close
Vážení uživatelé,
16. 8. 2020 budou služby Blog.cz a Galerie.cz ukončeny.
Děkujeme vám za společně strávené roky!
Zjistit více

Vážení uživatelé,
16. 8. 2020 budou služby Blog.cz a Galerie.cz ukončeny.
Děkujeme vám za společně strávené roky!

Květen 2014

Neurovědy, Genetika, Zločinost a Budoucnost ?

6. května 2014 v 5:30 | Petr |  Příroda
Než se pustíte do dalšího čtení - doporučuju následující fascinující video o Scottu Flansburgovi, kterému bratři anglosassové říkají "lidská kalkulačka". Tento člověk v první třídě přišel na to , že v rodinném obchodě je schopen spočíst útratu zákazníků rychleji než jeho otec je schopen naťukat sumy do kasy. Pak své schopnosti ještě rozvíjel a dneska je ve stavu, kdy třetí odmocninu z nějakého mnohaciferného prvočísla je schopen vychrlit na desítky desetinných míst zcela zpaměti.

Těmito schopnostmi na sebe samozřejmě upozornil, a tak se stal obětí menšího výzkumu, při kterém se zjistilo, že má pozoruhodnou anomálii mozku - zatímco my ostatní počítáme pomocí malého okrsku řečové mozkové kůry, která má blízko ke sluchovým centrům - on počítá daleko méně intenzivně pracující ale obrovskou částí mozkové kůry, která patří do oblasti sekundární motorické kůry - plánující pohyby. Z toho vyplývá i radikálně odlišné vnitřní vnímání počtů. My si obvykle říkáme něco ve stylu malé násobilky "tři krát tři je devět a z tebe je medvěd".... Jeho vnímání výpočtů je patrně radikálně jiné - rozhodně ne mluvící / sluchové a ačkoliv jsem dokumenty o tomto člověku podrobně studoval tak on jenom připouští, že prostě najednou pink a vizuálně vidí výsledek na spoustu desetinných míst - což odpovídá tomu, jak my ostatní si "představujeme jak se budeme hýbat" těsně před tím než pohyb provedeme.

Potud OK - neurovědy opravdu letí tryskovým tempem - a strčit nějakého génia pod magnetickou rezonanci, abychom zjistili jak jeho mozek funguje zavání SCI-FI seriálem ze 70. let. Jenomže tento rozvoj neurověd časem přinese problémy. Už jsem se zmiňoval o tom, že dnes není příliš obtížné nechat se testovat na některé geny, které jsou spojeny s některými chorobami. Naše znalosti z gentetiky i z neurověd nepochybně porostou až se začnou protínat (což se už děje). Takže si představte situaci v roce 2050 - geneticky otestujeme borce a zjistíme, že má variantu 3QA7D11 genu pro receptor XD779GT a že z toho vyplývá, že bude dobrý ha housle, nebo - s jinou kombinací genů - že to bude agresivní psychopat s tendencí ke zločinu.

To ještě stále je OK - protože genetické testování podléhá utajení a nikoho předem nesoudíme, ale co když (a je to vysoce pravděpodobné) se podrobnějším zkoumáním odhalí přímo příčinné souvislosti mezi chováním a genetikou. Už dneska je oblíbeným tématem bulváru historka typu : "19 ze 40 let strávil opakovanými pobyty v kriminále a po propuštění zase zmlátil stařenku a ukradl jí 500 korun....". Co když (vysoce pravděpodobně) k tomu po roce 2050 budeme moci dodat - udělal to protože má gen HCHKRDTN a tudíž mu v mezimozku chybí receptor BFLMPSVZ a ať s ním budeme dělat cokoliv - "nikdy už to lepší nebude".....


Bude to důvod pohlížet na takového člověka jako na "chudáka se špatnými geny" ? Bude to důvod jej osvobodit, nebo za další násilnosti už ani zezavírat ? Nebo to bude důvod zavřít, odsoudit, ve věznici geneticky otestovat a při další (X násobné) recidivě prostě popravit, protože "nikdy už to lepší nebude"..... Nebo založit věznice na doživotí pro "geneticky defektní" ? Nebo nechat tyto lidi i se znalostí všech souvislostí běhat po veřejnosti a čekat na další mrtvolu stařenky, protože "každý člověk má právo na svobodu" ? Zatím nenáme tak "tvrdá data" takže zatím pořád panuje iluze, že "trest člověka napraví", ale co budeme dělat, až budeme taková tvrdá data mit ? Co když bude vysoká pravděpodobnost recidivy zločinu tak jasně geneticky prokazatelná jako rakovina prsu u Angeliny Jolie ?

Už dneska se obvinění testují z hlediska somatické medicíny, psychiatrie, psychologie - genetika je zatím vzácná věda za branou univerzit - ale za 10 let to bude zcela jiné.....
Možná to není ani otázka genetiky a zločinnosti, ale možná je před námi širší problém, kdy současná přejemnělá "politicky korektní'" společnost jednou narazí na opravdu hodně tvrdá a přesná vědecká data ? (Nebo na opravdu hodně tvrdé gaunery ?)
Ať už to bude jakkoliv - nerad bych se dožil analogie situace mého oblíbeného generála Zheng He a jeho lodí - totiž aby akvitisti jistý směr lidských aktivit zcela zablokovali, jenom protože mají strach, že potenciální výsledky nejsou kompatibliní s momentální verzí jejich ideologie.

Chemie pro šílence 18. Aramidy

4. května 2014 v 6:25 | Petr |  Chemie pro šílence
Blížíme se ke konci "plastové" části chemie pro šílence - protože plasty vyráběnné v megatunách už jsme probrali, dnes probereme plasty vyráběné v kilotunách a pokud bychom pokračovali ve stejném směru brzy bychom místo "hmoty z Baumaxu" skončili u ezoterických polymerů, které pro jejich cenu žádný vidlák nikdy neviděl. Pro dnešek probereme roboticky mimořádně zajímavé plasty a to jsou ARAMIDY.

Představte si gramatický rozbor slova AR - AMID. Každý tam slyší AMID - jako POLY - AMID - jako polymer s AMIDOVOU vazbou -CO-NH-, která se též nazývá peptidická, protože matička příroda tuto vazbu používá na bílkoviny alias PEPTIDY. Když už jsme u toho polyamidu - možná si mnozí vzpomenou i na NYLON - nesmírně pevné vlákno zpevněné sítí mezimolekulových "vodíkových můstků", které ženské (i chlapi) milují, kvůli "outfitům s nezanedbatelným erotickým aspektem".
Pokračujeme v gramatickém rozboru AR- Ve slově ARAMID nás vede k rozšifrování názvu tohoto plastu AROMATICKÉ AMIDY. Plast s aromatickou skupinou je třeba polystyrén, jeho blokové kopolymery, ale zejména Poykarbonát a Poyester. To jsou plasty, které dosahují pozoruhodné pevnosti střídáním polárních ( vzájemně se přitahujících ) a nepolárních (taky vzájemně se přitahujích ) oblastí.


Jestli vidíte obrázek - je vám jasné, že aramidy dotáhly tento zdroj pevnosti plastů na zcela jiný level. Jestli se podíváte pořádně vidíte tam vodíkové můstky - tečkovaně - což ne nejpevnější nekovalentní vazba možná mezi molekulami, aby to nebylo všechno i benzenová jádra se relativně silně přitahují hydrofobními interakcemi. Už tušíte že vlastnosti tohoto plastu budou mimořádné - a taky jsou - chemická odolnost - zcela mimořádná snad kromě polytetrafluorethylenu - alias TEFLONU. Tepelná odolnost - zcela mimořádná - teploty kolem 500 stupňů zvládá tento plast zcela v pohodě. Možná místo výpočtu superlativ vyjmenujeme komerční názvy, pod kterým jej známe

  • KEVLAR - rámy kol, neprůstřelné vesty, kapoty F1, křídla stíhaček, kryty tryskových motorů, letadla a rakety firmy Scaled composites, rakety firmy SpaceX
  • NOMEX - žáruvzdorné, zcela neproříznutelné ochranné rukavice, neprůstřelné vesty, hasičské kombinézy.
  • SUFRON, TWARON - náhrada hedvábí v závodních pneumatikách, plachy a lana závodních jachet, časovací řemeny motorů
  • TECHNORA - přistávací plachy Marsovských vozítek, pouzdra turbokompresorů do závodních aut, plachty závodních plachetnic, provazy na ISS (mezinárodní kosmická stanice)
Atd. atd. Kdybych napsal "spodní prádlo agenta 007" - měli byste důvod o tom pochybovat ? Takže to je opravdu polymer ze světa dobrodružných miliardářů, agentů, kosmonatů a filmů o nich. Oblíbená otázka lepitelnosti plastů z tohoto polymeru prakticky postrádá smysl. Teoreticky se dá lepit vším, ale vlastnosti tohoto plastu jsou natolik mimořádné, že nemá smysl znehodnocovat jej podřadnými lepidly. Proto se aramidy vyskytují nejčastěji jako součásti laminátů kde druhou složku tvoří ty nejkvalitnější epoxidy a polyestery.

Tolik tedy "plast pro horních 10 000". Zbývá už jenom rada robotům pro zničení lidstva - Kevlarový pancíř - to je něco co musíte za každou cenu mít, bez tahaníce o aramidové součástky, nidky nepoznáte součásti lidské psychiky jako je TOUHA a ZÁVIST - s kevlarem - snadno - jenom si dejte pozor, abyste se páníčkům neazačali podobat více než je zdrávo a nezačali se mydlit mezi sebou - o nějaké fáro s kevlarovou karosérií.

Matematika v robotice 18. Laterální inhibice 1.

1. května 2014 v 5:54 | Petr |  Roboti a Matematika
Musím přiznat, že se sepsáním tohoto článečku jsem velice váhal, protože nemohu zakrýt jistý fakt z mé oblíbené patologické oblasti známé pod heslem "vše spolu tak nějak souvisí". Takže nevím jestli tento článeček patří do "matematiky", nebo jestli by se stejně tak nemohl uplatnit v "neurovědách".

Laterální inhibice z nadpisu je totiž něco, co jsem se naučil ve fyzilogii na medicíně, a pak to léta úspěšně používal v robotech. Laterální inhibice - otrocky přeloženo "blokáda do boku" je totiž fenomén z říše zvířat. Silně osvětlená buňka sítnice totiž částečně blokuje své slaběji osvětlené sousedky. To je proto aby se nám silný signál "nerozpliznul" do okolí a obraz tak neztratil svoji ostrost.
Zde je optická iluze zvaná Hermanova mřížka, která to pěkně ilustruje. Divák se nemůže zbavit dojmu že průsečíky bílých úseček jsou tmavší než oblasti mezi černými čtverečky. To je právě proto že na "křižovatce" se vám střetávají 4 bílé úsečky - tudíž bílého jasu je tam mnohem více a tudíž "laterální inhibice" kterou vidíme na bílé - nikoliv na černé - je tam nejsilnější.
Zcela stejný proces probíhá i v klasické "analogové fotografii" - když vyvoláváte fotky - máte fotkou v misce pohybovat aby se vám dostaly k emulzi čisté chemikálie, pokud právě naopak vezmete gumový váleček a fotku po prvním namočení do vývojky "naválcujete" na sklo dojde k tomu, že na rozhraní černá / bílá dojde k nerovnoměrnému vyčerpání vývojky a to tak že na černých oblastech se vývojka více vyčerá a proto jsou sousední bílé oblasti "ještě bělejší". Celé se to jmenuje Sabatierův efekt a v době před Phostoshopem to byla oblíbená metoda "analogového zaostřování".


Když už jsme u toho Photoshopu - ač si puboši myslí opak - Photoshop jen kopíruje možnosti mokré chemie. Snad krom toho, že nyní mohou "laterální inhibici" využívat i líní a nešikovní, kteří by kdysi byli akorát pobryndaní od vývojky. V Photoshopu se tato funkce jmenuje "unsharp mask" - otrocky přeloženo "rozostřená maska", která využívá přesně stejných matematických principů jako matička příroda a staří fotografové.

Aby šílenství bylo dokonalé - zcela stejný princip - difuze čerstvé kyseliny nás otravuje při "podleptávání" cestiček na plošných spojích - na hranici odleptané / neodleptané mědi totiž probíhá leptání daleko rychleji nez na velkých plochách - díky přílivu čerstvé kyseliny z oblastí už bez mědi....


Takže pokud potřebujemem nějaký signál "zaostřit" nebo v něm hledáme hrany klidně k tomu můžeme přistoupit naivně a udělat si učebnicový příklad laterální inhibice. Prostě počítáme výstup podle následujícího vzorečku :

Y(n)= 2 * X(n) - X(n-1) - X(n+1)

Tento postup je jednoduchoučký, rychlý ( v assembleru místo násobení použijeme bitový posun) a nepotřebuje žádnou paměť navíc krom vstupního a výstupního bufferu.
Výsledkem však je, že vám zcela zmizí "stejnosměrná úroveň signálu". proto je lepší vzoreček naprogramovat jako

Y(n)= A * X(n) - B*( X(n-1) + X(n+1) )

Kde A a B jsou koeficienty, se kterými si můžete hrát. Takže pokud potřebujete zachovat stejnosměrnou úroveň musí být A = 2*B+1. Například zde máme graf pro A= 3 a B = 1


Když rozebereme vzoreček podrobněji tak vidíme že X(n-1) + X(n+1) je vlastně maska, která je rozostřená součtem sousedících hodnot. Tento postup je jednoduchoučký, ale pokud jste pravidelnými čtenáři "matematiky" je vám jistě jasné, že takto jednoduše to s reálnými daty jde jenom občas.
Problémy jsou v zásadě dva :
  1. Musíte znát hodnoty dat "z budoucnosti" - což reprezentuje člen X(N+1), ale řekněme, že toto jde překonat, když držíme data v malinkatém bufferu
  2. Pokud se chceme zbavit šumu v datech musíme vstupní data prohnat nějakou numerickou dolní propustí - tedy buď lineárním, nebo exponenciálním klouzavým průměrem. Pokud klouzavý průměr průměruje třeba 5 sousedních hodnot - maska, aby byla účinná musí průměrovat ještě o něco více, proto hrozí, že zde uvedeným jednoduchoučkým způsobem budeme některá data sčítat zbytečně stále znova a znova dokola.
Z toho důvodu od jisté složitosti "laterální inhibice" stojí za to připravit si masku předem do druhého bufferu a pak masku a data prostě odečíst. Jak na to budeme řešit příště, neb řada čtenárů včetně mně jsou jeleni už teď.
Zbývá nám už jenom tradiční rada pro brunety - bruneta, která je dost chytrá na to aby nechodila s nosem nahoru a dokonce se umí tvářit jako "skromný Bobík" - je prostě ještě více sexy než kdejaká blondýna s umělýma pazourama, vlasama, ověšená drahou kabelkou a dalšímí "cingrlaty".