Пять инноваций прошлой недели, которые вы могли пропустить (11-17 июля)

Что уничтожит Землю

Ученые из Института будущего человечества при Оксфордском университете описали три наиболее реалистичных сценария гибели нашей планеты. По мнению экспертов, конец света может наступить либо из-за солнечной активности, либо из-за столкновения с астероидом, либо в результате  извержения вулканов. Так, если на Землю обрушится мощный поток высокоэнергетических солнечных частиц, возникнут бури, которые отключат все электричество и погрузят мир в темноту. Выйдут из строя сети интернет, банковские системы и все электронное оборудование.

Если на нашу планету упадет астероид, он не только разрушит здания, убьет тысячи людей и выведет из строя ключевые элементы инфраструктуры: поднимется  облако пыли, которое надолго скроет Землю от солнечного света. Аналогичный сценарий предполагается и при извержении вулканов: потоки лавы сметут все на своем пути. Причем реальные предпосылки есть для развития каждого из упомянутых сценариев: растет солнечная активность, к Земле на опасное расстояние приближаются астероиды, а некоторые вулканы на планете вот-вот "проснутся". Ученые также предложили возможные варианты на случай возникновения одной из потенциальных катастроф. В частности, чтобы люди не умерли от голода, на деревьях можно выращивать грибы, а промышленные предприятия сделать максимально независимыми от традиционных источников энергии.

Нейтрино раскрыли тайны Вселенной

На Международной конференции по нейтринной физике и астрофизике ученые из Университета Торонто представили результаты эксперимента, которые помогут понять процесс зарождения Вселенной и определить ее судьбу. Согласно официальной теории, Вселенная образовалась в результате Большого взрыва, когда было равное количество материи и антиматерии. Но такая гипотеза имеет "слабое место": при столкновении друг с другом частицы материи и антиматерии исчезают, то есть Вселенная по идее должна состоять из пустоты. А поскольку это не так, откуда-то взялась дополнительная материя, образовав жизнь.

По мнению астрофизиков из Университета Торонто, все дело в том, что материя и антиматерия способны перенимать свойства друг друга. Это удалось установить на примере нейтрино - частиц, которые очень сложно "поймать", поскольку они практически ни с чем не взаимодействуют. Тем не менее, в процессе их изучения, физики выяснили, что нейтрино могут быть электронные, мюонные и тау-нейтрино, причем один вид может трансформироваться в другой. Точно так же материя и антиматерия могут перетекать друг в друга, и при формировании Вселенной в определенный момент материи стало больше, что и привело к созданию жизни. Подобные эксперименты важны для понимания процессов во Вселенной и предсказания ее дальнейшего развития.

Энергия из воды

Исследователи Федеральной политехнической школы в Лозанне разработали новый метод получения огромного объема экологически чистой энергии. Технология основана на взаимодействии пресной и соленой воды через сверхтонкую, в три атома, мембрану. Ионы соли в соленой воде перемещаются через мембрану до тех пор, пока не сравняется концентрация солей в обеих жидкостях. Заряженные электричеством ионы соли собирают для получения электроэнергии, которую затем поставляют в энергосеть.

С помощью такой технологии вырабатывается неограниченное количество энергии: на площади мембраны 1 кв. м. , 30% поверхности которой покрыто нанопорами, можно производить 1 МВт электроэнергии. Этого, в частности, хватает для работы 50 тысяч энергосберегающих лампочек. Ученые говорят, что такого результата удалось достичь благодаря использованию нового материала в мембране - дисульфида молибдена, который позволяет положительно заряженным ионам беспрепятственно проходить через мембрану, тогда как отрицательно заряженные частицы отталкиваются.

Водная технология (или технология осмоса) чрезвычайно перспективна и может стать оптимальным источником альтернативной энергии: ведь вода доступна и осмос не зависит, как ветровые и солнечные установки от погоды и времени суток. 

Почему микробы идут на контакт

Биологи из Университета Вирджинии обнаружили, что между мозгом и иммунитетом существует связь. Кроме того, оказалось, что защитные функции организма, а также их реакция на микробы предопределяют  поведение человека и уровень его общительности. Как известно, контакт между людьми может привести к обмену вирусами. Соответственно, микроорганизмы "заинтересованы" в том, чтобы люди как можно больше взаимодействовали.

Ученые заключили, что в процессе эволюции вирусы спровоцировали создание определенной функции живого организма: в ответ на инфекцию иммунная система вырабатывает особое вещество - гамма-интерферон, активизирующий социальную активность. Опыты на грызунах показали, что если блокировать гамма-интерферон с помощью генетического редактирования, некоторые зоны мозга становятся гиперактивными. Это приводит к тому, что у мышей пропадает желание взаимодействовать. А если гамма-интерферон разблокировать, центральная нервная система возвращается в норму и грызуны возобновляют контакт. Это открытие поможет понять причины поведенческого отклонения при разных формах психических расстройств и найти способы их лечения.

Зачем роботов учат охотиться

Ученые из Института нейроинформатики при Университете Цюриха развивают у роботов охотничьи инстинкты - следовать за жертвой по пятам, предугадывая траекторию ее движения. Предполагается, что это позволит машинам гораздо лучше контактировать с людьми, выполняя множество важных функций, к примеру, следовать за человеком с тяжелым грузом. Для этого специалисты стремятся вложить в схему робота реакции, свойственные животным в дикой природе. Так, чтобы выследить дичь, мозгу льва приходится стремительно обрабатывать огромный объем данных. Хотя большая часть этой информации визуальная, иногда животное действует интуитивно, на основе имеющегося опыта. К примеру, хищнику не сложно догадаться, куда побежит лань.

Разработчики обеспечили аналогичными возможностями роботов. Для этого использовали систему, объединившую разные виды камер с особым типом нейронной сети, функционирующей как зрительная кора животных. С помощью такой системы роботы учатся воспринимать объекты как свои цели, и преследовать их. Машина обрабатывает в искусственной нейронной сети информацию, поступающую от окружающего мира через глаз-камеру, и  запоминает поведение преследуемого объекта, чтобы предсказать его наиболее вероятное перемещение при очередной встрече.