Посткиберпанк

Учёные из Китая создали новый датчик для андроидов, который может быстро адаптироваться к очень яркому или очень тёмному освещению — примерно за 40 секунд. Это быстрее, чем человеческий глаз, который тоже умеет приспосабливаться к таким условиям, но требует для этого несколько минут.

Как это работает? В датчике используются крошечные частицы, называемые квантовыми точками. Они умеют превращать свет в электрические сигналы. Учёные сделали так, что эти квантовые точки могут «запоминать» свет, как губка впитывает воду, а потом при необходимости отдавать его, похожим образом, как наши глаза накапливают светочувствительные вещества, чтобы лучше видеть в темноте.

Сам датчик состоит из нескольких слоёв, в которых эти квантовые точки находятся вместе с другими материалами. Благодаря такой конструкции он быстро реагирует на изменения освещения — например, если машина выезжает из тёмного туннеля на яркое солнце, датчик мгновенно подстраивается.

Кроме того, этот датчик умнее обычных систем машинного зрения. Он сразу «отбрасывает» ненужные детали и передаёт только важную информацию, что экономит энергию и ускоряет работу. Это похоже на то, как наши глаза сосредотачиваются на главном, а не на всём подряд.

В будущем учёные планируют сделать такие датчики ещё более сложными и добавить в них искусственный интеллект, чтобы они могли сразу обрабатывать данные и помогать автономным автомобилям и роботам лучше ориентироваться в меняющихся условиях освещения.

Главное преимущество этого изобретения — оно позволяет машинам «видеть» там, где обычные датчики уже не справляются, делая их работу безопаснее и эффективнее.

Для создания робота учёные смешали неодиумовые магнитные частицы и сахар с химически стабильным полимером. Затем сахар растворили, оставив поры для увеличения площади поверхности. Полимер обработали плазмой, чтобы он притягивал воду и другие жидкости.

«Мы хотели создать чистую и быструю систему без остатков — важно для медицинской диагностики и работы с реактивами», — отметил автор Лин Гуй.

Магнитные частицы позволили управлять роботом с помощью магнитных полей. Мощные неодиумовые частицы сделали робота более отзывчивым и эффективным по сравнению с существующими моделями.

«Ранее магнитные методы были слабыми, ограничивая размер и скорость капель, а добавки часто вызывали коррозию или загрязнение», — пояснил Гуй. «Создать робота с сильным магнитным полем, химической стойкостью и высокой скоростью — задача для инновационных материалов и инженерии».

В экспериментах робота направляли к капле жидкости, которую он мог перемещать благодаря притягивающему покрытию.

На низких скоростях робот объединял капли для реакции, на высоких — делил каплю на меньшие части.

Благодаря мощным магнитам скорость робота была в 20 раз выше предыдущих моделей, он мог переносить капли почти в миллилитр и устойчив к агрессивным веществам, таким как кислоты.

Команда планирует применять робота в лабораториях для автоматизации процессов и в медицине для минимально инвазивных операций. В будущем хотят уменьшить устройство для работы с нанолитровыми каплями и интегрировать датчики для доставки лекарств или очистки загрязнений.

«Мы стремимся миниатюризировать робота и расширить его возможности», — сказал Гуй.

Абсолютный предел точности: загадка, которую стоит разгадать!

Представьте себе ситуацию: вы пытаетесь рассмотреть маленький объект, скрытый за мутным стеклом неправильной формы. Вместо четкого изображения вы видите сложный световой узор, состоящий из множества светлых и темных пятен. Вопрос, который возникает: насколько точно мы можем определить, где на самом деле находится объект, основываясь на этом изображении?

Эта задача имеет огромное значение для таких областей, как биофизика и медицинская визуализация. Когда свет проходит через биологические ткани, он теряет информацию о более глубоких структурах. Но какую часть этой информации можно восстановить? Ответ на этот вопрос не только технический — здесь вступает в игру сама физика, устанавливающая фундаментальные ограничения.

Здесь на помощь приходит теоретический показатель, известный как информация Фишера. Этот показатель описывает, сколько информации содержит оптический сигнал о неизвестном параметре, таком как положение объекта. Если информация Фишера невелика, точное определение становится невозможным, независимо от того, насколько тщательно вы анализируете сигнал. Исходя из этого, команда смогла рассчитать верхний предел теоретически достижимой точности в различных экспериментальных сценариях.

Нейронные сети: учимся на хаосе.

Пока теоретики занимались расчетами, экспериментальная группа, возглавляемая Дорианом Буше из Университета Гренобля, провела захватывающий эксперимент. Лазерный луч направлялся на небольшой отражающий объект, скрытый за мутной жидкостью. На полученных изображениях были видны только сильно искаженные световые узоры. Условия измерения варьировались, что усложняло получение точной информации о местоположении объекта.

"Для человеческого глаза эти изображения выглядят как случайные узоры", — говорит Максимилиан Веймар, один из авторов исследования. Но вот в чём фишка: если мы введём множество таких изображений — каждое с известным положением объекта — в нейронную сеть, она сможет распознать, какие шаблоны связаны с какими позициями. После достаточного обучения сеть смогла очень точно определять положение объекта, даже с учётом новых, неизвестных шаблонов.

Почти на пределе физических возможностей.

Интересно, что точность прогнозирования была лишь незначительно ниже теоретически достижимого максимума, рассчитанного с использованием информации Фишера. "Это означает, что наш алгоритм, поддерживаемый искусственным интеллектом, не только эффективен, но и почти оптимален", — утверждает профессор Роттер. Он обеспечивает почти ту же точность, что и законы физики.

Это открытие имеет далеко идущие последствия: с помощью интеллектуальных алгоритмов оптические методы измерений могут быть значительно усовершенствованы в широком спектре областей — от медицинской диагностики до исследований материалов и квантовых технологий. В будущих проектах исследовательская группа планирует сотрудничать с партнёрами из прикладной физики и медицины, чтобы исследовать, как эти методы, поддерживаемые искусственным интеллектом, могут быть использованы в конкретных системах.

Таким образJV, мы стоим на пороге новой эры в оптических измерениях. Искусственный интеллект, в сочетании с глубокими знаниями о физике, открывает двери к более точным и эффективным методам визуализации. В будущем мы сможем разглядеть мир с такой чёткостью, о которой раньше могли только мечтать. И, возможно, в этом мире не останется ни одного «размытого пятна».

Компания электрических летательных аппаратов с вертикальным взлетом и посадкой (СВВП) Archer Aviation сообщила, что прототип воздушного такси Midnight с летчиком испытателем совершил свой первый полет.

Летчику в ходе испытаний удалось разогнать "Midnight" до скорости более 200 километров в час и достичь максимальной высоты 460 метров. Правда, во время тестов СВВП Midnight использовал для подъема в воздух взлетно-посадочную полосу.

Новая фаза испытаний, которая продемонстрировала надежность шасси аппарата, поможет компании собрать важные данные в поддержку ее программы по сертификации и коммерциализации Midnight в США и ОАЭ.

Archer Aviation планирует продолжить испытания, чтобы подтвердить эффективность и безопасность своего аппарата. В будущем компания намерена провести дополнительные тесты, которые включат в себя различные сценарии полета, такие как взлет и посадка в городских условиях. Это позволит продемонстрировать возможности Midnight в реальных условиях эксплуатации и убедить регулирующие органы в его надежности.

Кроме того, Archer Aviation активно работает над улучшением технологий, используемых в Midnight, чтобы обеспечить более высокую эффективность и меньший уровень шума. Это важно не только для удовлетворения требований клиентов, но и для соблюдения экологических норм, которые становятся все более строгими в глобальной авиационной индустрии.

С запуском Midnight, Archer Aviation надеется не только изменить подход к городским перевозкам, но и внести свой вклад в развитие устойчивого транспорта, предлагая пассажирам удобное и быстрое средство передвижения по городу. В ближайшие годы компания планирует начать коммерческие операции, что станет значительным шагом к внедрению воздушных такси в повседневную жизнь.

Некроз — это гибель клеток, вызванная сильным повреждением, инфекцией или стрессом. При разрушении клетки в нее поступает чрезмерное количество кальция, что нарушает ее нормальное функционирование и приводит к гибели. Содержимое клетки, включая токсичные вещества, проникает в окружающие ткани, вызывая воспаление и усугубляя повреждения.

В отличие от запрограммированной клеточной гибели, которая происходит упорядоченно, некроз представляет собой хаотичный и цепной процесс. Смерть одной клетки инициирует гибель соседних, что усиливает разрушение тканей. Ученые полагают, что именно так развиваются хронические заболевания, такие как болезнь Альцгеймера, почечная недостаточность и сердечно-сосудистые патологии.

По мнению исследователей, некроз — это не просто конечная стадия клеточной гибели, а ключевой механизм, способствующий системной дегенерации при многих заболеваниях. При возрастных болезнях, затрагивающих различные органы, непрерывные процессы некроза усугубляют патологические изменения. Это часто сопровождается ухудшением процессов заживления, что ведет к фиброзу, воспалению и дальнейшему повреждению клеток. Каждый каскад запускает и усиливает следующий.

Некроз также может затруднить освоение космоса. Во время космических полетов микрогравитация и космическая радиация ускоряют старение организма астронавтов. Исследование, проведенное в прошлом году, показало, что в условиях низкой гравитации функция почек быстро ухудшается, что вызывает опасения относительно безопасности длительных космических миссий.

Ученые считают, что борьба с некрозом может стать новым подходом к лечению заболеваний и открыть новые горизонты для космических путешествий.

«Предотвращение некроза, даже временное, может остановить деструктивные процессы, дать возможность восстановиться нормальным функциям и клеточному делению, а возможно, даже запустить регенерацию», — утверждает ведущий автор исследования, доктор Карина Керн.

Япония, продолжающая испытывать последствия экономического кризиса, тем не менее, порой демонстрирует впечатляющие достижения в области технологий. Исследователи из страны Восходящего Солнца установили небывалый рекорд скорости передачи данных — 1,02 петабита в секунду через оптоволоконный кабель толщиной всего 0,125 мм, что сопоставимо с обычными волокнами в современных сетях. Это немного быстрее, чем китайская 10G.

Учёные достигли нового мирового рекорда, передав 1,02 петабита данных (это примерно миллион гигабайт) на расстояние 1 808 км через специальное волокно с 19 каналами. Однако это не просто новый рекорд скорости. По мнению авторов исследования, их технология может подготовить интернет к эпохе «больших данных», искусственного интеллекта, 6G и интернета вещей.

Секрет успеха заключается в самом волокне. Инженеры разработали «19-полосную магистраль» в оболочке толщиной 0,125 мм, аналогичной обычному волокну. Каждый из 19 каналов передаёт данные независимо, обеспечивая одновременно огромный объём трафика.

Ранее высокие скорости удавалось достигать лишь на коротких участках из-за затухания сигнала. Команда Optic Publishing Group решила эту проблему, создав умную систему усиления для всех 19 каналов сразу в двух диапазонах света — C- и L-диапазонах. Они разработали 19 циркуляционных контуров, в которых сигнал прокручивался 21 раз, чтобы смоделировать передачу на почти две тысячи километров. На финише сигналы принимались специальным приёмником и обрабатывались цифровым процессором, который выделял полезную информацию даже из шумного потока.

Результат поистине впечатляет: рекордная скорость и максимальный на сегодняшний день показатель «ёмкость × расстояние» — 1,86 эксабита на километр, и всё это без утолщения кабеля или сложной модернизации.

Пока неясно, как можно использовать такие скорости, но японские исследователи предполагают, что это шаг к созданию «сильного» искусственного интеллекта, интернета вещей и других пока фантастических технологий, возможно, скорого будущего.

Возможно, 10G станет предвестником технологической сингулярности.