«Химия и Жизнь», Декабрь 2024

В последнее десятилетие идут непрерывные дискуссии о том, как искусственный интеллект поработит мир, став умнее человека. Однако все гораздо прозаичнее. Много реальнее угроза вырождения самого ИИ, захватившего информационное пространство. Он может просто сожрать самого себя.

Нобелевскую премию по физике в 2024 году получили Джон Джозеф Хопфилд из Принстонского университета и Джеффри Эверест Хинтон из Университета Торонто за создание основ машинного обучения с помощью нейронных сетей.

Фрэнк Розенблатт собрал свой фотоперцептрон Marc I в 1957-м, а соноперцептрон — в 1967 году. А как в это время в принципе обстояли дела с вычислительной техникой? Как ее уже использовали и что люди думали о ее роли в народном хозяйстве? Составить некоторое представление об этом можно, прочитав опубликованный в декабре 1965 года репортаж корреспондента «Химии и жизни» с Международной выставки в Сокольниках.

Две из трех Нобелевских премий за естественные науки 2024 года отмечают достижения в области информационных технологий. Лауреатами Нобелевской премии по химии стали Демис Хассабис и Джон Джампер «за предсказание белковых структур» и Дэвид Бейкер — «за компьютерный дизайн белков». Иначе говоря, за построение трехмерной структуры белка по линейной последовательности его аминокислот и за подбор последовательности аминокислот для получения белка с определенными свойствами и структурой.

Нобелевская премия по физиологии или медицине присуждена Виктору Эмбросу и Гэри Равкану «за открытие микроРНК и их роли в посттранскрипционной регуляции гена». В 1993 году они впервые описали особую РНК нематоды Caenorhabditis elegans, которая не кодировала белок, но регулировала активность другого гена. Так был открыт еще один механизм, управляющий превращением генотипа в фенотип.

Когда людям не хватает еды, они готовы есть что угодно. В некоторых странах едят насекомых. Их потребляют более 2,5 миллиарда человек, преимущественно жители тропиков, однако не как основное блюдо, а как дополнение к трапезе. Но в последние десятилетия специалисты разных областей заговорили о том, что хорошо бы кормить насекомыми все человечество. Насекомые богаты белком и витаминами, их можно выращивать и перерабатывать в промышленных масштабах, причем это обойдется намного дешевле, чем производство мяса или птицы. И промышленность уже развернулась, в том числе европейская, и еженедельно производит десятки тонн разных насекомых, только люди их вкушать не желают! Поэтому производители не жалеют сил, чтобы преодолеть сопротивление потребителей.

Чтобы выяснить, как работает мозг наряду с картами нейронных связей ученые стали использовать искусственные нейросети. Исследователи построили копию зрительной системы плодовой мушки, где каждый искусственный нейрон и синапс соответствуют нейрону и синапсу в ее мозге. После глубокого обучения сети выявлению движений на видеороликах, нейрофизиологи смогли сопоставить реакции сети с возбуждением отдельных нейронов. Работа открывает путь к объединению данных разных источников о строении и работе мозга, а также к проверке гипотез о природе мышления.

Ученым впервые удалось сильно поправить зрение людей с редким наследственным заболеванием. К врожденному амаврозу Лебера приводят мутации в гене, который отвечает за производство белков сетчатки. В эксперименте участвовали 15 человек, включая троих детей. Генный препарат одноразово вводили шприцом под сетчатку. После лечения зрение пациентов улучшилось в среднем в 100 раз, а у двоих из них стало острее в 10 тысяч раз. Изменения происходили быстро, часто в течение первого месяца после начала терапии, и продолжались не менее 12 месяцев. Настолько эффективной может быть генная терапия, в том числе нервной ткани.

Убеждения о мире, которых придерживается человек, появляются в результате сложного взаимодействия внешнего влияния и его внутренней жизни. Исследователи предложили количественную теорию, которая рассматривает динамику убеждений на индивидуальном и социальном уровнях одновременно. Теория строится по аналогии со статистической физикой и используют ее развитой формализм — ученые определили соответствие физических параметров и психологических понятий. Авторы считают, что их подход сможет решить много проблем, например предложить новые инструменты для борьбы с ростом поляризации мнений в обществе.

В повседневной жизни сегодняшнего мира цифры, например стилизованные арабские, окружают нас повсюду. Они появляются в различных электронных устройствах, в таймерах обратного отсчета времени на светофорах, в светодиодных табло. Если такой символ частично перекрыть каким-нибудь предметом или замазать, то человек не сможет его точно опознать и будет колебаться в интерпретации увиденного числа. Это явление бистабильности при восприятии простых символов стало основой для исследования группы психологов, которые решили глубже понять, как работает визуальная кора головного мозга.

Учебники нейрофизиологии традиционно связывают гиппокамп с памятью на события и ориентацией в пространстве. Новое исследование доказывает, что он также играет решающую роль в извлечении информации из памяти и в организации сложных изменяющихся последовательностей движений. Это, например, печатание на клавиатуре, письмо или игры на музыкальных инструментах. В экспериментах ученые по активности гиппокампа могли предсказывать порядок движений пальцев. Результаты исследования противоречат принятому в учебниках каноническому разделению систем памяти.

Дикие животные вредят сельскому хозяйству. Взять, к примеру, слонов. Обладая отменным аппетитом, физической силой, недюжинными умственными способностями и упорством в достижении цели, они наносят значительный ущерб посевам. У слонов есть родственники — даманы. Со слонами их роднит общий предок, живший примерно 65 миллионов лет назад, образованные из резцов бивни, похожие на копытца ногти и некоторые другие особенности. И хотя эти очаровательные существа далеко не так крупны, их появление у забора вызывает панику не меньшую, чем стадо слонов.

На циклотроне Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли ищут неизвестные ядра. Интенсивный ионный пучок при его падении на мишень с трансурановыми элементами дает возможность выбить из нее элементы с номерами более 114. Синтезированные сверхтяжелые ионы, которые вылетают из мишени, разделяют в электромагнитном сепараторе и детектируют. После запуска нового шведского детектора элементов, состоящего из 14 кремниевых пластин, экспериментаторам удалось обнаружить две цепочки распадов ядер ливермория (116 протонов). С этого года начнется длительная серия по синтезу нового элемента с номером 120, которая может занять несколько лет.

Мягкие пневматические датчики, в которых сигнал передается давлением жидкости, нужны там, где применение электричества нежелательно, например из-за опасности взрыва или в сильных электромагнитных полях. Исследователи впервые разработали панель таких датчиков из листа силикона размером в несколько сантиметров с 32 прямыми жидкостными каналами в доли миллиметра. Измерение динамики сопротивления потоку жидкости в каждом канале позволяет точно определить область, величину и скорость деформации панели при внешнем воздействии. Мягкий тачпад чувствует два одновременных прикосновения и даже определяет буквы, прочерченные на нем пальцем. Прежде всего он пригодится в медицине.

Инженеры создали 3D-принтер, который может автоматически измерить помещение, например цех или комнату, и прямо на месте напечатать необходимые для него предметы. Прототип с пару обувных коробок, с рукой для подачи биопластика перемещается по помещению, сканирует его с помощью лазера и строит его трехмерную модель. Ее можно редактировать и добавлять в нее разные предметы. Затем принтер перемещается в указанное место и печатает объект. Прибор способен создать такие детали интерьера, как указатели, вазы, ступеньки лестниц, подставки, миски для животных и пр. Сейчас инженеры работают над тем, чтобы принтер смог удалить свои объекты и переработать их пластик.

В традиционной электронике для соединения слоев многослойных чипов обычно используют отверстия, которые при деформации материала могут изменять свою форму. Исследователи разработали новый метод получения соединений для мягких печатных плат. Чтобы сформировать непрерывный и гибкий проводник, связывающий прилежащие к друг другу слои платы, ученые использовали лесенку микрокапель жидкого металла. Специалисты научились направленно и контролируемо создавать ее внутри еще не отвержденной заготовки. Метод дает возможность создавать гибкие схемы сложной архитектуры со множеством проводящих каналов и связывать слои в разных плоскостях.

Дорогая зола и шлаки служат традиционными добавками к изделиям, напечатанным на бетонном 3D-принтере. Инженеры исследовали, как влияют наноразмерные включения на более дешевые бетонные смеси с известняком и прокаленной глиной в качестве добавок. Также исследователи вводили в смеси нанопластинки графена, который обладает исключительной механической прочностью. Оказалось, что примесь графена в оптимальном к весу цемента соотношении 0,05% увеличивает предел текучести смесей, а также модуль упругости изделий, например повышает прочность бетона на сжатие на 23%.

Ним (Azadirachta indica) — тропическое вечнозеленое дерево высотой до 20 метров и с кроной такого же диаметра. Его родина — индийский субконтинент. Ним также выращивают в северной части Ирана и в Африке. Дерево не требовательно к качеству воды и хорошо выдерживает засушливый климат, к тому же оно раскидистое, с толстыми ветвями и дает густую тень. В странах, где растет A. indica, традиционная медицина использует его очень широко.

Мы продолжаем серию публикаций, посвященных сопоставлению научно-технических идей, высказанных когда-либо в научной фантастике, и современных их реализаций. В этом номере А. Речкин ищет литературные истоки телеуправляемого транспорта, робота-стоматолога и воздушной завесы для индивидуальной защиты от вирусов.

Сторонники гипотезы палеоконтакта очень любят ссылаться на наскальные изображения человекоподобных фигур с рогами или в скафандрах. Если не брать в расчёт инопланетян, тогда рога оказываются просто украшением, а различные предметы — обычным инвентарем. Если же привлечь для объяснения инопланетян, то сразу становится понятно, что рога — это антенны устройств связи. Какой связи? А кто их, инопланетян, знает. Но с появлением FPV-дронов всё начинает сходиться: лица на рисунках закрыты очками виртуальной реальности, рога — приемные антенны от дрона, ну а щиты становятся пультами управления, передающими сигнал на дрон с помощью плоской спиральной антенны.

Этого бала ждали двадцать пять лет — с тех самых пор, как в Шуфлере побывала фея Ханенфус. Она уже тогда имела неоднозначную репутацию. С одной стороны, она была несомненная фея, причем добрая, а не какая-нибудь злая колдунья, и ей удавались довольно сложные и необычные чудеса. С другой стороны, последствия этих чудес часто бывали такими, что и заказчики (а к фее Ханенфус, несмотря ни на что, иногда обращались заказчики), и ненароком подвернувшиеся посторонние только горестно вздыхали, подсчитывали убытки и зарекались на будущее связываться с колдовством. Знающие люди старались фею Ханенфус ни в коем случае не обижать, но и дела с ней по возможности не иметь...

Союз охраны птиц России объявил 2025 год Годом грача. Грач, можно сказать, спутник человека, любит развитое сельское хозяйство, при котором аграрии часто пашут поля и так обеспечивают птицу питанием. Впрочем, у них есть и другое место для жизни: населенные пункты; тут стол на помойках накрывают каждый день независимо от сезона. Поэтому сейчас в крупных мегаполисах, даже таких северных, как Москва, сформировались оседлые популяции грачей.

Искусственный интеллект (ИИ) теперь применяют для формирования выдачи результатов поисковых запросов. Однако разноязычные ИИ живут в разных реальностях и их ответы на запросы могут несколько отличаться.

В мастерскую Валька зашел по поручению мамы — узнать, чинят ли пылесосы.
— Старье, — махнул рукой мастер, глянув на коробку в руках мальчика. — У нас и запчастей к ним нет. Новый покупайте. С нынешними забот меньше, всех дел — кнопку нажать. А этот вон ему отдай.
Он кивнул на робко заглянувшего в дверь мастерской робота.
— Извините, — прохрипел робот. Динамик у него барахлил. — Не найдется ли у вас лишней детальки?..