Как муравьи вдохновили NASA на новое изобретение

Психология

Поведение муравьев помогло ученым NASA решить проблему неточных съемок. Вот как они это сделали

Как муравьи вдохновили НАСА на изобретение

Изображение: Unsplash

Лидары для космоса

Спутник NASA ICESat-2 оснащен лидаром. Это ключевой компонент беспилотных автомобилей. Это оптический датчик, который измеряет расстояние или скорость объектов с помощью инфракрасного лазера. В результате компьютерная система получает трехмерное изображение окружающего мира и определяет точное расстояние до препятствий и других транспортных средств, а также то, движется ли объект.

Спутник посылает триллионы фотонов обратно на Землю с помощью лидара, а затем анализирует то, что он отражает. Поскольку ученым известна скорость света, они могут использовать лидар для определения высоты: фотону, отражающемуся от вершины горы, требуется немного меньше времени, чтобы достичь ICESat-2, чем фотону, возвращающемуся со дна долины.

Фотоны в снегу

Аналогичным образом ученые пытались использовать лидары для измерения глубины снежного покрова. Ху Юнцян, исследователь из Исследовательского центра НАСА в Лэнгли, объясняет: “Мы можем измерить расстояние, которое проходит каждый фотон внутри снега. Некоторые из них способны погружаться на глубину в десятки метров, после чего всплывают на поверхность и возвращаются на спутник”. Таким образом, эта задержка показывает глубину снежного покрова. Тем не менее, измерения часто оказывались неточными из-за поведения фотонов.

Путаница с данными

Путь фотонов через снег не всегда прямой и часто носит случайный характер. Некоторые из них достигают самой земли, отражаются от нее и возвращаются на поверхность. Некоторые отскакивают на полпути, попадая в снежные зерна. По словам Юнцяна, “большинство перемещается на несколько сантиметров и отскакивает назад, но некоторые проникают очень глубоко, на очень большие расстояния, зарываются в снег и отскакивают назад и вперед”. Все это приводит к неточностям в итоговых данных.

Читайте также:  5 компонентов психологического здоровья

Муравьи спешат на помощь

Ху Юнцянь узнал, что биологи уже сталкивались с подобной проблемой: хотя невозможно определить точный путь одного муравья, ученые могут предсказать, как долго в среднем он будет двигаться под землей, неся полезный груз, прежде чем достигнет поверхности. Фотоны также ведут себя по определенной схеме. Хотя частицы движутся по случайному пути, ученые могут математически представить среднее расстояние, которое проходит каждая из них. Команда подсчитала, что в среднем фотон проходит расстояние в два раза большее, чем глубина снежного покрова, через который он проникает. Эти данные сравнивались с данными измерений высоты снежного покрова в тех же районах, выполненных с помощью воздушного радара. Все сошлось.

Как муравьи вдохновили НАСА на новое изобретение

Фото: Prabir Kashyap / Unsplash

Преимущества нового метода

Бен Смит, гляциолог (исследователь ледников) из Университета Вашингтона, который не принимал участия в исследовании, размышляет: “Это очень смелое применение теории к измерениям в реальном мире. Моей первой реакцией было: ‘Не может быть, чтобы это сработало’. Но похоже, что это сработало”. Ученые смогут использовать новый метод для анализа толщины морского льда, чтобы лучше понять, как меняется Арктика: из-за изменения климата она теплеет в четыре раза быстрее, чем остальная часть планеты. Анализ с помощью космического лидара намного чище и дешевле, чем с помощью самолетов. Спутник также помогает проникнуть в самые труднодоступные места на Земле.

Автор: Семен Башкиров

Читайте также:

Первые путешественники полетят в космос через несколько лет: предсказания Ричарда Брэнсона

Почему люди не смогут жить на Венере

Россия создает робота-космонавта для выхода в открытый космос

Если вам понравился материал, подпишитесь на канал РБК Тренды в Яндекс.Дзен — это поможет нам развиваться!

Валерия Кузнецова
Главный редактор , psyban.ru
Психолог с многолетним стажем. Использую различные лайфхаки в личной жизни. Друзья постоянно говорят, чтобы я размещала свои советы в интернете. Будьте любимыми вместо со мной!
contact me
Оцените статью
psyban.ru
Добавить комментарий