П'ять інновацій минулого тижня, які ви могли пропустити (11-17 липня)
Що знищить Землю
Вчені з Інституту майбутнього людства при Оксфордському університеті описали три найбільш реалістичні сценарії загибелі нашої планети. На думку експертів, кінець світу може настати або за сонячної активності, або через зіткнення з астероїдом, або в результаті виверження вулканів. Так, якщо на Землю впаде потужний потік високоенергетичних сонячних частинок, виникнуть бурі, які відключать всі електрика і занурять світ у темряву. Вийдуть з ладу мережі інтернет, банківські системи і все електронне обладнання.
Якщо на нашу планету впаде астероїд, він не тільки зруйнує будівлі, вб'є тисячі людей і виведе з ладу ключові елементи інфраструктури: підніметься хмара пилу, яка надовго приховає Землю від сонячного світла. Аналогічний сценарій передбачається і при виверженні вулканів: потоки лави зметуть все на своєму шляху. Причому реальні передумови для розвитку кожного із згаданих сценаріїв: зростає сонячна активність, до Землі на небезпечну відстань наближаються астероїди, а деякі вулкани на планеті ось-ось "прокинуться". Вчені також запропонували можливі варіанти на випадок виникнення однією з потенційних катастроф. Зокрема, щоб люди не померли від голоду, на деревах можна вирощувати гриби, а промислові підприємства зробити максимально незалежними від традиційних джерел енергії.
Нейтрино розкрили таємниці Всесвіту
На Міжнародній конференції з нейтринної фізики і астрофізики вчені з Університету Торонто представили результати експерименту, які допоможуть зрозуміти процес зародження Всесвіту і визначити її долю. Згідно офіційної теорії, Всесвіт утворився в результаті Великого вибуху, коли була рівна кількість матерії і антиматерії. Але така гіпотеза має "слабке місце": при зіткненні один з одним частинки матерії і антиматерії зникають, тобто Всесвіт по ідеї має складатися з порожнечі. А оскільки це не так, звідки взялася додаткова матерія, утворивши життя.
На думку астрофізиків з Університету Торонто, вся справа в тому, що матерія і антиматерія здатні переймати властивості один одного. Це вдалося встановити на прикладі нейтрино - частинок, які дуже складно "зловити", оскільки вони практично ні з чим не взаємодіють. Тим не менш, в процесі їх вивчення, фізики з'ясували, що нейтрино можуть бути електронні, мюонні і тау-нейтрино, причому один вид може трансформуватися в інший. Точно так само матерія і антиматерія можуть перетікати один в одного, і при формуванні Всесвіту в певний момент матерії стало більше, що і призвело до створення життя. Подібні експерименти важливі для розуміння процесів у Всесвіті і передбачення її подальшого розвитку.
Енергія води
Дослідники Федеральної політехнічної школи в Лозанні розробили новий метод отримання величезного обсягу екологічно чистої енергії. Технологія заснована на взаємодії прісної і солоної води через надтонку, в три атома, мембрану. Іони солі в солоній воді переміщуються через мембрану до тих пір, поки не зрівняється концентрація солей в обох рідинах. Заряджені електрикою іони солі збирають для отримання електроенергії, яку потім поставляють в енергомережу.
За допомогою такої технології виробляється необмежену кількість енергії: на площі мембрани 1 кв. м. , 30% поверхні якої покрито нанопорами, можна виробляти 1 МВт електроенергії. Цього, зокрема, вистачає для роботи 50 тисяч енергозберігаючих лампочок. Вчені кажуть, що такого результату вдалося досягти завдяки використанню нового матеріалу у мембрані - дисульфіду молібдену, який дозволяє позитивно заряджених іонів безперешкодно проходити через мембрану, тоді як негативно заряджені частинки відштовхуються.
Водна технологія (або технології осмосу) надзвичайно перспективна і може стати оптимальним джерелом альтернативної енергії: адже вода доступна і осмос не залежить, як вітрові та сонячні установки від погоди і часу доби.
Чому мікроби йдуть на контакт
Біологи з Університету Вірджинії виявили, що між мозком і імунітетом існує зв'язок. Крім того, виявилося, що захисні функції організму, а також їх реакція на мікроби зумовлюють поведінку людини і рівень його комунікабельності. Як відомо, контакт між людьми може привести до обміну вірусами. Відповідно, мікроорганізми "зацікавлені в тому, щоб люди якомога більше взаємодіяли.
Вчені зробили висновок, що в процесі еволюції віруси спровокували створення певної функції живого організму: у відповідь на інфекцію імунна система виробляє особливу речовину - гамма-інтерферон, активізує соціальну активність. Досліди на гризунах показали, що якщо блокувати гамма-інтерферон за допомогою генетичного редагування, деякі зони мозку стають гіперактивними. Це призводить до того, що у мишей пропадає бажання взаємодіяти. А якщо гамма-інтерферон розблокувати, центральна нервова система повертається в норму і гризуни відновлюють контакт. Це відкриття допоможе зрозуміти причини поведінкового відхилення при різних формах психічних розладів і знайти способи їх лікування.
Навіщо роботів вчать полювати
Вчені з Інституту нейроинформатики при Університеті Цюріха розвивають у роботів мисливські інстинкти - слідувати за жертвою по п'ятах, передбачаючи траєкторію її руху. Передбачається, що це дозволить машинам набагато краще контактувати з людьми, виконуючи безліч важливих функцій, наприклад, слідувати за людиною з важким вантажем. Для цього фахівці прагнуть вкласти в схему робота реакції, властиві тваринам в дикій природі. Так, щоб вистежити дичину, мозку лева доводиться стрімко обробляти величезний обсяг даних. Хоча більша частина цієї інформації візуальна, іноді тварина діє інтуїтивно, на основі наявного досвіду. Приміром, хижакові не складно здогадатися, куди побіжить лань.
Розробники забезпечили аналогічними можливостями роботів. Для цього використовували систему, що об'єднала різні види камер з особливим типом нейронної мережі, що функціонує як зорова кора тварин. За допомогою такої системи роботи вчаться сприймати об'єкти як свої цілі, і переслідувати їх. Машина обробляє штучної нейронної мережі інформацію, що надходить від навколишнього світу через око-камеру, і запам'ятовує поведінку переслідуваного об'єкта, щоб передбачити його найбільш ймовірне переміщення при черговій зустрічі.
