В современной вычислительно-контрольной технике важнейшая роль принадлежит созданию технических и технологических предпосылок для применения различных явлений резонанса

Во многом это объяснимо поистине неисчерпаемыми возможностями для сравнительного анализа , которые предоставляет техника , использующая резонансные явления как индикатор состояния процесса в режиме реального времени

Как показывает практика применяемые сегодня методы защиты в первую очередь носителей информации не позволяют полностью исключить вероятности проникновения в системы управления оборудованием различных вирусов

Вот один из многочисленных примеров :

Вирус, принесенный на USB-носителе («флэшке»), на три недели задержал запуск американской электростанции, сообщает USA Today. Инцидент произошел в начале октября; станция, название которой не раскрывается, во время заражения была закрыта для планового обновления оборудования.

«Флэшку» с вирусом вставил в один из компьютеров станции специалист по техническому обслуживанию. Как сообщается в отчете Министерства национальной безопасности США, техник не входил в персонал станции, а был сотрудником компании-подрядчика.

На «флэшке» содержались обновления для программного обеспечения компьютеров. Каким образом на USB-носитель попал вирус, не сообщается. Вредоносная программа представляла собой «троянца», предназначенного для кражи личных данных пользователей.

«Троянец» поразил десять компьютеров, отвечавших за управление турбинами. На компьютерах имелся антивирус, однако он не смог справиться с вредоносной программой, поскольку не обновлялся вовремя.

Инцидент стал не единственным случаем заражения с «флэшки» на американских электростанциях в октябре-декабре 2013 года, следует из отчета. Схожая история произошла на другом предприятии по выработке электроэнергии: там вирус вывел из строя несколько рабочих станций.

Наиболее известной вредоносной программой в энергетике считается вирус Stuxnet, атаковавший в 2010 году компьютеры иранских ядерных станций. Stuxnet, в частности, выводил из строя центрифуги, использующиеся для обогащения урана.

Если считать , что одним из инструментов для проникновения в компьютерные и процессорные системы является мобильный внешний носитель информации, то можно предположить , что защита от такого несанкционированного проникновения должна располагаться непосредственно на контактном блоке такого носителя

Считаю уместным привести пример моего изобретения , которое базируясь на применении принципа магнитного резонанса полностью. решает проблему защитного кодирования мобильных носителей информации

Метод , предлагаемый в изобретении , включает в себя,-

• выполнение , как минимум на одной из поверхностей контактного элемента носителя информации участка с покрытием ;
• калибрование толщины покрытия;
• калибрование и настройку сенсора , работающего на принципе магнитного резонанса на параметры резонанса по отношению к резонансными параметрами слоя покрытия;
• ввод носителя информации в контакт с сенсором . по крайней мере по индуктивным и ёмкостным характеристикам;
• сравнение , как минимум по одной из составляющих параметров резонанса, резонансных характеристик резонансного контура сенсора и участка с покрытием;

Метод , предлагаемый в изобретении дополнительно включает в себя :

• выполнение на наружной поверхности носителя информации кодирующей токопроводящей пластины;
• калибрование толщины указанной пластины до заданной величины;
• калибрование и настройку сенсора , работающего на принципе магнитного резонанса , на сравнение параметров резонанса токопроводящей пластины и заданных параметров резонанса, по которым настроен сенсор;
• ввод носителя информации в контакт с сенсором в районе расположения кодирующей токопроводящей пластины;
• сравнение параметров резонанса в кодирующей токопроводящей пластине с параметрами резонанса резонансного контура сенсора;

Приведенный пример показывает как использование принципов магнитного резонанса позволяет осуществить очень простое и недорогое решение по реальной защите носителей информации без изменения базовых принципов на которых работает непосредственно сам носитель информации

К сожалению резонансные явления возникают спонтанно и имеют самые негативные последствия , как в случае с провалом испытаний новейшей гиперзвуковой ракеты :

Разблокировка руля и резонанс стали основными причинами провального испытания американской гиперзвуковой ракеты X-51A Waverider в августе 2012 года. К такому выводу, как сообщает Flightglobal, пришли специалисты Исследовательской лаборатории ВВС США (AFRL). Обнаруженные неисправности будут устранены в новом прототипе X-51A, запуск которого намечен на первое полугодие 2013 года.

По данным ВВС США, примерно на 15 секунде полета X-51A еще до отделения разгонного ракетного блока разблокировался верхний правый руль, один из четырех, необходимых для стабилизации и управления гиперзвуковой ракетой. По словам руководителя проекта X-51A в AFRL Чарли Бринка (Charlie Brink), в полете аэродинамические силы повернули руль с нулевого угла атаки "в крайнее положение задней кромкой вниз".

В течение нескольких секунд четвертый руль (вышедший из строя) был полностью неуправляем, и контроль над ним не удалось восстановить ко времени, когда в действие были приведены остальные три руля (они начали работу за две секунды до отделения разгонной ступени). При помощи трех действующих рулей испытатели в течение 1,5 секунды пытались восстановить контроль над X-51A.

Предположительно, сервопривод четвертого руля заклинило, или он полностью вышел из строя. По данным исследователей, причиной этого стал резонанс. В полете корпус разгонной ступени начал сильно вибрировать и частота этих вибраций совпала с частотой собственных вибраций запора сервопривода руля. При этом испытатели полностью исключили возможность подачи ложного сигнала с пульта или электромагнитное воздействие.

Испытания гиперзвуковой ракеты X-51A состоялись в середине августа 2012 года и стали третьими по счету. Они оказались неудачными. Через 16 секунд полета Waverider потерял управление и, распавшись на части, упал в Тихий океан. При этом исследователи объявили, что гиперзвуковой двигатель ракеты не включился.

Предполагалось, что ракета, запущенная с борта бомбардировщика B-52 Stratofortress на высоте 15250 метров, при помощи ускорителя наберет скорость, необходимую для включения гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя, и высоту в 21300 метров. Затем X-51A должна была развить скорость в шесть чисел Маха и поддерживать ее в течение пяти минут.

На данный момент условно успешным считается только первый испытательный запуск гиперзвуковой ракеты, состоявшийся в 2010 году. Он признан успешным "на 95 процентов". Ракета сумела развить скорость в пять чисел Маха и поддерживать ее в течение трех минут, однако в ходе полета была выявлена нестабильность ракеты и перебои связи. Испытатели отдали X-51A команду на самоуничтожение.

Вторые испытания состоялись весной 2011 года и прошли неудачно. Тогда после выхода бомбардировщика на заданную высоту двигатель разгонной ступени ракеты сначала не запустился, а позже уже в полете отработанный разгонный блок не отделился от X-51A.

К сожалению явления возникающие и связанные с различными модификациями магнитного резонанса ещё недостаточно изучены , особенно в части влияния на различные материалы

Исследовательские работы в этом направлении ведутся достаточно эффективно и интенсивно :

Физикам впервые удалось получить параметры ядерного магнитного резонанса для плутония. Он был последним элементом, для которого эти параметры оставались неизвестными. По словам исследователей, новые результаты помогут в изучении химических свойств соединения этого элемента и, как следствие, прояснят процессы, происходящие с ядерными отходами. Статья ученых появилась в журнале Science, а ее краткое изложение приводит New Scientist.

Явление ядерного магнитного резонанса было открыто в 30-е годы прошлого века и представляет собой поглощение или излучение электромагнитной энергии ядрами с полуцелым спином в сильном магнитном поле. Открытие этого эффекта, среди прочего, привело к созданию метода магнито-резонансной томографии, а также появлению новых методов изучения состава различных веществ.

Для работы подобных методов необходимо в первую очередь знать "отклик" ядра в магнитном поле. Последним ядром с полуцелым спином, для которого такой отклик не был известен, был плутоний. Теперь ученым удалось решить эту проблему. По словам исследователей, сделать это удалось, поместив образцы крайне чистого оксида плутония в мощное (от 4 до 8 тесла) магнитное поле при температуре 4 кельвина.

По словам самих исследователей, во время работы они сами до конца не верили в успех предприятия - дело в том, что вычислить структуру безуспешно пытались в течение последних 50 лет. Теперь, когда параметры ядерного магнитного резонанса известны, ученые планируют использовать их для изучения, например, ядерных отходов. "В теории можно взять образец отходов и довольно дешево, безопасно и легко определить очень точно, в каких условиях подобные отходы следует хранить", - рассказал один из авторов работы Георгис Коутролакис журналу New Scientist о перспективах метода.

В октябре 2011 года физики использовали метод ядерного магнитного резонанса для того, чтобы впервые на практике проверить эргодичность конкретной динамической системы. Исследование сразу двух коллективов ученых появилось в журнале Angewandte Chemie.

Ученые определили наследственные особенности, обладание которыми связано с лучшей проводимостью электрических сигналов в мозге и повышенными результатами тестов на интеллект. Работа опубликована в журнале Journal of Neuroscience, ее краткое содержание приводит Science Now.

В исследовании участвовало 472 добровольца из Австралии, в числе которых были 85 пар генетически идентичных (однояйцевых) близнецов, 100 пар неидентичных близнецов, их родные братья и сестры. В ходе эксперимента добровольцы выполняли тесты IQ и проходили магнитно-резонансную томографию.

Ученые обращали внимание на объем отдельных структур мозга и особенности проведения нервных импульсов нейронами. Исследователи измеряли электрическую изоляцию индивидуальных нервных волокон - чем она выше, тем быстрее нейроны проводят сигналы. Полученные результаты сопоставлялись с генетическими данными добровольцев.

Авторам удалось найти 24 варианта шести генов, обладание которыми было связано с лучшей электрической проводимостью в мозге. Эти варианты представляли собой однонуклеотидные полиморфизмы (SNP) - изменения в последовательности гена размером в один нуклеотид. Помимо лучшей электрической проводимости, некоторые из обнаруженных полиморфизмов также были связаны с повышенными на несколько пунктов результатами тестов IQ.

Судя по проведенному анализу, гены, в которых были обнаружены полиморфизмы, представляли собой функциональную сеть - обладание удачным вариантом одного из них повышало эффективность работы другого. Другими словами, "интеллектуальные" полиморфизмы обладали синергическим эффектом.

Ранее эти же авторы опубликовали работу, где обнаружили генетические особенности, влияющие на объем гиппокампа - структуры мозга, связанной с памятью и эмоциями.

United States Patent Application 20120029845
Kind Code A1
Flider; Gennadiy ; et al. February 2, 2012
________________________________________

APPARATUS AND METHOD FOR FLUID MONITORING

Abstract

According to some embodiments, an apparatus and method are provided for detecting the composition of a fluid. An alternating electromagnetic field may be applied to the fluid and distortions in the electromagnetic field are compared with predetermined, expected distortion "signatures" for particular components at particular concentrations. The presence and concentration of the components in the fluid may be detected by detecting these distortion signatures.

________________________________________
Inventors: Flider; Gennadiy; (San Francisco, CA) ; Livschits; Gabreal; (San Francisco, CA)
Serial No.: 154280
Series Code: 13
Filed: June 6, 2011

Вышеуказанное изобретение также основано на принципах магнитного резонанса

Частотные характеристики резонанса также посоянно доказывают учёным и инновационным специалистам свою исключительную важность , как в следующем примере :

Ученые создали прототип простейшего прыгающего робота и показали, что для максимальной энергоэффективности он должен совершать прыжки вне частоты резонанса. Работа физиков опубликована в журнале Physical Review Letters, кратко о ее содержании можно прочитать на сайте Американского физического общества.

Авторы работы, инженеры из Университета Джорджии первоначально работали над изучением механики прыжков на различных поверхностях. Для проверки базовых параметров такого способа передвижения они создали максимально упрощенный прототип прыгающего робота. Он представлял собой мотор, управляющий движением металлического стержня, к низу которого была закреплена пружина.

Анализируя работу прототипа, физики пытались установить, как именно должен прыгать робот, чтобы достигать максимальной высоты, расходуя при этом как можно меньше энергии. К своему удивлению, ученые обнаружили, что максимальная энергоэффективность достигается вне частоты собственного резонанса робота. Она близка к резонансной частоте, но все-таки значительно от нее отличается.

Кроме того, ученым удалось обнаружить способ, при помощи которого робот может прыгнуть на заранее определенную высоту, затратив на это в десять раз меньше энергии, чем обычно. Такой прыжок ("stutter jump", представлен в данном видео слева) подразумевает предварительное движение стержня с пружиной вверх и завершается длительным отталкиванием.

Прыгающий способ передвижения может оказаться эффективным методом перемещения на территориях, где много механических препятствий. Ранее другая группа инженеров представили робота-блоху, который в норме двигается при помощи колес, но для преодоления высоких препятствий способен подпрыгивать на значительную высоту.

С созданием новейших композиционных материалов , приходит возможность для более гибкого маневрирования в процессе создания различных инновационных объектов в самых разных областях

Физики научились контролировать образование складок на графене и использовали их для создания искусственных «мышц» — электромеханического двигателя. Работа опубликована в журнале Nature Materials, а ее краткое содержание приводит сайт университета Дьюка.

Для управления образованием складок на одноатомном углероде ученые использовали предварительно растянутую полимерную подложку. Лист графена сначала наносили на такую подложу, а затем давали ей сжаться. При этом часть атомов углерода в графене оставалась связана с полимером, а тем, что находились в промежутках, приходилось образовывать складки.

Ученым удалось добиться того, что складки имели очень небольшой характерный размер — в пределах нескольких нанометров. Авторы показали, что такая поверхность обладает некоторыми необычными свойствами. Например, она, подобно кристаллическим поверхностям с похожей структурой, является чрезвычайно водоотталкивающей.

Другим необычным свойством смятого графена является то, что при пропускании через него тока он расширяется. Авторы применили это свойство материала для создания микроскопических двигателей — электрических «мышц», которые в напряженном состоянии растягиваются, а в расслабленном, наоборот, сжимаются.

Графен представляет собой одну из аллотропных модификаций углерода, наряду с алмазом и графитом. Фактически, он является одним из плоских слоев атомов углерода, собранных в графите в слабосвязанные стопки. Графен обладает высокой прочностью и электропроводностью и признан в качестве одного из самых перспективных материалов для электроники.