Физика

Ученые из университета Джона Хопкинса внесли свой вклад в создание микроминиатюр, только научных, то есть с научными целями. Они нанесли наноточки из золота на поверхность живой клетки человека — фибробласта.

Каждый год коррозия съедает 10% всей произведенной за год стали. А то и больше. Разрушаются мосты, гниют системы канализации, нефтепроводы, падают крыши — это все проделки коррозии. В общем, если посчитать все, то получится 2–4% ВВП.

Cистему распознавания болезней по языку с помощью ИИ придумали инженеры из багдадского Среднего технического университета. Робот с вероятностью 94% распознал диабет, анемию и нарушения мочеиспускания. Предполагается, что такой ИИ будет узнавать 10 заболеваний с точностью выше 80%.

Технологии виртуальной реальности, которые нужны для тренажеров и компьютерных игр, дают более глубокое погружение в образный мир, чем любой дисплей. В комбинации с ней привычная электроэнцефалография предоставляет ученым дополнительную информацию о нейронных процессах в мозгу. Исследователи из Университета Техаса в Остине разработали новый удобный датчик для ЭЭГ и подключили его к коммерческому устройству Meta VR. Они также создали компьютерный симулятор езды на автомобиле с кнопкой отклика на команды. Он позволил измерить электрическую активность мозга при принятии решений. Новую технологию ученые планируют применять и для диагностики уровня тревожности пациента, а также тренировать его реакцию на внешние раздражители для ее лечения.

Музыка — древнее человеческое занятие, однако изменения, которые при ее прослушивании происходят в мозгу, до сих пор окончательно не ясны. Этими вопросами давно занимается группа западных нейрофизиологов, которая исследует электрический отклик мозга. На этот раз ученые первыми показали, что по электрическим сигналам слуховой коры можно определить строчки песни и различить слова в них, то есть воссоздать музыкальность речи. Для этого исследователи вновь провели детальный анализ экспериментальных данных, полученных десятилетие назад, когда ученые пытались понять, как мозг различает музыкальные произведения и их жанры. Результаты работы многообещающи, особенно для тех, кто из-за инсульта, ранений или паралича не может говорить внятно.

Ученые многих научных центров создают приборы, которые позволят говорить больным, даже парализованным людям. Большой шаг в разработке искусственной речи сделали европейские исследователи, которые научили программу искусственного интеллекта декодировать электрические сигналы, протекающие по сенсомоторной коре, и с точностью 92% преобразовывать их в слова. ИИ управлял синтезатором речи, говорившим голосом самого больного. В эксперименте участвовали больные эпилепсией, которым для лечения их заболевания вживили сенсоры в мозг. Нейрофизиологи уверены, что их достижения уже сейчас можно внедрять в клиническую практику.

Один из путей к разрешению столетней загадки о том, как мозг и нос работают вместе, лежит в установлении принципиально новых экспериментальных зависимостей и корреляций. Американские исследователи создали искусственный интеллект, способный соотнести запах вещества и структуру его молекулы. Алгоритм достиг уровня эксперта в различении и точном словесном описании запахов. ИИ также может предвидеть новые запахи для парфюмерной индустрии или синтеза составов для отпугивания насекомых. Алгоритм выдал описания запахов и их силу для полумиллиона молекул, которые еще не синтезированы.

Автопилотная технология облегчает управление автомобилем. Она снижает напряжение водителя и позволяет ему распорядиться своим временем более продуктивно. Так при движении в пробке он может убрать руки с руля и переключить внимание на центральный дисплей автомобиля, чтобы заняться другими задачами, например, изучить маршрут. Но водителю обязательно придется вернуться к управлению. Перед этим автопилот пошлет специальный сигнал. Однако успеет ли водитель среагировать? Оказалось, это можно понять по его глазам. Группа английских инженеров смогла добиться этого с помощью искусственного интеллекта.

Большинство маленьких роботов имеют самую простую форму куба, но есть семейство, которое подобно животным может менять свою форму. Американские инженеры создали прототип робота, который способен протискиваться через вертикальные щели. Сейчас четвероногий робот весом 2,6 г и размерами 3,4x3,4 см проходит испытания. Каждая его секция представляет собой кубик с пьезоэлектрическим приводом и ногой, который может стать частью четвероногого или многоногого робота. Он будет изменять форму за счет гибкого сочленения секций, а дополнительные модули смогут придать ему нужную форму и добавить проходимости.

Тропические леса важны для поддержания состава атмосферы планеты и сохранения ее биоразнообразия. Немецкие ученые изучили оставленные луга и бывшие плантации какао в Северном Эквадоре, которые вновь зарастают лесом. Биологи решили проверить, можно ли использовать лесные звуки, чтобы с помощью искусственного интеллекта определять, из кого состоят сообщества птиц, амфибий и млекопитающих, а также вычислить степень зарастания территории. Сейчас ученые активно работают над совершенствованием своих алгоритмов и расширением количества данных для их обучения.

Оценка реагентов и продуктов химических реакций по внешнему виду — рутинная лабораторная практика. Ученые из Университета Хоккайдо разработали программу искусственного интеллекта, которая определяет состав смесей твердых веществ по одной фотографии. Ее обучали на нескольких сотнях фотографий смеси сахара и соли с разными пропорциями. Точность результата вдвое превзошла точность самого опытного химика. Программа успешно различала даже химически близкие вещества с минимальной разницей в атомном и молекулярном строении. Алгоритм будет полезен и в лабораториях, и на производствах — везде, где нужно быстро оценить качество и чистоту реагентов и продуктов реакций.

У исследователей из Университета Райса появилась идея смешать две формы нитрида бора, мягкий и твердый, сделать из смеси нанокомпозит и посмотреть, что получится. Оказалось, что тепловые и оптические свойства смешанного материала сильно отличаются от среднего значения двух разновидностей нитрида бора. Композит из этих двух, казалось бы, противоположных материалов превзошел их по разным функциональным возможностям.

Так ли уж углерод-нейтрально биотопливо? Так ли оно безвредно для окружающей среды? Немецкие ученые задались этим вопросом и пришли к очевидному выводу. Биотопливо в конечном итоге наносит климату больше вреда, чем пользы.

ChatGPT фирмы OpenAI приковывает к себе внимание не только обычных пользователей, но и академического сообщества. Недавно он стал предметом исследования ученых одного из американских университетов, которые решили проверить на креативность последнюю версию GPT-4. Они провели совместное тестирование чат-бота и студентов с помощью известного уже десятилетия теста творческого мышления Торренса. Исследователи анонимно оценили сгенерированные чатом ответы на вопросы вместе с ответами контрольной группы из 24 студентов. Затем ученые сравнили их с успехами 2,7 тысяч студентов колледжей США, прошедших точно такой же тест в 2016 году. При оценке выводов исследования стоит помнить, что итоги психологических тестов достаточно условны даже для человека.

Пространство, окружающее кровеносные сосуды головного мозга, необходимо для движения спинномозговой жидкости в его тканях. Эти водные растворы доставляет питательные вещества клеткам мозга и удаляют продукты распада. Междисциплинарная команда ученых предложила новый метод измерения скоростей потоков жидкости, чтобы точно и локально определять ее параметры. Ученые измеряли потоки в мозге мышей с помощью оптических методов, а к обработке результатов применили искусственный интеллект. Он то и выявил детальную трехмерную картину физических параметров течений на базе гораздо менее точных измерений. Исследователи считают, что их работа поможет развить новые методы лечения заболеваний мозга.

Задача создания нейроморфа, компьютера из искусственных элементов, который функционирует как человеческий мозг, остается вызовом будущего. Его элементами смогут служить резисторы с памятью, мемристоры. Вернее, их оптические аналоги. Им посвящен новый обзор инженеров Питтсбургского университета. Он дает исчерпывающее представление о прогрессе их применения в нарождающейся области фотонных интегральных схем, обсуждает эволюцию и перспективы применения, а также технологию изготовления оптических мемристоров, ее достоинства и проблемы, требующие решения.