Пять инноваций прошлой недели, которые вы могли пропустить (21-27 марта)
Эра металлических существ
Как известно, углерод - основной элемент жизни на Земле, из него состоят клетки большинства живых организмов. А поскольку атомы кремния связываются с другими атомами точно так же, как это делают атомы углерода, то теоретически кремний мог бы стать основой альтернативной жизни на нашей планете. К таким выводам пришли исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего, заставившие микроорганизмы встраивать в свои клетки кремний.
Опыты проводили с термофильными бактериями, средой обитания которых являются горячие источники. Как и у большинства живых организмов, у них есть особые ферменты цитохромы, транспортирующие электроны между белками. Кроме того, как выяснилось в процессе экспериментов, цитохромы термофильных бактерий также могут добавлять в свои простые углеводородные цепи кремний. После того как ученые вывели самых сильных в этом отношении бактерий, они стали массово производить кремнийсодержащие углеводороды (в 2000 раз больше природных собратьев). То есть, обычные бактерии трансформировались в новый класс живых существ с металлическими клетками, образованными самим организмом. Такой эксперимент может стать первым шагом на пути создания аналогов Хорты из сериала "Звездный путь", которые будут незаменимы в промышленности и других отраслях.
Марсианский двигатель становится реальностью
Ученые из Eagleworks, экспериментальной лаборатории в Космическом центре NASA имени Джонсона, созданной для исследования альтернативных технологий получения тяги, объявили о завершении очередного этапа испытаний двигателя EmDrive. Такому устройству не нужно для работы топливо и он напрямую преобразует электрическую энергию (например, энергию солнечных батарей), в кинетическую. Тяга создается потоками микроволнового излучения, направленными внутрь замкнутой камеры. Гипотетически, космический аппарат с подобным двигателем, питаемый от ядерного реактора, будет способен разгоняться до сверхсветовых скоростей.
В ноябре прошлого года инженеры NASA кардинально обновили конструкцию EmDrive, чтобы устранить необъяснимые явления, обнаруженные во время проведения предыдущих испытаний. Считалось, что именно из-за таких "ошибок" двигатель работает, хотя согласно законам физики, работать не должен. Однако испытания обновленного двигателя выявили, что все аномальные "необъяснимые явления" сохранились и EmDrive продолжает успешно функционировать. На следующем этапе испытаний двигатель разгонят на максимальную мощность всех силовых компонентов. Это позволит изготовить EmDrive нового поколения, который позволит воплотить технологии безтопливных двигателей в реальность.
Темная материя правит Вселенной?
Физики из Женевского университета создали уникальную математическую программу GEvolution, которая позволит пролить свет на загадки темной энергии и определить ее влияние на расширение Вселенной. В процессе постоянного расширения структура Вселенной меняется, поскольку в ней непрерывно проходят процессы образования, разделения и слияния. Именно эти сложнейшие процессы стали основой новой масштабной математической модели, созданной в Университете Женевы, тогда как сама программа базируется на уравнениях Эйнштейна. Такое объединение позволило сформировать универсальный алгоритм, способный рассчитать большинство космических процессов, включая амплитуду гравитационных волн, обнаруженных недавно в ходе эксперимента LIGO.
До того ученые анализировали подобные явления с помощью числовых методов, обеспечивающих точные результаты лишь в случае очень медленного движения масс материи во Вселенной. Однако большинство частиц передвигается на околосветовых скоростях и рассчитать их перемещение числовыми методами невозможно. Кроме того, старый подход не учитывает колебания темной энергии, на долю которой приходится около 70% всей энергии Вселенной. А ведь именно темная энергия является причиной ускорения процесса расширения Вселенной и всех связанных с этим явлений. GEvolution позволит сравнить теоретический расчет космических событий с их реальной природой, произвести более точную проверку некоторых постулатов Общей теории относительности, а также понять процессы развития Вселенной.
Как стать счастливым
Исследователи из Иллинойского государственного университета создали имплантируемый в мозг чип, способный автоматически замерять уровень дофамина в организме и давать команду на выработку дополнительной дозы, если его уровень падает. Дофамин - один из важнейших нейромедиаторов, являющийся важной частью "системы вознаграждения" мозга, то есть, обеспечивает чувство удовольствия. Кроме того, он отвечает за процессы мотивации и обучения: недавние эксперименты показали, что дофамин участвует в обучении методом проб и ошибок, вырабатываясь, когда человек достигает ожидаемого результата - здесь работает процесс удовлетворения. Доказано также, что дофамин играет немаловажную роль в обеспечении когнитивной деятельности, а его недостаточная выработка связана с развитием ментальных расстройств, в том числе болезни Паркинсона.
Новый чип измеряет непосредственно концентрацию дофамина, тогда как существовавшие до того подобные имплантаты для оценки его количества измеряли прохождение нервных сигналов в организме. Новое устройство работает по принципу термостата, который меряет температуру, и в случае отклонения включает или выключает отопление. Чип использует электрод из углеродного волокна для измерения pH и уровня дофамина. При понижении ниже критического он отправляет электрический импульс в нужные клетки, стимулируя выработку вещества. Такой прибор можно запрограммировать на работу не только с дофамином, но и с другими нейромедиаторами. Сейчас уровень дофамина повышают за счет лекарств, дозу которых невозможно правильно рассчитать в виду отсутствия системы точного определения уровня нейромедиаторов. Использование автоматики позволит решить эту проблему и не перегружать организм препаратами.
Робот с интеллектом "Ватсона"
Компания IBM и отельная сеть Hilton объявили о начале работы первого в мире робота-консьержа Connie, который будет взаимодействовать с гостями отелей, используя систему искусственного интеллекта IBM Watson. Информация, которой пользуется система робота, поставляется программным интерфейсом Watson API и содержит все необходимое для ведения естественного диалога (классификаторы естественного языка, функции преобразования текстовой информации в речь и пр.). Функции анализа речевой информации позволяют определить суть задаваемых вопросов и находить на них наиболее подходящие ответы, а базы данных WayBlazer снабжают электронного консьержа информацией о кафе, ресторанах, театрах и достопримечательностях за пределами отеля.
Система Connie самообучающаяся: постоянно взаимодействуя с людьми, робот непрерывно совершенствует свои навыки, повышая качество предоставляемой информации. Он рассказывает гостям об особенностях обслуживания в отеле, ресторанных меню, наиболее интересных местах городов, в которых расположены гостиницы Hilton. Первый Connie, ставший новой версией известного робота Nao - автономного программируемого гуманоида парижской компании Aldebaran Robotics, на днях начал работу в отеле Hilton McLean в штате Вирджиния. Это не только позволило привлечь в гостиницу максимальное число клиентов, но и существенно упростило работу живого персонала.
