14749
Научно-популярный видеоблог: http://www.youtube.com/c/SciOne
Наш мозг постоянно на грани между хаосом и порядком. Например, когда человек переходит от чтения к беседе, его мозг переходит из одного полустабильного состояния в другое не напрямую, а только после хаотичных скачков через множество других состояний.
Сначала Авниэль Гуман и Максвелл Ван из Университета Питтсбурга исследовали работу мозга, попросив добровольцев неподвижно пролежать в сканере тридцать минут. Этого времени оказалось мало, так как некоторые неврологические процессы развиваются несколько часов или даже дней. Тогда ученые решили продолжить исследование, задействуя людей, которым предстояла операция на мозге из-за эпилепсии. Дело в том, что при тяжелой форме эпилепсии удаляют небольшие участки мозга, вызывающие приступы, а перед операцией к органу напрямую подключают электроды (от 80 до 120 штук обычно), чтобы определить, какие именно участки удалять. Ученые попросили двадцать человек, которым предстояла такая операция, принять участие в исследовании. К их мозгу подключали электроды уже надолго — на периоды от 3 до 12 дней.
Во время эксперимента все участники находились в больнице и жили обычной жизнью: ели, общались с друзьями, смотрели телевизор или читали книги. Наблюдая за их мозгом, команда выявила удивительные особенности: он переходил от одного состояния к другому странным образом. Прежде, чем сменить один паттерн активности на другой, он сначала как будто метался между различными состояниями в случайном порядке и казалось, будто его охватывает хаос.
Рик Адамс, психиатр и нейробиолог из Университетского колледжа Лондона, не участвовавший в исследовании, считает, что в мозге, вероятно, нет центрального узла, который бы указывал остальным частям органа, что делать. По его словам, это немного напоминает встряхивание снежного игрушки-шара, когда вносятся случайные изменения с надеждой на какое-то оптимальное состояние. Хайрие Каньян, нейробиолог из Оксфордского университета (не принимала участия в исследовании), говорит: «Мы видим стабильные состояния, а между ними - непредсказуемые переменные переходы. Если получится понять закономерность активности здорового мозга, то мы сможем использовать электростимуляцию для лечения неврологических заболеваний». Гуман тоже надеется на это и говорит, что здоровая модель мозговой активности, возможно, находится на границе между порядком и хаосом.
По мнению ученых, высокий уровень хаоса в мозге вызывает у человека припадок, а излишнее спокойствие органа может погрузить в кому. Возможно, изучение этих закономерностей приведет к использованию стимуляции мозга для перевода его к оптимальному состоянию между крайностями. А если исследователи поймут, как орган приходит к стабильности после хаоса, может быть им удастся найти способ лечить расстройства на обоих концах этого спектра.
Пока результаты исследования не дают полного представления о том, как работает здоровый мозг в естественных условиях, так как участники ожидали операцию на мозге. Хотя авторы и попытались исключить из данных активности эпилептичных участков мозга и их проявлений.
Но в целом такой подход может помочь в создании более эффективных методов лечения эпилепсии. Например, некоторые больные используют электроды, подключенные к мозгу, которые определяют начало приступа эпилепсии и отправляют электрический импульс для его предотвращения. По словам Келли Биджанки, нейробиолога из Медицинского колледжа Бейлора, эти устройства можно усовершенствовать, если научиться распознавать хаотичные переходы и подталкивать мозг к оптимальному состоянию.
В будущем Гуман и Ван планируют таким образом изучить детский мозг и выявить различия в его активности по сравнению со взрослым. Они также собираются узнать больше о том, как меняется активность мозга в течение дня/недели и как это связано с биологическими процессами человека в зависимости от времени суток.
Как человек убивает?
Может это запрограммированно биологически? Ответа на эти вопросы сегодня нет. Ни у генетиков, ни у антропологов. Но можно попробовать сделать небольшой набросок. Что такое война с точки зрения нейробиологии? Нам поможет ответить на этот вопрос не только наука, изучающая мозг, но и роман немецкого писателя Эриха Марии Ремарка «На западном фронте без перемен». Читать текст полностью
Искусственный интеллект обзаводится все более грандиозными вычислительными мощностями. Сейчас наперегонки запускают суперкомпьютеры, заточенные исключительно под обучение больших языковых моделей и различных супер-пупер нейронок. Встречайте самый мощный суперкомпьютер для ИИ: Condor Galaxy 1. На фото он в разобранном еще состоянии.
Пока это жалкие 2 экзофлопса (2 миллиарда миллиардов (18 нолей), но это всего лишь первый этап. Сейчас собирают остальные 8 суперкомпьютеров, чтобы они образовали сеть вычислительную на 36 (!!!) экзафлопс. Она заработает в начале 2024 года.
Чтобы вы понимали, только в прошлом году удалось преодолеть рубеж в 1 экзафлопс у суперкомпьютеров для обычных задач. А здесь такие мощности да еще во имя ИИ.
Так что несмотря на некоторое затишье после шумихи и первых эмоций от выхода в народ миджорнеев и чатджпт, развитие систем искусственного интеллекта не просто идет, а летит. И сейчас для него уже готовится новая технологическая база.
В восстановлении утраченных частей тела участвуют все клетки. Похоже, биологи открыли “систему голосования”, когда остальные клетки решают, надо ли отращивать замену. Правда, пока только у червей.
В регенерации органов, по-видимому, участвует все тело целиком. Например, если у мыши повреждена лапа, стволовые клетки на другой лапе «пробуждаются», как будто они тоже готовы лечить рану. Нечто подобное происходит и с аксолотлями, которые способны восстанавливать конечности, а у рыбок данио повреждение сердца может вызвать изменения в удаленных органах, например, в почках и мозге. Как говорят авторы нового исследования из Стэнфорда, у многих организмов можно увидеть, как все тело реагирует на травму, но остается неясным, действительно ли эти реакции выполняют какую-то функцию.
В своей работе, опубликованной в журнале Cell, биологи обнаружили, что взаимосвязь всех частей тела у планарий помогает заживлять раны и восстанавливать ткани. Планарии - это плоские черви длиной чуть больше сантиметра, которые могут восстанавливаться практически в любых условиях. Если разрезать планарию на четыре части, через несколько дней получится четыре новых плоских червя. Как и у мышей, рыбок данио и аксолотлей, раны в одной части тела планарии вызывают реакцию в отдаленных тканях ее тела.
Биологи решили разобраться, от чего зависят эти реакции, исследуя один из возможных механизмов - сигнальный путь ERK. Это система обмена “сообщениями” между клетками (через белки), которая влияет на рост, деление и смерть клеток. Клетки передают информацию о повреждении своим соседям, которые, делают то же самое, передавая “сообщение” всему организму.
Прошлые исследования показали, что сигналы через ERK передаются слишком медленно. Для прохождения одного миллиметра могут потребоваться дни. Такая скорость очень низкая для заживления и регенерации. В организме человека это не стало бы проблемой, так как наша кровеносная система позволяет сигнальным белкам быстро распространяться по телу, а у планарий ее нет.
Авторы исследования следили за ERK сигналами, когда они перемещались от одного конца червя к другому. Выяснилось, что сигналы передавались в 100 раз быстрее, чем предполагалось. Вместо медленного перемещения от клетки к клетке, “волны” ERK распространялись по длинным мышечным клеткам в стенках тела. Эти клетки ускоряли передачу сигнала от одного конца тела к другому.
Сигнал передавался достаточно быстро для заживления раны (на это ушло всего несколько часов), но ученые не понимали, было ли в данном процессе задействовано все тело. Чтобы это проверить, биологи отрезали планарии голову. Обычно после ампутации голова плоского червя быстро регенерируется, но в этот раз заблокировали передачу сигнала к задней части планарии. Так хотели проверить, являются ли “волны” ERK ответственными за дистанционное заживление. После того как сигналы ERK заблокировали, голова перестала регенерироваться. Тогда ученые решили узнать, можно ли "перезапустить" процесс регенерации, и ампутировали хвост червю, который сигнализировал тканям о травме. Хвост отрос и, что удивительно, голова тоже восстановилась. По словам авторов работы, если ампутировать хвост планарии всего через несколько часов после первоначальной травмы, можно восстановить прерванный процесс заживления, но если подождать слишком долго, ни одна часть червя не восстановится.
Ученые полагают, что в организме существует своего рода общая "система голосования", которая включает все клетки и определяет, когда пора регенерировать ткани. Даже у сильно регенерирующих животных, таких как планарии, процесс восстановления в основном "выключен", пока все клетки не согласятся, что пришло время для этого.
У планарий в процессе передачи сигналов ERK сотни генов включаются и выключаются по мере процесса. Несмотря на то, что мы, люди, значительно отличаемся от планарий, многие гены у нас схожи. Так что это открытие может помочь понять процесс регенерации и разработать новые методы лечения разных болезней, включая рак.
Видео взято из других экспериментов по регенерации у планарий
Не устаю удивляться одной из самых великих... иллюзий последних 500 лет.
Каждый раз находятся те, кто не верит. Хорошо. Вы можете проверить.
Собралась за последнее время коллекция исследований про устройство Земли и некоторые ее загадки. Решил сделать ролик отдельный. Приятного просмотра!
https://youtu.be/FpzADCxpa6w
Это наш с вами дом. И другого у нас пока нет и не предвидится. Вы видите Землю (в центре) с Луной (еле заметная точка вращается вокруг), снятые с расстояния 300 млн км межпланетной станцией “Марс-экспресс” (Mars Express). На днях исполнилось 20 лет как он в строю и по этому поводу Европейское космическое агентство опубликовало новое изображение.
Получившийся кадр до боли напоминает тот, что сделал в 1990 летевший к окраинам Солнечной системы Вояджер-1. Карл Саган, астрофизик и просветителя, при виде бледно-голубой точки, какой на такой дистанции кажется Земля, написал в книге, которую так и назвал “Голубая точка. Космическое будущее человечества”, великие слова:
”Взгляните ещё раз на эту точку. Это здесь. Это наш дом. Это мы. Все, кого вы любите, все, кого вы знаете, все, о ком вы когда-либо слышали, все когда-либо существовавшие люди прожили свои жизни на ней. Множество наших наслаждений и страданий, тысячи самоуверенных религий, идеологий и экономических доктрин, каждый охотник и собиратель, каждый герой и трус, каждый созидатель и разрушитель цивилизаций, каждый король и крестьянин, каждая влюблённая пара, каждая мать и каждый отец, каждый способный ребёнок, изобретатель и путешественник, каждый преподаватель этики, каждый лживый политик, каждая «суперзвезда», каждый «величайший лидер», каждый святой и грешник в истории нашего вида жили здесь — на соринке, подвешенной в солнечном луче.
Земля — очень маленькая сцена на безбрежной космической арене. Подумайте о реках крови, пролитых всеми этими генералами и императорами, чтобы, в лучах славы и триумфа, они могли стать кратковременными хозяевами части песчинки. Подумайте о бесконечных жестокостях, совершаемых обитателями одного уголка этой точки над едва отличимыми обитателями другого уголка. О том, как часты меж ними разногласия, о том, как жаждут они убивать друг друга, о том, как горяча их ненависть.
Наше позёрство, наша воображаемая значимость, иллюзия о нашем привилегированном статусе во вселенной — все они пасуют перед этой точкой бледного света. Наша планета — лишь одинокая пылинка в окружающей космической тьме. В этой грандиозной пустоте нет ни намёка на то, что кто-то придёт нам на помощь, дабы спасти нас от нас же самих.
Земля — пока единственный известный мир, способный поддерживать жизнь. Нам больше некуда уйти — по крайней мере, в ближайшем будущем. Побывать — да. Поселиться — ещё нет. Нравится вам это или нет — Земля сейчас наш дом.
Говорят, астрономия прививает скромность и укрепляет характер. Наверное, нет лучшей демонстрации глупого человеческого зазнайства, чем эта отстранённая картина нашего крошечного мира. Мне кажется, она подчёркивает нашу ответственность, наш долг быть добрее друг к другу, хранить и лелеять бледно-голубую точку — наш единственный дом”.
Оцените парадокс: биологи изобрели соевое мясо с белками свиньи, но ни одна свинья не пострадала. Максимальная мясная и в то же время абсолютно (наверное) веганская штука. Одолжили только гены. Британская компания Moolec создала трансгенную сою, на которой растут бобы, в которых до четверти белков — свинные, по крайней мере генетически. Что за ген или гены используют создатели, компания пока не разглашает, ссылаясь на коммерческую тайну.
Но независимые специалисты попробовали угадать по фото получившихся бобов (внизу они самые, а вверху — обычные, для сравнения). Внутри плоды красно-розового цвета. Это может означать, что один из добавленных генов отвечает за образование железосодержащих белков типа миоглобина. Именно от него, по словам экспертов, зависит цвет и вкус красного мяса.
Другие фирмы, производящие заменители мяса, тоже стремятся решить эту проблему: как сделать мясо, которое совсем не мясо, но во всем, как мясо. Потому что не всем покупателям легко дается отказ от привычного вкуса, цвета и запаха. Так что многие пытаются играть с миоглобином. Но пока, похоже, никто не заходил так далеко.
Конкуренты виновника новости пока пытаются добывать растительный белок легоглобин (разновидность того самого гемоглобина, что нам помогает с кровообращение), который содержится в клубеньках сои, отчего они алые, как наша кровь. Но легоглобин очень трудно получить в товарных количествах и не задрать совсем уж цену на конечный продукт, поэтому используют лишь как добавку к основному заменителю растительной “говядины”.
Сейчас создатели бобов со свиными белками проходят процедуры для получения разрешения от британских властей на продажу. Надеются, что первое мясо из такой сои появится на прилавках (пока только Британии) уже в 2024 году.
У боевых дельфинов где-то у Крыма нелегкие трудовые будни в последнее время. Но еще тяжелее было боевым голубям на этих хроникальных кадрах конца Второй мировой войны. Вы видите, как американские биологи учат их наводить бомбы на цели. Проект одного из отцов современной психологии.
Сначала птичкам показывали просто кружок, который двигался перед ними. Голуби туповаты, но быстро смекали, что если клюнуть в кружок, появится еда. Открывалась секретная секция с душистым аппетитным зерном. Потом кружок заменяли на такое же подвижное металлическое окошко, а на клюв надевали небольшую металлическую насадку, от которой шел провод. Касание окошка в конкретной точке замыкало электроцепь и сигнал от точки удара клювом передавался по проводу. Так голубь учился клевать в середину, потому что только в том случае открывалась секция с едой.
Ну и наконец голубю показывали кадры с боевым кораблем противника. Удары металлической насадкой по экрану подавали сигнал на систему управления оперением бомбы, и курс корректировался.
Речь идет, конечно, не о пилотировании (тогда редкостью были двигатели на таких планирующих снарядах, хотя их уже делали, чтобы увеличить дальность полета, но делать маневры не позволяли). Так вот голубь должен был сидеть в камере в носовой части, через стекло наблюдать за целью и клевать в нее, наводя снаряд.
Проект придумал и вел (по заказу Пентагона) тот самый Беррес Фредерик Скиннер, отец современного бихевиоризма. Его опыты с голубями и стали одной из основ идеи о том, что поведением можно управлять через стимулы (награды/наказания), более известная как теория оперантного обуславливания.
Поддержка среди военных была небольшая. Как сам Скиннер сетовал, "нас не воспринимали всерьез, хотя голуби показывали отличные результаты на симуляторах". Денег дали только на первые опыты, а потом больше поверили в атомную бомбу и финансирование голубей-наводчиков прекратили. Военным нужен был более впечатляющий и быстрый результат. И они его получили с помощью Манхэттенского проекта, который шел параллельно.
Чтобы вы понимали, как сейчас выглядят одни из самых совершенных "мышц" у роботов, максимально близких к естественным по своим свойствам.
С 00:30 видно, какая там механика с электроникой в деле. Пока очень громоздко и даже не ясно, удастся ли упростить принципиально конструкцию, чтобы она вмещалась в тело так же компактно, как реальные мышцы, сохранив при этом эффективность. Сейчас хват выдерживает больше 16 килограммов. У них на CloneRobotics">ютуб-канале много роликов с испытаниями в разных режимах. А вместить в тело — одна из ключевых задач на следующих этапах.
Это разработки команды проекта Clone Robotics, которая пытается сделать андроидов, мало отличимых от людей. Начинают вот со скелета и мышц, а прийти хотят к тому, что мы видели в сериале "Мир Дикого Запада" (Westworld).
Когда в Африке находили вытянутые черепа, то действительно можно было подумать, что это останки пришельцев, которые создали некие сложные и развитые цивилизации, а потом почти без следа исчезли.
Но всё оказалось проще: вытянутая голова — часть традиций некоторых племен, особенно племени мангбету (ударение на “е”) в Конго. Первое фото сделано в 1930 году, на нем — мать и дочь мангбету.
Такой пугающей формы черепа мангбету достигали с помощью практики липомбо, когда голову младенца плотно перевязывают тканью. Так они создавали внешность, которая стала символом их культуры. Они верили, что удлинение головы — признак красоты, ума и достатка.
В середине двадцатого века с приходом европейцев и распространением западной культуры, практика липомбо постепенно ушла в прошлое. Но она стала частью мировой культуры.
Корона из клипа Бейонсе Sorry, украшения в кино-альбоме «Black Is King» или в фильме «Черная пантера» (у королевы Рамонды) — это образы, вдохновленные практикой липомбо.
Интересно, что обычай деформировать форму черепа встречался на разных континентах, в том числе на территории, где сейчас находится Россия. Например, среди ираноязычных кочеников аланов. Они крепко обвязывали голову ребенка тканью с деревянными дощечками (по ссылке небольшая лекция про это дело).
Напоминание о том, что вера может творить чудеса и в технологиях. Кажется, на одной вере продержалась до сегодня компания, которая делает самых сложных (и совершенных, я считаю) на сегодня роботов. Boston Dynamics отпочковалась от MIT (Массачусетского технологического института) в 1992 году, спустя только 10 лет после начала первых разработок. Потом их команда держалась на любви к роботехнике и вере в них Пентагона, который и финансировал работы.
Но прогресс, как вы можете видеть, был очень медленным по меркам цифровых (не железных) технологий, а главное -- совсем не впечатляющим для внешней аудитории, а не специалистов. Кое-как дотянули до 2013 года, когда Google купил Boston Dynamics для своего робостроительного подразделения. Хватило терпения на 4 года, после чего Google сплавил одному японскому банку, который любит покупать рискованные активы, а свое подразделение закрыл.
В 2020 году многие деловые издания писали, что совсем плохи дела у "бостонов", они не приносят денег, а стоимость разработки только растет. Ходили слухи про возможное банкротство. Но тут поверили в ребят в Hyundai и купили 80% компании.
А сегодня смотришь на то, что вытворяют их роботы, и не задумываешься, что компания не так уж далеко ушла с точки зрения тех, кто вкладывает в нее скорее из веры в ее светлое будущее, чем в ее бизнес-показатели. В 2022 году "бостоны" заработали (за вычетом всех расходов) 27,6 млн долларов. Копейки по меркам индустриальной высокотехнологичной компании. Она уже много раз должна была закрыться, как это случилось со многими другими (а конкурентов было немало, но не с такого уровня разработками). Так что вера действительно творит чудеса в технологиях.
Это, конечно, не HAL 9000, но уже что-то новое в космической одиссее человечества. NASA готовится внедрить систему искусственного интеллекта для лунной станции.
В эксклюзивном материале газеты The Guardian, исследовательница из НАСА раскрыла подробности о системе, похожей на ChatGPT, которую разрабатывают инженеры агентства. Технологию собираются применить на лунной станции Gateway, которая должна будет обеспечить долгосрочное присутствие людей на Луне и стать шагом к путешествиям на Марс (а вот это уже совсем не точно). На видео все этапы сборки станции прямо на окололунной орбите.
Ты говоришь станции, что нужно сделать, и она делает. Особенно полезно, когда тебе нужно здесь и сейчас (например, во время выхода в открытый космос для ремонта) получить что-то из инструкций по каким-то элементам станции или уточить состояние систем. Со своей стороны система должна предупреждать о нехороших тенденциях: падении давления, перепадах температур, неплановых вибрациях — в общем, обо всем, что может привести к проблемам, а то и вовсе трагедии.
Для скептиков, особенно тех, кто пробовал работать с ChatGPT, и понимает, какую он иногда может нести чушь, идея скорее сомнительная, чем вдохновляющая. Но в космонавтике еще со времен первопроходцев космоса все системы дублируются, поэтому целиком космонавты зависеть от ИИ станции не будут. Сигнализации, датчики, контроль с Земли — всё будет, как и раньше. Просто, возможно, получится в немаловажных ситуациях упростить жизнь на станции и сделать ее даже немного безопаснее, удобнее и приятнее.
250 000 долларов за раскрытие тайны римских свитков, переживших извержение Везувия. Проблема — не понять, что написано, а хотя бы увидеть буквы и слова. На фото вы видите не уголек, а свиток.
Это непростая научно-инженерная задача. А деньги на нее дает экс-глава GitHub Натом Фридман. Использовать нужно технологии машинного обучения и компьютерного зрения. Тогда инструмент победителя можно будет применить и к другим загадочным скрижалям, а их предостаточно.
Свитки, называемые "папирусы Геркуланума», хранились в библиотеке на вилле тестя Юлия Цезаря, немного обуглились во время извержения в 79 год н.э., но все же сохранились благодаря 20-метровому слою пепла и грязи, которыми накрыло библиотеку. Свитки нашли в 1750 году, когда итальянский фермер рыл колодец и наткнулся на виллу.
Скрижали уже пытались прочесть, и это-то их чуть не погубило. Они получили повреждения, вот почему нужны новые технологии. Сейчас ученые стараются улучшить метод "виртуального развертывания" с рентгеновскими лучами для расшифровки книг, свитков и других артефактов без физического вмешательства. В очереди более 600 рукописей, ожидающих своего прочтения спустя века. Главная проблема в том, что они написаны чернилами, в которых много углерода на углеродном, по сути, папирусе, отчего рентгеном сложно различить текст.
Фридман и его партнер Дэниел Гросс готовы отдать 150 000 долларов первой группе, которая до конца 2023 года успешно расшифрует рукописи. Чтобы пройти отбор, участники должны извлечь минимум четыре отрезка связного и осмысленного текста, каждый из которых должен содержать от 140 символов.
Дополнительно организаторы предлагают 50 000 долларов за успешное обнаружение чернил на рентгеновских снимках. Как будут распределяться оставшиеся 50 000 долларов фонда пока не решено.
Ученые впервые заглянули в мозг спящего осьминога (наконец-то!) И не пожалели: нашли удивительные сходства с фазами быстрого и медленного сна у человека. Это тем удивительнее, когда вспоминаешь, что мы, млекопитающие и осьминоги, на эволюционном древе разминулись примерно 550 млн лет назад, и с тех пор наш и их мозг развивались раздельно в совершенно разных условиях и средах.
Когда осьминог спит, как в начале этого видео, его кожа переливается и мерцает. Кажется, так он реагирует на то, что видит во сне. Во время бодрствования такие узоры очень полезны, например, для маскировки или коммуникации с соплеменниками. Различные узоры связаны с различными стимулами, еда, опасность и так далее. Но означает ли это, что переливы во время сна — это сны осьминога о том, как он ест или охотится, или охотятся на него?
Исследователи снимали электрическую активность головного мозга спящего осьминога, на видео фиксировали, как по ходу сна меняется кожа (выделили так паттерны, в видео они с 00:58) и по записям, сделанным в природе и в лаборатории, сравнили, когда осьминог воспроизводит те же узоры на коже при бодрствовании в лабе и в естественной среде.
Так и обнаружили две условные фазы сна. Во время “медленного” сна осьминоги лежат неподвижно в основном с бледной кожей и низким уровнем активности мозга. Но каждый час они входят примерно на минуту в фазу быстрого сна. На этой стадии глаза осьминога активно двигаются (но остаются закрытыми), мышцы сокращаются, и узоры “гуляют” по коже. Выглядят они так же, как и те, которые они показывают, когда бодрствуют. И записи мозга показывают, что нейронная активность во время этой активной стадии сна также похожа на активность мозга во время бодрствования. Они воспроизводят те же виды узоров во сне, как и наяву.
Но этого недостаточно, чтобы утверждать, что они видят сны, как мы. Возможно, осьминоги развили удивительно похожий процесс, возможно, даже с похожей целью, просто сделали это независимо и параллельно.
Учёные из США нашли дешевый способ добывать большие объемы водорода из солнечной энергии.
Водород — один из кандидатов на источник чистой энергии будущего (уже лет 20-30 как создают даже самолеты на водороде). Однако топливо будущего пока что производят с помощью старых-добрых ископаемых. Чтобы элемент номер 1 действительно стал чистым источником энергии, нужно научиться получать его без выбросов углерода.
Ученые и инженеры уже не раз показывали, что разделять воду на кислород и водород можно с помощью солнечного света. Фотоэлектрохимические элементы собирают солнечный свет, превращая его в электричество, а затем используют это электричество для разделения молекул воды на кислород и водород. Но создать идеальный фотоэлектрохимический элемент оказалось крайне сложной задачей. Дело в том, что материалы, которые помогают солнечным батареям достичь высокой эффективности — перовскиты, сами страдают от контакта с водой. А защитные покрытия для перовскитов мешают их работе и снижают эффективность преобразования энергии.
В новом исследовании авторы попробовали справиться с этой проблемой. Они потратили больше двух лет на эксперименты с разными материалами и способами защиты перовскитов. После множества тестов ученые решили применить в своем устройстве два слоя: один для защиты перовскита от воды, а другой для создания электрического контакта между защитным слоем и перовскитом.
Команда добилась успеха: барьер защитил полупроводник от воды, не влияя при этом на передачу электронов. Устройство показало рекордную эффективность: из всей солнечной энергии, попадающей на устройство, 20,8% задействовалось для получения водорода.
Исследователи также доказали, что их конструкция работает с различными типами полупроводников и химических реакций, поэтому совместима с другими системами и может улучшить их работу.
Это на самом деле важный прорыв в технологии, которая раньше требовала дорогих полупроводников. В будущем возможно коммерческое использование таких устройств. Авторы надеются, что эта система станет основой "водородной экономики" и изменит способы производства, заменив ископаемые топлива солнечной энергией.
На этом гипнотизирующем изображении молодая звезда V960 Mon окружена гигантскими спиралевидными рукавами из космической пыли. Они могут сжаться и тогда получится газовый гигант типа нашего Юпитера. Похоже, это первое наблюдение того, что в теории образования планет называется гравитационной неустойчивостью (неустойчивость Джинса). Исследование вышло сегодня.
Астрофизика описывает два основных способа образования планет: аккреция ядра и гравитационная неустойчивость. При аккреции ядра кусочки твердого вещества вокруг звезды сталкиваются и медленно соединяются в массу, которая становится планетой.
При гравитационной неустойчивости газ и пыль собираются в комки, которые под действием собственной гравитации образуют ядро планеты. Считается, что это происходит дальше от звезды-хозяйки местной системы, чем аккреция ядра, то есть там, где пыль и газ значительно холоднее, что в итоге и приводит, по современной теории, к образованию газовых гигантов.
Но до сих пор не хватало наблюдений, чтобы понять, как именно планеты возникают за счет гравитационной неустойчивости. И вот астрофизики использовали инструмент SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet Research) на Чрезвычайно Большом Телескопе (Extremely Large Telescope, ELT) в Чили, чтобы засечь процесс формирования планеты. Так они получили данные, по которым сделано это изображение.
Звезда V960 Mon расположена примерно в 5000 световых лет от Земли в созвездии Единорога. Испуская мощные струи газа, звезда создает гигантские спиральные рукава, которые простираются на расстояние больше, чем Солнечная система.
Первый слепок жизни возрастом 1,5 миллиарда лет (минимум). Ученые обнаружили самые древние сохранившиеся в объеме микроорганизмы и рассмотрели с помощью сканирующего электронного микроскопа в деталях, какими те были при жизни. Это не плоские отпечатки, а будто бы 3D-слепки, как если бы микроорганизмы застыли в смоле. Но застыли они в минералах, сохранив свою форму и внутреннюю структуру. Там и филаменты (внутриклеточные нитевидные образования), и щупальцеобразные штуки, и даже сферические. Некоторые окаменелости напоминают грибы (все это вы можете сами увидеть на снимках).
Жили они все в докембрийский, самый медленный и спокойный с точки зрения эволюции период. Последний миллиард лет так вовсе называют скучным, или пустынным, потому что климат в это время был удивительно стабильным, и жизнь тоже не спешила как-то развиваться, меняться, усложняться. А потом случится Кембрийский взрыв. Так вот находки позволяют буквально заглянуть на то, какой была ранняя жизнь на планете, о которой мы знаем меньше всего, поскольку ее следов осталось очень мало, что понятно (не было или мы до сих пор не нашли скелетных организмов, как и вообще того разнообразия видов, что видим с Кембрия).
Забавно, что ученые вовсе не искали окаменелости. Международная группа исследователей работала еще до войны в старом кварцевом руднике на Володарск-Волынском пегматитовом поле в Житомирской области Украины, чтобы изучить именно минералы. А в них неожиданно обнаружились объемные древнейшие окаменелости микроорганизмов.
У сильных землетрясений обнаружили “предвестников”. Это дает шанс на то, что мы сможем предсказывать катастрофы хотя бы за 2 часа до удара. Сейчас мы можем лишь засечь колебания уже того, что случилось, и пока волны идут, успеть предупредить. Таким образом существующие системы предупреждения дают тебе обычно десятки секунд, редко минуты, чтобы хоть как-то подготовиться.
Исследователи взяли данные GPS с 3 тыс. геодезических станций и посмотрели, что происходило с тектоническими плитами в течение 48 часов перед 90 мощными землетрясений магнитудой выше 7. И выяснилось, что локально смещение начинает ускоряться во всех случаях по экспоненте. А пика достигается спустя 2 часа, когда и происходит катастрофа.
Но есть ряд ограничений у этого метода, о чем говорят сами авторы (так выглядит научная честность и профессионализм). Во-первых, исследователи сами считают, что выборка (90 землетрясений) слишком мала, чтобы говорить о том, что всегда такое “предшественник” в виде ускоряющегося смещения предваряет удар. Во-вторых, текущая точность GPS слишком низкая. Например, датчики, данные с которых использовали в исследовании, делали замеры каждые 5 минут, но с точностью в несколько метров. А надо до 0,1 миллиметров. Это раз в сто точнее, чем лучшие из современных систем спутникового позиционирования.
Одно дело — задним числом выявить то, что происходит перед землетрясениями. Но совсем другое — обнаруживать достоверно, когда они еще не случились. Если система будет давать даже 10 процентов ложных предупреждений, она уже может быть вреднее, чем ее отсутствие, потому что люди — это люди, они довольно быстро перестают реагировать на предупреждения об опасности, пока гром не грянет.
В Финляндии инженеры показали прототип первого электровездехода. У него 18 колес, каждое со своей подвеской и своим электродвижком. Они работают независимо, но синхронно, по словам создателей. Это позволяет добиться повышенной проходимости и выносливости всей конструкции. Выход из строя даже нескольких колес не остановит машинку.
Создатели не раскрывают всех инженерных секретов, потому что собираются еще только выходить на рынок со своим творением. А пока проводят испытания прототипа в суровых финских лесах и на берегах озер.
Так и тянет назвать эту штуку квадроциклом, но у него не четыре (кваттуор) колеса. Так что логичнее было бы дуодэвигинтициклом (duodeviginti — 18 на латыни). Но тогда язык можно сломать.
“Жаба против гадюки”, то есть Венерина мухоловка против Черной вдовы, хитрая малютка против ядовитой.
Захлопывается ловушка после как минимум двух следующих друг за другом без большой паузы касаний. А жалит паук почти сразу. Он вбрасывает в жертву нейротоксин — альфа-латротоксин, который в 15 раз сильнее яда гремучей змеи и точно так же вызывает судороги и более тяжелые сбои. Но поскольку паук меньше змеи, то и яда выделяет меньше, так что для людей он не очень опасен (если вы не ребенок, пожилой человек, беременная или с проблемами со здоровьем).
Но у мухоловки нет нервных клеток, которые яд мог бы “перегрузить”, так что эти подрагивания паука в надежде поразить противника лишь ускоряют его конец: после как минимум пяти касаний волосков в ловушку растение начинает выделять пищеварительные ферменты, и тогда уже пир можно считать удавшимся. Ловушка к тому моменту как правило смыкается окончательно, и жертва уже не может вырваться из последней в своей жизни тюрьмы.
Найдено свидетельство того, что у динозавров были враги: окаменелость, в которой тесно переплелись два тела в смертельной схватке, так и оставшиеся в ней на миллионы лет.
Окаменелость обнаружили в 2012 году в китайской провинции Ляонин, а только теперь из Оттавы пришли новости от канадских и китайских исследователей, которые достаточно изучили находку: это одно из первых свидетельств хищного поведения млекопитающего по отношению к динозавру. Прежде ученые считали, что в меловой период динозаврам нечего было остерегаться млекопитающих, и они преспокойно себе доминировали.
Оба скелета находятся практически в целом состоянии несмотря на то, что битва случилась около 125 миллионов лет назад. Исследователи сумели определить пситтакозавра размером с большую собаку — это рогатый травоядный динозавр, который жил в Азии в ранний меловой период (125-105 млн лет назад). Животное, атаковавшее его — барсукоподобный Repenomamus robustus. По меркам динозавров он был маленьким, но при этом одним из самых крупных млекопитающих того времени.
Анализ окаменелости показал, что пситтакозавр лежит на животе, а его задние лапы сложены по бокам. Repenomamus сидит сверху, сжимая лапой челюсть динозавра и вгрызаясь в его ребра. Тело млекопитающего закручено вправо, а задняя лапа зацеплена за ногу жертвы. По словам авторов работы, все это свидетельствует об активной атаке.
Прежде палеонтологи уже находили в желудке Repenomamus окаменелые кости детенышей пситтакозавров. «Мы уже знали, что эти два вида встречались, но окаменелость впервые показывает нам, что млекопитающее могло быть хищником», - говорит Джордан Мэллон, палеобиолог из Канадского музея природы и соавтор исследования.
Оба участника битвы происходят из известной области в Китае, которую иногда называют "Помпеи динозавров". Место известно большим количеством окаменелостей млекопитающих, ящериц, амфибий и динозавров, которые были погребены под грудами пепла и обломков после одного или нескольких вулканических извержений. Это подтверждает и анализ вулканического материала в окаменелости.
Исследователи исключают вероятность, что млекопитающее просто поедало тушу умершего динозавра, на костях которого не обнаружили следов зубов. И вряд ли животные могли так переплестись, если бы динозавр был уже мертв. Положение Repenomamus над пситтакозавром предполагает, что он был нападающим.
В современном мире известны случаи, когда маленькие животные нападают на более крупную добычу. Одиночки росомахи иногда охотятся на карибу, домашних овец и других животных крупнее себя. А в африканской саванне дикие собаки, шакалы и гиены нападают на еще живую добычу, которая падает в состоянии шока.
Хорошего вам дня, друзья! Через какой бы ад вы ни проходили даже мимолетом, пусть он вас отпускает, как он отпустил этот дрон, налетевший на раскаленный кусок вулканической массы. Да пребудут с вами спасительные восходящие конвекционные потоки воздуха хорошего настроения.
Люди верят в конспирологические идеи и теории из глубоко рациональных соображений. А не потому что тупые. Тем более, вопреки довольно популярному до сих пор стереотипу, связь между уровнем интеллекта, образованием и верой во всякие вроде как бредни вообще-то достоверно не установлена. Верят и умные, и образованные, и глупые, и неучи.
Вышло новое исследование на эту тему. Оно не открывает Америки, но позволяет на конкретных данных лучше понять, что может стоять за таким важным социальным явлением. Пандемия со взрывным ростом антивакцинаторских движений особенно наглядно показала, что такая вера может оказывать серьезные последствия для целых обществ, так что разбираться в природе поддержки конспирологии важно и нужно.
Так вот это метаисследование, то есть не свои данные собирали, а сделали обзор по 170 уже проведенным научным работам, проведенным в США, Великобритании и Польше. Брали только те материалы, где изучалась мотивация, почему люди придерживаются тех или иных воззрений.
Учитывается, что факторов, конечно, много, влияющих на принятие конкретных идей, но при всем разнообразии факторов и несмотря на разницу методологий нечто общее, что встречается в большинстве работ, обнаружилось: потребность людей в ощущении безопасности, понимании того, что происходит вокруг тебя здесь и сейчас (а не вообще, как мир устроен). Особенно важным оказалось ощущение социальной защищенности, если первые две потребности (безопасность и понимание) не достигаются.
То есть не так важно, какое у тебя образование (формальное или реальное), как то, что говорят люди, к которым ты себя относишь и которым доверяешь просто потому, что вместе лучше, когда что-то идет не так. В обычное время это не очень заметно, потому что нет угрозы или стресса, как ответную, часто неосознанную реакцию, стремление идейно, интеллектуально “прижаться к своим”. А свои — такие же люди, в стрессе могут поддаваться самым некачественным объяснениям того, что же происходит: “эта вакцина убивает”, “власти создали этот вирус” и так далее — главное, что их источник те, кому ты в таких условиях больше доверяешь, чем другим. Рациональность такого поведения в том, что опираешься в условиях кризиса на тех, кто, по твоей оценке, более понятен, надежен и проверен.
Поэтому, как считают авторы исследования, мотив “прижаться к своим” работает хорошо в теориях заговора, связанных с конкретными событиями, кризисными ситуациями, а не устройства мира. И это очень интересный момент. Его стоит подчеркнуть.
Ранее другие исследования показывали, что большую роль в принятии теорий загоров имеют конкретные личные особенности людей: нарциссизм и паранойя. Такие люди верят в более абстрактные, вечно зеленые теории типа химтрейлов (”власти контролируют общество через сброс вредной химии с самолетов, следы которых вы все видите в небе”).
Но социальная идентичность (”прижаться к своим”) начинает толкать людей в систему координат сомнительных объяснений в условиях кризиса, угроз, незащищенности, поэтому поддаются люди разных социальных слоев, характеров и уровней образования идеям не абстрактным, а связанным с источником возникшей опасности.
Возможно, если удастся нащупать нерв этой механики, то противодействовать конспирологии можно будет эффективнее, чем сейчас: сначала доказываешь, потом споришь, а когда терпение кончилось — ругаешься. Не надо так. В любом случае.
Искусственная мышца, которая может “чувствовать”, что с ней происходит, растяжения и деформации: исследователи разработали конструкцию с переменной жесткостью и обратной связью. Это очень-очень большое дело, если удастся развить применение в мягкой робототехнике и медицине.
Новая “мышца”, как и естественная, может мгновенно переходить из “расслабленного”, мягкого состояния, в “жесткое”, напряженное. Изменение доходит до 30 раз. А растяжение может выдерживать более чем на 200% вдоль “ткани”.
Что важно, это не ткань, конечно, но все равно относительно простая в создании и весьма надежная в применении штука. Там нет хитрой электроники или каких-то сверхтехнологий, что дает дополнительные (и неплохие шансы) на внедрение технологии в жизнь.
Авторы решили списать у природы, но как это к лицу инженерам. У мышцы три основных элемента. Катод: его делают из углеродных нанотрубок, смешанных с жидким кремнием, которые с помощью ультразвука напыляют равномерно для создания тонкого слоя катода, он же служит “чувствительной” частью искусственной мышцы. Анод делают еще проще — из мягкой металлической сетки. А между катодом и анодом — то, что авторы называют слоем активации, он и отвечает за изменение формы или деформацию искусственной мышцы при подаче электричества. Напряжением сокращение конструкции и регулируется.
Гипотетически из таких штук можно было бы собирать людям новые мышцы или протезы уже не с приводами, как сейчас, а с подобными мышечными тканями, которые обеспечивают более естественное движение, а главное, намного дешевле, доступнее и надежнее. Здорово может помочь в развитии экзоскелетов (внешних конструкций, помогающих людям справляться с физическими нагрузками). И, конечно, роботам, которым нужная эластичность, гибкость, чтобы выполнять больше функций. Потому что “жесткие” роботы сильно ограничены своей негибкостью: не могут пролезать в труднодоступные для людей места, проще ломаются при неплановых нагрузках и т.д.
Астрофизики обнаружили самую холодную звезду с радиоизлучением. На ней можно было бы приготовить пиццу при некоторой сноровке, потому что температура на ее поверхности примерно такая же, как в очень хорошей духовке — 420 °C.
Ученым очень повезло с WISE J0623, которая находится в 38 световых годах от нашего Солнца. Дело в том, что объект относится к классу коричневых карликов — это несостоявшиеся звезды, которым не хватило массы, чтобы запустить термоядерные реакции. Они меньше “заведенных” звезд, но больше планет (13-80 масс нашего Юпитера). В итоге ни то ни сё. Из-за этого они и не отличаются электромагнитной активностью по сравнению с действительно горячими звездами, из-за чего их очень сложно заметить в радиотелескоп.
Но в новом исследовании астрофизики использовали новый метод, который позволил среди 3 млн источников радиоизлучения в космосе (куда были направлены 36 антенн австралийского радиотелескопа SKA Pathfinder) они смогли выделить сигнал этого коричневого карлика. Обнаруженный WISE J0623 отличается стабильными пульсациями. Откуда берется излучение, если это недозвезда?
Другое недавнее исследование показало, что оно связано с магнитным полем карлика, а повторения сигналов совпадают с циклом обращения звезды.
P.S.
На всякий случай. Пикча — не фото, даже не тот самый карлик, а рисунок, сделанный художником под присмотром специалистов из НАСА, как могут выглядеть коричневые карлики: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva
Квантовый компьютер победил суперкомпьютер в сложных вычислениях. Хотя есть кое-какие “но”, все же это одно из редких и важных достижений квантовых машинок, которое дает надежду на их прогресс. Результаты опубликованы в научном журнале Nature.
Главное, что мешает квантовым обойти классические компьютеры — уязвимость к “шумам”, всевозможным излучениям и помехам, от банального тепла до космических нейтрино, любые помехи приводят к значительным ошибкам в результатах. Классические компьютеры пока куда устойчивее. Новое исследование показало, что можно при довольно значимых помехах получать надежные результаты.
В испытаниях участвовали квантовый компьютер "Eagle" от IBM, состоящий из 127 кубитов и классический суперкомпьютер из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли (Калифорния, США). Надо было вычислить наиболее вероятное поведение организованных в сетку и взаимодействующих между собой атомов. С увеличением числа атомов сложность задачи радикально возрастала. Обычно суперкомпьютеры справляются с расчетами для большого количества частиц, но у них есть предел, когда задача становится настолько сложной, что стандартные методы вычислений уже не работают.
В итоге, когда классический суперкомпьютер перестал справляться, "Eagle" продолжал находить решения. Забавно, что перепроверить точность этих решений было невозможно. Но судя по тому, что до этого рубежа результаты квантового и обычного суперкомпьютера совпадали, то и дальнейшие расчеты квантового компьютера признали успешно пройденными. Но о том, что достигнуто так называемое квантовое превосходство (когда доказано, что такое не сможет повторить ни один классический компьютер или алгоритм), авторы не заявляют, и молодцы, потому что основания для этого нет.
Главное достижение исследователей — это новый метод учета и компенсации “шумов”, с помощью которого авторам удалось впечатляюще повысить эффективность квантовой машины. Ну и это не гонка на выживание, никто всерьез и на трезвую голову не мечтает заменить классические компьютеры. Речь идет о хорошей такой конкуренции подходов и алгоритмов, от которой выиграют, надо надеяться, и традиционные компьютеры.
У прогресса непростые отношения с рабством. Интересно, может ли прогресс обеспечить свободу, если мы и наши нравы меняются, конечно, но не так, как наши возможности? В общем, горячо рекомендую новый выпуск Redroom, одного из самых увлекательных каналов про историю, особенно если вы не поклонник истории
https://www.youtube.com/watch?v=k3KcZdDrsno&feature=youtu.be
Недавно телескоп Джеймса Уэбба запечатлел шесть древних галактик. Они оказались настолько огромны, что их размер поставил под сомнение наши представления космосе.
Дело в том, что галактики оказались намного ярче, а значит, больше и старше, чем должны быть, если наши космологические теории верны. Например, одна из них, возраст которой, по оценке ученых, составляет 700 миллионов лет, содержит примерно столько же звезд (более 100 млрд), сколько наша галактика собрала за целых 13 миллиардов лет.
То есть ученые столкнулись с тем, что не укладывается в современную теорию эволюции Вселенной. Прошло слишком мало времени, чтобы галактики успели собрать столько материи и превратить ее в такое количество звезд.
Астрономы стали анализировать данные: некоторые склонялись к тому, что эти шесть галактик не такие массивные, как считали сначала, а другие предполагали, что они могут быть еще больше.
Астрофизики из Еврейского университета в Иерусалиме предложили свою разгадку.
Известно, что на образование звезд уходит только 10 процентов газа в молекулярных облаках, остальное выдувается ветром, создаваемым при рождении звезд. То есть чем больше звезд образуется, тем меньше газа остается для образования новых. Израильские ученые предположили, что в ранней Вселенной молекулярные облака, из которых рождаются звезды, были намного плотнее, что позволяло газу быстрее сжиматься и превращаться в звезды в течение очень короткого времени. Таким образом галактики могли быстро накопить аномальное, по нашим представлениям, количество звезд.
Конечно, такой аномалии недостаточно, чтобы опрокинуть современную космологию. Поэтому сейчас в первую очередь ищут те механизмы, которые мы могли недооценить и смотрят, могут ли они объяснить наблюдение в пределах прежней парадигмы.
Идея израильских ученых теперь сама нуждается в подкреплении новыми наблюдениями.
Молниеносная красота. Это первые кадры с нового метеорологического спутника. Они даже толком не обработаны. Все огоньки и вспышки, что вы сейчас наблюдаете — это молнии, причем даже небольшие и слабые.
Снимки сделаны инструментом для слежения за молниями Lightning Imager, он улавливает даже незначительные проблески. У него четыре камеры, которые покрывают Европу, Африку, Ближний Восток и части Южной Америки (вы их видите на этом ролике, кроме Ю. Америки). Камеры включены круглые сутки и непрерывно передают данные на землю.
Для метеорологов это очень полезный инструмент, потому что он поможет лучше понимать и прогнозировать погоду особенно в отдаленных регионах, где наблюдения за молниями часто просто невозможны.
Если вы дружите с английским и вам интересно узнать побольше, то здесь целых 40 минут большого доклада про заступивший на службу спутник.
