Проблема скорости распознавания образов. Проблемы и перспективы развития распознавания образов

Cтраница 1

Состояние невесомости реализуется, например, is лифте, который свободно падает в поле тяготения Земли, или в космическом корабле, движущемся с неработающим двигателем в гравитационном поле. Такое состояние характерно для искусственных спутников и орбитальных космических станций. При невесомости действие на механическую систему гравитационного поля компенсируется силами инерции.  

Состояние невесомости возникает тогда, когда на тело действует только сила тяжести я поэтому оно движется с ускорением свободного падения. У человека в этом случае отсутствуют внутренние (мышечные) напряжения и поэтому он не чувствует свой вес.  

Состояние невесомости реализуется, например, в лифте, который свободно падает в поле тяготения Земли, или в космическом корабле, движущемся с неработающим двигателем в гравитационном поле. Такое состояние характерно для искусственных спутников и орбитальных космических станций. При невесомости действие на механическую систему гравитационного поля компенсируется силами инерции.  

Состояние невесомости наблюдается в самолете или космическом корабле при движении с ускорением свободного падения независимо от направления и значения модуля скорости их движения. За пределами земной атмосферы при выключении реактивных двигателей на космический корабль действует только сила всемирного тяготения. Под действием этой силы космический корабль и все тела, находящиеся в нем, движутся с одинаковым ускорением; поэтому в корабле наблюдается явление невесомости.  

Состояние невесомости достигается в свободном полете. И спутник на орбите, и свободно летящий камень, и подпрыгнувший человек находятся в состоянии невесомости. Груз, подвешенный на нити, в свободном полете невесом и, следовательно, не натягивает нить. Легко изготовить прибор, который дает возможность наблюдать состояние невесомости.  

Состояние невесомости наступает в баллистических ракетах) и космических кораблях после того, как прекратилась работа двигателей и ракета или космический корабль вышли из плотных слоев атмосферы. Вначале под действием силы тяги реактивных двигателей (см. § 124), направленной вверх, ракета или корабль движутся с большим ускорением а и набирают вертикальную скорость.  

Состояние невесомости может быть достигнуто различ-йыми способами, хотя оно (вольно или невольно) и ассоциируется с плаванием космонавтов в кабине космического корабля.  

Почему состояние невесомости на борту орбитальной станции свидетельствует о пропорциональности силы земного тяготения массе притягиваемых тел.  

Определим состояние невесомости следующим образом: тело Q находится в невесомости, если равнодействующая всех внутренних сил, приложенных к любому элементу, выделенному в теле, равна нулю.  

В состоянии невесомости и на путях к этому сб-стоянию общая картина поведения жидкости совершенно меняется из-за изменения соотношения между силами поверхностного натяжения и инерционными силами.  

При состоянии невесомости все точки тела имеют равные уско-рения.  

В состоянии невесомости тело, находящееся под действием сил веса, сохраняет внутри космического корабля состояние равновесия или покоя относительно системы координат, связанной с космическим кораблем. Ясно, что при этом частицы тела освобождаются от взаимодействий и совершают движение относительно приближенно инерциальной системы отсчета вместе с кораблем как свободные материальные точки.  

В состоянии невесомости ось ротора при условии (7.9.13) описывает в подшипниках линейчатую двухполосную коническую поверхность. При этом режиме возникают кромочные контакты цапф и подшипников, в результате чего происходит развальцовывание подшипников со стороны их наружных торцовых поверхностей.  

В состоянии невесомости приобретают существенное значение силы взаимодействия между телами, которые в обычных условиях играют второстепенную роль из-за их малости по сравнению с весом.  

Ровно пятьдесят лет назад, 12 апреля 1961 года, Юрий Гагарин на космическом корабле «Восток» поднялся в космос. Его полет продолжался всего 108 - исторических - минут. С тех пор человечество осваивает околоземное пространство вот уже полвека. За это время в космосе побывали сотни космонавтов, и ученые накопили огромный массив данных о влиянии невесомости на организм человека.

На самом деле на орбите нет невесомости. Поднимаясь на высоту примерно триста пятьдесят километров, космонавты оказываются в условиях так называемой микрогравитации. Это означает, что все предметы на космической станции имеют вес, но вес в разы меньший, чем на Земле.

Все эффекты, которые микрогравитация оказывает на человека, можно разделить на две категории.

Первые наступают в первые часы полета. Это нарушения вестибулярного аппарата, приводящие к временной потере пространственной ориентации , расстройство всех форм зрительных движений (причем микрогравитация влияет как на скорость, так и на точность зрительной реакции и перераспределение жидкостей в организме : кровь, лимфа и свободная вода приливают к верхней части туловища). Иначе говоря, космонавтов мутит, у них кружится голова, они не в силах выполнять сложные действия, связанные с координацией движений. Подобные расстройства вестибулярного аппарата называются также «космической болезнью движения» и проявляются примерно у половины всех космонавтов спустя 24 часа после начала полета. Ученые до сих пор не в силах детально объяснить природу их происхождения. При этом четко известно: примерно через 72 часа пребывания на орбите эти неприятные симптомы проходят.

Интересно, что Гагарин во время своего полета подобных нарушений не заметил (потому что пробыл в космосе всего полтора часа). А вот полет второго космонавта, Германа Титова, продлился чуть больше суток, и он в полной мере испытал все «прелести» пребывания на орбите.

Однако для здоровья гораздо опаснее вторая категория эффектов воздействия микрогравитации, которые проявляются лишь спустя месяцы пребывания на орбите.

В первую очередь это нарушения опорно-двигательного аппарата: при длительном воздействии микрогравитации у космонавтов снижаются сократительная способность мышечных волокон и минеральная плотность костной ткани, из организма вымывается кальций и другие минералы, возникает риск образования камней в почках .

Исследования космонавтов во время космических полетов длительностью несколько месяцев показали, что они могут терять до 1,0% костной массы каждый месяц, даже если продолжают тренироваться. Спустя 4-5 месяцев полета минеральная плотность костей настолько уменьшается, что по возвращении на Землю у космонавтов возможны спонтанные переломы. Кости теряют кальций неравномерно. Сильнее всего он вымывается из участков кости, которые формируют суставы, то есть испытывают наибольшую нагрузку в земных условиях. Также замедляется и процесс ремоделирования - постоянного обновления костной ткани.

Страдают не только скелетные мышцы, однако с недостатком на борту орбитальных станций научились бороться. Есть и специальные «беговые» дорожки и нагрузочные костюмы, например, такие как российский «Пингвин» с силой притяга от 45 до 60 кг, который имитирует земное притяжение. Гораздо опаснее атрофия сердечной мышцы и общая анемия кроветворной системы. Дело в том, что сердечно-сосудистая система - самая гравитационно-чувствительная в организме человека, она рассчитана работу в условиях постоянной силы тяжести. И отсутствие гравитации приводит к уменьшению объема крови, мягкости вен, ослабленным барорецептивным рефлексам и сниженной ортостатической устойчивости.

Барорецепторы - это клетки, нервные окончания которых реагируют на давление крови. Барорецепторная система регулирует давление крови в верхней части тела, в каротидных артериях, которые снабжают мозг. Если давление снижается, именно барорецепторы включают систему поддержания давления. Но если давление падает слишком резко, барорецепторы не успевают сработать, и человек может потерять . А ортостатическая устойчивость - это способность сохранять вертикальное равновесие, ведь «ортостаз» в переводе с латинского означает «прямо стою». Например, у больного, который месяцами лежит в постели, развивается ортостатическая недостаточность: любая попытка даже сесть вызывает большие трудности.

Микрогравитация влияет и на мозг. Так, исследования показали, что в коре мозга крыс, находившихся в условиях невесомости, снижалась функциональная активность синапсов. Кроме того, у них обнаружена дегенерация отростков нервных клеток. А вот плотность сети кровеносных капилляров, наоборот, была повышена.

Причина большинства изменений в организме человека в условиях микрогравитации до конца не ясна. Однако уже сейчас понятно, что на воздействие «невесомости» откликаются все уровни организма, вплоть до клеточного. Особенно микрогравитация влияет на развивающиеся клетки: в них тормозиться процесс синтеза белка, формирования клеточной оболочки и цитоскелета, который помогает клеткам сохранять свою форму. Структурные элементы цитоскелета - актиновые нити, которые в норме равномерно заполняют объем клетки, сдвигаются к краям. При этом изменяется функционирование и рецепторов, и ионных каналов. Клетка как бы адаптирует свою жизнедеятельность под уменьшенную гравитацию.

Впрочем, практические все нарушения, вызванные воздействием микрогравитации, исчезают при возращении на Землю. Хотя процесс обратной адаптации к земным условиям может затянуться на годы.

У читателя может возникнуть вопрос: а зачем все эти исследования нужны обычному человеку? Очень просто - уже сегодня ряд технологий и методик, разработанных в помощь космонавтам, успешно используются при лечении. Так, с помощью нагрузочных костюмов (имитирующих земное тяготение на орбите) сейчас лечат детский церебральный паралич , инсульт, болезнь Паркинсона . Ученые ведут исследования по фармакологическому воздействию на водно-солевой обмен и изучают мышечных ферментов у космонавтов - их данные могут помочь в открытии новых способов лечения такого тяжелого заболевания, как миопатия. Так что космическая медицина только начинает служить человеку.

Из года в год человечество стремится познать неизведанное, найти ответы о мире, в котором мы живём. Космос и есть самое неисследованное пространство, огромного количества планет и галактик. Эта обширная территория, завораживает и толкает человечество на всё новые и новые исследования. Правительства разных стран тратят огромные ресурсы на изучение космоса, запуская космические аппараты, проводя наземные космические исследования и многие другие. Одним из таких исследований, стало изучение животных, появившихся в космосе.

Возвращение из космоса выбивает из калии не только человека, но и всех остальных существ, а, в частности, и медуз. НАСА произвело отправку в космос медуз, поместив их на борт воздушногошаттла. Наблюдая за поведением и развитием этих простых организмов, они многое смогли узнать о длительном воздействии невесомости. У медуз нет ног, так как их среда обитания океан, но как и люди они чувствительны к гравитации. У Медуз имеются гравиорецепторы — мельчайшие кристаллы сульфата кальция, находящиеся в кармашках, окруженных очень чувствительными волосковымиклетками. При изменении направления движения эти кристаллики перемещаются на дно мешочков, извещая волосковые клетки о нахождение верха, тем самым отвечая на гравитацию.

Соответственно, для работы этих кристаллов необходима гравитация. Эти микроорганизмы, рожденные в условиях космической гравитации, оказавшись на Земле ориентировались с трудом, у них не было навыков восприятия гравитации. Имея с первого взгляда нормальные гравиорецепторы, они небыли не отрегулированы.

Не только медуз, выращивали в космосе, но и много других животных, например рыбы оказавшись в космосе меняли траекторию движения, двигаясь петлями вместо обычной прямой траектории.

Проводимые исследования на беременных крысах,показали как влияет на новорожденных, нахождение самок в космосе на последних неделях беременности. Детеныши крыс, которые находились в утробе матери в невесомости, появившись на свет, не могли различить вверх и низ. Однако по истечении времени ощущение гравитации полностью восстанавливается.

Испытывая улиток, прибывших из космоса, ученые обнаружили сильно увеличенные гравиорецепторы. Когда их переворачивали вверх тормашками на Земле, они намного быстрее возвращались в нормальное положение, в отличии от земных улитки. Ученые сделали вывод, рожденные в космосе улитки, стали более чувствительными к гравитационным изменениям, но абсолютно не понимали где находиться верх.

Изучая таких уникальных созданий, исследователи сделали вывод, о неспособности испытуемых, полноценно адаптироваться к жизни на Земле. Такие результаты исследования можно применить и к людям, потому что у человека есть орган ощущающий гравитацию. Внутреннее ухо у человека имеет жидкости и кристаллы, работающие подобно гравиорецепторам медуз. Кристаллы дают нам знать под каким углом находится наша голова.

Так же, как и многие испытуемые животные, дети, рожденные в космосе, скорее всего, не смогут нормально жить и передвигаться на Земле. Потребуется еще огромная масса исследований, для понимания влияния космоса на рождение человека, можно сказать абсолютно точно одно, что это будут абсолютно другие люди.