in Nederlandse eetbare bostuinen kunnen worden aangelegd. Nu een paar voorbeelden uit de praktijk hoe je met de principes van permacultuur stukken onproductieve woestijn weer terug kunt vormen naar productieve groene gebieden waar volop voedsel kan worden geproduceerd met respect voor de natuur.

Permacultuur omvat een flink aantal ontwerptechnieken om water zo optimaal mogelijk op te vangen, zo lang mogelijk in het systeem te houden en dit zo vaak mogelijk opnieuw te gebruiken als mogelijk is binnen het systeem.

Hieronder een aantal films met de resultaten. Als eerste een permacultuurproject in Jordanië vlakbij de Dode Zee met de titel Greening The Desert.

Daarnaast een inspirerende film waar ze laten zien hoe volledig geërodeerde en verwoestijnde gebieden weer productief zijn gemaakt door ontwerpprincipes toe te passen die in de permacultuur ontwerpprincipes uitgebreid aan bod komen. Bekijk: Lessons of the Löss Plateau.


En tot slot een aflevering van The Global Gardener waarin Bill Mollison, één van de uitvinders van permacultuur, permacultuurstrategiën voor droge gebieden uitlegt en toelicht en langs verschillende projecten gaat rondom de wereld.

Het logo van permacultuur Nederland. Klik op het logo om naar de site te gaan.
Het logo van Permacultuur Nederland. Klik op het logo om naar de site te gaan.

Het interessante van permacultuur en de slimme ontwerpprincipes waar het gebruik van maakt is dat permacultuur overal kan worden toegepast.

Een uitgebreide uitleg over de ecologische principes waarop permacultuur gebaseerd is, is te vinden op de website www.permacultuurnederland.org, waar een vrij downloadbare cursus mensen bekend maakt met de belangrijkste ontwerpprincipes van permacultuur. Deze cursus is ook op papier tegen print en verzendkosten te bestellen via Omslag.nl. Als mensen nog vragen hebben over permacultuur, stel ze vooral!

Aanverwante artikelen en informatie:
-) Eetbare dorpen en steden
-) Raamtuinieren
-) De gemakkelijke moestuin
-) De kruidenspiraal
-) De eetbare bostuin 
-) De buurtmoestuin
-) Een boerderij voor de toekomst
-) Eetbare groene woestijnen met Permacultuur
-) Groen Goud – VPRO Tegenlicht over permacultuur
-) Rondleiding Permaculture Research Insitute 
-) Permacultuur, voorbeelden en inspiratie
-) Permacultuur in Nederland en omgeving
-) Web of Life, Diversiteit is van levensbelang
-) Eetbare planten en paddenstoelen database
-) Ruil je eigen eetbare planten bij elkaar
-) Engelse Plants for a Future database

Vrij downloadbare documenten:
-) Permacultuur, ontwerpen met de natuur (pdf)