Новости про исследования и наука

Тёмный режим не даёт глазам ничего хорошего

Похоже, что мифы о снижении усталости глаз при работе с разными дисплеями, начинают потихоньку разрушаться. Вслед за отсутствием эффекта от снижения синего света, теперь стало известно, что тёмные темы не дают положительного эффекта.

Косима Пипенброк со своими коллегами из Института экспериментальной психологии в Дюссельдорфе исследовали две группы взрослых людей (18—33 и 60—85 лет) с нормальным зрением без заболеваний глаз. В результате было установлено, что светлый режим работы электронных устройств выигрывает по сравнению с тёмным, а положительная контрастность улучшала как читаемость, так и восприятие текста в обеих возрастных группах.

Ранее группа установила, что позитивная полярность контрастности текста улучшает читаемость по мере уменьшения размера шрифта. То есть, меньший шрифт лучше читается в светлом режиме. Восприятие также было лучшим в светлом режиме.

Тёмный режим
Тёмный режим

Примечательно, что сами подопытные никак не сообщали о своих ощущениях в светлом и тёмном режимах. Они просто использовали оба режима, не делая отличий.

Тёмный режим оказался полезным лишь пользователям со зрительными проблемами, в частности, с помутнениями, вызванными, к примеру, катарактой. Для людей с нормальным зрением лучшей оказалась светлая тема во всех случаях.

На самом деле, факт лучшей фокусировки в светлой теме объясняется довольно просто. При ярком свете зрачок сужается. В результате изображение на сетчатке получает меньше сферических искажений, повышается глубина поля и улучшаются способности к фокусировке в целом, без излишней нагрузки на глаза.

Новая технология 3D-печати позволяет создавать объекты за секунды

Исследователи создали новую технологию трёхмерной печати, которая в будущем может заменить традиционные методы печати объектов.

Главной проблемой печати 3D-моделей является длительность процесса. Объект формируется послойно, и чем больше объект, тем больше нужно времени для печати.

3D-печать объекта в конейнере
3D-печать объекта в конейнере

Исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны смогли решить эту проблему, разработав новую систему печати. Предлагаемая ими техника использует лазер для проецирования изображения на фоточувствительную смолу. Для упрощения, исследователи вращали камеру, заполненную смолой, а изображение выстреливалось лазером внутрь камеры, что возбуждало процесс построения.

Камера вращается в тандеме с лазером, активируя целую модель объекта за раз. Построение объекта проходит за секунды. В представленном видеоролике показано, как новый метод печати позволит создавать объекты из органических и мягких материалов, таких как гидрогели. Кроме того, печать осуществляется в закрытых контейнерах, что позволяет использовать отпечатанные объекты в медицинских целях.

На MacOS вдвое больше угроз, чем на Windows

Долгие годы от фанатов Apple мы слышали мантру, что «Маки не имеют вирусов», однако согласно последнему годовому отчёт State of Malware от Malwarebytes, количество угроз для Mac в 2019 году оказалось вдвое большим, чем для Windows.

Согласно отчёту, на каждый компьютер Mac приходится в среднем по 11 угроз, в то время как на каждую Windows-машину, только 5,8. При этом в 2018 году на каждый Mac приходилось 4,8 угрозы. Популярность зловредов для Mac объясняется ростом популярности этой платформы, однако этот фактор слишком незначителен, чтобы так сильно повлиять на количество угроз.

Самыми распространёнными зловредами оказались рекламные и потенциально нежелательные программы. К примеру, NewTab, устанавливаемое как браузерное расширение или отдельное приложение, загружающее рекламу, было выявлено порядка 30 миллионов раз. Рекламные программы также были крупнейшей угрозой в Windows.

Количество выявленных уязвимостей на один компьютер
Количество выявленных уязвимостей на один компьютер
Типы выявленных уязвимостей для Mac
Типы выявленных уязвимостей для Mac

Учитывая всё большую заинтересованность недобросовестных программистов в операционной системе MacOS, исследователи из Malwarebytes заключили, что пользователи «больше не могут говорить, что их любимые системы имеют иммунитет к зловредам».

Учёные разработали «антисолнечные панели»

Университет Калифорнии разработал новую энергетическую панель, которая позволяет генерировать энергию из темноты.

Исследователи назвали свою разработку «антисолнечной панелью», которая работает противоположно солнечной, получая энергию из тьмы, а не из солнечного света.

Работа солнечной и интисолнечной панели
Работа солнечной и интисолнечной панели

Они пояснили принцип действия следующим образом: «Для того, чтобы произвести электрическую энергию после захода солнца, мы решили принять альтернативную фотогальваническую концепцию, которая использует землю в качестве источника тепла, и ночное небо, как поглотитель. В результате появилась „ночная фотогальваническая ячейка“, которая задействует терморадиоктивную фотогальванику и концепции современной сферы радиоактивного охлаждения».

Однако технология пока далека от внедрения. Сила генерируемого тока крайне мала, поскольку панель может обеспечить лишь 25% от энергии, что вырабатывает традиционная солнечная панель. В любом случае, это хороший шаг к возможности возобновляемой генерации в режиме 24/7.

Исследователи создали энергонезависимую память, потребляющую при записи в 100 раз меньше энергии

Британские учёные (да, они!) из Университета Ланкастера успешно создали новый тип энергонезависимой памяти, которая столь же быстра, как DRAM, но потребляет лишь 1% от той энергии, что необходимо современной памяти NAND или DRAM, для записи одного бита.

Новая память получила кодовое название UK III-V Memory. Римские цифры в названии означают периоды в таблице Менделеева, в которые входят применяемые вместо традиционного кремния материалы. В первую очередь, это In, Ga и As.

Транзистор памяти UK III-V
Транзистор памяти UK III-V

Чтобы запитать затвор транзистора такой памяти, изготовленной по 20 нм техпроцессу, нужен заряд от 10 Дж до 17 Дж. Память UK III-V находится в нормально закрытом состоянии, заряд затвора занимает 5 нс, а разрядка — 3 нс, что является отличными показателями. Конечно, при работе такой памяти с контроллером время записи не будет таким маленьким, но всё же оно будет близким к значениям для современной памяти.

Пока разработка находится в самом начале. Речь идёт о масштабах одного транзистора, так что до создания микросхем памяти ещё очень далеко.

Samsung создала прототип 3 нм транзисторов GAAFET

Компания Samsung планирует к 2030 году стать мировым лидером в области производства полупроводников, обойдя таких конкурентов как TSMC и Intel.

Чтобы достичь этой цели, компании нужно уже сегодня прикладывать все усилия. И у корейского гиганта уже есть первые результаты. Она представила прототипы первой 3 нм структуры за пределами FinFET, которые она назвала GAAFET. По ожиданиям компании, 3 нм процесс GAAFET предложит 35% увеличение плотности, 50% снижение энергопотребления и 35% прирост производительности, по сравнению с 5 нм процессом.

Сравнение структур транзисторов в микросхемах
Сравнение структур транзисторов в микросхемах

Компания сообщает, что 3 нм процесс GAAFET будет готов к массовому производству уже в 2021 году, весьма амбициозно. Если Samsung это удастся, то она сможет предложить более совершенный процесс производства, чем TSMC, уже в следующем году.

Фотография структуры GAAFET
Фотография структуры GAAFET

Технология GAAFET является эволюцией применяемой сейчас технологи FinFET. Она предлагает использовать конструкции с четырьмя затворами, которые окружают каналы транзистора и снижают токи утечки. Именно поэтому технология называется Gate-All-Around, с окружающим транзистором.

Учёные создали невзламываемую защиту

Интернациональная команда учёных из Научно-технологического университета им. короля Абдуллы, Сент-Энрюсского Университета и Центра нетрадиционных процессов и науки использовала кремниевый чип, содержащий сложные структуры, безвозвратно изменяющиеся при отправке информации с одноразовым ключом, который не может быть ни воссоздан, ни эмулирован.

Результаты работы были опубликованы в журнале Nature Communications, открыв путь к реализации идеальной криптографии в мировом масштабе и при разумных затратах.

Профессор Андреа ди Фалько из Школы физики и астрономии Сент-Энрюсского Университета, первый автор исследования, заявил: «Эта новая техника совершенно неуязвима, как мы это досконально и демонстрировали в нашей работе. Она может быть использована для защиты конфиденциальных передач между пользователями, разделёнными любыми расстояниями на сверхвысоких скоростях, близких к световому пределу, и в недорогих, совместимых с электронными оптических чипах».

Нынешние технологии позволяют пересылать шифрованную информацию быстро, однако её можно будет взломать будущими суперкомпьютерами и квантовыми компьютерами. Исследователи говорят, что новый метод шифрования нельзя взломать. Он использует современную инфраструктуру связи и занимает меньше места, чем традиционные методы шифрования. В методе применяются классические законы физики, в частности, второй закон термодинамики. Он обеспечивает превосходную секретность, не позволяя хакерам получить доступ к информации.

Ключи, генерируемые чипом и открывающие доступ к каждому сообщению, никогда не сохраняются и не контактируют с самими сообщениями. Их нельзя воссоздать, даже самим пользователем, что добавляет безопасности. По сути, учёные смогли реализовать процесс, теоретически доказанный Гилбертом Вернамом в 1917 году.

Сейчас команда исследователей работает над коммерческим решением своей патентованной технологии и проектирует удобное для пользователей ПО, при этом они уже имеют полностью функциональную демонстрацию.

Избегание синего цвета не улучшает сон

Исследователи из университета Манчестера пришли к заключению, что вся шумиха вокруг «ночных режимов» и снижения синего цвета на экранах устройств на самом деле работает совсем не так, как нас убеждают.

Считается, что, снижая синий цвет, мы подсознательно ассоциируем освещение с вечером, готовя свой организм ко сну. Однако согласно свежему исследованию, с поздними сумерками у нас ассоциируются именно холодные оттенки, а тёплые скорее связаны с закатом и лучше подходят для дневного использования с увеличенной яркостью.

Исследования проводились на мышах. Установлено, что холодные цвета дают сигнал в мозг о наступлении ночи, и о том, что пора спать. Происходит это из-за того, что меланопсин в наших телах управляется освещением экрана телефона, которое имитирует цвет и яркость неба.

Ночной режим
Ночной режим

«В общем смысле мы показали, что синий свет имел самый сильный эффект на ошибку в часах. Фактически, синие цвета, ассоциируемые с сумерками, имеют более слабый эффект, чем белый или жёлтый свет эквивалентной яркости», — пояснил доктор Тим Браун, возглавлявший исследование.

И хотя глаза у мышей отличаются от наших, учёные имеют достаточно оснований полагать, что их выводы применимы также и к людям.

Доктор Браун надеется, что эта информация поможет людям правильно настраивать освещение в своих домах и офисах для обеспечения максимальной продуктивности, а также искоренит мнение, будто синий — это плохо. Фактически, синий свет может быть вашим другом.

Samsung разрабатывает самоизлучающие QLED

Исследователи из компании Samsung нашли способ создания светоизлучающих диодов типа QLED, которые не только обладают отличными характеристиками, но и не вредят окружающей среде.

Доктор Юнджу Джан и доктор Ю-Хо Вон, сотрудники Современного института технологии Samsung, выпустили статью в журнале Nature, касающуюся улучшения технологии квантовых точек. Вместо использования материалов на основе токсичного кадмия в диодах QLED, исследователи описали метод применения фосфида индия (InP), материала, менее вредного для окружающей среды и повышающего срок жизни светодиода до миллиона часов.

Монитор Samsung QLED C49HG90
Монитор Samsung QLED C49HG90

Решение использовать InP увеличивает «теоретическую максимальную внешнюю квантовую эффективность» до 21,4% и максимальную яркость до 100 000 кд/м2. Эти величины сопоставимы с QD-светодиодами на основе кадмия.

Современные QLED-дисплеи используют бескадмиевые QD, но не как источник света. Они применяются в «плёнках жидкокристаллических экранов», поглощая проходящий от подсветки свет и регулируя яркость основных цветов.

К сожалению, представитель Samsung не стал комментировать сроки и даже возможность коммерциализации самоизлучающих QLED-дисплеев.

Смарт-спикером можно удалённо управлять с помощью лазера

Лазеры могут с лёгкостью одурачить смарт-спикеры и прочие современные гаджеты, управляемые голосовыми командами. Например, засветив лучом гаджет, можно открыть въездные ворота, при этом источник излучения будет находиться в десятках метров.

Исследователи из Токийского Университета и Университета Мичигана сообщили, что смогли взять управление над устройствами Google Assistant, Apple Siri и Amazon Alexa. Для этого они засвечивали микрофоны лазерными лучами.

Смарт-спикер от Google
Смарт-спикер от Google

Согласно проведённому исследованию, которое длилось 7 месяцев, учёные смогли управлять устройствами с расстояния от 70 до 107 метров. Для этого они фокусировали с помощью телеобъектива модулированный лазерный луч. По факту, они заставили Google Home, находившуюся в комнате в другом здании, открыть въездные ворота. Модулированная команда, попадавшая на микрофон устройства через окно, была эквивалентна голосовой команде «OK Google, открой гаражные ворота».

Как пояснили исследователи, суть фокуса состоит в том, что лазер может повторять движения диафрагмы микрофона, как будто они вызваны звуком. Дальше микрофон работает как обычно — преобразовывает вибрацию в электрические сигналы.

Схема проведения эксперимента с лазерным лучом и смарт-спикером
Схема проведения эксперимента с лазерным лучом и смарт-спикером

Кроме открытия дверей, учёные также смогли сделать онлайн покупки, открыть двери, защищённые смарт-замком и даже удалённо открыть машину, связанную с ИИ-устройствами.

Исследователи заявили, что уже уведомили Tesla, Ford, Amazon, Apple и Google об этой проблеме. Для её решения потребуется изменить конструкцию микрофонов, поскольку просто закрыть их плёнкой — недостаточно.

В ходе эксперимента учёным удалось получить доступ к устройствам Google Home/Nest, Echo Plus/Show/Dot, Facebook Portal Mini, Fire Cube TV, EchoBee 4, iPhone XR, iPad 6-го поколения, Samsung Galaxy S9 и Google Pixel 2.

На мобильных устройствах метод работает хуже. Максимальная дистанция срабатывания составила от 5 до 20 метров.