Artemis

Если всё пойдёт по плану, в мае 2010 года посадочный аппарат Artemis с луноходом Red Rover на борту сядет на поверхность Селены рядом с модулем Eagle, доставившим на наш спутник астронавтов Армстронга и Олдрина в исторический день 20 июля 1969 года. Что увидит маленький робот на месте первой высадки на Луну – увидит и весь мир.

Американская компания Astrobotic Technology намерена высадить свой луноход точно на месте посадки легендарной экспедиции Apollo 11.

Вояж машин Astrobotic будет предпринят вовсе не ради проверки давнего спора "А были ли американцы на Луне?" – серьёзные люди лишь посмеиваются над такими разговорами. Но, конечно, рекламная составляющая в выборе места посадки первого частного лунохода имеется.

Тем не менее полёт преследует и научные цели. При помощи оборудования Red Rover, видеокамеры высокой чёткости в частности, Astrobotic Technology намерена выяснить, как повлияли прошедшие годы на состояние техники, оставленной первопроходцами на Луне. Например, насколько покрыты пылью солнечные батареи. Эти данные пригодятся человечеству в ходе дальнейшего освоения нашей соседки.

Отправив на Селену своего робота, Astrobotic Technology намерена создать библиотеку данных по Луне, а также интерактивный контент, содержащий изображения высокой чёткости, для телевидения, Интернета, научных центров и тематических парков (фото Astrobotic Technology).

Место посадки Eagle называлось Tranquility Base (по имени Моря Спокойствия, где и происходило действие), соответственно, свою "подвижную" миссию Artemis Lander/Red Rover компания, не нарушая традиции, назвала Tranquility Trek.

"Трек" этот будет весьма осторожным — специальная программа не позволит луноходу столкнуться с историческими реликвиями или нарушить следы, оставленные двумя астронавтами в реголите.

Первые прототипы Artemis Lander и Red Rover в сборе. Вес последнего должен составить всего 60 килограммов (фото Astrobotic Technology).

Полёт Artemis преследует ещё одну важную цель — Astrobotic Technology мечтает выиграть соревнование Google Lunar X PRIZE (о его старте, правилах и участниках мы подробно говорили тут и вот тут). На кону — $20 миллионов. Всего в этой гонке участвует 14 коллективов.

Каковы шансы Astrobotic опередить соперников?

Они неплохи, учитывая, что одним из создателей команды является известная оборонная и аэрокосмическая компания Raytheon, а лидер проекта — специалист по робототехнике Уильям Уайттекер (William "Red" Whittaker) из университета Карнеги-Меллона (CMU), построивший в своё время автомобиль-робот, победивший в городской гонке DARPA.

Луноход от Astrobotic на местности, играющей роль Луны (фото Astrobotic Technology).

Одновременно с объявлением о выборе места и времени высадки своего первого лунохода Astrobotic Technology обнародовала планы на дальнейшие экспедиции. Приз призом, а свою деятельность компания не намерена ограничивать только Google Lunar X PRIZE.

"Ясно, что достижение Луны будет стоить больше, чем сумма приза, — заявил Дэвид Гамп (David Gump), президент Astrobotic. — Потому нам действительно необходима стратегия на целый ряд миссий, которые могли бы принести пользу инвесторам, а значит — заинтересовать их прийти к нам".

Различные важные элементы будущей машины (подвеска, колёса, камеры, батареи и так далее) уже существуют в металле и проходят самые разнообразные тесты (фотографии Astrobotic Technology).

Итак, после первого полёта Astrobotic намерена отправить на Селену ещё пять аппаратов, которые будут заняты поиском льда в вечно затенённых кратерах полюсов Луны.

	Так могут выглядеть небольшие луноходы от Astrobotic, которые отправятся на поиски льда к полюсам Луны (иллюстрация Astrobotic Technology).

Первый из них (небольшой луноход) стартует в 2011 году в так сильно интересующий специалистов NASA кратер Шеклтона (Shackleton) на южном полюсе. Второй луноход (в 2012-м) посетит один из кратеров полюса северного.

В 2012-м же, снова в Шеклтоне, должен сесть научный посадочный модуль от Astrobotic.

В 2013-м, опять-таки в этот кратер, полетит ещё один луноход компании, причём он должен будет уже спуститься на самое дно (его предшественники изучат склоны) в поисках замёрзшей воды.

Наконец, в том же 2013-м (но чуть позднее) и снова в Шеклтон команда намерена запустить пятый аппарат — это будет экспериментальный бульдозер, который проверит технологию перемещения реголита с целью строительства базы.

Компания справедливо рассчитывает на внимание американского аэрокосмического агентства, которое давно уже мечтает подключить маленькие, но столь амбициозные частные фирмы к освоению космоса.

Космическая нефть

Ученые из Эдинбургской обсерватории оптимистично предположили, что, согласно последним данным о химическом составе звезд нашей галактики, Млечный путь может содержать от 300 до 38000 высокоразвитых цивилизаций, потенциально способных к установлению контактов с Землей. Но, если рукопожатие с «зелеными человечками» состоится, скорее всего, за пределами жизни сегодняшнего поколения, то порадоваться космическими запасами известных нам полезных ископаемых можно уже сегодня. Но, стоит ли всерьез на них рассчитывать?

Еще в начале текущего года появились сообщения, что американская межпланетная автоматическая станция «Кассини» обнаружила на самом большом спутнике Сатурна – Титане запасы, предположительно, нефти и газа в 100 раз превосходящие земные. Ранее снимки с этой станции подтвердили, что на Титане условия вполне схожи с земными: идут дожди, бывают снегопады. Так что ничего удивительного в находке «Кассини», казалось бы, нет. Между тем, эта информация поможет ученым объяснить происхождение жизни на планете Земля.

Но вернемся к нефти на Титане. В условиях стремительно развивающегося энергетического кризиса внеземные источники энергии могли бы, по мнению многих ученых и специалистов, обеспечить в перспективе людей теплом и энергией на многие века вперед.

Запасы углеводородов только в 15 обнаруженных крупных озерах Титана могли бы обогреть, осветить и кондиционировать все дома Америки в течение нескольких сот лет. Только в гигантских дюнах, на 20 % покрывающих поверхность Титана, углеводородного сырья в несколько сотен раз больше, чем запасов угля на Земле.

Может порадовать землян и Марс. На этой планете обнаружены области с повышенным содержанием метана. Американцы запланировали на осень будущего года старт нового марсохода, который должен совершить посадку на Марсе в месте предполагаемой концентрации метана для изучения запасов и происхождения этого газа на Красной планете.

Однако стоит ли обольщаться внеземными перспективами улучшить наше энергетическое настоящее? Вряд ли.

Начнем с того, что далеко неясно, какая на самом деле нефть находится на Титане, Ведь пока ученым из американской Лаборатории реактивного движения известно лишь о наличии в одном из озер спутника этана, а это вещество в жидком виде является составной частью нефти.

С технической точки зрения сегодня пилотируемый полет до Титана выглядит не более реалистичным, чем экспедиция, скажем, на Альфа-Центавру. А когда можно будет развернуть там «грунтовые» работы при температуре поверхности в минус 180 град., не возьмется предположить и самый оптимистический фантаст.

Да и потребуется ли нам сама нефть, допустим, через сто и более лет, когда экспедиции в дальний космос станут обыденным явлением? Ведь при бурном сегодняшнем развитии программ альтернативного топлива место углеводородного сырья достанется, например, кукурузе и прочим зерновым культурам. Иными словами, говорить об актуальности космической нефти для земных нужд в наши дни не стоит.

В этой связи можно упомянуть нашумевший в последнее время проект добычи на Луне гелия-3. Этот редкий изотоп, по мнению многих российских ученых, есть главная причина колонизации ночного светила. Гелий-3 – изотоп, необходимый для обеспечения управляемой термоядерной реакции, которую, в свою очередь, уже ни один десяток лет безуспешно пытаются осуществить на Земле. Считается, что огромные лунные запасы гелия позволят совершить энергетическую революцию, и раз и навсегда решить проблему топлива в мировом масштабе.

Теоретически – так оно и есть. Однако ориентировать лунные исследования на добычу полезных ископаемых сегодня вряд ли целесообразно. Дело в том, что, действительно, анализ грунта, доставленный на Землю советскими станциями «Луна» и американскими кораблями «Аполлон», показал, что гелия в нем по земным меркам очень много – 0,01 г на тонну. Однако никаких гелиевых озер не Луне нет, и он достаточно равномерно распределен по всему поверхностному слою.

Если представить, что термоядерный синтез уже осуществлен, то годовая потребность планеты в гелии сегодня около 100 т. Мало - всего несколько рейсов современных кораблей «Спейс Шаттл». Но для этого придется переработать миллиард тонн лунного грунта далеко не в земных условиях. Кроме того, до «энергетической революции» еще десятки лет и миллиарды долларов.

Таким образом, уповать на далекие космические энергетические залежи полезных ископаемых не целесообразно. Пусть наши потомки решают, нужны ли им лунные и марсианские старатели.

Ученые создали логический элемент из живой культуры нейронов

Ученые из Израиля и США создали логическую схему из культуры нейронов. Клетки из гиппокампа крысиных эмбрионов сформировали на стеклянной подложке квадрат со стороной меньше миллиметра, выполняющий роль логического элемента "И". Статья ученых опубликована в журнале Nature. Основные выводы работы приводит журнал New Scientist.

За счет использования культуры клеток вместо отдельно взятых нейронов удалось повысить надежность схемы до 95 процентов правильных срабатываний. Это по-прежнему на порядки больший по сравнению с электронными схемами процент ошибок. Но результат, полученный в данной работе, значительно превосходит результаты, полученные в экспериментах на единичных нейронах.

На иллюстрации показано устройство элемента - островок в середине верхней перемычки связан с двумя отростками (внизу, в основании подковы, связи между нейронами отключены блокатором ионных каналов), которые выполняют роль входов. Не показанные на фотографии электроды стимулируют клетки "отростков", и те ретранслируют сигнал дальше: уже по живым аксонам в результате обычной синаптической передачи. Нейроны "островка" складывают приходящие импульсы, и если в итоге оказывается превышен некоторый порог - выдают импульс на выходе. Подобрав ширину перемычек к островку, ученые добились того, что сигнал на выходе стал появляться только тогда, когда стимулируются нейроны на обоих входных отростках.

Элемент "И" выдает сигнал только когда получает сигнал на первый и на второй вход. В микроэлектронике это один из самых простых элементов, наряду с элементом "ИЛИ" (выход активен тогда, когда активен любой из входов), но именно из таких простых частей строятся сложные схемы. Если ученые научатся получать достаточно надежные нейронные сети с заданными свойствами на биологической основе, то в перспективе становится возможным создание нейроинтерфейса (прямой связи мозга с электронными устройствами).

Роскосмос не считает кризис помехой для строительства нового космодрома

Глава Роскосмоса Анатолий Перминов заявил, что выделенных государством средств должно хватить на подготовку строительства нового космодрома "Восточный". Перминов добавил, что Минфин и Минэкономики поддержали предложение Роскосмоса об увеличении финансирования космической деятельности в 2010-2011 годах. Слова главы Роскосмоса цитирует "Эхо Москвы".

Новый космодром должен быть построен в Амурской области. В конце ноября 2007 года приказ о его создании был подписан Владимиром Путиным, который тогда занимал пост главы государства. Планируется, что пилотируемые полеты с нового космодрома начнутся в 2018 году.

Во время пресс-конференции в ЦУП по итогам спуска с орбиты космического корабля "Союз ТМА-12" Перминов рассказал, что бюджетное финансирование также позволит Роскосмосу разработать новый пилотируемый корабль. Глава Роскосмоса оптимистично смотрит на перспективы развития космической отрасли. Комментируя слова президента РКК "Энергия" Юрия Лопоты о возможном срыве программы МКС из-за финансового кризиса, Перминов выразил надежду, что "в ближайшее время этот вопрос решится".

Лопота рассказал, что Сбербанк не выдал корпорации кредит на строительство кораблей "Союз". Президент РКК "Энергия" подчеркнул, что если деньги не будут получены в ближайшие две-три недели, то корабли не будут построены. В этом случае космонавты не смогут попадать на МКС.

Солнечная система

НАСА запускает аппарат для изучения границ Солнечной Системы

Американское космическое агентство НАСА запустило новый орбитальный исследовательский аппарат IBEX (Interstellar Boundary Explorer), предназначенный для исследования отдаленных границ Солнечной Системы. Запуск был произведен с Маршалловых островов в Тихом океане в 21:50 по московскому времени при помощи ракеты-носителя Пегас полный текст

Источник: Cybersecurity.ru

Водяные мельницы

Воду надо ценить и не лить почём зря. В современном мире об этом знают даже дети. Городскому жителю проще всего оценить всю значимость этого суждения, если представить себя в пустыне, где воду можно достать только лишь из-под земли и из воздуха. И то при определённой сноровке. Но мы расскажем не о способах сбора чистой воды в экстремальных обстоятельствах, а об устройствах, которые облегчают жизнь людей, добывая её из воздуха.

Сколько раз уже говорилось, что чистая, пригодная к употреблению вода – основа всей жизни на Земле и с каждым годом становится всё более и более редкой. Что в скором времени войны будут разворачиваться не из-за нефти и прочих полезных ископаемых, а именно из-за неё родимой?..

Уже сейчас примерно один человек из пяти испытывает трудности с нехваткой питьевой воды. И даже горожанам, привыкшим к комфорту, предоставляемому современными системами водоснабжения, не стоит об этом забывать.

Как там говорили на уроках географии? "Большая часть поверхности Земли покрыта водой…" А это примерно 326 миллионов кубических миль воды. 97% из них – солёная из морей и океанов, и лишь 3% — пресная. Но и из этой части 99,3% находятся в виде льда, а половина того, что осталось, – под землёй.

Круговорот воды в природе и участие в нём генераторов воды из воздуха (иллюстрация AirWater Corporation).

К 2025 году девять миллиардов человек на планете будут делить всё то же количество доступной воды. Большинство из них будут жить в больших перенаселённых городах, оказывая гигантское давление на местные водные ресурсы.

А если вспомнить о том, что городские водопроводы постоянно приходится чинить, латать и обновлять, то будущее кажется совсем уж чёрным и незавидным.

Так где же взять чистую воду? В воздухе содержится, по разным оценкам, от 12 до 16 тысяч кубических километров влаги (или 0,000012% всей воды на Земле). Этот объём можно сравнить с количеством воды в Великих озёрах Северной Америки (самом крупном природном хранилище пресной воды в мире).

Между тем во многих даже самых бедных и густонаселённых странах мира воздух настолько влажный и тёплый, что воду можно было бы конденсировать прямо из него.

Кубический метр воздуха содержит (в зависимости от влажности) от 4 до 25 граммов водяных паров. Существующие ныне установки могут собрать в среднем около 20-30% от этого количества. Самые лучшие условия для них (высокие влажность и температура) – в странах, расположенных в пределах 30 градусов широты от экватора.

Так как природа постоянно пополняет запасы воды в воздухе, устройства, производящие ценную жидкость из воздуха, не могут ничем навредить окружающей среде (даже если их будет установлено очень много в каком-то определённом месте). Получается, процесс может идти бесконечно и работа аппаратов ограничена лишь сроком их службы.

Поговорим о том, как работают генераторы атмосферной воды (AWG – Atmospheric water generator). Первые системы, поставляющие воду из воздуха, были разработаны ещё в 1990-х.

По сути они были похожи на систему, что используется для дегидратации воздуха в холодильниках (ещё можно вспомнить про дождь из-под кондиционеров в современном мегаполисе). Компрессор заставляет хладагент проходить через хитросплетение трубок, в то же время вентилятор прогоняет над трубками воздух. Если температура охлаждающих спиралей чуть ниже точки росы, около 40% жидкости из воздуха будет конденсироваться на них, стекая в специальный контейнер. Если же трубки будут слишком холодными, то на их поверхности будет образовываться лёд (что, конечно же, отразится на функциональности аппарата).

Карта доступности воды Gleick 1998 (иллюстрация Water Master).

Но то в холодильнике, а в генераторах воды из атмосферы также присутствуют специальные воздушные фильтры, ультрафиолетовые стерилизаторы и угольные фильтры для собранной воды, приборы, обогащающие её кислородом, датчики уровня воды в контейнере.

Оптимальные параметры работы установок: температура выше 15,5 °С и относительная влажность (RH) выше 40%, а также не слишком большая высота над уровнем моря (не выше 1200 метров). Хотя в большинстве инструкций говорится о 20-40 °С и RH 60-100%.

Понятно, что установка таких генераторов предполагает наличие входа воздуха извне помещения. Тут целый букет факторов: как это ни удивительно, атмосферный воздух намного чище "домашнего", а "офисный" уже высушен кондиционерами. Да и собирать влагу из помещения вредно: люди и так страдают от его низкой влажности. Хотя самые маленькие установки при наличии хорошей вентиляции можно поставить на кухне или в ванной.

Где может пригодиться такой дегидратор? Начинали мы с пустыни – там он пригодится жителям далёких поселений, для которых подвоз бутилированной воды дорог или невозможен, военным, ведущим боевые действия вдали от источников воды, и представителям гуманитарных и спасательных миссий (в том числе врачам).

AWG могут быть использованы для домашних и сельскохозяйственных нужд, в офисных помещениях, школах, отелях, на кораблях, совершающих круизные путешествия, в спортивных центрах и прочих общественных местах.

В коммерческих целях некоторые производители предлагают даже вариант розлива воды из воздуха в бутылки!

А теперь попробуем рассказать об основных предлагаемых продуктах на рынке добычи воды из воздуха.

Element four

Основной продукт компании Element four называется "Водяная мельница" (WaterMill).

Она собирает до 12 литров воды в сутки для различных домашних нужд и при этом обладает приятным дизайном. Владельцы могут не беспокоиться о наличии в собранной жидкости токсинов и бактерий. Специальные системы заботятся о затрате устройством как можно меньшего количества энергии (а в скором времени установку можно будет подсоединить к альтернативным источникам энергии). На специальном экране отображается информация о температуре, относительной влажности и количестве полученной влаги.

Цены на WaterMill объявят в начале 2009 года.

Воду, полученную с помощью WaterMill, можно использовать в разных целях. Например, подключить прямо к крану. Также подойдут офисный кулер, холодильник и увлажнитель воздуха (иллюстрация Element Four).

Скажем также несколько слов о самой компании. В 2004 году Джонатан Ритчи (Jonathan Ritchey) и Рик Ховард (Rick Howard) решили создать свой генератор воды из воздуха. Поначалу они работали в канадской исследовательской компании Freedom Water, но в 2008-м был произведён ребрендинг, и вот переименованная Element Four выпустила свой первый продукт.

AirWater Corporation

Эта компания была образована в феврале 2003 года после корпоративного решения Universal Communication Systems (UCSY) начать работу в области высоких технологий по извлечению воды из воздуха. Впрочем, согласно пресс-релизу компании (PDF-документ, 4,07 мегабайта), различные научные исследования она проводила более 13 лет, в течение которых запатентовала многие свои технологические решения.

AirWater Corporation специализируется на установках, поставляющих воду в количестве от 100 до 5000 литров в день (полный список смотрите здесь). Правда, и габариты у этих аппаратов соответствующие.

В арсенале этой фирмы присутствуют мобильные устройства и те, что одновременно делают лёд. У Air Water Corporation уже существуют решения для ирригации и отдалённых районов, в которых их продукт может работать от солнечных батарей (кстати, эта компания производит и их тоже).

Мобильный генератор воды из воздуха от AirWater Corporation. Внутри прицепа есть не только раковины, но и душевые кабины (фото AirWater Corporation).

На этой странице можно посмотреть несколько видеороликов, рассказывающих о том, как важны подобные установки для различных целей по всему миру.

Более крупные (и сопоставимые) генераторы воды из атмосферного воздуха производят также компании White Buffalo Nation и Aqua Sciences.

Air2Water

Устройства, разработанные компанией Air2Water, дают от 3 до 38 литров воды в сутки, то есть являются не столь уж большими.

Принцип работы этих машин соответствует всем остальным, хотя есть и некоторые отличия: поначалу воздух проходит электростатические фильтры, которые задерживают около 93% взвешенных частиц. Конденсированная вода проходит освещение ультрафиолетовой лампой в течение 30 минут (на этом этапе умирает 99,9% микробов и бактерий), затем отделяется осадок, на угольных фильтрах задерживается около 99,9% вредных летучих органических веществ, а микропористая мембрана отделяет вирусы. Но и это ещё не всё – каждый час воду в контейнере снова обрабатывают ультрафиолетом.

Основное производство аппаратов сосредоточено в Китае и Сингапуре, хотя доставка осуществляется по всему миру.

WHO) смотрите здесь (иллюстрация и фото Air2Water).">

Так работает система Air2Water. Сравнение показателей очистки воды этими установками со стандартами Всемирной организации здравоохранения (WHO) смотрите здесь (иллюстрация и фото Air2Water).

Aquair

Aquair – американское дочернее предприятие RG Global Lifestyles, появившееся на свет в 2004 году. Её конёк, пожалуй, в том, что кроме просто высасывания влаги из воздуха она специализируется ещё и на системах очистки питьевой воды (результат – пятиступенчатый фильтр).

Кстати, на сайте компании можно найти калькулятор, который позволяет приблизительно подсчитать расход воды на разные нужды в течение года.

Средний срок жизни системы от Aquair составляет 15-20 лет. При этом плановые проверки нужно проводить раз в год, а малые фильтры менять раз в 30 дней (иллюстрация Aquair).

Другие компании

Австралийская фирма AirtoH₂O тоже делает воду из воздуха и гордится тем, что насобирала более 360 тысяч литров живительной влаги (о чём открыто сообщает на своём сайте).

Её продукция почти ничем не отличается от других таких же мелких производителей: китайского Water Master и расположившегося в Техасе AquaMaker.

Добавим, что о цене литра воды, полученной любой из установок, говорить сложно. Однако все производители заявляют о том, что именно у них (в отличие от конкурентов) самые низкие затраты энергии, а стоимость литра оценивается от 1 до 15 американских центов.

Вообще, подсчёт таких значений – сложное дело, ведь стоимость литра драгоценной жидкости зависит от вместимости генератора (ежегодного выхода воды), а также от влажности и температуры за его бортом.

	Вот такой небольшой генератор почти ничем не отличается от обычной кофеварки, а вырабатывает шесть литров воды (фото Air2Water).

Отметим также, что существуют альтернативные методы получения воды из воздуха. Мы писали об использовании для этих целей хлорида лития и разработке особых наноматериалов, имитирующих живую природу.

Основные же выводы таковы: направление это определённо перспективное, полезное для людей и почти безвредное для окружающей среды.

Однако вряд ли любая из существующих компаний сможет решить мировую проблему нехватки чистой питьевой воды. Отчасти из-за того что недостаточно крупны пока что производители воды из воздуха. Кроме того, граждан развитых стран не так-то просто научить ценить природные ресурсы, а бедным странам вряд ли по карману обеспечить всех своих жителей удобным и достаточно простым источником воды в виде описанных генераторов.

Смылсл в Интернете с помощью картинок и образов

В Сети ежегодно появляются около 100 миллиардов изображений. Цифра внушительная, и, чтобы хоть как-то с ней справиться, необходимо совершенствовать критерии поиска. Работа в этом направлении в последнее время активизировалась, и кое-какие интересные результаты могут изменить наше отношение не только к визуальным, но и к обычным текстовым запросам.

Стандартный подход к "графической" проблеме выглядит достаточно просто. В том смысле, что ведущие поисковики, как, например, Google с его системой PageRank, полагаются в первую очередь на хорошо известную методику оценки релевантности контекста.

В основном анализируют содержание интернет-страницы, где расположен тот или иной объект. То есть если вы на своём сайте поместили сочинение на тему "Как я провёл отпуск на Багамах" с фотографиями собственной персоны, на запрос "Багамы" машина выдаст именно ваши весёлые улыбки. Разумеется, в случае популярности ресурса.

В самом простом своём варианте визуальный анализ подразумевает анализ совпадения цветов и яркостей участков двух изображений. В более продвинутом – сопоставление соответствующих точек. На данном примере видно, как все вариации на тему "Джоконды" программа сравнивает с оригиналом и друг с другом (иллюстрация Yushi Jing, Shumeet Baluja).

Принимаются во внимание и названия графических файлов (например "Я_на_Багамах.jpg"), и ряд других параметров. Однако "картинка" в подавляющем большинстве случаев никак не учитывается – слишком сложная задача.

Даже в рамках заданных понятийных категорий (то есть программа знает, что надо искать самолёты, к примеру) существующие технологии поиска "похожих" изображений неидеальны.

Наибольший прогресс в этом направлении достигнут в области распознавания лиц и фотографий – в настройках расширенного поиска "Гугла" или "Яндекса" такие опции уже предусмотрены. Есть и специализированные ресурсы, работающие с визуальными запросами, как, например, Riya, TinEye или Picollator.

Все они так или иначе используют технологию поиска изображений по содержанию – CBIR (Content Based Image Retrieval). Методика эта позволяет оценивать сходство рисунков или фотографий на основании их цвета, текстуры, формы и, реже, других параметров.

Загрузив фото Арнольда на Picollator, мы получили такой вот набор лиц. Нет, всё, конечно, можно понять, но за дам обидно. Видимо, сервис пока ещё сыроват (иллюстрация MEMBRANA).

В основном это реализовано на достаточно скромном уровне. То есть сервисы анализируют совпадения цветов и яркостей соответствующих друг другу участков сравниваемых изображений или, например, взаимное расположение каждой пары точек объекта.

Как видите, даже в лимитированной базе фотографий сервисы работают не очень успешно. Хотя теоретически для фото можно было бы разработать систему, аналогичную по своей точности анализу отпечатков пальцев.

Однако для поисковика с неограниченным количеством индексируемых изображений это будет слишком дорого. А самое главное – долго: результатов выдачи в течение нескольких (в лучшем случае) минут не многие пользователи готовы дожидаться.

Ещё одним и даже более фундаментальным ограничением является сложность механизма зрительного восприятия человека. Основная проблема здесь – разрыв восприятия или так называемый семантический разрыв.

Сервис TeenEye предлагает найти похожие фото и изображения относительно указанного образца. На деле в ходе серии загрузок портретов известных людей мы получали одни и те же фото, отличающиеся лишь по размерности, яркости и чёткости, – порой на 20 страницах (иллюстрация MEMBRANA).

Если перевести на обычный язык, это означает, что не всегда возможно сознательно сформулировать "правильный" текстовый запрос – по крайней мере, если речь идёт о поиске. Один пользователь, вводя слово "солнце", ожидает увидеть звезду в окружении планет, а другой – лужайку, голубое небо и много-много света.

Но в этой сложности и кроется значительный потенциал. Только представьте: вы только подумали о чём-то, родился в голове какой-то образ, мелькнула неясная мысль – и вы ищите соответствующую картинку. А уж дальше получаете необходимую информацию.

Впрочем, просто найти "желаемое" изображение, даже не абстрактное, а вполне конкретное, – тоже совсем неплохо.

В последнее время работу в этом направлении активно ведут и гиганты вроде Google, и независимые разработчики. Так, например, группа учёных из университета Пенсильвании (Pennsylvania State University) объявила о регистрации патента на "семантическую" систему визуального поиска ALIPR (Automatic Linguistic Indexing of Pictures in Real-Time).

Движок ALIPR разбивает картинки на пространственные точки и сравнивает их друг с другом (иллюстрация Jia Li, James Z. Wang).

Суть нового сервиса, который в своём первоначальном урезанном виде появился ещё в конце 2006 года, в объединении "пиксельного" и смыслового анализа изображений.

В базе ALIPR находится более миллиона изображений, к каждому из которых проставлены теги – группа смысловых "ключей". Основная идея в том, что восприятие тех или иных объектов у пользователей Интернета всё же подчиняется законам нормального распределения, и, следовательно, наиболее популярные связки "понятие – объект" должны совпасть с ожиданиями.

В настоящий момент система оперирует 332 понятиями, но это не означает, что найти можно картинки лишь по столь ограниченному набору слов. Посредством хитрого алгоритма, в основе которого лежит в том числе вероятностный лингвистический анализ, значительная часть англоязычных терминов, введённых в строку поиска, находит "своё" изображение. Но "шкала значений", конечно, имеет ограничения: на такое слово, как "хромосома" (chromosome), ALIPR вообще никак не реагирует.

Может быть, потому что сервис на данный момент находится в стадии "самообучения". Авторы проекта активно предлагают всем желающим загружать картинки – либо с жёсткого диска, либо скопировав URL. Проанализировав изображение (на это уходит на доли секунды больше в сравнении с обычным текстовым запросом), система присваивает каждому файлу 15 тегов и просит при этом оценить их релевантность. Или свой, новый "ключ" проставить.

ознакомиться на личной странице Цзя Ли (Jia Li) – ведущего разработчика проекта (иллюстрация MEMBRANA).">

Пример выдачи по запросу "Эйнштейн". Если вы действительно искали фото великого физика, разумнее обратиться к обычным поисковикам. Более подробно с техническими деталями визуального анализа можно ознакомиться на личной странице Цзя Ли (Jia Li) – ведущего разработчика проекта (иллюстрация MEMBRANA).

Результаты пока не особо впечатляют. Впрочем, по уверениям разработчиков, в 90% случаев хотя бы одно понятие совпадает с "мейнстримовым" восприятием у добровольцев, участвовавших в предварительных тестах.

"Даже по одному смысловому критерию результаты никогда не будут полными", — признаёт Цзя Ли. Однако, исходя из архитектуры ALIPR, даже такие скромные возможности имеют какой-то смысл: выдача генерирует ряд картинок, за каждой из которых "скрываются" похожие по смыслу образы. На взгляд машины и тех пользователей, которые ранее присвоили им обобщающие понятия, разумеется.

Кстати, единственное условие авторов при загрузке изображения – "хороший вкус". Корректировать смысловые теги, по-видимому, столь же бессмысленно, сколь глупо ожидать одинакового восприятия пейзажа за окном или нового iPhone.

Но можно, оказывается, пойти и другим путём. Например, вообще обойтись без участия субъективных семантических категорий. Точнее говоря, инженеры из компании Google считают, что они, категории эти, ничем по большому счёту не отличаются от тех смыслов, которые пользователи вкладывали в изображение, помещая его в своём блоге или на сайте. И которые находятся посредством обычного поиска.

Прототип системы VisualRank индексирует в первую очередь не только самые релевантные, но и лучшие по качеству и размеру изображения (иллюстрация Yushi Jing, Shumeet Baluja).

Ещё в апреле 2008 года крупнейший в мире поисковик разместил на своём блоге информацию о первых результатах в области разработки прототипа системы VisualRank. Учитывая возможности и свободы, которые, по слухам, предоставляет Google своим сотрудникам, не совсем понятно, насколько эта разработка является стратегическим приоритетом, но блог вроде бы официальный.

Cотрудник компании Шумит Балуя (Shumeet Baluja) и Юси Цзинь (Yushi Jing) из технологического института Джорджии предложили следующее решение: можно улучшить результаты выдачи, используя уже существующую систему оценки популярности страниц.

Речь идёт о несколько ином принципе совмещения визуального и контекстуального анализа в сравнении с "семантическим". В целом идея такова: для того чтобы получить наиболее релевантные ссылки, нужно графически сравнить индексируемые картинки с самыми популярными изображениями по теме, по возможности сгруппировав их в какие-то более общие категории.

Вверху – оригинальный поиск разработчиков VisualRank, внизу – наш поиск по аналогичному запросу macdonalds. Не исключено, что именно на основе схемы, предложенной в VisualRank, Google добавил дополнительные смысловые категории (подчёркнуто синим). Да и в целом результаты за каких-то полгода стали более предсказуемыми (иллюстрация Yushi Jing, Shumeet Baluja/MEMBRANA).

Авторы работы приводят в качестве примера запрос по слову McDonalds. Если вы попробуете провести аналогичное упражнение, то вам наряду со старым добрым М-образным логотипом поиск выдаст довольно странные результаты.

Рисунки необходимо ранжировать по какому-то критерию. Но дело в том, что критерий этот заранее неизвестен. Даже если последовательно "сравнить пиксели" двух изображений на предмет наличия стилизованной буквы "М", не факт, что значительная часть пользователей не будет искать при этом Рональда Макдоналда.

Эту проблему исследователи решили, совместив визуальные совпадения со смысловым индексированием. Получилось нечто вроде "прогнозируемого поведения пользователей": поиск наиболее репрезентативных текстовых маркеров сопровождался отбором графических "обобщений" – по уже известной нам технологии CBIR. Но, естественно, со своими тонкостями – подробности вы можете найти здесь (PDF-документ).

Запрос "рисунки Моне", обработанный по новому алгоритму, группирует, с одной стороны, наиболее популярные и лучшие по качеству репродукции самого Моне, а с другой –известные портреты Моне работы Ренуара (иллюстрация Yushi Jing, Shumeet Baluja).

"Полевые испытания" на 150 сотрудниках Google показали, что выдачи VisualRank отображали на 83% меньше нерелевантных картинок. Правда, не по всем запросам такая закономерность соблюдалась – 70 из 272 были более удачными для обычного Google image search.

Кстати, по состоянию на начало мая этого года технология, по заявлению разработчиков, ещё не была "живой". Но, вполне возможно, гигант поиска уже использовал ряд решений на практике.

Помимо уже упомянутых дополнительных категорий, как в случае с "Макдоналдсом", это возможность сортировки выдачи по фотографиям – опция по-тихому появилась лишь в начале октября и, судя по всему, стоит ожидать дальнейших апгрейдов популярного поисковика.

В общем, интернет-поиск – это та область, где прогресс в буквальном смысле не стоит на месте.

Вполне возможно, что в ближайшем будущем можно будет совершенно спокойно отрефлексировать свой архетип, найдя единомышленников по картинкам из сновидений, или научиться наконец без проблем находить "то-не-знаю-что".